JP2003301409A - 地中熱利用融雪装置 - Google Patents
地中熱利用融雪装置Info
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- JP2003301409A JP2003301409A JP2002109873A JP2002109873A JP2003301409A JP 2003301409 A JP2003301409 A JP 2003301409A JP 2002109873 A JP2002109873 A JP 2002109873A JP 2002109873 A JP2002109873 A JP 2002109873A JP 2003301409 A JP2003301409 A JP 2003301409A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Cleaning Of Streets, Tracks, Or Beaches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 効果的に、かつ、クリーンで廉価なエネルギ
ーを利用して、地盤沈下、水の飛散、路面の凍結等の問
題を発生させることなく融雪することのできる融雪装置
を提供する。 【解決手段】 外筒１１内に内筒１２を同心状に設けて
地中に垂直に埋設し、その中に第一液媒を循環させて地
中熱を採取する熱交換器１０と、路面１直下にヘアピン
カーブ状に埋設し、その中に第二液媒を循環させ、その
熱によって路面１上の雪を融かす放熱管２０と、第一液
媒の熱を高温化して第二液媒に移すヒートポンプ３０
と、熱を蓄える蓄熱槽４０とを設ける。そして、熱交換
器１０とヒートポンプ３０とを第一環路３１で連通する
と共に、ヒートポンプ３０と放熱管２０とを第二環路３
２で連通する。また、第一環路３１と蓄熱槽４０とを第
一連通路４１で連通すると共に、第二環路３２と蓄熱槽
４０とを第二連通路４２で連通する。
ーを利用して、地盤沈下、水の飛散、路面の凍結等の問
題を発生させることなく融雪することのできる融雪装置
を提供する。 【解決手段】 外筒１１内に内筒１２を同心状に設けて
地中に垂直に埋設し、その中に第一液媒を循環させて地
中熱を採取する熱交換器１０と、路面１直下にヘアピン
カーブ状に埋設し、その中に第二液媒を循環させ、その
熱によって路面１上の雪を融かす放熱管２０と、第一液
媒の熱を高温化して第二液媒に移すヒートポンプ３０
と、熱を蓄える蓄熱槽４０とを設ける。そして、熱交換
器１０とヒートポンプ３０とを第一環路３１で連通する
と共に、ヒートポンプ３０と放熱管２０とを第二環路３
２で連通する。また、第一環路３１と蓄熱槽４０とを第
一連通路４１で連通すると共に、第二環路３２と蓄熱槽
４０とを第二連通路４２で連通する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、道路や線路の軌道等
の路面に積もった雪を、地中熱を利用して融雪する融雪
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来、道路や線路の軌道等の路面に積
もった雪を融かすために、井戸から地下水を汲み上げ、
その水を路面に散水する手段がある。この手段は、汲み
上げた地下水を利用するといったいわゆるクリーンなエ
ネルギーで融雪することができるので、大気を汚染せ
ず、かつ運転費が廉価であるといった利点がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 しかし、この従来技
術においては、大量の地下水を汲み上げる必要があるの
で、地盤沈下を起こし易いといった大きな問題がある。
また、散水した水が、歩行者や自動車に飛散したり、外
気温が下がると路面が凍結し、自動車事故等を誘発する
おそれがあると言った問題もある。 【０００４】本発明はこうした問題に鑑み創案されたも
ので、効果的に、かつ、クリーンで廉価なエネルギーを
利用して、地盤沈下、水の飛散、路面の凍結による自動
車事故等の問題を発生させることなく融雪することので
きる融雪装置を提供することを課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 図１および図２を参照
して説明する。本発明に係る地中熱利用融雪装置は、内
部に第一液媒を循環させて地中熱を採取する熱交換器１
０と、道路や線路の軌道等の路面１直下にヘアピンカー
ブ状に埋設し、その中に第二液媒を循環させ、その熱に
よって路面１上の雪を融かす放熱管２０と、前記第一液
媒の熱を高温化して第二液媒に移すヒートポンプ３０
と、熱を蓄える蓄熱槽４０とを備え、前記熱交換器１０
とヒートポンプ３０とを、第一液媒を循環させる第一環
路３１で連通すると共に、前記ヒートポンプ３０と放熱
管２０とを第二液媒を循環させる第二環路３２で連通
し、さらに、前記第一環路３１と蓄熱槽４０とをバルブ
４３を有する第一連通路４１で連通すると共に、前記第
二環路３２と蓄熱槽４０とをバルブ４４を有する第二連
通路４２で連通してなる。 【０００６】 【発明の実施の形態】 本発明に係る地中熱利用融雪装
置の実施形態を、図１および図２に示す。この融雪装置
は、熱交換器１０、放熱管２０、ヒートポンプ３０およ
び蓄熱槽４０を備える。 【０００７】熱交換器１０は、底壁１１ａを有する外筒
１１内に内筒１２を同心状に設けて、地中に１５０ｍ程
度に達するまで垂直に埋設しており、その中に第一液媒
（不凍液）を循環させて地中熱を採取する。この第一液
媒は、内筒１２の上端から供給されて下降し、その下端
部で折り返して外筒１１内へ侵入して上昇し、上昇する
間に地中熱と熱交換を行って当該地中熱を採取する。 【０００８】放熱管２０は、長手部２１と短絡部２２と
で構成すると共に、道路の路面１直下にヘアピンカーブ
状に埋設し、その中に第二液媒（水）を循環させ、その
熱を放出することによって路面１上の雪を融かす。ま
た、ヒートポンプ３０は、第一液媒の熱を高温化して第
二液媒に移すはたらきをする。さらに、蓄熱槽４０は、
熱を蓄える機能を備える。 【０００９】そして、熱交換器１０とヒートポンプ３０
とを、第一液媒を循環させる第一環路３１で連通すると
共に、そのヒートポンプ３０と放熱管２０とを第二液媒
を循環させる第二環路３２で連通している。第一環路３
１と第二環路３２には、それぞれ循環ポンプ３４、３５
を設けている。さらに、第一環路３１と蓄熱槽４０とを
バルブ４３を有する第一連通路４１で連通すると共に、
第二環路３２と同じ蓄熱槽４０とをバルブ４４を有する
第二連通路４２で連通している。 【００１０】この地中熱利用融雪装置の作用を、以下説
明する。まず、第一環路３１および第二環路３２のそれ
ぞれに設けた循環ポンプ３４、３５を作動させる。これ
によって、第一環路３１の第一液媒が、熱交換器１０と
ヒートポンプ３０との間を循環する。それと同時に、第
二環路３２の第二液媒がヒートポンプ３０と放熱管２０
との間を循環する。なお、通常時においては、第一連通
路４１および第二連通路４２に設けたバルブ４３、４４
を閉じ、第一液媒および第二液媒が蓄熱槽４０へ送られ
るのを阻止する。 【００１１】放熱管２０では、第一液媒で地中熱を採取
する。この熱は、ヒートポンプ３０で、第三環路３３を
循環する第三液媒を介し、高温化されて第二液媒に伝達
される。そして、この第二液媒は、第二環路３２を循環
し、その熱が放熱管２０で放出され、路面１の雪を融か
す。この熱は、ヒートポンプ３０のはたらきによって地
中熱より大幅に高温化されているので、路面１上の雪を
効果的に融かすことができる。 【００１２】また、この地中熱は環境を汚染しないクリ
ーンなエネルギーであるため大気を汚染することがな
く、かつ、地球上に無限に存在するので、運転コストを
廉価に抑えることができる。また、地下水のように地盤
沈下といった問題を誘発せず、また、水の飛散、路面１
の凍結による自動車事項等の問題を発生させることがな
い。 【００１３】なお、路面１の積雪量が少ない場合等は、
第一環路３１および第二環路３２に設けたバルブ４３、
４４を解放して、第一液媒および第二液媒を蓄熱槽４０
に供給し、その熱を当該蓄熱槽４０で蓄える。そして、
蓄えた熱を、積雪量が多い場合等に放熱管２０に供給
し、効果的な融雪を行う。 【００１４】また、この融雪装置は、冬季の使用に限ら
ず、夏季において、太陽熱で加熱された路面１を冷却す
るために使用することもできる。すなわち、地中熱は季
節を問わずほぼ一定であり、冬季は外気より高く、夏季
は外気より低い。従って、放熱管２０を循環する第二液
媒で路面１の熱を奪って冷却し、その熱を、第一液媒に
移した後、熱交換器１０によって地中に放出する。こう
して路面１を冷却することによって、熱による荒れを防
止し、路面１の寿命を延ばすことができる。 【００１５】なお、熱交換器１０は、外筒１１内に内筒
１２を同心状に設けたいわゆる同心二重管タイプに限定
されるものではなく、図３に示すように、管本体１３の
中心に隔壁１４を設けて二つの通路１５を形成し、一方
の通路１５に液媒を供給し、他方の通路１５から排出す
るＵ字管タイプのものを使用することもできる。 【００１６】また、ヒートポンプ３０循環ポンプ３４，
３５は、商用電源の他に、太陽熱発電装置や内燃機関発
電装置によって稼動することができる。太陽光発電装置
は、図４に示すように、ソーラーパネル４５で太陽光を
吸収し、蓄電池ボックス４６内の蓄電池４８に、充電必
要時に作動する制御基板４７を介して蓄電し、コントロ
ーラー４９によって必要量の電力をヒートポンプ３０と
循環ポンプ３４，３５へ供給する。 【００１７】 【発明の効果】 本発明に係る地中熱利用融雪装置は、
地中熱をヒートポンプ３０のはたらきによって高温化
し、その熱を放出して路面１の雪を融かすので、効果的
な融雪を行うことができる。 【００１８】また、本融雪装置で利用する地中熱は環境
を汚染しないクリーンなエネルギーであるため大気を汚
染することがなく、かつ、地球上に無限に存在するの
で、運転コストを廉価に抑えることができる。さらに、
地下水のように地盤沈下といった問題を誘発せず、ま
た、水の飛散、路面１の凍結による自動車事項等の問題
を発生させることがないので、融雪装置としてきわめて
優れる。
の路面に積もった雪を、地中熱を利用して融雪する融雪
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来、道路や線路の軌道等の路面に積
もった雪を融かすために、井戸から地下水を汲み上げ、
その水を路面に散水する手段がある。この手段は、汲み
上げた地下水を利用するといったいわゆるクリーンなエ
ネルギーで融雪することができるので、大気を汚染せ
ず、かつ運転費が廉価であるといった利点がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 しかし、この従来技
術においては、大量の地下水を汲み上げる必要があるの
で、地盤沈下を起こし易いといった大きな問題がある。
また、散水した水が、歩行者や自動車に飛散したり、外
気温が下がると路面が凍結し、自動車事故等を誘発する
おそれがあると言った問題もある。 【０００４】本発明はこうした問題に鑑み創案されたも
ので、効果的に、かつ、クリーンで廉価なエネルギーを
利用して、地盤沈下、水の飛散、路面の凍結による自動
車事故等の問題を発生させることなく融雪することので
きる融雪装置を提供することを課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 図１および図２を参照
して説明する。本発明に係る地中熱利用融雪装置は、内
部に第一液媒を循環させて地中熱を採取する熱交換器１
０と、道路や線路の軌道等の路面１直下にヘアピンカー
ブ状に埋設し、その中に第二液媒を循環させ、その熱に
よって路面１上の雪を融かす放熱管２０と、前記第一液
媒の熱を高温化して第二液媒に移すヒートポンプ３０
と、熱を蓄える蓄熱槽４０とを備え、前記熱交換器１０
とヒートポンプ３０とを、第一液媒を循環させる第一環
路３１で連通すると共に、前記ヒートポンプ３０と放熱
管２０とを第二液媒を循環させる第二環路３２で連通
し、さらに、前記第一環路３１と蓄熱槽４０とをバルブ
４３を有する第一連通路４１で連通すると共に、前記第
二環路３２と蓄熱槽４０とをバルブ４４を有する第二連
通路４２で連通してなる。 【０００６】 【発明の実施の形態】 本発明に係る地中熱利用融雪装
置の実施形態を、図１および図２に示す。この融雪装置
は、熱交換器１０、放熱管２０、ヒートポンプ３０およ
び蓄熱槽４０を備える。 【０００７】熱交換器１０は、底壁１１ａを有する外筒
１１内に内筒１２を同心状に設けて、地中に１５０ｍ程
度に達するまで垂直に埋設しており、その中に第一液媒
（不凍液）を循環させて地中熱を採取する。この第一液
媒は、内筒１２の上端から供給されて下降し、その下端
部で折り返して外筒１１内へ侵入して上昇し、上昇する
間に地中熱と熱交換を行って当該地中熱を採取する。 【０００８】放熱管２０は、長手部２１と短絡部２２と
で構成すると共に、道路の路面１直下にヘアピンカーブ
状に埋設し、その中に第二液媒（水）を循環させ、その
熱を放出することによって路面１上の雪を融かす。ま
た、ヒートポンプ３０は、第一液媒の熱を高温化して第
二液媒に移すはたらきをする。さらに、蓄熱槽４０は、
熱を蓄える機能を備える。 【０００９】そして、熱交換器１０とヒートポンプ３０
とを、第一液媒を循環させる第一環路３１で連通すると
共に、そのヒートポンプ３０と放熱管２０とを第二液媒
を循環させる第二環路３２で連通している。第一環路３
１と第二環路３２には、それぞれ循環ポンプ３４、３５
を設けている。さらに、第一環路３１と蓄熱槽４０とを
バルブ４３を有する第一連通路４１で連通すると共に、
第二環路３２と同じ蓄熱槽４０とをバルブ４４を有する
第二連通路４２で連通している。 【００１０】この地中熱利用融雪装置の作用を、以下説
明する。まず、第一環路３１および第二環路３２のそれ
ぞれに設けた循環ポンプ３４、３５を作動させる。これ
によって、第一環路３１の第一液媒が、熱交換器１０と
ヒートポンプ３０との間を循環する。それと同時に、第
二環路３２の第二液媒がヒートポンプ３０と放熱管２０
との間を循環する。なお、通常時においては、第一連通
路４１および第二連通路４２に設けたバルブ４３、４４
を閉じ、第一液媒および第二液媒が蓄熱槽４０へ送られ
るのを阻止する。 【００１１】放熱管２０では、第一液媒で地中熱を採取
する。この熱は、ヒートポンプ３０で、第三環路３３を
循環する第三液媒を介し、高温化されて第二液媒に伝達
される。そして、この第二液媒は、第二環路３２を循環
し、その熱が放熱管２０で放出され、路面１の雪を融か
す。この熱は、ヒートポンプ３０のはたらきによって地
中熱より大幅に高温化されているので、路面１上の雪を
効果的に融かすことができる。 【００１２】また、この地中熱は環境を汚染しないクリ
ーンなエネルギーであるため大気を汚染することがな
く、かつ、地球上に無限に存在するので、運転コストを
廉価に抑えることができる。また、地下水のように地盤
沈下といった問題を誘発せず、また、水の飛散、路面１
の凍結による自動車事項等の問題を発生させることがな
い。 【００１３】なお、路面１の積雪量が少ない場合等は、
第一環路３１および第二環路３２に設けたバルブ４３、
４４を解放して、第一液媒および第二液媒を蓄熱槽４０
に供給し、その熱を当該蓄熱槽４０で蓄える。そして、
蓄えた熱を、積雪量が多い場合等に放熱管２０に供給
し、効果的な融雪を行う。 【００１４】また、この融雪装置は、冬季の使用に限ら
ず、夏季において、太陽熱で加熱された路面１を冷却す
るために使用することもできる。すなわち、地中熱は季
節を問わずほぼ一定であり、冬季は外気より高く、夏季
は外気より低い。従って、放熱管２０を循環する第二液
媒で路面１の熱を奪って冷却し、その熱を、第一液媒に
移した後、熱交換器１０によって地中に放出する。こう
して路面１を冷却することによって、熱による荒れを防
止し、路面１の寿命を延ばすことができる。 【００１５】なお、熱交換器１０は、外筒１１内に内筒
１２を同心状に設けたいわゆる同心二重管タイプに限定
されるものではなく、図３に示すように、管本体１３の
中心に隔壁１４を設けて二つの通路１５を形成し、一方
の通路１５に液媒を供給し、他方の通路１５から排出す
るＵ字管タイプのものを使用することもできる。 【００１６】また、ヒートポンプ３０循環ポンプ３４，
３５は、商用電源の他に、太陽熱発電装置や内燃機関発
電装置によって稼動することができる。太陽光発電装置
は、図４に示すように、ソーラーパネル４５で太陽光を
吸収し、蓄電池ボックス４６内の蓄電池４８に、充電必
要時に作動する制御基板４７を介して蓄電し、コントロ
ーラー４９によって必要量の電力をヒートポンプ３０と
循環ポンプ３４，３５へ供給する。 【００１７】 【発明の効果】 本発明に係る地中熱利用融雪装置は、
地中熱をヒートポンプ３０のはたらきによって高温化
し、その熱を放出して路面１の雪を融かすので、効果的
な融雪を行うことができる。 【００１８】また、本融雪装置で利用する地中熱は環境
を汚染しないクリーンなエネルギーであるため大気を汚
染することがなく、かつ、地球上に無限に存在するの
で、運転コストを廉価に抑えることができる。さらに、
地下水のように地盤沈下といった問題を誘発せず、ま
た、水の飛散、路面１の凍結による自動車事項等の問題
を発生させることがないので、融雪装置としてきわめて
優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】 図１における熱交換器を示す部分拡大図であ
る。 【図３】 本発明で使用する熱交換器の他の実施形態を
示す部分拡大図である。 【図４】 本発明に係る融雪装置のヒートポンプ等を稼
動する太陽熱発電装置のフローチャートである。 【符号の説明】 １ 路面 １０ 熱交換器 １１ 外筒 １１ａ 底壁 １２ 内筒 １３ 管本体 １４ 隔壁 １５ 通路 ２０ 放熱管 ２１ 長手部 ２２ 短絡部 ３０ ヒートポンプ ３１ 第一環路 ３２ 第二環路 ３３ 第三環路 ３４ 循環ポンプ ３５ 循環ポンプ ４０ 蓄熱槽 ４１ 第一連通路 ４２ 第二連通路 ４３ バルブ ４４ バルブ ４５ ソーラーパネル ４６ 蓄電池ボックス ４７ 制御基板 ４８ 蓄電池 ４９ コントローラー
る。 【図３】 本発明で使用する熱交換器の他の実施形態を
示す部分拡大図である。 【図４】 本発明に係る融雪装置のヒートポンプ等を稼
動する太陽熱発電装置のフローチャートである。 【符号の説明】 １ 路面 １０ 熱交換器 １１ 外筒 １１ａ 底壁 １２ 内筒 １３ 管本体 １４ 隔壁 １５ 通路 ２０ 放熱管 ２１ 長手部 ２２ 短絡部 ３０ ヒートポンプ ３１ 第一環路 ３２ 第二環路 ３３ 第三環路 ３４ 循環ポンプ ３５ 循環ポンプ ４０ 蓄熱槽 ４１ 第一連通路 ４２ 第二連通路 ４３ バルブ ４４ バルブ ４５ ソーラーパネル ４６ 蓄電池ボックス ４７ 制御基板 ４８ 蓄電池 ４９ コントローラー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内部に第一液媒を循環させて地中熱を採
取する熱交換器（１０）と、 道路や線路の軌道等の路面（１）直下にヘアピンカーブ
状に埋設し、その中に第二液媒を循環させ、その熱によ
って路面（１）上の雪を融かす放熱管（２０）と、 前記第一液媒の熱を高温化して第二液媒に移すヒートポ
ンプ（３０）と、 熱を蓄える蓄熱槽（４０）とを備え、 前記熱交換器（１０）とヒートポンプ（３０）とを、第
一液媒を循環させる第一環路（３１）で連通すると共
に、前記ヒートポンプ（３０）と放熱管（２０）とを第
二液媒を循環させる第二環路（３２）で連通し、 さらに、前記第一環路（３１）と蓄熱槽（４０）とをバ
ルブ（４３）を有する第一連通路（４１）で連通すると
共に、前記第二環路（３２）と蓄熱槽（４０）とをバル
ブ（４４）を有する第二連通路（４２）で連通してなる
地中熱利用融雪装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109873A JP2003301409A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 地中熱利用融雪装置 |
| CNB031207294A CN1313781C (zh) | 2002-04-12 | 2003-03-18 | 利用地热的融雪装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109873A JP2003301409A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 地中熱利用融雪装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003301409A true JP2003301409A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29243208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002109873A Pending JP2003301409A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 地中熱利用融雪装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003301409A (ja) |
| CN (1) | CN1313781C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145059A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Mitsubishi Materials Natural Resources Development Corp | ハイブリッド式地中熱利用ヒートポンプ装置及びその運転方法 |
| JP2007321383A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Tekken Constr Co Ltd | 熱交換掘削杭及び地中熱利用消融雪装置 |
| CN100425770C (zh) * | 2006-11-10 | 2008-10-15 | 哈尔滨工业大学 | 利用地下自然能源的路桥面冷却及融冰雪装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102808367A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-12-05 | 张艺 | 公路路面防结冰及防雾系统 |
| CN102704369A (zh) * | 2012-06-28 | 2012-10-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种太阳能与土壤源热能结合的道路融雪系统及利用该系统的融雪方法 |
| CN103147376A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 天津百思特环保能源开发有限公司 | 太阳能融雪系统 |
| CN104594156B (zh) * | 2015-02-02 | 2017-08-01 | 重庆交通大学 | 利用隧道内地热的融雪化冰系统 |
| CN105040549A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-11 | 四川泉欣科技有限公司 | 一种防止道路结冰的方法 |
| CN105737232A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-06 | 济南国海能源科技有限公司 | 一种利用干热岩热能的高效清洁能源供热系统 |
| CN106940032A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-07-11 | 中能服能源科技股份有限公司 | 一种单井式深层地热利用直燃型热泵供热系统 |
| CN107245923A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-13 | 扬州市市政设施管理处 | 一种利用浅层地热能的智能型桥面融雪化冰系统 |
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