JP2009287914A - Heat exchanger and air-conditioning system - Google Patents

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英明 浅井
Katsuhiro Kawabata
克宏 川端
Keisuke Tanimoto
啓介 谷本
Tomoaki Ko
倫明 康
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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the heat exchange performance of a heat exchanger installed underground or underwater. <P>SOLUTION: The heat exchanger installed underground or underwater is provided with an outer tube 51 installed underground or underwater vertically or inclining, and an evaporation tube 52 inserted in the outer tube 51 and having a refrigerant introduced inside. A heat medium is filled in the outer tube 51, and the outside of the evaporation tube 52 is provided with fins 55 for leading the heat medium condensed on the outside of the evaporation tube 52, to the internal wall surface of the outer tube 51. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、地中又は水中に設置される熱交換器、及びそれを利用した空調システムに関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger installed in the ground or underwater, and an air conditioning system using the heat exchanger.

冷凍サイクルによって暖房を行ういわゆるヒートポンプ式暖房システムには、熱源として地熱や水中の熱を用いて冷媒を蒸発させるようにしたものがある。例えば、地熱を利用したヒートポンプ式暖房システムには、地中から地熱の回収を行う地中熱交換器が用いられる（例えば特許文献１を参照）。特許文献１の地中熱交換器では、熱媒体を内部に有したパイプ（本明細書では埋設パイプと呼ぶ）を地中に埋設し、埋設パイプ内の熱媒体を地熱によって蒸発させる。そして、その埋設パイプからパイプを分岐させてその分岐パイプに熱交換器を取り付け、その熱交換器で回収した熱をヒートポンプ式暖房システムの熱源として使用している。   Some so-called heat pump heating systems that perform heating by a refrigeration cycle use a geothermal heat or heat in water as a heat source to evaporate the refrigerant. For example, a geothermal heat exchanger that collects geothermal heat from the ground is used in a heat pump heating system that uses geothermal heat (see, for example, Patent Document 1). In the underground heat exchanger of Patent Document 1, a pipe having a heat medium therein (referred to as an embedded pipe in this specification) is embedded in the ground, and the heat medium in the embedded pipe is evaporated by geothermal heat. Then, the pipe is branched from the buried pipe, a heat exchanger is attached to the branch pipe, and the heat recovered by the heat exchanger is used as a heat source of the heat pump heating system.

国際公開第ＷＯ２００４／１１１５５９号パンフレットInternational Publication No. WO2004 / 111559 Pamphlet

しかしながら、例えば土壌から採熱する地中熱交換器の場合、一般的に土壌の伝熱抵抗が大きいため、従来の地中熱交換器の熱交換性能では、小型のものを用いると、十分な熱量を得るのが困難であった。そのため、例えば垂直方向に地中熱交換器を埋設するいわゆる垂直式地中熱交換器で十分な熱量を得ようとすると、かなりの深さまで地中熱交換器を埋設する必要がある。具体的には、一般家庭用の暖房システムにおける地中熱交換器で、１００ｍ程度の埋設深さを要する例もある。このように地中熱交換器の埋設深さを要すると、その設置費用が問題となる。また、パイプ内における作動流体の凝縮部の面積が蒸発部の面積に対して小さく、気化と凝縮の熱バランスが悪い。しかも、凝縮した作動流体は、パイプ上部から流れるものの、長いパイプ壁面を均一に濡らすことにはならない、即ち、地中熱からの熱交換を効率よく行なえるものではなかった。   However, for example, in the case of a ground heat exchanger that collects heat from soil, since the heat transfer resistance of the soil is generally large, the heat exchange performance of a conventional ground heat exchanger is sufficient if a small one is used. It was difficult to obtain the amount of heat. Therefore, for example, in order to obtain a sufficient amount of heat with a so-called vertical underground heat exchanger in which the underground heat exchanger is embedded in the vertical direction, it is necessary to embed the underground heat exchanger to a considerable depth. Specifically, there is an example in which an underground heat exchanger in a general household heating system requires an embedding depth of about 100 m. Thus, when the burial depth of the underground heat exchanger is required, its installation cost becomes a problem. Moreover, the area of the condensing part of the working fluid in the pipe is smaller than the area of the evaporation part, and the heat balance between vaporization and condensation is poor. Moreover, although the condensed working fluid flows from the upper part of the pipe, it does not wet the long pipe wall surface uniformly, that is, it cannot efficiently perform heat exchange from the underground heat.

また、広く用いられる、地中熱交換器内部に水を循環させてその循環水の熱を利用する方式では、このような深さに埋設したパイプ内に水を流すチューブラインとそのチューブ内を流れる熱媒体を搬送するためにポンプが必要になり、そのポンプの消費電力が暖房システム全体の効率を低下させるという問題もある。   Moreover, in the widely used method of circulating water inside the underground heat exchanger and using the heat of the circulating water, a tube line for flowing water into the pipe buried at such depth and the inside of the tube are connected. There is also a problem that a pump is required to convey the flowing heat medium, and the power consumption of the pump reduces the efficiency of the entire heating system.

本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、地中又は水中に設置される熱交換器における熱交換性能を向上させることを目的としている。   This invention is made paying attention to the said problem, and aims at improving the heat exchange performance in the heat exchanger installed in the ground or underwater.

上記の課題を解決するため、第１の発明は、
縦向き又は傾斜して地中又は水中に設置される外管（51）と、前記外管（51）内に挿入されて冷媒が内部に導入された蒸発管（52）と、前記外管（51）内に封入された熱媒体とを備え、前記熱媒体の相変化を利用して地熱を回収する熱交換器であって、
前記蒸発管（52）の外側には、該蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体を前記外管（51）の内壁面に導くフィン（55）が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first invention is
An outer pipe (51) installed vertically or inclined in the ground or in water, an evaporation pipe (52) inserted into the outer pipe (51) and introduced with a refrigerant therein, and the outer pipe ( 51) a heat exchanger enclosed within, and a heat exchanger that recovers geothermal heat using a phase change of the heat medium,
A fin (55) for guiding the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51) is provided outside the evaporation pipe (52). .

これにより、フィン（55）が、蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体を外管（51）の内壁面に導いて、外管（51）の内壁面に接触させる。   Thereby, the fin (55) guides the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51) and makes it contact the inner wall surface of the outer pipe (51).

また、第２の発明は、
第１の発明の熱熱交換器において、
前記フィン（55）は、傘状に形成されていることを特徴とする。 In addition, the second invention,
In the heat heat exchanger of the first invention,
The fin (55) is formed in an umbrella shape.

これにより、傘状のフィン（55）がその上面上を、蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体を伝わせて、外管（51）の内壁面に導く。   Thus, the umbrella-like fin (55) guides the heat medium condensed on the outer surface of the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51).

また、第３の発明は、
第１の発明の熱交換器において、
前記フィン（55）は、前記外管（51）の内壁面に向かって傾斜した溝が表面に設けられた板状に形成されていることを特徴とする。 In addition, the third invention,
In the heat exchanger of the first invention,
The fin (55) is formed in a plate shape in which a groove inclined toward the inner wall surface of the outer tube (51) is provided on the surface.

これにより、フィン（55）に設けられた溝が、蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体を外管（51）の内壁面に導く。   Thereby, the groove | channel provided in the fin (55) guides the heat medium condensed on the outer side of the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51).

また、第４の発明は、
第１の発明の熱交換器において、
前記フィン（55）は、スパイラル状に形成されていることを特徴とする。 In addition, the fourth invention is
In the heat exchanger of the first invention,
The fin (55) is formed in a spiral shape.

これにより、スパイラル状に形成されたフィン（55）が、蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体を、上方から下方に向かって流しつつ、外管（51）の内壁面に導く。   Thereby, the fin (55) formed in a spiral shape guides the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51) while flowing downward from above.

また、第５の発明は、
第１の発明の熱交換器において、
前記フィン（55）と前記外管（51）の内壁面との間には、蒸発した熱媒体が流通する隙間が設けられていることを特徴とする。 In addition, the fifth invention,
In the heat exchanger of the first invention,
A gap is provided between the fin (55) and the inner wall surface of the outer tube (51) to allow the evaporated heat medium to flow therethrough.

これにより、前記外管（51）の内壁面に接触して気化した熱媒体は、フィン（55）と前記外管（51）内壁のすき間から上下いずれの方向にも移動できる。   As a result, the heat medium vaporized in contact with the inner wall surface of the outer pipe (51) can move in either the upper or lower direction from the gap between the fin (55) and the inner wall of the outer pipe (51).

また、第６の発明は、
第１の発明の熱交換器において、
前記外管（51）の内壁面には、ウイック（56）が設けられていることを特徴とする。 In addition, the sixth invention,
In the heat exchanger of the first invention,
A wick (56) is provided on the inner wall surface of the outer pipe (51).

これにより、ウイック（56）が、蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体をその内部に浸透させて、外管（51）の内壁面に広範にわたり接触させる。   As a result, the wick (56) permeates the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) into the inside thereof and makes extensive contact with the inner wall surface of the outer pipe (51).

また、第７の発明は、
第１の発明の熱交換器において、
前記蒸発管（52）の内壁面には、ウイック（57）が設けられていることを特徴とする。 In addition, the seventh invention,
In the heat exchanger of the first invention,
A wick (57) is provided on the inner wall surface of the evaporation pipe (52).

これにより、ウイック（57）が、蒸発管（52）内の下方に溜まった液体の冷媒をその内部に浸透させて、蒸発管（52）の内壁面に接触させる。   As a result, the wick (57) causes the liquid refrigerant accumulated in the lower part of the evaporation pipe (52) to permeate the inside thereof and contact the inner wall surface of the evaporation pipe (52).

また、第８の発明は、
第１の発明の熱交換器において、
前記熱媒体は、二酸化炭素（ＣＯ２）であることを特徴とする。 Further, the eighth invention is
In the heat exchanger of the first invention,
The heat medium is carbon dioxide (CO 2 ).

これにより、外管（51）内で二酸化炭素が相変化して地熱が回収される。   Thereby, a carbon dioxide phase changes in an outer pipe | tube (51), and geothermal heat is collect | recovered.

また、第９の発明は、
第１から第８の発明のうちの何れか１つの熱交換器を備えて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空調システムである。 In addition, the ninth invention,
An air conditioning system comprising a heat exchanger according to any one of the first to eighth aspects and performing a refrigeration cycle.

これにより、地熱を熱源として暖房が行われる。この際、熱交換器内の蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体が、フィン（55）によって外管（51）の内壁面に導かれて、外管（51）の内壁面に接触させられる。   Thereby, heating is performed using geothermal heat as a heat source. At this time, the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) in the heat exchanger is guided to the inner wall surface of the outer pipe (51) by the fins (55) and contacts the inner wall surface of the outer pipe (51). Be made.

また、第１０の発明は、
第１から第８の発明のうちの何れか１つの熱交換器において、
冷媒が内部に導入されて冷房運転時に凝縮器となる冷房用伝熱管（70）が、前記外管（51）内に設けられていることを特徴とする。 The tenth aspect of the invention is
In any one heat exchanger of the first to eighth inventions,
A cooling heat transfer tube (70) which is introduced into the inside and serves as a condenser during cooling operation is provided in the outer tube (51).

これにより、冷房用伝熱管（70）内の冷媒が、熱媒体を介して、地中又は水中に放熱して凝縮する。   Thereby, the refrigerant in the cooling heat transfer tube (70) dissipates heat into the ground or water through the heat medium and condenses.

また、第１１の発明は、
第１０の発明の熱交換器を備えて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空調システムである。 The eleventh invention
An air conditioning system comprising a heat exchanger according to a tenth aspect of the invention and performing a refrigeration cycle.

これにより、地熱を熱源として暖房が行われる。この際、熱交換器内の蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体が、フィン（55）によって外管（51）の内壁面に導かれて、外管（51）の内壁面に接触させられる。フィン（55）は傘、あるいは、スパイラル状で、凝縮箇所近傍の外管（51）の内壁面に導く。また、２流体（冷媒、熱媒体）それぞれの気化壁面のウイックは、液の壁面のへ導入、及び広範な接触を助ける。即ち、熱交換器を長さ方向に均一、且つ有効に動作させられる。   Thereby, heating is performed using geothermal heat as a heat source. At this time, the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) in the heat exchanger is guided to the inner wall surface of the outer pipe (51) by the fins (55) and contacts the inner wall surface of the outer pipe (51). Be made. The fin (55) is an umbrella or spiral, and is led to the inner wall surface of the outer pipe (51) near the condensation site. In addition, the wicks of the vaporization wall surfaces of the two fluids (refrigerant and heat medium) help introduction into the liquid wall surface and wide contact. That is, the heat exchanger can be operated uniformly and effectively in the length direction.

第１、第２、第３、及び第４の発明によれば、蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体がフィン（55）によって外管（51）の内壁面に導かれて、外管（51）の内壁面に接触させられるので、液体の熱媒体が該内壁面の広範囲にわたって広がって接触させられる。これにより、外管（51）内における熱媒体の偏流や濡れの偏りを防止できる。すなわち、液体となった熱媒体を効率よく蒸発させることができる。また、熱抵抗の大きい地中や水中においての採熱により、外管（51）の外壁面に温度の分布が生じても、このヒートパイプ方式の採熱では蒸気が温度分布を防止する機能をもつ。さらに、外管（51）の内部に蒸発管（52）を深く導入するので、蒸発壁面からの凝縮壁面までの距離が一様に短なり、長さの長い熱交換器を、長さ方向に均一且つ有効に作用させることを可能にした。以上により、熱交換器における熱交換性能が向上し、この熱交換性能の向上により、熱交換器の小型化が可能になる。   According to the first, second, third, and fourth inventions, the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) is guided to the inner wall surface of the outer pipe (51) by the fin (55), Since it is made to contact with the inner wall surface of a pipe | tube (51), the liquid heat medium spreads over the wide range of this inner wall surface, and is made to contact. Thereby, the drift of the heat medium in the outer pipe (51) and the bias of wetting can be prevented. That is, the liquid heat medium can be efficiently evaporated. In addition, even if temperature distribution occurs on the outer wall surface of the outer pipe (51) due to heat collection in the ground or underwater where the heat resistance is large, the steam prevents the temperature distribution in this heat pipe type heat collection. Have. Furthermore, since the evaporation pipe (52) is introduced deeply into the outer pipe (51), the distance from the evaporation wall surface to the condensation wall surface is uniformly shortened, and a long heat exchanger is installed in the length direction. It was possible to act uniformly and effectively. As described above, the heat exchange performance of the heat exchanger is improved, and the heat exchanger can be downsized by the improvement of the heat exchange performance.

また、第５の発明によれば、外管（51）の内壁面に接触して気化した熱媒体が、フィン（55）と前記外管（51）内壁のすき間から上下いずれの方向にも移動できるので、熱交換の効率がさらに向上する。   According to the fifth aspect of the invention, the heat medium vaporized in contact with the inner wall surface of the outer pipe (51) moves in either the upper or lower direction from the gap between the fin (55) and the inner wall of the outer pipe (51). As a result, the efficiency of heat exchange is further improved.

また、第６の発明によれば、ウイックがその内部に浸透した熱媒体を外管（51）の内壁面に、より広範にわたり接触させるので、より効果的に熱媒体を蒸発させることができる。また、パイプ内を上昇する蒸気流が壁面に接触した液を吹き飛ばすことも防止される。すなわち、熱交換の効率がさらに向上する。   Further, according to the sixth invention, the heat medium that has penetrated into the wick is brought into contact with the inner wall surface of the outer tube (51) more extensively, so that the heat medium can be evaporated more effectively. Further, it is also possible to prevent the vapor flow rising in the pipe from blowing off the liquid in contact with the wall surface. That is, the efficiency of heat exchange is further improved.

また、第７の発明によれば、ウイック（57）が、蒸発管（52）内の下方に溜まった液体の冷媒をその内部に浸透させて、蒸発管（52）の内壁面に接触させるので、より効果的に熱媒体を蒸発させることができる。また、この際、冷媒が液相と気相とに分離されて熱交換（蒸発）が行われるので、蒸発管（52）内における冷媒の偏流や濡れの偏りを効果的に防止できる。   According to the seventh aspect of the invention, the wick (57) causes the liquid refrigerant accumulated in the lower part of the evaporation pipe (52) to permeate the inside thereof and contact the inner wall surface of the evaporation pipe (52). The heat medium can be evaporated more effectively. At this time, since the refrigerant is separated into a liquid phase and a gas phase and heat exchange (evaporation) is performed, it is possible to effectively prevent the refrigerant from drifting or being wet in the evaporation pipe (52).

また、第８の発明によれば、二酸化炭素を熱媒体に用いたことにより、より効率よく、地中又は水中において集熱を行える。   Further, according to the eighth invention, by using carbon dioxide as a heat medium, heat can be collected more efficiently in the ground or in water.

また、第９の発明によれば、暖房システム（空調システム）における熱交換性能が向上する。この熱交換性能の向上により、熱交換器の小型化が可能になり、延いては暖房システムの低コスト化も期待できる。   Moreover, according to 9th invention, the heat exchange performance in a heating system (air conditioning system) improves. Due to the improvement of the heat exchange performance, it is possible to reduce the size of the heat exchanger, and it is also possible to expect a reduction in the cost of the heating system.

また、第１０の発明によれば、熱交換器（50）を冷房運転にも使用できる。   According to the tenth invention, the heat exchanger (50) can also be used for cooling operation.

また、第１１の発明によれば、地中又は水中において熱交換を行って冷房及び暖房を行う空調システムにおいて、暖房運転時の熱交換性能が向上する。つまり、構造に特徴のある本熱交換器内で、２つの流体の相変化を利用した熱交換は、長い熱交換器を用いて、しかも、熱抵抗の大きい地中又は水中においても、その全長を有効に利用し、熱交換器内部の温度分布が少ない熱採熱が効率よく行なえる。従って、地中や水中の熱を利用しても、長さを最小限にできるので、安価な熱交換器を提供でき、また、ファンやポンプ動力等が不要となるので、高効率で少ない費用での暖房が期待できる。   According to the eleventh aspect, in the air conditioning system that performs heat exchange in the ground or underwater to perform cooling and heating, the heat exchange performance during heating operation is improved. In other words, heat exchange using the phase change of two fluids in this heat exchanger, which is characterized by its structure, uses a long heat exchanger. Can be used effectively, and heat collection with low temperature distribution inside the heat exchanger can be performed efficiently. Therefore, even if heat in the ground or underwater is used, the length can be minimized, so that an inexpensive heat exchanger can be provided, and a fan or pump power is not required. We can expect heating in

本発明の実施形態１に係る地中熱交換器を含んだ暖房システムのシステム図である。It is a system diagram of the heating system containing the underground heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. 地中熱交換器の構成を示す断面図であり、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が横断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an underground heat exchanger, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is a cross-sectional view. 地中熱交換器を地中に設置した状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state which installed the underground heat exchanger in the ground. 傘状のフィンにおける熱媒体の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the heat medium in an umbrella-shaped fin. フィンの構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a fin. フィンの他の構成例を示す図であり、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が横断面図である。It is a figure which shows the other structural example of a fin, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is a cross-sectional view. フィンの表面に形成された溝形状を示す図である。It is a figure which shows the groove shape formed in the surface of a fin. フィン表面溝の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a fin surface groove | channel. フィンのさらに他の構成例を示す図であり、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が横断面図である。It is a figure which shows the further another structural example of a fin, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is a cross-sectional view. 外管の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of an outer tube | pipe. 蒸発管の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of an evaporation pipe. 本発明の実施形態４に係る地中熱交換器を含んだ冷暖房システム（空調システム）のシステム図である。It is a system diagram of the air conditioning system (air conditioning system) containing the underground heat exchanger which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態４に係る地中熱交換器の構成を示す断面図であり、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が横断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the underground heat exchanger which concerns on Embodiment 4 of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is a cross-sectional view. 熱交換器（50）を水中に設置した状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state which installed the heat exchanger (50) in water. 熱交換器（50）を傾斜して設置した状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state which installed the heat exchanger (50) inclining.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下の各実施形態の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use. In the following description of each embodiment, constituent elements having the same functions as those described once will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態に係る地中熱交換器は、例えば、暖房運転が可能なヒートポンプ式の空気調和装置（暖房システム）において、地熱を熱源として暖房用の熱を集熱する。なお、ここで土壌とは、土砂のみで形成されたものの他に、土砂と水の両方を含んだいわゆる帯水層や、岩石が連続して分布している岩盤も含まれる。すなわち、この地中熱交換器は、設置される場所や深さによっては、土砂の他にも地中の水、岩盤、或いはそれらの全てに渡って熱交換を行う場合がある。 Embodiment 1 of the Invention
The underground heat exchanger according to the embodiment of the present invention collects heat for heating using geothermal heat as a heat source, for example, in a heat pump type air conditioner (heating system) capable of heating operation. In addition, the soil here includes not only what is formed only of earth and sand but also a so-called aquifer including both earth and sand and water and a bedrock where rocks are continuously distributed. That is, this underground heat exchanger may perform heat exchange not only on earth and sand but also on underground water, bedrock, or all of them depending on the installation location and depth.

＜暖房システムの全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る地中熱交換器（50）を含んだ暖房システム（1）のシステム図である。図１に示すように、本実施形態の暖房システム（1）は、冷媒回路（10）を備えている。この冷媒回路（10）には、圧縮機（20）、室内熱交換器（30）、膨張弁（40）、及び地中熱交換器（50）が接続されている。そして、この冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が充填されている。 <Overall configuration of heating system>
FIG. 1 is a system diagram of a heating system (1) including an underground heat exchanger (50) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the heating system (1) of this embodiment is provided with the refrigerant circuit (10). The refrigerant circuit (10) is connected to the compressor (20), the indoor heat exchanger (30), the expansion valve (40), and the underground heat exchanger (50). The refrigerant circuit (10) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant.

この圧縮機（20）は、冷媒を吸入ポートから吸入して圧縮し、圧縮した冷媒を吐出ポートから吐出する。具体的には、この圧縮機（20）には、例えばスクロール圧縮機などの種々の圧縮機を採用できる。この冷媒回路（10）では、圧縮機（20）は、吸入管が地中熱交換器（50）（詳しくは後述の導出管（54））に接続され、その吐出ポートが配管を介して室内熱交換器（30）の流入孔に接続されている。   The compressor (20) sucks and compresses the refrigerant from the suction port, and discharges the compressed refrigerant from the discharge port. Specifically, various compressors such as a scroll compressor can be adopted as the compressor (20). In this refrigerant circuit (10), the compressor (20) has a suction pipe connected to the underground heat exchanger (50) (specifically, a later-described outlet pipe (54)), and its discharge port connected to the room via a pipe. It is connected to the inflow hole of the heat exchanger (30).

室内熱交換器（30）は、冷媒を室内空気と熱交換させるための空気熱交換器である。この暖房システム（1）では、室内熱交換器（30）は、暖房を行う室内に配置されたいわゆる室内機に組み込まれ、圧縮機（20）から送られた高圧冷媒の熱を室内空気へ放熱させる。室内熱交換器（30）には、具体的には例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器などを採用することができる。この室内熱交換器（30）の流出孔は、膨張弁（40）の流入孔に接続され、放熱させた冷媒を膨張弁（40）に流出させる。なお、この室内熱交換器（30）の近傍には、室内ファン（41）が設置されている。室内ファン（41）は、空気調和を行った空気を室内へ送風する。   The indoor heat exchanger (30) is an air heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and room air. In this heating system (1), the indoor heat exchanger (30) is incorporated in a so-called indoor unit that is placed in a room for heating, and the heat of the high-pressure refrigerant sent from the compressor (20) is dissipated to the indoor air. Let Specifically, for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger can be adopted as the indoor heat exchanger (30). The outflow hole of the indoor heat exchanger (30) is connected to the inflow hole of the expansion valve (40), and the radiated refrigerant flows out to the expansion valve (40). An indoor fan (41) is installed in the vicinity of the indoor heat exchanger (30). The indoor fan (41) blows air that has been air-conditioned into the room.

膨張弁（40）は、流出孔が地中熱交換器（50）（詳しくは後述の導入管（53））に接続され、室内熱交換器（30）から流入した冷媒を膨張させて、所定の圧力まで減圧させてから、該地中熱交換器（50）に流出させる。   The expansion valve (40) has an outflow hole connected to the underground heat exchanger (50) (specifically, an introduction pipe (53) described later), expands the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger (30), and Then, the pressure is reduced to a pressure of about 1, and then discharged to the underground heat exchanger (50).

地中熱交換器（50）は、地熱を熱源として暖房用の熱を集熱する。この地中熱交換器（50）は、図２の(A)及び(B)に示すように、外管（51）、蒸発管（52）、及びフィン（55）を備えている。   The underground heat exchanger (50) collects heat for heating using geothermal heat as a heat source. As shown in FIGS. 2A and 2B, the underground heat exchanger (50) includes an outer pipe (51), an evaporation pipe (52), and a fin (55).

外管（51）は、両端が閉じた管状に形成され、この例では、地中に縦向きに埋設される。例えば、図３は、地中熱交換器（50）を地中に設置した状態を模式的に示す図である。地層には、主に土砂のみで形成された層、土砂と水を含んだ層、主に水を含んだ層、さらには、岩石が連続して分布している岩盤等がある。この地中熱交換器（50）は何れの地層に設置してもよい。また、図３では、これらの各層に渡り地中熱交換器（50）が設置された状態を示しているが、例えば、何れかの地層のみにおいて地中熱交換器（50）が熱交換を行うように設置してもよい。   The outer pipe (51) is formed in a tubular shape whose both ends are closed, and in this example, it is buried vertically in the ground. For example, FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which the underground heat exchanger (50) is installed in the ground. The stratum includes a layer mainly composed of earth and sand, a layer including earth and sand, a layer mainly including water, and a bedrock in which rocks are continuously distributed. This underground heat exchanger (50) may be installed in any formation. FIG. 3 shows a state in which the underground heat exchanger (50) is installed in each of these layers. For example, the underground heat exchanger (50) performs heat exchange only in one of the formations. May be installed to do.

蒸発管（52）は、両端が閉じた管状に形成され、外管（51）内のほぼ中心に挿入されている。この蒸発管（52）は、例えば銅管などによって形成される。この蒸発管（52）の上方側（外管（51）を埋設した状態で地表側となる側）からは、該蒸発管（52）内に冷媒を導入する導入管（53）が挿入されている。この導入管（53）は、蒸発管（52）の底面付近まで延在して該蒸発管（52）内で開口している。また、蒸発管（52）の上方側には、該蒸発管（52）内のガス冷媒を導出する導出管（54）が接続されている。この導出管（54）は、一端側が蒸発管（52）のほぼ上端付近で蒸発管（52）内に開口し、その他端側が圧縮機（20）の吸入ポートに接続されている。つまり、蒸発管（52）では、冷媒（後述するように二相の冷媒）が導入管（53）によって、該蒸発管（52）内に底面側から導入され、蒸発管（52）内で蒸発した冷媒（すなわちガス冷媒）が蒸発管（52）の上方の導出管（54）から導出される構造になっている。   The evaporation pipe (52) is formed in a tubular shape whose both ends are closed, and is inserted substantially at the center in the outer pipe (51). The evaporation pipe (52) is formed of, for example, a copper pipe. An introduction pipe (53) for introducing a refrigerant is inserted into the evaporation pipe (52) from the upper side of the evaporation pipe (52) (the side that becomes the ground side when the outer pipe (51) is buried). Yes. The introduction pipe (53) extends to the vicinity of the bottom surface of the evaporation pipe (52) and opens in the evaporation pipe (52). Further, an outlet pipe (54) for leading the gas refrigerant in the evaporator pipe (52) is connected to the upper side of the evaporator pipe (52). One end of the outlet pipe (54) opens into the evaporation pipe (52) near the upper end of the evaporation pipe (52), and the other end is connected to the suction port of the compressor (20). That is, in the evaporation pipe (52), a refrigerant (two-phase refrigerant as will be described later) is introduced into the evaporation pipe (52) from the bottom surface side by the introduction pipe (53) and evaporated in the evaporation pipe (52). Thus, the refrigerant (that is, the gas refrigerant) is led out from the outlet pipe (54) above the evaporation pipe (52).

上記の外管（51）内には、熱媒体として、所定の量の二酸化炭素（ＣＯ２）が封入されている。この熱媒体は後に詳述するように、外管（51）の内壁面から伝導した地熱から吸熱して蒸発するとともに、蒸発管（52）の外壁面において吸熱されて凝縮する。この際、蒸発管（52）では、外壁面から吸熱した熱によって内部の冷媒が蒸発させられる。すなわち、この地中熱交換器（50）では、外管（51）内の熱媒体の相変化を利用して地熱を回収する。なお、封入する熱媒体は、土壌の温度と、熱媒体の実用的な封入量（蒸気圧）を考慮すると、上記の二酸化炭素が熱交換効率に関して有利な熱媒体のひとつであるが、勿論、封入する熱媒体はこの二酸化炭素には限定されない。 A predetermined amount of carbon dioxide (CO 2 ) is sealed as a heat medium in the outer pipe (51). As will be described in detail later, this heat medium absorbs heat from the geothermal heat conducted from the inner wall surface of the outer tube (51) and evaporates, and is absorbed by the outer wall surface of the evaporation tube (52) and condenses. At this time, in the evaporation pipe (52), the internal refrigerant is evaporated by the heat absorbed from the outer wall surface. That is, in this underground heat exchanger (50), geothermal heat is recovered by utilizing the phase change of the heat medium in the outer pipe (51). The heat medium to be encapsulated is one of the advantageous heat medium in terms of heat exchange efficiency, considering the temperature of the soil and the practical amount of the heat medium (vapor pressure), of course, The heat medium to be enclosed is not limited to this carbon dioxide.

また、蒸発管（52）の外側には、該蒸発管（52）の外壁面で凝縮した熱媒体を外管（51）の内壁面に導くフィン（55）が設けられている。本実施形態では図２に示すように、複数のフィン（55）が蒸発管（52）の軸方向に沿って、ほぼ等間隔に設置されている。それぞれのフィン（55）は、本実施形態では傘状に形成されている。この傘状のフィン（55）は、傘の頂点側が設置状態で上になるように、蒸発管（52）の外周面に取り付けられている。この傘状のフィン（55）により、蒸発管（52）の外壁面で凝縮した熱媒体は、図４に示すように、フィン（55）の上面を伝って外管（51）の内壁面に向かって流れる。   A fin (55) is provided outside the evaporation pipe (52) to guide the heat medium condensed on the outer wall surface of the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51). In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the plurality of fins (55) are installed at substantially equal intervals along the axial direction of the evaporation pipe (52). Each fin (55) is formed in an umbrella shape in this embodiment. The umbrella-like fin (55) is attached to the outer peripheral surface of the evaporation pipe (52) so that the top side of the umbrella is in the installed state. As shown in FIG. 4, the heat medium condensed on the outer wall surface of the evaporation pipe (52) by the umbrella-shaped fin (55) travels along the upper surface of the fin (55) to the inner wall surface of the outer pipe (51). It flows toward.

このフィン（55）の外縁と外管（51）の内壁面とは、ところどころ接している箇所があってもよいが、外縁と内壁面との間には、隙間を設けて蒸発した熱媒体が流通できるようにしておく。ただし、フィン（55）の外縁全周に渡って隙間を設け際には、隙間は、フィン（55）外縁の熱媒体（液体）が、外管（51）の底に落下せずに外管（51）の内壁面に付着する程度に設定しておく。このような隙間を設けることで、外管（51）の内壁面に接触して気化した熱媒体は、フィン（55）と外管（51）内壁との隙間を通って上下いずれの方向にも移動できる。例えば、図５は、フィン（55）の外縁を歯車型に形成した例である。この例では、歯車の歯に相当する部分が外管（51）の内壁面に接している。そのため、熱媒体（気体）は、歯車の歯に相当する部分では流通が妨げられるが、歯底に相当する部分を通って、上下いずれの方向にも自由に移動できる。また、この例では、接している箇所を伝って熱媒体（液体）が外管（51）の内壁面に向かって流れるし、隙間部分でも、十分に小さな隙間であれば、その部分の熱媒体（液体）が外管（51）の内壁面に付着する。   The outer edge of the fin (55) and the inner wall surface of the outer pipe (51) may be in contact with each other, but there is a gap between the outer edge and the inner wall surface. Be ready for distribution. However, when a gap is provided over the entire circumference of the outer edge of the fin (55), the heat medium (liquid) at the outer edge of the fin (55) does not fall to the bottom of the outer pipe (51) and the outer pipe. It is set to the extent that it adheres to the inner wall surface of (51). By providing such a gap, the heat medium vaporized in contact with the inner wall surface of the outer pipe (51) passes through the gap between the fin (55) and the inner wall of the outer pipe (51) in any direction above and below. Can move. For example, FIG. 5 is an example in which the outer edge of the fin (55) is formed in a gear shape. In this example, portions corresponding to gear teeth are in contact with the inner wall surface of the outer tube (51). For this reason, the heat medium (gas) is prevented from flowing in the portion corresponding to the teeth of the gear, but can freely move in either the upper or lower direction through the portion corresponding to the tooth bottom. Further, in this example, the heat medium (liquid) flows toward the inner wall surface of the outer pipe (51) through the contacted portion, and if the gap portion is sufficiently small, the heat medium in that portion (Liquid) adheres to the inner wall surface of the outer tube (51).

−運転動作−
次に、暖房システム（1）における暖房運転中の動作について説明する。 -Driving action-
Next, the operation during the heating operation in the heating system (1) will be described.

まず、圧縮機（20）が運転状態にされると、圧縮された冷媒（ガス冷媒）が圧縮機（20）の吐出ポートから吐出される。そして、圧縮機（20）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（30）へ送られる。室内熱交換器（30）に流入した冷媒は、室内熱交換器（30）で室内空気へ放熱する。室内熱交換器（30）では室内空気が加熱され、加熱された室内空気が室内ファン（41）によって室内へ送り返される。室内熱交換器（30）で放熱した冷媒は、膨張弁（40）へ送られる。膨張弁（40）に流入した冷媒は、膨張弁（40）を通過する際に減圧され、その後に導入管（53）を介して地中熱交換器（50）内の蒸発管（52）へ送られる。この導入された冷媒は、気液二相の状態であり、液冷媒は、蒸発管（52）の底面に一旦溜まる。   First, when the compressor (20) is put into an operating state, the compressed refrigerant (gas refrigerant) is discharged from the discharge port of the compressor (20). Then, the refrigerant discharged from the compressor (20) is sent to the indoor heat exchanger (30). The refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger (30) radiates heat to the indoor air in the indoor heat exchanger (30). In the indoor heat exchanger (30), the indoor air is heated, and the heated indoor air is sent back into the room by the indoor fan (41). The refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (30) is sent to the expansion valve (40). The refrigerant flowing into the expansion valve (40) is depressurized when passing through the expansion valve (40), and then passes through the introduction pipe (53) to the evaporation pipe (52) in the underground heat exchanger (50). Sent. The introduced refrigerant is in a gas-liquid two-phase state, and the liquid refrigerant temporarily accumulates on the bottom surface of the evaporation pipe (52).

このとき、外管（51）内では、熱媒体が地熱によって蒸発させられて、蒸気として存在している。この蒸気の熱媒体は、蒸発管（52）の外壁面と接すると、蒸発管（52）によって吸熱されて、凝縮して液体となる。そして、液体となった熱媒体は、フィン（55）の上面を伝って流れ、外管（51）の内壁面まで案内される。外管（51）の内壁面に案内された熱媒体（液体）は、外管（51）の内壁面に付着して広がり、内壁面を介して地中から地熱を吸熱して蒸発する。一方、蒸発管（52）は、外管（51）内の熱媒体の蒸気と接しているので、蒸発管（52）内の冷媒は、蒸発管（52）を介して蒸気の熱媒体から吸熱して蒸発させられる。このように、この地中熱交換器（50）では、外管（51）内の熱媒体の相変化を利用して地熱を回収する。   At this time, in the outer pipe (51), the heat medium is evaporated by geothermal heat and exists as steam. When the vapor heat medium comes into contact with the outer wall surface of the evaporation pipe (52), it is absorbed by the evaporation pipe (52) and condensed into a liquid. The heat medium that has become liquid flows along the upper surface of the fin (55) and is guided to the inner wall surface of the outer tube (51). The heat medium (liquid) guided to the inner wall surface of the outer tube (51) spreads by adhering to the inner wall surface of the outer tube (51), and absorbs geothermal heat from the ground through the inner wall surface to evaporate. On the other hand, since the evaporation pipe (52) is in contact with the vapor of the heat medium in the outer pipe (51), the refrigerant in the evaporation pipe (52) absorbs heat from the heat medium of the vapor via the evaporation pipe (52). And evaporated. Thus, in this underground heat exchanger (50), geothermal heat is recovered by utilizing the phase change of the heat medium in the outer pipe (51).

蒸発管（52）内で蒸発した冷媒は、導出管（54）から圧縮機（20）に導出される。そして、圧縮機（20）では、この冷媒を吸入して圧縮し、再び室内熱交換器（30）へ吐出する。この暖房システム（1）では、以上の動作が繰り返され、地中熱交換器（50）を熱源として圧縮機（20）で冷媒を圧縮する冷凍サイクル（この例では暖房）が行われる。   The refrigerant evaporated in the evaporation pipe (52) is led out from the lead-out pipe (54) to the compressor (20). The compressor (20) sucks and compresses the refrigerant and discharges it again to the indoor heat exchanger (30). In the heating system (1), the above operation is repeated, and a refrigeration cycle (heating in this example) is performed in which the refrigerant is compressed by the compressor (20) using the underground heat exchanger (50) as a heat source.

以上のように、本実施形態によれば、蒸発管（52）の外壁面で凝縮した熱媒体がフィン（55）によって、外管（51）の内壁面に案内されて内壁面に付着して広がる。すなわち、外管（51）内における長さ即ち軸方向の熱媒体の偏流や濡れの偏りを防止できる。その結果、液体となった熱媒体を効率よく外管（51）の内壁面に接触させて蒸発させることができる。これにより、地中熱交換器（50）における熱交換性能が向上し、この熱交換性能の向上により、地中熱交換器の小型化が可能になる。また、小型化により、暖房システムの低コスト化も期待できる。   As described above, according to the present embodiment, the heat medium condensed on the outer wall surface of the evaporation pipe (52) is guided to the inner wall surface of the outer pipe (51) by the fin (55) and attached to the inner wall surface. spread. That is, it is possible to prevent the length of the outer pipe (51), that is, the drift of the heat medium in the axial direction and the bias of the wetting. As a result, the liquid heat medium can be efficiently brought into contact with the inner wall surface of the outer tube (51) and evaporated. Thereby, the heat exchange performance in the underground heat exchanger (50) is improved, and the downsizing of the underground heat exchanger is enabled by the improvement of the heat exchange performance. In addition, the cost reduction of the heating system can be expected by downsizing.

《発明の実施形態２》
実施形態２ではフィン（55）の他の構成例を説明する。 << Embodiment 2 of the Invention >>
In the second embodiment, another configuration example of the fin (55) will be described.

図６はフィンの他の構成例を示すものであり、図６(A)が縦断面図、図６(B)が横断面図である。この例では、フィン（55）は、長方形の板状に形成され、長手方向の一辺が蒸発管（52）の軸方向に沿って該蒸発管（52）の外壁面に取り付けられ、その対辺が外管（51）の内壁面と対向している。このフィン（55）長手方向の長さは、蒸発管（52）の長さとほぼ同じに設定する。また、フィン（55）の幅方向の大きさは、フィン（55）の上記対辺が外管（51）の内壁面に接するように設定してもよいし、隙間ができるように設定してもよい。フィン（55）には側面から見て蒸発管（52）から外管（51）に向けて下りの勾配を持つ溝を設け、蒸発管（52）外壁で凝縮した液を近傍の外管（51）内壁へ速やかに導く効果を持たせても良い。隙間ができるように幅を設定する場合には、上記対辺付近の液体の熱媒体が、外管（51）の底に流れ落ちずに、外管（51）の内壁面に付着する程度に隙間を設定しておく。また、この例では、４枚のフィン（55）が蒸発管（52）の軸直角方向から見て十字型に配置されている。フィン（55）の枚数は例示であり、必ずしも４枚でなくてもよい。   FIG. 6 shows another configuration example of the fin, in which FIG. 6 (A) is a longitudinal sectional view and FIG. 6 (B) is a transverse sectional view. In this example, the fin (55) is formed in a rectangular plate shape, one side in the longitudinal direction is attached to the outer wall surface of the evaporation pipe (52) along the axial direction of the evaporation pipe (52), and the opposite side is It faces the inner wall surface of the outer pipe (51). The length of the fin (55) in the longitudinal direction is set to be substantially the same as the length of the evaporation pipe (52). Further, the size of the fin (55) in the width direction may be set so that the opposite side of the fin (55) is in contact with the inner wall surface of the outer tube (51), or may be set so that a gap is formed. Good. The fin (55) is provided with a groove having a downward gradient from the evaporation pipe (52) to the outer pipe (51) when viewed from the side, and the liquid condensed on the outer wall of the evaporation pipe (52) ) It may have the effect of promptly leading to the inner wall. When setting the width so that a gap is formed, the gap should be so large that the liquid heat medium near the opposite side does not flow down to the bottom of the outer pipe (51) and adheres to the inner wall surface of the outer pipe (51). Set it. In this example, the four fins (55) are arranged in a cross shape when viewed from the direction perpendicular to the axis of the evaporation pipe (52). The number of fins (55) is merely an example, and is not necessarily limited to four.

それぞれのフィン（55）には、図７に示すように、蒸発管（52）側から外管（51）の内壁面側に向かって下る溝が表面に複数設けられている。蒸発管（52）の外壁面で凝縮した熱媒体は、フィン（55）に設けられたこれらの溝及び表面を伝って外管（51）の内壁面に向かって流れる。   As shown in FIG. 7, each fin (55) is provided with a plurality of grooves on the surface that descend from the evaporation tube (52) side toward the inner wall surface side of the outer tube (51). The heat medium condensed on the outer wall surface of the evaporation pipe (52) flows toward the inner wall surface of the outer pipe (51) through these grooves and surfaces provided on the fin (55).

なお、溝の形状には、種々の形状が考えられるが、例えば、図８に示すように、板状の部材を谷折にして形成してもよい。この際、谷部は、取り付け状態で、谷の線が、蒸発管（52）側から外管（51）側に向かって斜めに下るように形成する。   Various shapes are conceivable as the shape of the groove. For example, as shown in FIG. 8, a plate-like member may be formed by valley folding. At this time, the valley portion is formed so that the valley line descends obliquely from the evaporation tube (52) side toward the outer tube (51) side in the attached state.

前記のように構成されたフィン（55）によれば、該フィン（55）に設けられた溝によって、フィン（55）表面の熱媒体が集められて、外管（51）の内壁面に案内される。したがって、本実施形態においても、液体の熱媒体を効率的に外管（51）の内壁面に接触させることができ、地中熱交換器（50）における熱交換性能が向上する。   According to the fin (55) configured as described above, the heat medium on the surface of the fin (55) is collected by the grooves provided in the fin (55) and guided to the inner wall surface of the outer tube (51). Is done. Therefore, also in the present embodiment, the liquid heat medium can be efficiently brought into contact with the inner wall surface of the outer pipe (51), and the heat exchange performance in the underground heat exchanger (50) is improved.

《その他のフィンの例》
また、フィン（55）は、図９に示すように、蒸発管（52）の外壁面の周りに、スパイラル状に形成してもよい。この場合、フィン（55）の面は、外管（51）に対して垂直となるように形成してもよいが、外管（51）の内壁面に向けて下り勾配となるように形成しておくと、より効果的に熱媒体を外管（51）の内壁面に案内することができる。 << Examples of other fins >>
Further, as shown in FIG. 9, the fin (55) may be formed in a spiral shape around the outer wall surface of the evaporation pipe (52). In this case, the surface of the fin (55) may be formed so as to be perpendicular to the outer tube (51), but formed so as to have a downward slope toward the inner wall surface of the outer tube (51). If this is done, the heat medium can be more effectively guided to the inner wall surface of the outer tube (51).

前記のように構成されたフィン（55）によれば、やはり、フィン（55）表面の熱媒体が集められて、外管（51）の内壁面に案内されるので、液体の熱媒体を効率的に外管（51）の内壁面に接触させることができる。   According to the fin (55) configured as described above, the heat medium on the surface of the fin (55) is collected and guided to the inner wall surface of the outer tube (51), so that the liquid heat medium is efficiently used. Thus, it can be brought into contact with the inner wall surface of the outer pipe (51).

また、このように、フィン（55）をスパイラル状にすることで、上記の傘形状に比べてフィン（55）の加工性が向上する。   In addition, by making the fin (55) spiral as described above, the workability of the fin (55) is improved as compared with the umbrella shape.

《発明の実施形態３》
実施形態３では外管（51）及び蒸発管（52）の他の構成例を説明する。 << Embodiment 3 of the Invention >>
In the third embodiment, another configuration example of the outer pipe (51) and the evaporation pipe (52) will be described.

（外管（51）の他の実施形態）
外管（51）の内壁面には、図１０に示すように、ウイック（外管側ウイック（56））を設けてもよい。この外管側ウイック（56）は、フィン（55）外縁上の熱媒体（液体）を浸透させて保持するとともに、保持した液冷媒などを管の内壁面に接触させる。このような外管側ウイック（56）としては、例えば、金属多孔質体、多孔質セラミック、繊維の集合体などが挙げられる。本実施形態では、図１０に示すように、外管側ウイック（56）を、外管（51）の内壁面に沿うように、且つ外管（51）の中心に空洞ができるように配置している。この空洞内には、蒸発管（52）を挿入する。また、この場合、フィン（55）の外縁は、外管側ウイック（56）の内壁面に接していてもよいし、隙間を設けておいてもよい。外管側ウイック（56）の内壁面にフィン（55）外縁が接する場合は、外管側ウイック（56）の内壁面から発生する熱媒体の蒸気は、フィン（55）と前記外管（51）内壁の間から上下いずれの方向にも移動できる様に、ところどころ接する形状とする。また、外管側ウイック（56）とフィン（55）の接触部に隙間を設ける場合には、該フィン（55）上面を伝って流れた液体の熱媒体が、外管（51）の底に落下せずに外管側ウイック（56）の内壁面に付着する程度に設定しておく。 (Other embodiments of the outer tube (51))
As shown in FIG. 10, a wick (outer tube side wick (56)) may be provided on the inner wall surface of the outer tube (51). The outer pipe side wick (56) permeates and holds the heat medium (liquid) on the outer edge of the fin (55) and brings the held liquid refrigerant or the like into contact with the inner wall surface of the pipe. Examples of such an outer tube side wick (56) include a metal porous body, a porous ceramic, and an aggregate of fibers. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the outer tube side wick (56) is arranged along the inner wall surface of the outer tube (51) so that a cavity is formed at the center of the outer tube (51). ing. An evaporation pipe (52) is inserted into the cavity. In this case, the outer edge of the fin (55) may be in contact with the inner wall surface of the outer tube side wick (56), or a gap may be provided. When the outer edge of the fin (55) is in contact with the inner wall surface of the outer tube side wick (56), the heat medium vapor generated from the inner wall surface of the outer tube side wick (56) flows into the fin (55) and the outer tube (51). ) Make contact with the inner wall so that it can move in any direction from the top to the bottom. In addition, when a gap is provided in the contact portion between the outer pipe side wick (56) and the fin (55), the liquid heat medium that has flowed along the upper surface of the fin (55) is placed on the bottom of the outer pipe (51). It is set to such an extent that it does not fall and adheres to the inner wall surface of the outer tube side wick (56).

このように、外管側ウイック（56）を外管（51）内に設けることにより、フィン（55）外縁の液体の熱媒体は、外管側ウイック（56）に浸透して外管（51）の内壁面に導かれる。そして、外管（51）の内壁面と外管側ウイック（56）との界面において液体の熱媒体は蒸発させられて蒸気となる。蒸気となった熱媒体は、外管側ウイック（56）の中を通り抜け、外管（51）内の空洞内に広がる。すなわち、外管側ウイック（56）を外管（51）内に設けることにより、より効果的に液体の熱媒体を外管（51）の内壁面に接触させることができる。また、パイプ内を上昇する蒸気流が壁面に接触した液を吹き飛ばすことも防止される。すなわち、より効果的に熱交換（蒸発）が行われる。   Thus, by providing the outer pipe side wick (56) in the outer pipe (51), the heat medium of the liquid at the outer edge of the fin (55) permeates the outer pipe side wick (56) and the outer pipe (51 ). Then, the liquid heat medium is evaporated into vapor at the interface between the inner wall surface of the outer tube (51) and the outer tube side wick (56). The heat medium that has become steam passes through the outer tube wick (56) and spreads into the cavity in the outer tube (51). That is, by providing the outer pipe side wick (56) in the outer pipe (51), the liquid heat medium can be brought into contact with the inner wall surface of the outer pipe (51) more effectively. Further, it is also possible to prevent the vapor flow rising in the pipe from blowing off the liquid in contact with the wall surface. That is, heat exchange (evaporation) is performed more effectively.

なお、図１０の例では、フィン（55）が傘状であるが、フィン（55）の形状が上記のように板状の場合やスパイラル状の場合にも、この外管側ウイック（56）を設けることができる。   In the example of FIG. 10, the fin (55) has an umbrella shape, but the outer tube side wick (56) can be used even when the fin (55) has a plate shape or a spiral shape as described above. Can be provided.

（蒸発管（52）の他の実施形態）
また、図１１に示すように、蒸発管（52）の内壁面にも、ウイック（蒸発管側ウイック（57））を設けてもよい。 (Another embodiment of the evaporation pipe (52))
Moreover, as shown in FIG. 11, you may provide a wick (evaporation pipe side wick (57)) also in the inner wall face of an evaporation pipe (52).

この蒸発管側ウイック（57）は、蒸発管（52）底部の液冷媒を内部に浸透させて保持するとともに、保持した液冷媒などを蒸発管（52）の内壁面に接触させる。このような蒸発管側ウイック（57）としては、例えば、金属多孔質体、多孔質セラミック、繊維の集合体などが挙げられる。本実施形態では、図１１に示すように、蒸発管側ウイック（57）を、蒸発管（52）の内壁面に沿うように、且つ蒸発管（52）の中心に空洞ができるように配置している。この空洞内には、導出管（54）を挿入する。   The evaporation pipe side wick (57) permeates and holds the liquid refrigerant at the bottom of the evaporation pipe (52) and makes the held liquid refrigerant contact the inner wall surface of the evaporation pipe (52). Examples of such an evaporation tube side wick (57) include a metal porous body, a porous ceramic, and an aggregate of fibers. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the evaporation pipe side wick (57) is arranged along the inner wall surface of the evaporation pipe (52) so that a cavity is formed at the center of the evaporation pipe (52). ing. A lead-out tube (54) is inserted into the cavity.

このように、蒸発管側ウイック（57）を蒸発管（52）内に設けることにより、蒸発管（52）内の液体の熱媒体は、蒸発管側ウイック（57）に浸透して該蒸発管側ウイック（57）内を上昇する。蒸発管側ウイック（57）に浸透した液体の熱媒体の一部は、蒸発管（52）の内壁面と蒸発管側ウイック（57）との界面において、該蒸発管（52）の内壁面に接触する。これにより、内壁面に接触した液冷媒は蒸発させられて蒸気となる。蒸気となった冷媒は、蒸発管側ウイック（57）の中を通り抜け蒸発管（52）内の空洞内に広がり、導出管（54）から導出される。すなわち、蒸発管側ウイック（57）を蒸発管（52）内に設けることにより、冷媒が液相と気相とに分離されて熱交換（蒸発）が行われる。すなわち、蒸発管（52）内における冷媒の偏流や濡れの偏りを効果的に防止できる。したがって、地中熱交換器（50）における熱交換性能がより向上する。   Thus, by providing the evaporation pipe side wick (57) in the evaporation pipe (52), the liquid heat medium in the evaporation pipe (52) permeates the evaporation pipe side wick (57) and the evaporation pipe Ascend in the side wick (57). Part of the liquid heat medium that has permeated the evaporation pipe side wick (57) is formed on the inner wall surface of the evaporation pipe (52) at the interface between the inner wall surface of the evaporation pipe (52) and the evaporation pipe side wick (57). Contact. Thereby, the liquid refrigerant in contact with the inner wall surface is evaporated and becomes vapor. The vaporized refrigerant passes through the evaporation pipe side wick (57), spreads into the cavity in the evaporation pipe (52), and is led out from the outlet pipe (54). That is, by providing the evaporation pipe side wick (57) in the evaporation pipe (52), the refrigerant is separated into a liquid phase and a gas phase, and heat exchange (evaporation) is performed. That is, it is possible to effectively prevent refrigerant drift and wetting in the evaporation pipe (52). Therefore, the heat exchange performance in the underground heat exchanger (50) is further improved.

《発明の実施形態４》
実施形態４では、暖房運転に加え冷房運転が可能な空調システムについて説明する。 << Embodiment 4 of the Invention >>
In the fourth embodiment, an air conditioning system capable of cooling operation in addition to heating operation will be described.

図１２は、実施形態４に係る地中熱交換器（50）を含んだ冷暖房システム（2）（空調システム）のシステム図である。同図に示すように、冷暖房システム（2）は、冷媒回路（60）を備えている。この冷媒回路（60）は、実施形態１の冷媒回路（10）に対して、四方切換弁（61）、第１の切り替えバルブ（62）、及び第２の切り替えバルブ（63）を追加して構成している。   FIG. 12 is a system diagram of an air conditioning system (2) (air conditioning system) including the underground heat exchanger (50) according to the fourth embodiment. As shown in the figure, the air conditioning system (2) includes a refrigerant circuit (60). This refrigerant circuit (60) is obtained by adding a four-way switching valve (61), a first switching valve (62), and a second switching valve (63) to the refrigerant circuit (10) of the first embodiment. It is composed.

四方切換弁（61）は、第１から第４ポートの４つのポートが設けられている。そして、この四方切換弁（61）は、第１ポートと第３ポートが連通すると同時に第２ポートと第４ポートが連通する第１状態（図１２に実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートが連通すると同時に第２ポートと第３ポートが連通する第２状態（図１２に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。この冷媒回路（60）では、第１ポートが圧縮機（20）の吐出ポートに接続され、第２ポートが圧縮機（20）の吸入ポートに接続されている。また、第３ポートは、第２の切り替えバルブ（63）に接続され、第４ポートは室内熱交換器（30）の一端に接続されている。   The four-way switching valve (61) is provided with four ports from first to fourth ports. The four-way switching valve (61) includes a first state (state indicated by a solid line in FIG. 12) in which the first port and the third port communicate with each other and a second port and a fourth port, and the first port, It is possible to switch to the second state (state indicated by the broken line in FIG. 12) in which the second port and the third port communicate at the same time as the fourth port communicates. In the refrigerant circuit (60), the first port is connected to the discharge port of the compressor (20), and the second port is connected to the suction port of the compressor (20). The third port is connected to the second switching valve (63), and the fourth port is connected to one end of the indoor heat exchanger (30).

本実施形態の地中熱交換器（50）は、図１３に示すように、実施形態１の地中熱交換器（50）に対し、冷房用伝熱管（70）を追加したものである。   As shown in FIG. 13, the underground heat exchanger (50) of the present embodiment is obtained by adding a cooling heat transfer tube (70) to the underground heat exchanger (50) of the first embodiment.

この冷房用伝熱管（70）は、導入側本体部（70a）、導出側本体部（70b）、及び接続部（70c）から形成されている。導入側本体部（70a）及び導出側本体部（70b）はそれぞれ、外管（51）の上方側（外管（51）を埋設した状態で地表側となる側）から該外管（51）内に挿入され、外管（51）の内面壁に沿って、該外管（51）の底部まで延びている。この際、導入側本体部（70a）及び導出側本体部（70b）は、外管（51）の内面壁に付着している熱媒体（液状）と接触できるように該内面壁に近接して配置されている。   The cooling heat transfer tube (70) is formed of an introduction-side main body (70a), a discharge-side main body (70b), and a connection (70c). The introduction-side main body (70a) and the lead-out-side main body (70b) are respectively connected to the outer pipe (51) from the upper side of the outer pipe (51) (the side that becomes the ground surface with the outer pipe (51) embedded). It is inserted in and extends to the bottom of the outer tube (51) along the inner wall of the outer tube (51). At this time, the introduction-side main body (70a) and the outlet-side main body (70b) are close to the inner wall so that they can come into contact with the heat medium (liquid) attached to the inner wall of the outer pipe (51). Has been placed.

また、導入側本体部（70a）の外管（51）外側の一端は、第２の切り替えバルブ（63）に接続され、導出側本体部（70b）の外管（51）外側の一端は、第１の切り替えバルブ（62）に接続されている。また、接続部（70c）は、外管（51）の底部を径方向に横断し、該底部において、導入側本体部（70a）と導出側本体部（70b）とを接続している。なお、本実施形態の地中熱交換器（50）では、冷房用伝熱管（70）の本体部が２本であるが、この本数は例示であり、これに限定されない。   In addition, one end outside the outer pipe (51) of the introduction side main body (70a) is connected to the second switching valve (63), and one end outside the outer pipe (51) of the main body (70b) is Connected to the first switching valve (62). The connecting portion (70c) traverses the bottom portion of the outer tube (51) in the radial direction, and connects the introduction-side main body portion (70a) and the outlet-side main body portion (70b) at the bottom portion. In addition, in the underground heat exchanger (50) of this embodiment, although the main-body part of the heat exchanger tube (70) for cooling is two, this number is an illustration and it is not limited to this.

第１及び第２の切り替えバルブ（62,63）は、冷暖房システム（2）で暖房運転を行うか、冷房運転を行うかに応じて冷媒の流れを切り替えるバルブである。第１の切り替えバルブ（62）は、膨張弁（40）を、蒸発管（52）の導入管（53）、又は冷房用伝熱管（70）の導出側本体部（70b）の何れかに接続する。また、第２の切り替えバルブ（63）は、四方切換弁（61）の第３ポートを、蒸発管（52）の導出管（54）、又は冷房用伝熱管（70）の導入側本体部（70a）の何れかに接続する。   The first and second switching valves (62, 63) are valves that switch the flow of the refrigerant according to whether the heating / cooling operation is performed in the cooling / heating system (2). The first switching valve (62) connects the expansion valve (40) to either the introduction pipe (53) of the evaporation pipe (52) or the outlet side main body part (70b) of the cooling heat transfer pipe (70). To do. The second switching valve (63) has a third port of the four-way switching valve (61), an outlet pipe (54) of the evaporation pipe (52), or an inlet side main body (70) of the cooling heat transfer pipe (70). Connect to one of 70a).

−運転動作−
次に、冷暖房システム（2）における運転動作について説明する。 -Driving action-
Next, the operation in the air conditioning system (2) will be described.

（暖房運転）
まず、冷暖房システム（2）の暖房運転について説明する。暖房運転時には、四方切換弁（61）が第２状態に切り替えられる。すなわち、第１ポートと第４ポートが連通すると同時に第２ポートと第３ポートが連通する（図１２に破線で示す状態）。また、第１の切り替えバルブ（62）は、膨張弁（40）と蒸発管（52）の導入管（53）とが接続されるように切り替えられ、第２の切り替えバルブ（63）は、蒸発管（52）の導出管（54）と、四方切換弁（61）の第３ポートとが接続されるように切り替えられる。 (Heating operation)
First, the heating operation of the air conditioning system (2) will be described. During the heating operation, the four-way switching valve (61) is switched to the second state. That is, the first port and the fourth port communicate with each other, and at the same time the second port and the third port communicate with each other (a state indicated by a broken line in FIG. 12). The first switching valve (62) is switched so that the expansion valve (40) and the introduction pipe (53) of the evaporation pipe (52) are connected, and the second switching valve (63) is evaporated. Switching is performed so that the outlet pipe (54) of the pipe (52) and the third port of the four-way switching valve (61) are connected.

これにより、冷媒回路（60）は、実施形態１の冷媒回路（10）と等価になる。したがって、この冷暖房システム（2）においても実施形態１の暖房システム（1）と同様の運転動作が行われ、地中熱交換器（50）を蒸発器として圧縮機（20）で冷媒を圧縮する冷凍サイクル（この例では暖房）が行われる。   Thereby, a refrigerant circuit (60) becomes equivalent to the refrigerant circuit (10) of Embodiment 1. Therefore, also in this air conditioning system (2), the driving | operation operation | movement similar to the heating system (1) of Embodiment 1 is performed, and a refrigerant | coolant is compressed with a compressor (20) by using an underground heat exchanger (50) as an evaporator. A refrigeration cycle (heating in this example) is performed.

（冷房運転）
次に、冷房運転について説明する。冷房運転時には、四方切換弁（61）が第１状態に切り替えられる。すなわち、第１ポートと第３ポートが連通すると同時に第２ポートと第４ポートが連通する（図１２に実線で示す状態）。また、第１の切り替えバルブ（62）は、膨張弁（40）と、冷房用伝熱管（70）の導出側本体部（70b）とが接続されるように切り替えられ、第２の切り替えバルブ（63）は、冷房用伝熱管（70）の導入側本体部（70a）と、四方切換弁（61）の第３ポートとが接続されるように切り替えられる。 (Cooling operation)
Next, the cooling operation will be described. During the cooling operation, the four-way switching valve (61) is switched to the first state. That is, the first port and the third port communicate with each other, and at the same time the second port and the fourth port communicate with each other (a state indicated by a solid line in FIG. 12). The first switching valve (62) is switched so that the expansion valve (40) and the outlet side main body (70b) of the cooling heat transfer pipe (70) are connected, and the second switching valve ( 63) is switched so that the introduction side main body (70a) of the cooling heat transfer tube (70) and the third port of the four-way switching valve (61) are connected.

そして、圧縮機（20）が運転状態にされると、圧縮された冷媒（ガス冷媒）が圧縮機（20）の吐出ポートから吐出される。圧縮機（20）から吐出されたこの冷媒は、四方切換弁（61）と第２の切り替えバルブ（63）とを介して冷房用伝熱管（70）の導入側本体部（70a）へ送られ、さらに接続部（70c）を介して導出側本体部（70b）に導入される。   And when a compressor (20) is made into an operation state, the compressed refrigerant | coolant (gas refrigerant | coolant) is discharged from the discharge port of a compressor (20). The refrigerant discharged from the compressor (20) is sent to the introduction-side main body (70a) of the cooling heat transfer pipe (70) through the four-way switching valve (61) and the second switching valve (63). Furthermore, it is introduced into the lead-out side main body part (70b) via the connection part (70c).

このとき、外管（51）の内面壁は、地熱によって、土壌とほぼ同じ温度になっている。そして、熱媒体の一部は、外管（51）の内面壁を介して土壌に放熱することによって凝縮して内面壁において液状になっている。この液状の熱媒体は、導入側本体部（70a）及び導出側本体部（70b）に接触して吸熱する。これにより熱媒体は蒸発し、蒸発した熱媒体は、外管（51）の内面壁を介して土壌に放熱することによって、再び凝縮する。   At this time, the inner wall of the outer tube (51) is at substantially the same temperature as the soil due to geothermal heat. A part of the heat medium is condensed by dissipating heat to the soil through the inner wall of the outer tube (51), and is in a liquid state on the inner wall. The liquid heat medium absorbs heat by contacting the introduction-side main body (70a) and the outlet-side main body (70b). As a result, the heat medium evaporates, and the evaporated heat medium condenses again by dissipating heat to the soil through the inner wall of the outer tube (51).

一方、導入側本体部（70a）及び導出側本体部（70b）は、接触している熱媒体に放熱する。このように、導入側本体部（70a）及び導出側本体部（70b）が放熱したことによって、導入側本体部（70a）及び導出側本体部（70b）の内部では、その内部に導入された冷媒が凝縮する。凝縮した冷媒は、第１の切り替えバルブ（62）を介して膨張弁（40）に導入され、膨張弁（40）で減圧されてから室内熱交換器（30）に導入される。室内熱交換器（30）に流入した冷媒は、室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内熱交換器（30）では室内空気が冷却され、冷却された室内空気が室内ファン（41）によって室内へ送り返される。室内熱交換器（30）で蒸発した冷媒は、圧縮機（20）の吸入ポートに導入される。圧縮機（20）は、この冷媒を吸入して圧縮し、四方切換弁（61）と第２の切り替えバルブ（63）とを介して、冷房用伝熱管（70）の導入側本体部（70a）へ吐出する。   On the other hand, the introduction-side main body (70a) and the outlet-side main body (70b) radiate heat to the contacting heat medium. In this way, the introduction side main body part (70a) and the lead-out side main body part (70b) radiated heat so that the introduction side main body part (70a) and the lead-out side main body part (70b) were introduced into the inside thereof. The refrigerant condenses. The condensed refrigerant is introduced into the expansion valve (40) via the first switching valve (62), decompressed by the expansion valve (40), and then introduced into the indoor heat exchanger (30). The refrigerant flowing into the indoor heat exchanger (30) absorbs heat from the indoor air and evaporates. Thereby, indoor air is cooled in the indoor heat exchanger (30), and the cooled indoor air is sent back into the room by the indoor fan (41). The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (30) is introduced into the suction port of the compressor (20). The compressor (20) sucks and compresses the refrigerant, and, through the four-way switching valve (61) and the second switching valve (63), introduces the main body (70a of the cooling heat transfer tube (70)). ).

この冷暖房システム（2）では、以上の動作が繰り返され、地中熱交換器（50）を凝縮器として圧縮機（20）で冷媒を圧縮する冷凍サイクル（この例では冷房）が行われる。   In the cooling / heating system (2), the above operation is repeated, and a refrigeration cycle (cooling in this example) is performed in which the refrigerant is compressed by the compressor (20) using the underground heat exchanger (50) as a condenser.

《発明の実施形態５》
なお、上記の熱交換器（50）は、地中に設置するほかに、水中に設置することも可能である。具体的な設置場所としては、例えば、海、湖、池、プール、貯水槽、河川、下水道などが上げられる。図１４は、熱交換器（50）を水中に設置した状態を模式的に示す図である。この図では、熱交換器（50）（水中熱交換器）の設置例として２つの例（例１〜２）を記載している。例１は、貯水槽又はプールに熱交換器（50）を設置した例である。また、例２は、海、湖、又は池に熱交換器（50）を設置した例である。なお、同図において、「ＨＰ」と記載されているのは、空調システム（1）の本体部分（熱交換器以外の部分）を示している（以下同様）。 << Embodiment 5 of the Invention >>
The heat exchanger (50) can be installed in the water as well as in the ground. As specific installation locations, for example, the sea, lakes, ponds, pools, water tanks, rivers, sewers, etc. can be raised. FIG. 14 is a diagram schematically showing a state in which the heat exchanger (50) is installed in water. In this figure, two examples (Examples 1 and 2) are shown as installation examples of the heat exchanger (50) (underwater heat exchanger). Example 1 is an example in which a heat exchanger (50) is installed in a water tank or pool. Example 2 is an example in which a heat exchanger (50) is installed in the sea, a lake, or a pond. In addition, in the same figure, what is described as "HP" has shown the main-body part (parts other than a heat exchanger) of an air-conditioning system (1) (and so on).

上記のように熱交換器（50）を水中に設置した場合にも、上記の実施形態と同様のメカニズムで熱交換が行われる。   Even when the heat exchanger (50) is installed in water as described above, heat exchange is performed by the same mechanism as in the above embodiment.

《その他の実施形態（変形例）》
〈１〉なお、実施形態４では、実施形態１の地中熱交換器（50）と冷房用伝熱管（70）とを組み合わせたが、同様に、実施形態２や実施形態３、或いはその他の変形例として説明した地中熱交換器に対して冷房用伝熱管（70）を組み合わせてもよい。 << Other Embodiments (Modifications) >>
<1> In the fourth embodiment, the underground heat exchanger (50) and the cooling heat transfer tube (70) of the first embodiment are combined, but similarly, the second embodiment, the third embodiment, or other A cooling heat transfer tube (70) may be combined with the underground heat exchanger described as a modification.

〈２〉また、各実施形態や変形例の熱交換器（50）、すなわち外管（51）は、傾斜して地中や水中に設置してもよい。図１５は、熱交換器（50）を傾斜して設置した状態を模式的に示す図である。図１５（Ａ）は、熱交換器（50）を傾斜して地中に設置した例を示し、図１５（Ｂ）は、熱交換器（50）を傾斜して水中に設置した例を示している。図１５（Ｂ）では、海、湖、又は池に熱交換器（50）を傾斜して設置した例を示しているが、同様に、貯水槽やプールなどにも傾斜して配置可能である。   <2> Further, the heat exchanger (50) of each embodiment or modification, that is, the outer pipe (51) may be inclined and installed in the ground or in water. FIG. 15 is a diagram schematically showing a state in which the heat exchanger (50) is installed with an inclination. FIG. 15A shows an example in which the heat exchanger (50) is inclined and installed in the ground, and FIG. 15B shows an example in which the heat exchanger (50) is inclined and installed in the water. ing. FIG. 15B shows an example in which the heat exchanger (50) is inclined and installed in the sea, lake, or pond. Similarly, the heat exchanger (50) can be inclined and arranged in a water tank or a pool. .

本発明は、地中又は水中に設置される熱交換器、及びそれを利用した空調システムとして有用である。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention is useful as a heat exchanger installed in the ground or underwater, and an air conditioning system using the same.

１ 暖房システム（空調システム）
２ 冷暖房システム（空調システム）
５０ 熱交換器
５１ 外管
５２ 蒸発管
５５ フィン
５６ 外管側ウイック（ウイック）
５７ 蒸発管側ウイック（ウイック）
７０ 冷房用伝熱管 1 Heating system (air conditioning system)
2 Air conditioning system (air conditioning system)
50 Heat exchanger 51 Outer pipe 52 Evaporation pipe 55 Fin 56 Outer pipe side wick (wick)
57 Evaporator tube side wick (wick)
70 Heat transfer tube for cooling

Claims (11)

縦向き又は傾斜して地中又は水中に設置される外管（51）と、前記外管（51）内に挿入されて冷媒が内部に導入された蒸発管（52）と、前記外管（51）内に封入された熱媒体とを備え、前記熱媒体の相変化を利用して地熱を回収する熱交換器であって、
前記蒸発管（52）の外側には、該蒸発管（52）の外側で凝縮した熱媒体を前記外管（51）の内壁面に導くフィン（55）が設けられていることを特徴とする熱熱交換器。 An outer pipe (51) installed in the ground or underwater in a vertically or inclined manner, an evaporation pipe (52) inserted into the outer pipe (51) and introduced with a refrigerant therein, and the outer pipe ( 51) a heat exchanger enclosed within, and a heat exchanger that recovers geothermal heat using a phase change of the heat medium,
A fin (55) for guiding the heat medium condensed outside the evaporation pipe (52) to the inner wall surface of the outer pipe (51) is provided outside the evaporation pipe (52). Heat heat exchanger. 請求項１の熱熱交換器において、
前記フィン（55）は、傘状に形成されていることを特徴とする熱交換器。 The heat heat exchanger of claim 1,
The said fin (55) is formed in the shape of an umbrella, The heat exchanger characterized by the above-mentioned. 請求項１の熱交換器において、
前記フィン（55）は、前記外管（51）の内壁面に向かって傾斜した溝が表面に設けられた板状に形成されていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger of claim 1,
The said fin (55) is formed in the plate shape by which the groove | channel inclined toward the inner wall face of the said outer pipe | tube (51) was provided in the surface, The heat exchanger characterized by the above-mentioned. 請求項１の熱交換器において、
前記フィン（55）は、スパイラル状に形成されていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger of claim 1,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the fin (55) is formed in a spiral shape. 請求項１の熱交換器において、
前記フィン（55）と前記外管（51）の内壁面との間には、蒸発した熱媒体が流通する隙間が設けられていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger of claim 1,
A heat exchanger characterized in that a gap through which the evaporated heat medium flows is provided between the fin (55) and the inner wall surface of the outer tube (51). 請求項１の熱交換器において、
前記外管（51）の内壁面には、ウイック（56）が設けられていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger of claim 1,
A heat exchanger characterized in that a wick (56) is provided on an inner wall surface of the outer pipe (51). 請求項１の熱交換器において、
前記蒸発管（52）の内壁面には、ウイック（57）が設けられていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger of claim 1,
A heat exchanger characterized in that a wick (57) is provided on the inner wall surface of the evaporation pipe (52). 請求項１の熱交換器において、
前記熱媒体は、二酸化炭素（ＣＯ２）であることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger of claim 1,
The heat exchanger is carbon dioxide (CO 2 ). 請求項１から請求項８のうちの何れか１項の熱交換器を備えて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空調システム。   An air conditioning system comprising the heat exchanger according to any one of claims 1 to 8 and performing a refrigeration cycle. 請求項１から請求項８のうちの何れか１項の熱交換器において、
冷媒が内部に導入されて冷房運転時に凝縮器となる冷房用伝熱管（70）が、前記外管（51）内に設けられていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 8,
A heat exchanger characterized in that a cooling heat transfer tube (70) which is introduced into the inside and serves as a condenser during cooling operation is provided in the outer tube (51). 請求項１０の熱交換器を備えて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空調システム。   An air conditioning system comprising the heat exchanger according to claim 10 and performing a refrigeration cycle.
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