JP2008308963A - 地上面融雪システム - Google Patents

Abstract

【課題】地上に積もった雪を、コスト的に有利に、しかも、効果的に融雪することができる地上面融雪システムを提供する。
【解決手段】内部に熱交換媒体を通過させる熱交換管部２ａを備え、該熱交換管部２ａ内の熱交換媒体を太陽熱で加温するソーラーパネル２と、地中６と熱交換を行って地中蓄熱を行う熱交換部４と、ポンプ８とが、熱交換媒体循環通路９に介設され、地中蓄熱用熱交換部４によって蓄熱された地中熱で地上面３の融雪が行われるようになされている。前記熱交換部４と熱交換を行って地中６に蓄熱された熱が側方に放散するのを阻止ないしは抑制する断熱材７が地中埋込み状態に設けられているとよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地上面融雪システムに関する。

従来より、ボイラー運転による地上面融雪システムは知られているが、燃料費が高くついてしまうという問題がある。
特開平６−２８０２１６号公報

本発明は、上記のような問題点に鑑み、地上に積もった雪を、コスト的に有利に、しかも、効果的に融雪することができる地上面融雪システムを提供することを課題とする。

上記の課題は、内部に熱交換媒体を通過させる熱交換管部を備え、該熱交換管部内の熱交換媒体を太陽熱で加温するソーラーパネルと、地中と熱交換を行って地中蓄熱を行う熱交換部と、ポンプとが、熱交換媒体循環通路に介設され、
前記地中蓄熱用熱交換部によって蓄熱された地中熱で地上面の融雪が行われるようになされていることを特徴とする太陽熱を利用した地上面融雪システムによって解決される（第１発明）。

この地上面融雪システムでは、ソーラーパネルの熱交換管部内を通過する熱交換媒体を太陽熱で加温し、その熱を地中に蓄熱し、蓄熱した地中熱で地上の雪を融かすことができるようになされているものであるから、ポンプ駆動のためのエネルギーコストを必要とするだけで、コスト的に有利に地上面の融雪を行うことができるのはもちろん、太陽が出ていない曇りや夜間は、ポンプの駆動を停止し、蓄熱された地中熱によって地上面の融雪を行うことができて、地上面の融雪を、ポンプ停止によりコスト的に有利に、しかも、蓄熱された地中熱により、天候や昼夜に左右されずに安定良く効果的に行うことができる。

第１発明において、前記地中蓄熱用熱交換部と熱交換を行って地中に蓄熱された熱が側方に放散するのを阻止ないしは抑制する断熱材が地中埋込み状態に設けられているとよい（第２発明）。この場合は、地中に蓄熱した太陽熱を効率良く地上面の融雪に利用することができる。

第１，第２発明において、地中蓄熱用熱交換部のほかに、地上面融雪用熱交換部が備えられると共に、両熱交換部に熱交換媒体を通す第１の状態と、地中蓄熱用熱交換部に熱交換媒体を通し、地上面融雪用熱交換部に熱交換媒体を通さない第２の状態との切換えを行う切換え部が備えられているとよい（第３発明）。この場合は、太陽の出ているときは、切換え部で第１状態に切り換えておくと、地上面融雪用の熱交換部によって、地上面を効果的に融雪することができながら、地中への蓄熱も行うことができる一方、融雪の必要がないときは、切換え部で第２の状態に切り換えて地中蓄熱を行い、融雪の必要に備えて熱を効率良く地中に蓄熱していくことができる。

第１，第２発明において、前記地中蓄熱用熱交換部が地上面融雪用熱交換部を兼ねているのもよい（第４発明）。この場合は、地中蓄熱用熱交換部で蓄熱された地中熱で地上面の融雪を行うことができると共に、地中蓄熱用熱交換部から発せられる熱によって地上面の融雪を行うことができ、地上面を効果的に融雪することができながら、地中への蓄熱も行うことができる。

第１〜第４発明において、地中熱利用のヒートポンプ装置が備えられ、該ヒートポンプ装置の室外側熱交換部が、前記地中蓄熱用熱交換部によって蓄熱された地中熱と熱交換を行うようになされているのもよい（第５発明）。この場合は、単に地中熱を熱源とする場合に比べてヒートポンプ装置の熱交換効率を高めることができ、しかも、太陽熱を蓄熱した地中と熱交換を行うので、太陽が出ているか否かを問わずに、安定した熱交換を行うことができる。

第１〜第４発明において、地中熱利用のヒートポンプ装置が備えられ、該ヒートポンプ装置の室外側熱交換部が、前記地中蓄熱用熱交換部と熱交換を行うようになされているのもよい（第６発明）。この場合は、蓄熱された地中熱ではなく地中蓄熱用熱交換部と熱交換をするので、より効率の良い熱交換を行うことができる。

第１，第２発明において、前記地中蓄熱用熱交換部が、地中に埋込み状態に設けられた融雪槽内に設置され、該地中蓄熱用熱交換部が融雪槽内の水を加温し、融雪槽を通じて周囲の土に蓄熱が行われるようになされており、蓄熱された該地中熱で地上面の融雪が行われるようになされているのもよい（第７発明）。この場合は、融雪槽内に投入された雪を太陽熱を利用して融雪することができると共に、融雪槽内の融雪水が太陽熱加温されることによる融雪槽周囲の土への蓄熱で、地上面の融雪も行われ、融雪槽を有効活用することができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、地上に積もった雪を、コスト的に有利に、しかも、効果的に融雪することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す第１実施形態の地上面融雪システムにおいて、１は建物であり、ソーラーパネル２は該建物１に設けられている。該ソーラーパネル２は、内部に熱交換媒体としての水等の液体を通過させる熱交換管部２ａを備え、該熱交換管部２ａを通過する熱交換媒体が太陽熱で加温されるようになされている。また、建物１に隣接する屋外の地上面３の下方には、地中蓄熱用熱交換部４と地中蓄熱兼用の地上面融雪用熱交換部５とが、前者を下位、後者をそれよりも上位とするように、地中６の所定の深さ位置に埋込み状態に設けられると共に、これら熱交換部４，５と熱交換を行って地中６に蓄熱された熱が側方に放散するのを阻止ないしは抑制する、発泡樹脂などからなる断熱材７が地中埋込み状態に設けられている。

そして、ソーラーパネル２の熱交換管部２ａとポンプ８とが熱交換媒体循環通路９に介設されると共に、地中蓄熱用熱交換部４と、地中蓄熱兼用の地上面融雪用熱交換部５とが並列にされて上記の熱交換媒体循環通路９に介設され、該熱交換媒体循環通路９に設けられた切換え部としての弁装置１０によって、両熱交換部４，５に熱交換媒体を通す第１の状態と、地中蓄熱用熱交換部４に熱交換媒体を通し、地上面融雪用熱交換部５に熱交換媒体を通さない第２の状態との切換えを行うことができるようになされている。なお、１１，１１はコンクリートであり、このコンクリート１１，１１中に熱交換部４，５が埋め込まれている。

上記の地上面融雪システムでは、ソーラーパネル２の熱交換管部２ａ内を通過する熱交換媒体を太陽熱で加温し、その熱を熱交換部４，５で地中６に蓄熱し、蓄熱した地中熱で地上面３の雪を融かすことができるようになされているので、ポンプ駆動のためのエネルギーコストを必要とするだけで、コスト的に有利に地上面の融雪を行うことができる。

のみならず、太陽が出ていない曇りや夜間は、ポンプ８の駆動を停止し、蓄熱された地中熱によって地上面３の融雪を行うことができて、地上面の融雪を、ポンプ８の停止によりコスト的に有利に、しかも、蓄熱された地中熱により安定良く効果的に行うことができる。

また、断熱材７が地中埋込み状態に備えられているので、地中６に蓄熱した太陽熱を効率良く地上面３の融雪に利用することができる。

更に、本実施形態では、地中蓄熱用の前記熱交換部４のほかに、地上面融雪用熱交換部５が備えられているので、太陽の出ているときは、弁装置１０で第１状態に切り換えておくと、地上面融雪用熱交換部５によって、地上面３を効果的に融雪することができ、それでいて、地中６への蓄熱も行うことができ、また、融雪の必要がないときは、弁装置１０で第２の状態に切り換えて地中蓄熱を行うことで、融雪の必要に備えて熱を効率良く地中６に蓄熱していくことができる。

また、上位の地上面融雪用熱交換部５が地中蓄熱用熱交換部を兼ねる構成となっているので、地上面融雪用熱交換部５で地上面の融雪を行うことができると共に、地上面融雪用熱交換部５から発せられる熱によって地中への蓄熱も行われ、地中蓄熱用熱交換部４と併せて、地中蓄熱を効果的に行うことができる。

更に、夏から秋にかけて蓄熱運転を行うことにより、季間蓄熱作用で、冬季の地上面の融雪を効果的なものにすることも可能である。

図２に示す第２実施形態の地上面融雪システムは、地上面３の下方に地上面融雪兼用の地中蓄熱用熱交換部４が設けられたもので、この地中蓄熱用熱交換部４が熱交換媒体循環通路９に介設され、切換え用の弁装置は省略されている。また、地中熱利用のヒートポンプ装置１２が備えられ、該ヒートポンプ装置１２の室外側熱交換部１２ａと、地中蓄熱用熱交換部４とが、ツインパイプ構成などによって熱交換を行うようになされている。その他は第１実施形態と同様である。

この地上面融雪システムでは、地中蓄熱用熱交換部４で蓄熱された地中熱で地上面３の融雪を行うことができると共に、地中蓄熱用熱交換部４から発せられる熱によって地上面３の融雪も行われ、地上面を効果的に融雪することができながら、地中への蓄熱も行うことができる。しかも、ヒートポンプ装置１２については、単に地中熱を熱源とする場合に比べてその熱交換効率を高めることができる。

なお、ヒートポンプ装置１２の室外側熱交換部１２ａが、地中蓄熱用熱交換部４によって蓄熱された地中熱と熱交換を行うようになされていてもよい。その場合は、太陽熱を蓄熱した地中６と熱交換を行うので、太陽が出ているか否かを問わずに、安定した効率の良い熱交換を行うことができる。

図３に示す第３実施形態の地上面融雪システムは、地中蓄熱用熱交換部４が、地中６に埋込み状態に設けられた融雪槽１３内に設置され、該地中蓄熱用熱交換部４が融雪槽１３内の水１４を加温し、融雪槽１３を通じて周囲の土６に蓄熱が行われるようになされており、蓄熱された該地中熱で地上面３の融雪が行われるようになされているものである。この場合は、融雪槽１３内に投入した雪を太陽熱を利用して融雪することができると共に、融雪槽１３内の融雪水が太陽熱加温されることによる融雪槽１３の周囲土６への蓄熱で、地上面３の融雪も行われ、融雪槽１３の有効活用を実現することができる。また、夏季から冬季にかけて、融雪槽１３内に水を入れておき、蓄熱運転を行うことにより、季間蓄熱作用で、冬季の地上面の融雪を効果的なものにすることも可能である。なお、本実施形態においても、側方への地中熱の放散を抑制ないしは阻止する断熱材を融雪槽から側方に離間する態様で、地中埋込み状態に備えさせておくのもよい。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ソーラーパネル２の熱交換管部２ａを通過させる熱交換媒体として液を用いた場合を示したが、空気等の気体であってもよいし、種々の熱交換媒体が用いられてよい。

第１実施形態の地上面融雪システムを示す断面正面図である。 第２実施形態の地上面融雪システムを示す断面正面図である。 第３実施形態の地上面融雪システムを示す断面正面図である。

符号の説明

２…ソーラーパネル
２ａ…熱交換管部
３…地上面
４…地中蓄熱用熱交換部
５…地上面融雪用熱交換部
６…地中
７…断熱材
８…ポンプ
９…熱交換媒体循環通路
１０…弁装置（切換え部）
１２…ヒートポンプ装置
１２ａ…室外側熱交換部
１３…融雪槽

Claims (7)

1. 内部に熱交換媒体を通過させる熱交換管部を備え、該熱交換管部内の熱交換媒体を太陽熱で加温するソーラーパネルと、地中と熱交換を行って地中蓄熱を行う熱交換部と、ポンプとが、熱交換媒体循環通路に介設され、
   前記地中蓄熱用熱交換部によって蓄熱された地中熱で地上面の融雪が行われるようになされていることを特徴とする太陽熱を利用した地上面融雪システム。
2. 前記地中蓄熱用熱交換部と熱交換を行って地中に蓄熱された熱が側方に放散するのを阻止ないしは抑制する断熱材が地中埋込み状態に設けられている請求項１に記載の地上面融雪システム。
3. 前記地中蓄熱用熱交換部のほかに、地上面融雪用熱交換部が備えられると共に、両熱交換部に熱交換媒体を通す第１の状態と、地中蓄熱用熱交換部に熱交換媒体を通し、地上面融雪用熱交換部に熱交換媒体を通さない第２の状態との切換えを行う切換え部が備えられている請求項１又は２に記載の地上面融雪システム。
4. 前記地中蓄熱用熱交換部が地上面融雪用熱交換部を兼ねている請求項１又は２に記載の地上面融雪システム。
5. 地中熱利用のヒートポンプ装置が備えられ、該ヒートポンプ装置の室外側熱交換部が、前記地中蓄熱用熱交換部によって蓄熱された地中熱と熱交換を行うようになされている請求項１乃至４のいずれか一に記載の地上面融雪システム。
6. 地中熱利用のヒートポンプ装置が備えられ、該ヒートポンプ装置の室外側熱交換部が、前記地中蓄熱用熱交換部と熱交換を行うようになされている請求項１乃至４のいずれか一に記載の地上面融雪システム。
7. 前記地中蓄熱用熱交換部が、地中に埋込み状態に設けられた融雪槽内に設置され、該地中蓄熱用熱交換部が融雪槽内の水を加温し、融雪槽を通じて周囲の土に蓄熱が行われるようになされており、蓄熱された該地中熱で地上面の融雪が行われるようになされている請求項１又は２に記載の地上面融雪システム。

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