JP2003322410A - 下水利用熱源設備 - Google Patents

下水利用熱源設備

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JP2003322410A
JP2003322410A JP2002128450A JP2002128450A JP2003322410A JP 2003322410 A JP2003322410 A JP 2003322410A JP 2002128450 A JP2002128450 A JP 2002128450A JP 2002128450 A JP2002128450 A JP 2002128450A JP 2003322410 A JP2003322410 A JP 2003322410A
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JP
Japan
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sewage
manhole
heat
heat exchanger
heat source
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JP2002128450A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Yano
幸博 矢野
Atsushi Komatsuzaki
淳 小松崎
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 頻繁な清掃メンテナンスを要することなく採
熱性能や放熱性能を高く維持できる下水利用熱源設備を
提供する。 【解決手段】 下水管8Aからマンホール内へ流入した
下水Wをマンホール内から汲み出す下水ポンプP3を装
備した下水マンホール3において、熱媒L1を器内通過
させる対下水用の熱交換器4を、マンホール形成壁3w
の外面に接触又は近接させた状態でマンホール外部に配
設する、又は、マンホール形成壁3wに埋め込む、又
は、マンホール内部に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は下水利用熱源設備に
する。
【0002】
【従来の技術】従来、下水から採熱する、又は、下水へ
放熱する下水利用の熱源設備としては、熱媒L1を器内
通過させる対下水用の熱交換器4を、図9に示す如く下
水管8の管内に配設したり、図10に示す如く下水管8
の外面に接触ないし近接させた状態で下水管外部の地中
Gに配設したり、あるいは、図11に示す如く下水管途
中に設けられる下水会所8Kの内部に配設し、これら熱
交換器4で熱媒L1を下水Wと熱交換させることで下水
Wから採熱する又は下水Wへ放熱するものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、下水管の管内
や下水会所の内部に熱交換器を配設するものでは、下水
中の雑物が熱交換器の伝熱壁に付着堆積してその伝熱壁
の伝熱性が低下することで、採熱性能や放熱性能が大き
く低下する問題があり、また、この性能低下を防止する
には頻繁な清掃メンテナンスが必要になる問題があっ
た。
【0004】一方、熱交換器を下水管の外面に接触ない
し近接させた状態で下水管外部の地中に配設するもので
は、下水中の雑物が熱交換器に直接に付着堆積すること
は無いものの、下水中の雑物が下水管の管壁に付着堆積
してその管壁の伝熱性が低下することで、やはり採熱性
能や放熱性能が低下する問題があった。
【0005】この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、
頻繁な清掃メンテナンスを要することなく採熱性能や放
熱性能を高く維持できる下水利用熱源設備を提供する点
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】〔1〕請求項1に係る発
明は下水利用熱源設備に係り、その特徴は、下水管から
マンホール内へ流入した下水をマンホール内から汲み出
す下水ポンプを装備した下水マンホールにおいて、熱媒
を器内通過させる対下水用の熱交換器をマンホール形成
壁の外面に接触又は近接させた状態でマンホール外部に
配設してある点にある。
【0007】この構成では、マンホール外部に配設した
熱交換器において、その器内を通過させる熱媒を熱交換
器の伝熱壁及びマンホール形成壁を介しマンホール内の
下水と熱交換させることで、下水からの採熱又は下水へ
の放熱を行なうが、上記の下水マンホールでは、下水ポ
ンプによる下水の汲み出しに伴ってマンホール内に形成
される強い水流によりマンホール内が常時的に清掃され
るから、また、近年はこの水流による清掃が効果的に実
現されるように意図的に設計された下水マンホールも多
いことから、マンホール形成壁に対する下水中雑物の付
着堆積が効果的に防止されて、マンホール形成壁の伝熱
性が高く維持される。
【0008】このことから、上記構成によれば、頻繁な
清掃メンテナンスを要することなく、マンホール形成壁
を介してのマンホール内の下水と熱媒との熱交換の効率
を高く保って、採熱性能や放熱性能を高く維持すること
ができる。
【0009】〔2〕請求項2に係る発明は下水利用熱源
設備に係り、その特徴は、下水管からマンホール内へ流
入した下水をマンホール内から汲み出す下水ポンプを装
備した下水マンホールにおいて、熱媒を器内通過させる
対下水用の熱交換器をマンホール形成壁に埋め込んであ
る点にある。
【0010】この構成では、マンホール形成壁に埋め込
んだ熱交換器において、その器内を通過させる熱媒を熱
交換器の伝熱壁及びマンホール形成壁の壁材を介しマン
ホール内の下水と熱交換させることで、下水からの採熱
又は下水への放熱を行なうが、上記の下水マンホールで
は、前述の如く、下水ポンプによる下水の汲み出しに伴
ってマンホール内に形成される強い水流によりマンホー
ル内が常時的に清掃されるから、マンホール形成壁に対
する下水中雑物の付着堆積が効果的に防止されて、マン
ホール形成壁の伝熱性が高く維持される。
【0011】このことから、請求項1に係る発明と同
様、上記構成によれば、頻繁な清掃メンテナンスを要す
ることなく、マンホール形成壁の壁材を介してのマンホ
ール内の下水と熱媒との熱交換の効率を高く保って、採
熱性能や放熱性能を高く維持することができる。
【0012】なお、請求項1又は2に係る発明によれ
ば、熱交換器の器内を通過させる熱媒をマンホール周り
の地層と熱交換させて、その対地熱交換により地中から
採熱したり地中へ放熱するといったことも効果的に実施
でき、この点で、全体としての採熱性能や放熱性能に一
層優れた下水利用熱源設備にできる。
【0013】〔3〕請求項3に係る発明は下水利用熱源
設備に係り、その特徴は、下水管からマンホール内へ流
入した下水をマンホール内から汲み出す下水ポンプを装
備した下水マンホールにおいて、熱媒を器内通過させる
対下水用の熱交換器をマンホール内部に配設してある点
にある。
【0014】この構成では、マンホール内部に配設した
熱交換器において、その器内を通過させる熱媒を熱交換
器の伝熱壁を介しマンホール内の下水と熱交換させるこ
とで、下水からの採熱又は下水への放熱を行なうが、上
記の下水マンホールでは、前述の如く、下水ポンプによ
る下水の汲み出しに伴ってマンホール内に形成される強
い水流によりマンホール内が常時的に清掃されるから、
マンホール内の熱交換器に対する下水中雑物の付着堆積
が効果的に防止されて、熱交換器伝熱壁の伝熱性が高く
維持される。
【0015】このことから、請求項1,2に係る発明と
同様、上記構成によれば、頻繁な清掃メンテナンスを要
することなく、マンホール内部に配設した熱交換器での
マンホール内の下水と熱媒との熱交換の効率を高く保っ
て、採熱性能や放熱性能を高く維持することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は下水利用熱源設備を用いた
融雪設備を示し、1は歩道におけるバス停留所BSの待
合場において路面下に設置した融雪用の放熱器、2はバ
ス停留所BSの近くにおいて歩道脇に設置した熱源ユニ
ット、3はバス停留所BSの近くの下水マンホール、4
は下水マンホール3に配備した対下水用の熱交換器であ
る。
【0017】図2に示す如く、熱源ユニット2は蒸気圧
縮式のヒートポンプ5、熱源側の熱媒ポンプP1、出力
側の熱媒ポンプP2、並びに、制御機器を扁平直方体形
状の縦型ケース2aに内装したものであり、ヒートポン
プ5は、圧縮機5a、膨張弁5b,凝縮器として機能さ
せる出力側熱交換器5c、蒸発器として機能させる熱源
側熱交換器5dを主要構成品とする冷媒回路を備えてい
る。
【0018】6は熱源側の熱媒ポンプP1により熱源側
熱交換器5dと対下水用熱交換器4との間で熱源側熱媒
L1を循環させる熱源側の熱媒循環路であり、7は出力
側の熱媒ポンプP2により出力側熱交換器5cと融雪用
放熱器1との間で出力側の熱媒L2を循環させる出力側
の熱媒循環路である。また、熱源側及び出力側の熱媒L
1,L2には夫々、ブラインや水を用いる。
【0019】つまり、この融雪設備では、両熱媒ポンプ
P1,P2の運転下でヒートポンプ5を運転して、熱源
側熱媒L1を対下水用熱交換器4において下水マンホー
ル3における下水Wと熱交換させることで、熱源側熱交
換器5dの蒸発器としての吸熱作用により熱源側熱媒L
1を介し下水Wから採熱して、その採取熱をヒートポン
プ5の昇温機能により昇温し、そして、凝縮器としての
出力側熱交換器5cにおいて出力される昇温熱を出力側
熱媒L2を介し融雪用放熱器1において放熱させること
で、バス停留所BSにおける待合場の融雪を行なう。
【0020】図3及び図4に示す如く、下水マンホール
3は、上流側の埋設下水管8Aからマンホール内に流入
した下水Wを下水ポンプP3によりマンホール内から汲
み出して、その汲み出し下水Wを上流側の埋設下水管8
Aよりも高位の下流側埋設下水管8Bへ送出する下水揚
送用の中継マンホールであり、下水ポンプP3として
は、一方を通常運転用とし、かつ、他方を予備とする、
ないしは、定期的に交互運転する二基の水中汚水ポンプ
を装備してある。
【0021】また、下水マンホール3の底部には、下水
ポンプP3の筒状吸入口9を位置させる集水ピット部3
pを形成するとともに、マンホール内の水位がある程度
まで低下した状態において下水ポンプP3による汲み出
しに伴いマンホール内の下水Wを集水ピット部3pに集
積流入させるのに、マンホール内の下水Wをマンホール
内周面に沿わせる状態で大きく旋回させて集水ピット部
3pに集積流入させる旋回流形成用の案内水路3rを形
成してある。
【0022】つまり、この下水マンホール3では、下水
ポンプP3による下水Wの汲み出しに伴い上記案内水路
3rによる案内をもってマンホール内に図中矢印で示す
如き強い旋回流を形成することにより、下水W中の雑物
がマンホール内に残存堆積することがないように旋回流
をもってマンホール内を清掃する。
【0023】10は下水ポンプP3の吐出下水Wを下流
側の埋設下水管8Bに送る揚送管、11はマンホール内
の水位を検出する圧力式の水位センサであり、下水ポン
プP3は、水位センサ11の検出情報に基づき、マンホ
ール内の水位が上側設定水位aまで上昇したとき運転開
始され、かつ、マンホール内の水位が下側設定水位bま
で低下したとき運転停止される。
【0024】下水マンホール3とともに下水利用の熱源
設備を構成する対下水用の熱交換器4は、それを構成す
る金属製ないし樹脂製の伝熱管4aをコンクリート材か
らなるマンホール形成壁3wの外面に接触ないし近接さ
せてマンホール外周面に対し螺旋状に巻き付けた状態で
マンホール外部の地中Gに埋設してあり、伝熱管4aの
管内を通過させる熱源側熱媒L1(すなわち、熱交換器
4の器内を通過させる熱媒)を、熱交換器伝熱壁として
の伝熱管4aの管壁、及び、マンホール形成壁3wを介
してマンホール内の下水Wと熱交換させるようにしてあ
る。
【0025】すなわち、この下水利用熱源設備では、前
記旋回流によりマンホール内が常時的に清掃されること
で、マンホール形成壁3wに対する下水W中雑物の付着
堆積が効果的に防止され、これにより、マンホール形成
壁3wの伝熱性が高く維持されて、対下水用熱交換器4
の器内を通過させる熱源側熱媒L1とマンホール内の下
水Wとの熱交換の効率が高く維持される。
【0026】また、下水ポンプP3による汲み出し等で
マンホール内の水位が低下した状態では、対下水用熱交
換器4の器内を通過させる熱源側熱媒L1をマンホール
周囲の地層と熱交換させて、その対地熱交換により地中
Gからの採熱も効率的に行なうことができ、これらのこ
とから、頻繁な清掃メンテナンスを要することなく、高
い採熱性能を安定的に発揮することができて、融雪設備
の熱源として極めて好適な下水利用熱源設備となる。
【0027】〔別の実施形態〕次に別実施形態を列記す
る。
【0028】前述の実施形態では、下水ポンプP3を備
える下水マンホール3に対下水用の熱交換器4を装備す
るのに、請求項1に係る発明の具合的な一実施形態とし
て、対下水用の熱交換器4をマンホール形成壁3wの外
面に接触又は近接させた状態でマンホール外部に配設し
た例を示したが、これに代え、請求項2に係る発明の具
体的な一実施形態として、図5,図6に示す如く、金属
製ないし樹脂製の伝熱管4aを螺旋状にして構成した対
下水用の熱交換器4をマンホール形成壁3wに埋め込み
装備するようにしてもよい。
【0029】また、請求項3に係る発明の具体的な一実
施形態として、図7,図8に示す如く、金属製ないし樹
脂製の伝熱管4aで構成する対下水用の熱交換器4を、
伝熱管4aがマンホール内周壁に沿って螺旋状に延びる
状態にしてマンホール内部に配設するようにしてもよ
い。
【0030】請求項1〜3に係る発明の実施において、
下水マンホール3に装備する対下水用熱交換器4の具体
的構造は、前述の如く伝熱管4aを螺旋状に配した構造
に限られるものではなく、伝熱管4aを蛇行状に配した
構造や、プレート式と称される熱交換器構造など、どの
ような構造であってもよい。
【0031】また、請求項1〜3に係る発明の実施にお
いて、対下水用熱交換器4をマンホール外部に配設した
り、マンホール形成壁3wに埋め込み装備したり、マン
ホール内部に配設するのに、その具体的な配設構造も前
述の実施形態で示した構造に限らず、種々の構成変更が
可能である。
【0032】対下水用熱交換器4の装備対象とする下水
マンホール3は、マンホール内に流入した下水Wを汲み
出す下水ポンプP3を備えるものであれば、下水Wの揚
送中継を目的とするマンホールに限らず、どのような目
的で設置する下水マンホールであってもよい。
【0033】また、下水マンホール3の具体的構造も前
述の実施形態で示した構造に限らず、どのような構造の
ものであってもよく、前述の案内水路3rの如き水流形
成促進のための構造を備えない下水マンホールであって
もよい。
【0034】マンホール内の下水Wを汲み出す下水ポン
プP3は、マンホール内の下水W中に浸漬させる水中ポ
ンプに限られるものではなく、マンホール内の水面上や
マンホール外に配置して吸入管を通じてマンホール内の
下水Wを吸入させる形式のポンプであってもよい。
【0035】前述の実施形態では融雪設備への適用例を
示したが、請求項1〜3に係る発明の下水利用熱源設備
は、下水Wからの採熱を目的とする場合、ないし、下水
Wへの放熱を目的とする場合、あるいはまた、その両方
を目的とする場合のいずれにも適用でき、また、下水W
からの採熱に適用する場合における採取熱の用途や、下
水Wへの放熱に適用する場合における放熱の目的も、ど
のようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】融雪設備の斜視図
【図2】融雪設備の設備構成を示す回路図
【図3】第1実施形態を示す下水マンホールの破断斜視
【図4】第1実施形態を示す下水マンホールの横断面図
【図5】第2実施形態を示す下水マンホールの破断斜視
【図6】第2実施形態を示す下水マンホールの横断面図
【図7】第3実施形態を示す下水マンホールの破断斜視
【図8】第3実施形態を示す下水マンホールの横断面図
【図9】従来例を示す設備構成図
【図10】他の従来例を示す設備構成図
【図11】他の従来例を示す設備構成図
【符号の説明】
3 下水マンホール 3w マンホール形成壁 4 対下水用熱交換器 8A 下水管 L1 熱媒 P3 下水ポンプ W 下水

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下水管からマンホール内へ流入した下水
    をマンホール内から汲み出す下水ポンプを装備した下水
    マンホールにおいて、 熱媒を器内通過させる対下水用の熱交換器をマンホール
    形成壁の外面に接触又は近接させた状態でマンホール外
    部に配設してある下水利用熱源設備。
  2. 【請求項2】 下水管からマンホール内へ流入した下水
    をマンホール内から汲み出す下水ポンプを装備した下水
    マンホールにおいて、 熱媒を器内通過させる対下水用の熱交換器をマンホール
    形成壁に埋め込んである下水利用熱源設備。
  3. 【請求項3】 下水管からマンホール内へ流入した下水
    をマンホール内から汲み出す下水ポンプを装備した下水
    マンホールにおいて、 熱媒を器内通過させる対下水用の熱交換器をマンホール
    内部に配設してある下水利用熱源設備。
JP2002128450A 2002-04-30 2002-04-30 下水利用熱源設備 Pending JP2003322410A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241226A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Mayekawa Mfg Co Ltd 下水熱採熱設備及び下水熱利用システム
JP2015059328A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 公立大学法人大阪市立大学 下水取排水装置及び下水熱利用システム
WO2023286912A1 (ko) * 2021-07-12 2023-01-19 삼영기술주식회사 결로 방지 밸브실

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