JP2010145032A - Underground heat exchanger and air conditioning system - Google Patents

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JP2010145032A JP2008323813A JP2008323813A JP2010145032A JP 2010145032 A JP2010145032 A JP 2010145032A JP 2008323813 A JP2008323813 A JP 2008323813A JP 2008323813 A JP2008323813 A JP 2008323813A JP 2010145032 A JP2010145032 A JP 2010145032A
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Katsuhiro Kawabata
克宏 川端
Keisuke Tanimoto
啓介 谷本
Hideaki Asai
英明 浅井
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an underground heat exchanger capable of reducing cost and weight while sufficiently securing the strength of an outer pipe. <P>SOLUTION: The outer pipe (30) embedded in the ground includes: metallic piping (31) which is made of metal and has closed pipe ends and inside of which a heating medium is filled; and a reinforcement layer (32) formed of mortar (32b) having reinforcement wire rods (32a) arranged therein and covering the outer peripheral face of the metallic piping (31). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被熱交換流体と地中の土壌とを熱交換させる地中熱交換器、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 ground heat exchanger for exchanging heat between a heat exchange fluid and soil in the ground, and an air conditioning system using the same.

従来より、密封された熱媒体を介して被熱交換流体と地中の土壌とを熱交換させる地中熱交換器が知られている。この地中熱交換器は、例えば冷凍サイクルを行う冷媒回路等に利用されている。特許文献1には、暖房運転において、地中熱を利用して冷媒回路の冷媒(被熱交換流体)を加熱する地中熱交換器が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, underground heat exchangers that exchange heat between a heat exchange fluid and underground soil via a sealed heat medium are known. This underground heat exchanger is used in, for example, a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle. Patent Document 1 discloses a ground heat exchanger that heats a refrigerant (heat exchange fluid) in a refrigerant circuit using ground heat in heating operation.

特許文献1の地中熱交換器は、外管と、この外管の内側に挿入された内管とからなる二重管式熱交換器で構成されている。内管は、その両端が閉塞されて内側に密閉空間が形成されている。この密閉空間に前記熱媒体が封入されている。外管は、その内側に冷媒回路の冷媒が流れる冷媒通路が形成されている。   The underground heat exchanger of patent document 1 is comprised with the double pipe type heat exchanger which consists of an outer tube | pipe and the inner tube inserted inside this outer tube | pipe. The inner pipe is closed at both ends to form a sealed space inside. The heat medium is sealed in the sealed space. The outer pipe has a refrigerant passage through which the refrigerant in the refrigerant circuit flows.

そして、前記内管は、その上下端が外管の内側から管軸方向に突出するように外管の管内側に固定されている。外管から下側へ突出した内管は、その内管の管軸方向が鉛直方向に沿うように地中に埋設される。つまり、内管の下方部分は地中の土壌と接触し、内管の上方部分は外管の冷媒通路を流れる冷媒と接触している。   And the said inner pipe is being fixed to the pipe inner side of an outer pipe | tube so that the upper and lower ends may protrude from the inner side of an outer pipe | tube to a pipe-axis direction. The inner pipe protruding downward from the outer pipe is buried in the ground so that the pipe axis direction of the inner pipe is along the vertical direction. That is, the lower part of the inner pipe is in contact with the soil in the ground, and the upper part of the inner pipe is in contact with the refrigerant flowing through the refrigerant passage of the outer pipe.

このような構成において、地中よりも低い温度の冷媒を冷媒流路に流通させると、内管の上側では、地中温度で平衡蒸気圧にあった熱媒体蒸気と外管の冷媒通路を流れる冷たい冷媒とが熱交換して該熱媒体が凝縮するとともに、その凝縮熱で冷媒が加熱される。凝縮して液化した冷たい熱媒体は内管内を上側から下側に向かって下降する。内管の下端側では、地中の土壌と熱媒体とが熱交換して該熱媒体が地中温度と平衡な蒸気圧になるように蒸発をする。この蒸発した熱媒体は内管内を下端側から上端側に向かって再び上昇する。つまり、内管がヒートパイプとなって、地中の熱で冷媒配管内の冷媒を加熱することができる。
国際公開第WO2004/111559号パンフレット
In such a configuration, when a refrigerant having a temperature lower than that in the ground is circulated through the refrigerant flow path, the heat medium vapor having the equilibrium vapor pressure at the underground temperature and the refrigerant passage of the outer pipe flow above the inner pipe. The heat medium is condensed by exchanging heat with the cold refrigerant, and the refrigerant is heated by the heat of condensation. The cold heat medium condensed and liquefied descends from the upper side to the lower side in the inner tube. At the lower end side of the inner pipe, the soil in the ground and the heat medium exchange heat, and the heat medium is evaporated so as to have a vapor pressure that is in equilibrium with the underground temperature. The evaporated heat medium rises again in the inner tube from the lower end side toward the upper end side. That is, the inner pipe becomes a heat pipe, and the refrigerant in the refrigerant pipe can be heated by underground heat.
International Publication No. WO2004 / 111559 Pamphlet

ところで、近年、地球温暖化防止の観点から、HFC系冷媒に代わって二酸化炭素を熱媒体とすることが考えられている。しかしながら、熱媒体として二酸化炭素を用いる場合には、使用圧力範囲が高いために外管の内部圧力が高くなってしまい、この内部圧力に耐え得る管構造を採用する必要がある。そこで、外管を高圧用鋼管で構成したり、外管の肉厚を厚くする等の対策が考えられるが、外管の重量が増加してしまって持ち運びや取り扱いが困難となったり、コストが増大してしまうといった問題があった。   By the way, in recent years, from the viewpoint of preventing global warming, it is considered to use carbon dioxide as a heat medium in place of the HFC refrigerant. However, when carbon dioxide is used as the heat medium, the internal pressure of the outer tube increases due to the high operating pressure range, and it is necessary to employ a tube structure that can withstand this internal pressure. Therefore, measures such as configuring the outer pipe with a high-pressure steel pipe or increasing the wall thickness of the outer pipe can be considered, but the weight of the outer pipe increases, making it difficult to carry and handle, and cost. There was a problem of increasing.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外管の強度を十分に確保しつつ、コスト低減や軽量化を図ることができる地中熱交換器を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The objective is providing the underground heat exchanger which can aim at cost reduction and weight reduction, ensuring the intensity | strength of an outer tube | pipe enough. is there.

上述した目的を達成するため、本発明は、外管の構成を工夫することにより、外管を構成する金属配管の薄肉化を図った場合でも、外管全体として十分な強度を確保できるようにした。   In order to achieve the above-described object, the present invention can ensure sufficient strength as a whole outer pipe even when the metal pipe constituting the outer pipe is thinned by devising the configuration of the outer pipe. did.

具体的に、本発明は、管軸方向が鉛直方向に沿うように地中に埋設される外管(30)と、該外管(30)の管内側に挿入され且つ内部を被熱交換流体が流れる内管(20)とを備えた地中熱交換器を対象とし、次のような解決手段を講じた。   Specifically, the present invention relates to an outer pipe (30) embedded in the ground so that the pipe axis direction is along the vertical direction, and is inserted into the pipe of the outer pipe (30) and has a heat exchange fluid inside. The following solution was taken for the underground heat exchanger with the inner pipe (20) through which the water flows.

すなわち、第1の発明は、前記外管(30)は、管端部が閉塞されて内部に熱媒体が封入された金属製の金属配管(31)と、内部に補強用線材(32a)が配設されたモルタル(32b)で構成され且つ該金属配管(31)の外周面を覆う補強層(32)とを備えていることを特徴とするものである。   That is, according to the first aspect of the present invention, the outer pipe (30) has a metal metal pipe (31) in which a pipe end is closed and a heat medium is enclosed inside, and a reinforcing wire (32a) inside. And a reinforcing layer (32) configured by the mortar (32b) and covering the outer peripheral surface of the metal pipe (31).

第1の発明では、外管(30)は、金属製の金属配管(31)と、金属配管(31)の外周面を覆う補強層(32)とを備える。金属配管(31)は、その管端部が閉塞されて内部に熱媒体が封入される。補強層(32)は、内部に補強用線材(32a)が配設されたモルタル(32b)で構成される。   In the first invention, the outer pipe (30) includes a metal pipe (31) made of metal and a reinforcing layer (32) that covers the outer peripheral surface of the metal pipe (31). The pipe end of the metal pipe (31) is closed, and the heat medium is sealed inside. The reinforcing layer (32) is composed of a mortar (32b) in which a reinforcing wire (32a) is disposed.

このような構成とすれば、外管(30)の軽量化を図るために金属配管(31)の肉厚を薄くしたとしても、外管(30)全体としての強度を補強層(32)で十分に確保することができる。そのため、使用圧力範囲が高いために外管(30)の内部圧力が高くなってしまう二酸化炭素を熱媒体として用いた場合でも、外管(30)をその内部圧力に耐え得る管構造とすることができる。   With such a configuration, even if the thickness of the metal pipe (31) is reduced in order to reduce the weight of the outer pipe (30), the strength of the outer pipe (30) as a whole is increased by the reinforcing layer (32). It can be secured sufficiently. For this reason, the outer tube (30) should have a tube structure that can withstand the internal pressure even when carbon dioxide, whose internal pressure in the outer tube (30) increases due to the high operating pressure range, is used as the heat medium. Can do.

また、前記金属配管(31)をモルタル(32b)で覆うことで絶縁性を高めることができるから、落雷発生時に金属配管(31)へ通電することが防止でき、地中熱交換器(10)自体やヒートポンプ設備が破損等するのを防止できる。さらに、モルタル(32b)で覆うことで外管(30)の外径が大きくすることができ、伝熱面積を増やすことができて熱交換能力が向上する。   In addition, since insulation can be improved by covering the metal pipe (31) with mortar (32b), it is possible to prevent the metal pipe (31) from being energized when a lightning strike occurs, and the underground heat exchanger (10) It is possible to prevent damage to itself and the heat pump equipment. Furthermore, by covering with mortar (32b), the outer diameter of the outer tube (30) can be increased, the heat transfer area can be increased, and the heat exchange capacity is improved.

さらに、防水性を有するモルタル(32b)を用いて金属配管(31)を覆うようにすれば、雨水等が地中に浸水して金属配管(31)が錆び付いてしまうのを抑えることができる。また、熱伝導率の高いモルタル(32b)を用いて金属配管(31)を覆うようにすれば、地中の土壌から地中熱交換器(10)内に効率良く吸熱することができ、熱交換能力が向上する。   Further, if the metal pipe (31) is covered with a waterproof mortar (32b), it is possible to prevent rainwater or the like from entering the ground and rusting the metal pipe (31). If the metal pipe (31) is covered with mortar (32b) with high thermal conductivity, heat can be absorbed efficiently from the soil in the ground into the underground heat exchanger (10). Exchange ability is improved.

第2の発明は、第1の発明において、
前記補強層(32)は、前記金属配管(31)の外周面から径方向外方に突出し且つ管軸方向に所定の間隔をあけて配置された複数のフランジ部(33)を備えていることを特徴とするものである。
According to a second invention, in the first invention,
The reinforcing layer (32) includes a plurality of flange portions (33) projecting radially outward from the outer peripheral surface of the metal pipe (31) and arranged at predetermined intervals in the tube axis direction. It is characterized by.

第2の発明では、補強層(32)を構成する複数のフランジ部(33)が、金属配管(31)の外周面から径方向外方に突出し且つ管軸方向に所定の間隔をあけて配置される。このような構成とすれば、補強層(32)にフランジ部(33)を設けることで、外管(30)全体としての強度をさらに高めることができる。そのため、補強層(32)を構成するモルタル(32b)の厚さを薄くしたとしても、外管(30)の強度を十分に確保することができ、さらなる軽量化を図る上で有利となる。   In the second invention, the plurality of flange portions (33) constituting the reinforcing layer (32) project radially outward from the outer peripheral surface of the metal pipe (31) and are arranged at predetermined intervals in the tube axis direction. Is done. If it is set as such a structure, the intensity | strength as the whole outer pipe | tube (30) can further be raised by providing a flange part (33) in a reinforcement layer (32). Therefore, even if the thickness of the mortar (32b) constituting the reinforcing layer (32) is reduced, the strength of the outer tube (30) can be sufficiently secured, which is advantageous for further weight reduction.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記補強層(32)は、前記金属配管(31)の外周面に沿って周方向に巻き付けられた線状部材(34)を備えていることを特徴とするものである。
According to a third invention, in the first or second invention,
The reinforcing layer (32) includes a linear member (34) wound in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the metal pipe (31).

第3の発明では、補強層(32)を構成する線状部材(34)が、金属配管(31)の外周面に沿って周方向に巻き付けられる。このような構成とすれば、線状部材(34)を金属配管(31)に巻き付けることで、外管(30)全体としての強度をさらに高めることができる。そのため、補強層(32)を構成するモルタル(32b)の厚さを薄くしたとしても、外管(30)の強度を十分に確保することができ、さらなる軽量化を図る上で有利となる。   In 3rd invention, the linear member (34) which comprises a reinforcement layer (32) is wound in the circumferential direction along the outer peripheral surface of metal piping (31). With such a configuration, the overall strength of the outer pipe (30) can be further increased by winding the linear member (34) around the metal pipe (31). Therefore, even if the thickness of the mortar (32b) constituting the reinforcing layer (32) is reduced, the strength of the outer tube (30) can be sufficiently secured, which is advantageous for further weight reduction.

第4の発明は、圧縮機(5)、熱源側熱交換器(10)、膨張機構(6)、及び利用側熱交換器(7)が接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)を備えた空調システムを対象とし、次のような解決手段を講じた。   A fourth invention is a refrigerant circuit that performs a vapor compression refrigeration cycle by connecting a compressor (5), a heat source side heat exchanger (10), an expansion mechanism (6), and a use side heat exchanger (7). The following solutions were taken for air conditioning systems equipped with (1).

すなわち、第4の発明は、第1乃至第3の発明のうち何れか1つに記載の地中熱交換器(10)の前記内管(20)が前記冷媒回路(1)に接続されることで、該地中熱交換器(10)によって前記熱源側熱交換器(10)が構成されることを特徴とするものである。   That is, in the fourth invention, the inner pipe (20) of the underground heat exchanger (10) according to any one of the first to third inventions is connected to the refrigerant circuit (1). Thus, the heat source side heat exchanger (10) is constituted by the underground heat exchanger (10).

第4の発明では、空調システムにおいて、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおける熱源側熱交換器(10)として地中熱交換器(10)を利用することができる。このような構成とすれば、空調システムが暖房装置の場合は、地中熱交換器(10)が蒸発器となり、利用側熱交換器(7)が凝縮器となる。そして、この地中熱交換器(10)において、膨張機構(6)を流出した低圧冷媒と地中の土壌とが熱交換を行い、地中の土壌から低圧冷媒が吸熱することにより、低圧冷媒を蒸発させることができる。   In the fourth invention, in the air conditioning system, the underground heat exchanger (10) can be used as the heat source side heat exchanger (10) in the vapor compression refrigeration cycle. With such a configuration, when the air conditioning system is a heating device, the underground heat exchanger (10) serves as an evaporator and the use side heat exchanger (7) serves as a condenser. In this underground heat exchanger (10), the low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion mechanism (6) exchanges heat with the soil in the ground, and the low-pressure refrigerant absorbs heat from the soil in the ground. Can be evaporated.

一方、空調システムが冷房装置の場合は、地中熱交換器(10)が凝縮器となり、利用側熱交換器(7)が蒸発器となる。そして、この地中熱交換器(10)において、圧縮機(5)から吐出した高圧冷媒と地中の土壌とが熱交換を行い、高圧冷媒が地中の土壌に放熱することにより、高圧冷媒を凝縮させることができる。   On the other hand, when the air conditioning system is a cooling device, the underground heat exchanger (10) serves as a condenser and the use side heat exchanger (7) serves as an evaporator. In this underground heat exchanger (10), the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (5) exchanges heat with the soil in the ground, and the high-pressure refrigerant dissipates heat to the soil in the ground. Can be condensed.

本発明によれば、外管(30)の軽量化を図るために金属配管(31)の肉厚を薄くしたとしても、外管(30)全体としての強度を補強層(32)で十分に確保することができる。そのため、使用圧力範囲が高いために外管(30)の内部圧力が高くなってしまう二酸化炭素を熱媒体として用いた場合でも、外管(30)をその内部圧力に耐え得る管構造とすることができる。   According to the present invention, even if the thickness of the metal pipe (31) is reduced in order to reduce the weight of the outer pipe (30), the strength of the outer pipe (30) as a whole is sufficiently increased by the reinforcing layer (32). Can be secured. For this reason, the outer tube (30) should have a tube structure that can withstand the internal pressure even when carbon dioxide, whose internal pressure in the outer tube (30) increases due to the high operating pressure range, is used as the heat medium. Can do.

また、防水性を有するモルタル(32b)を用いて金属配管(31)を覆うようにすれば、雨水等が地中に浸水して金属配管(31)が錆び付いてしまうのを抑えることができる。また、熱伝導率の高いモルタル(32b)を用いて金属配管(31)を覆うようにすれば、地中の土壌から地中熱交換器(10)内に効率良く吸熱することができ、熱交換能力が向上する。   Further, if the metal pipe (31) is covered with a waterproof mortar (32b), it is possible to prevent rainwater or the like from being immersed in the ground and the metal pipe (31) from being rusted. If the metal pipe (31) is covered with mortar (32b) with high thermal conductivity, heat can be absorbed efficiently from the soil in the ground into the underground heat exchanger (10). Exchange ability is improved.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

<空調システムの構成>
図1は、本発明の実施形態に係る地中熱交換器を用いた空調システムの冷媒回路図である。図1に示すように、この空調システム(A)は、地中の熱を利用して室内を暖房する暖房装置を構成しており、冷媒回路(1)を備えている。
<Configuration of air conditioning system>
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioning system using a ground heat exchanger according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this air conditioning system (A) comprises the heating apparatus which heats a room | chamber interior using the underground heat, and is provided with the refrigerant circuit (1).

前記冷媒回路(1)は、圧縮機(5)と、膨張機構としての膨張弁(6)と、利用側熱交換器としての室内熱交換器(7)と、熱源側熱交換器としての地中熱交換器(10)とが冷媒配管(1a)で接続されて構成されている。   The refrigerant circuit (1) includes a compressor (5), an expansion valve (6) as an expansion mechanism, an indoor heat exchanger (7) as a use side heat exchanger, and a ground as a heat source side heat exchanger. The intermediate heat exchanger (10) is connected to the refrigerant pipe (1a).

ここで、前記地中熱交換器(10)は地中に埋設され、室内熱交換器(7)は室内に設置されている。なお、地下に機械室がある場合には、その機械室に空調システム(A)における室内熱交換器(7)及び地中熱交換器(10)以外の要素機器、つまり、圧縮機(5)や膨張弁(6)等が設置されていてもよい。   Here, the underground heat exchanger (10) is buried in the ground, and the indoor heat exchanger (7) is installed indoors. If there is a machine room in the basement, the machine room contains element equipment other than the indoor heat exchanger (7) and underground heat exchanger (10) in the air conditioning system (A), that is, the compressor (5). Or an expansion valve (6) may be installed.

前記冷媒回路(1)には冷媒(被熱交換流体)が封入されている。この冷媒が冷媒回路(1)を循環することにより、地中熱交換器(10)が蒸発器となり、室内熱交換器(7)が凝縮器となって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。   A refrigerant (heat exchange fluid) is sealed in the refrigerant circuit (1). This refrigerant circulates in the refrigerant circuit (1), so that the underground heat exchanger (10) becomes an evaporator and the indoor heat exchanger (7) becomes a condenser to perform a vapor compression refrigeration cycle. It is configured.

前記地中熱交換器(10)は、内部に密封された二酸化炭素(熱媒体)を介して、地中の土壌と冷媒回路を流れる冷媒とを熱交換させるものである。この地中熱交換器(10)の詳細は後述する。   The underground heat exchanger (10) exchanges heat between the soil in the ground and the refrigerant flowing through the refrigerant circuit via carbon dioxide (heat medium) sealed inside. Details of the underground heat exchanger (10) will be described later.

前記圧縮機(5)は、全密閉型であって、圧縮機(5)に電気的に接続されたインバータ(図示省略)により容量可変に構成されている。この圧縮機(5)では、吸入した冷媒を所定圧力まで圧縮して吐出するように構成されている。   The compressor (5) is a hermetically sealed type, and has a variable capacity by an inverter (not shown) electrically connected to the compressor (5). The compressor (5) is configured to compress the sucked refrigerant to a predetermined pressure and discharge it.

前記室内熱交換器(7)は、図示は省略しているが、伝熱管が複数パスに配列されるとともに伝熱管と直交して多数のアルミフィンが配置されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成されている。この室内熱交換器(7)の近傍には室内ファン(8)が設置されている。そして、伝熱管の管内側を冷媒が流れ、伝熱管の管外側にあるアルミフィン間を室内ファン(8)から送風される室内空気が流れ、両者が熱交換を行うように構成されている。   Although not shown, the indoor heat exchanger (7) is a cross fin type fin-and-and in which a plurality of heat transfer tubes are arranged in a plurality of paths and a number of aluminum fins are arranged orthogonal to the heat transfer tubes. It consists of a tube heat exchanger. An indoor fan (8) is installed in the vicinity of the indoor heat exchanger (7). Then, the refrigerant flows inside the heat transfer tube, the indoor air blown from the indoor fan (8) flows between the aluminum fins outside the heat transfer tube, and both perform heat exchange.

前記膨張弁(6)は、開度可変の電子膨張弁によって構成されている。この膨張弁(6)の開度が変更されて、膨張弁(6)を流れる冷媒の減圧量が調整される。   The expansion valve (6) is an electronic expansion valve having a variable opening. The degree of decompression of the refrigerant flowing through the expansion valve (6) is adjusted by changing the opening degree of the expansion valve (6).

<地中熱交換器の構成>
図2は、地中熱交換器の構成を示す縦断面図である。図2に示すように、この地中熱交換器(10)は、外管(30)と内管(20)とを有し、外管(30)の管内側に内管(20)が挿入された二重管式の熱交換器を構成している。また、地中熱交換器(10)は、外管(30)の管軸方向が鉛直方向に沿うように地中に埋設されている。
<Configuration of underground heat exchanger>
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the underground heat exchanger. As shown in FIG. 2, this underground heat exchanger (10) has an outer pipe (30) and an inner pipe (20), and the inner pipe (20) is inserted inside the outer pipe (30). This constitutes a double-pipe heat exchanger. The underground heat exchanger (10) is buried in the ground so that the tube axis direction of the outer tube (30) is along the vertical direction.

前記外管(30)は、その上端部に上側閉塞板(14)、その下端部に下側閉塞板(15)がそれぞれ取り付けられて管端部が閉塞されている。そして、外管(30)の管内側には、密閉空間(17)が形成されている。また、この管内側には、管軸方向に所定の間隔を保って複数の隔壁(16)が設けられている。これらの隔壁(16)により、密閉空間(17)は、複数の分割空間(17a)に区画されている。この各分割空間(17a)には、それぞれ所定量の二酸化炭素(熱媒体)が密封されている。   The outer tube (30) has an upper closing plate (14) attached to its upper end and a lower closing plate (15) attached to its lower end to close the tube end. A sealed space (17) is formed inside the outer tube (30). In addition, a plurality of partition walls (16) are provided inside the tube at predetermined intervals in the tube axis direction. By these partition walls (16), the sealed space (17) is partitioned into a plurality of divided spaces (17a). A predetermined amount of carbon dioxide (heat medium) is sealed in each of the divided spaces (17a).

このように、前記密閉空間(17)を複数の分割空間(17a)に区画することで、自然災害等で外管(30)に亀裂が生じても、その亀裂部分に対応する分割空間(17a)から熱媒体が地中に漏れるのみで、他の分割空間(17a)から熱媒体が地中に漏れるのを防ぐことができる。つまり、密閉空間(17)を区画しない場合に比べて、外管(30)から外側に漏れる二酸化炭素の量を少なくすることができる。そして、外管(30)内の外側に漏れる二酸化炭素の量を少なくできるので、熱媒体が外管(30)の外側へ漏れてしまった場合であっても、地中熱交換器(10)の熱交換能力の低下を最小限に抑えることができる。   In this way, by dividing the sealed space (17) into a plurality of divided spaces (17a), even if a crack occurs in the outer pipe (30) due to a natural disaster or the like, the divided space (17a The heat medium can be prevented from leaking into the ground from other divided spaces (17a) only by leaking the heat medium into the ground from). That is, the amount of carbon dioxide leaking from the outer pipe (30) to the outside can be reduced as compared with the case where the sealed space (17) is not partitioned. And since the amount of carbon dioxide leaking to the outside in the outer pipe (30) can be reduced, even if the heat medium leaks to the outside of the outer pipe (30), the underground heat exchanger (10) It is possible to minimize the decrease in the heat exchange capacity.

さらに、亀裂部分から熱媒体が地中に漏れたとしても、その熱媒体が二酸化炭素であるので地中を汚染することがない。さらに、内管(20)に破損が生じ、その内部を流れる被熱交換流体が漏れた場合であっても、分割空間(17a)に閉じ込められることとなり、地中へのリークによる土壌や地下水の汚染を回避できる、しかも、リーク量も少ない場合は空調運転を継続でき得る。したがって、地球環境に配慮した地中熱交換器(10)を提供することができる。   Furthermore, even if the heat medium leaks from the cracked part into the ground, the ground does not contaminate the ground because the heat medium is carbon dioxide. Furthermore, even if the inner pipe (20) is damaged and the heat exchange fluid flowing inside it is leaked, it will be confined in the divided space (17a), and soil and groundwater will be trapped due to leakage into the ground. If the contamination can be avoided and the amount of leakage is small, the air conditioning operation can be continued. Therefore, the underground heat exchanger (10) in consideration of the global environment can be provided.

前記外管(30)は、金属製の金属配管(31)と、金属配管(31)の外周面を覆う補強層(32)とを備えている。金属配管(31)は、例えば、高圧用鋼管で構成されている。この金属配管(31)は、軽量化やコストダウンを図るために、その肉厚が薄く設定されている。   The outer pipe (30) includes a metal pipe (31) made of metal and a reinforcing layer (32) that covers the outer peripheral surface of the metal pipe (31). The metal pipe (31) is composed of, for example, a high-pressure steel pipe. The thickness of the metal pipe (31) is set to be thin in order to reduce weight and cost.

一方、前記補強層(32)は、内部に補強用線材(32a)が配設されたモルタル(32b)で構成されている。この補強用線材(32a)は、管軸方向に沿って延びるように配設された鉄筋等で構成され、補強層(32)に引張応力が作用した場合でも、モルタル(32b)にひび割れが生じないように補強するためのものである。また、補強層(32)には、防水性を有し且つ熱伝導率の高いモルタル(32b)が用いられている。   On the other hand, the reinforcing layer (32) is composed of a mortar (32b) in which a reinforcing wire (32a) is disposed. This reinforcing wire (32a) is composed of reinforcing bars etc. that extend along the tube axis direction, and cracks occur in the mortar (32b) even when tensile stress is applied to the reinforcing layer (32). It is for reinforcement so that there is no. Moreover, the mortar (32b) which has waterproofness and high heat conductivity is used for the reinforcement layer (32).

さらに、前記外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)には、円周方向に沿うように複数の円周溝(36)が形成されている(図3参照)。   Furthermore, a plurality of circumferential grooves (36) are formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface (31a) of the metal pipe (31) of the outer pipe (30) (see FIG. 3).

このように、前記外管(30)を金属配管(31)と補強層(32)とで構成することで、金属配管(31)の肉厚を薄くして軽量化を図ったとしても、外管(30)全体としての強度を補強層(32)で十分に補うことができる。そのため、使用圧力範囲が高いために外管の内部圧力が高くなる傾向にある二酸化炭素を熱媒体として用いた場合でも、外管(30)をその内部圧力に耐え得る管構造とすることができる。   As described above, the outer pipe (30) is composed of the metal pipe (31) and the reinforcing layer (32), so that the thickness of the metal pipe (31) can be reduced by reducing the thickness. The strength of the pipe (30) as a whole can be sufficiently supplemented by the reinforcing layer (32). Therefore, even when carbon dioxide, which has a tendency to increase the internal pressure of the outer tube due to a high operating pressure range, is used as the heat medium, the outer tube (30) can have a tube structure that can withstand the internal pressure. .

さらに、前記金属配管(31)を防水性を有するモルタル(32b)で覆うことにより、雨水等が地中に浸水して金属配管(31)が錆び付いてしまうのを抑制することができる。また、モルタル(32b)によって金属配管(31)を絶縁することができ、例えば、落雷発生時に金属配管(31)へ通電することを防止して、地中熱交換器(10)自体やヒートポンプ設備の破損等を防止する上で有利となる。また、熱伝導率の高いモルタル(32b)を用いて補強層(32)を形成することで、地中の熱を地中熱交換器(10)内に効率良く吸熱することができ、熱交換能力が向上する。   Furthermore, by covering the metal pipe (31) with a waterproof mortar (32b), it is possible to prevent rainwater or the like from being immersed in the ground and rusting the metal pipe (31). In addition, the metal pipe (31) can be insulated by the mortar (32b). For example, the metal pipe (31) can be prevented from being energized during a lightning strike, and the underground heat exchanger (10) itself or heat pump equipment This is advantageous in preventing damages and the like. In addition, by forming the reinforcing layer (32) using mortar (32b) with high thermal conductivity, the underground heat can be absorbed efficiently into the underground heat exchanger (10). Ability improves.

前記内管(20)はU字管で構成されている。この内管(20)は、その2つの直管部分が上側閉塞板(14)及び複数の隔壁(16)を貫くように挿入され、その管端部分は密閉空間(17)から突出している。また、内管(20)は、その外周面(20b)が外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)に接触するように、外管(30)に固定されている。また、この内管(20)の外周面(20b)には、100μm程度の円周溝(26)が多数形成されている(図3参照)。   The inner pipe (20) is a U-shaped pipe. The inner pipe (20) is inserted so that the two straight pipe portions penetrate the upper blocking plate (14) and the plurality of partition walls (16), and the pipe end portion protrudes from the sealed space (17). The inner pipe (20) is fixed to the outer pipe (30) so that the outer peripheral surface (20b) is in contact with the inner peripheral surface (31a) of the metal pipe (31) of the outer pipe (30). . A large number of circumferential grooves (26) of about 100 μm are formed on the outer peripheral surface (20b) of the inner tube (20) (see FIG. 3).

このように、前記外管(30)と内管(20)とを接触させることにより、内管(20)の外周面(20b)で凝縮して液化した二酸化炭素を確実に外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)へ導くことができる。   Thus, by contacting the outer pipe (30) and the inner pipe (20), the carbon dioxide condensed and liquefied on the outer peripheral surface (20b) of the inner pipe (20) is reliably ensured. To the inner peripheral surface (31a) of the metal pipe (31).

また、前記内管(20)の外周面(20b)に微細な円周溝(26)を多数形成することにより、内管(20)の伝熱性能を高めることができる、これにより、地中熱交換器(10)の熱交換能力を向上させることができる。   Moreover, the heat transfer performance of the inner pipe (20) can be improved by forming a large number of fine circumferential grooves (26) on the outer peripheral surface (20b) of the inner pipe (20). The heat exchange capacity of the heat exchanger (10) can be improved.

前記内管(20)における管端部分の一方は、圧縮機(5)の吐出側から延びる冷媒配管(1a)に接続され、他方は膨張弁(6)の入口側から延びる冷媒配管(1a)に接続されている。このように接続されることにより、内管(20)の管内側に冷媒回路(1)の冷媒が流れる冷媒通路(20a)が形成されている。   One of the pipe end portions of the inner pipe (20) is connected to a refrigerant pipe (1a) extending from the discharge side of the compressor (5), and the other is a refrigerant pipe (1a) extending from the inlet side of the expansion valve (6). It is connected to the. By being connected in this way, a refrigerant passage (20a) through which the refrigerant of the refrigerant circuit (1) flows is formed inside the inner pipe (20).

−運転動作−
次に、本実施形態に係る空調システム(A)の動作について説明する。まず、圧縮機(5)で所定圧力まで圧縮された後に吐出された高圧冷媒は、室内熱交換器(7)に流入する。室内熱交換器(7)では、高圧冷媒が室内ファン(8)から送られる室内空気に放熱して凝縮した後で室内熱交換器(7)を流出する。一方、室内空気はこの凝縮熱により暖められる。その結果、室内の暖房が行われる。
-Driving action-
Next, the operation of the air conditioning system (A) according to this embodiment will be described. First, the high-pressure refrigerant discharged after being compressed to a predetermined pressure by the compressor (5) flows into the indoor heat exchanger (7). In the indoor heat exchanger (7), the high-pressure refrigerant releases heat to the indoor air sent from the indoor fan (8) and condenses, and then flows out of the indoor heat exchanger (7). On the other hand, the indoor air is warmed by this condensation heat. As a result, the room is heated.

前記室内熱交換器(7)を流出した高圧冷媒は、膨張弁(6)に流入する。膨張弁(6)では、高圧冷媒が所定圧力まで減圧されて低圧冷媒になった後で膨張弁(6)を流出する。このとき、この減圧後の低圧冷媒の飽和温度が地中の土壌の温度よりも低くなるように膨張弁(6)で低圧冷媒が減圧される。   The high-pressure refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger (7) flows into the expansion valve (6). In the expansion valve (6), the high-pressure refrigerant is depressurized to a predetermined pressure to become a low-pressure refrigerant, and then flows out from the expansion valve (6). At this time, the low-pressure refrigerant is decompressed by the expansion valve (6) so that the saturation temperature of the decompressed low-pressure refrigerant is lower than the temperature of the soil in the ground.

前記膨張弁(6)を流出した低圧冷媒は、地中熱交換器(10)に流入する。地中熱交換器(10)では、低圧冷媒が地中の熱を吸収して蒸発した後で地中熱交換器(10)を流出する。地中熱交換器(10)を流出した低圧冷媒は、圧縮機(5)に吸入され、所定圧力まで圧縮された後、再び室内熱交換器(7)に流入する。このように、冷媒が冷媒回路(1)内を循環することにより、室内の暖房が行われる。   The low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion valve (6) flows into the underground heat exchanger (10). In the underground heat exchanger (10), the low-pressure refrigerant absorbs the underground heat and evaporates, and then flows out of the underground heat exchanger (10). The low-pressure refrigerant that has flowed out of the underground heat exchanger (10) is sucked into the compressor (5), compressed to a predetermined pressure, and then flows into the indoor heat exchanger (7) again. As described above, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (1), thereby heating the room.

次に、本実施形態に係る地中熱交換器(10)の動作について説明する。膨張弁(6)から流出した低圧冷媒は、地中熱交換器(10)の内管(20)に流入する。なお、内管(20)内に地中の土壌の温度よりも低い温度の低圧冷媒が流入するとき、各分割空間(17a)内の二酸化炭素の飽和温度は土壌と低圧冷媒との間の温度になるものとする。   Next, the operation of the underground heat exchanger (10) according to this embodiment will be described. The low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion valve (6) flows into the inner pipe (20) of the underground heat exchanger (10). When a low-pressure refrigerant having a temperature lower than the temperature of the soil in the ground flows into the inner pipe (20), the saturation temperature of carbon dioxide in each divided space (17a) is the temperature between the soil and the low-pressure refrigerant. Shall be.

この場合、図4に示すように、外管(30)の各分割空間(17a)内に封入された二酸化炭素が、二酸化炭素の飽和温度よりも低い温度の内管(20)の外周面(20b)で凝縮する。この二酸化炭素の凝縮熱を冷媒回路(1)の冷媒が吸収して蒸発する。この蒸発した冷媒は、地中熱交換器(10)から流出した後、圧縮機(5)に吸入される。   In this case, as shown in FIG. 4, the carbon dioxide enclosed in each divided space (17a) of the outer pipe (30) is the outer peripheral surface of the inner pipe (20) having a temperature lower than the saturation temperature of carbon dioxide ( Condensate in 20b). The refrigerant in the refrigerant circuit (1) absorbs the heat of condensation of carbon dioxide and evaporates. The evaporated refrigerant flows out of the underground heat exchanger (10) and is then sucked into the compressor (5).

前記外周面(20b)で凝縮して液化した二酸化炭素は、内管(20)の外周面(20b)の円周溝(26)により、下方へ落ちることなく保持されながら円周溝(26)に沿って円周方向へ広がるように流れる。そして、この液化した二酸化炭素は、外管(30)及び内管(20)の接触部分を介して、外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)へ導かれる。外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)へ導かれた二酸化炭素は、外管(30)の円周溝(36)により、下方へ落ちることなく保持されながら円周溝(36)に沿って円周方向へ広がるように流れる。そして、この内周面(31a)で二酸化炭素が蒸発する。   The carbon dioxide condensed and liquefied on the outer peripheral surface (20b) is held by the circumferential groove (26) on the outer peripheral surface (20b) of the inner pipe (20) without falling downward. It flows so as to spread in the circumferential direction along. And this liquefied carbon dioxide is guide | induced to the internal peripheral surface (31a) of the metal piping (31) of an outer pipe (30) through the contact part of an outer pipe (30) and an inner pipe (20). The carbon dioxide introduced to the inner peripheral surface (31a) of the metal pipe (31) of the outer pipe (30) is retained by the circumferential groove (36) of the outer pipe (30) without falling downward. It flows so as to expand in the circumferential direction along the groove (36). Carbon dioxide evaporates on the inner peripheral surface (31a).

前記外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)で蒸発してガス化した二酸化炭素は、分割空間(17a)内の二酸化炭素の密度差により、内管(20)の外周面(20b)の方へ移動して、その外周面(20b)で再び凝縮する。このように、二酸化炭素が相変化を繰り返すことにより、その二酸化炭素を介して、外管(30)の外側にある地中の土壌と内管(20)の内側を流れる冷媒とが熱交換する。   The carbon dioxide evaporated and gasified on the inner peripheral surface (31a) of the metal pipe (31) of the outer pipe (30) is caused by the difference in density of carbon dioxide in the divided space (17a). It moves toward the outer peripheral surface (20b) and condenses again on the outer peripheral surface (20b). Thus, by repeating the phase change of carbon dioxide, the ground soil outside the outer pipe (30) and the refrigerant flowing inside the inner pipe (20) exchange heat through the carbon dioxide. .

以上のように、本発明の実施形態に係る地中熱交換器(10)によれば、外管(30)の軽量化を図るために金属配管(31)の肉厚を薄くしたとしても、外管(30)全体としての強度を補強層(32)で十分に確保することができる。そのため、使用圧力範囲が高いために外管(30)の内部圧力が高くなってしまう二酸化炭素を熱媒体として用いた場合でも、外管(30)をその内部圧力に耐え得る管構造とすることができる。   As described above, according to the underground heat exchanger (10) according to the embodiment of the present invention, even if the thickness of the metal pipe (31) is reduced in order to reduce the weight of the outer pipe (30), The strength of the outer tube (30) as a whole can be sufficiently secured by the reinforcing layer (32). For this reason, the outer tube (30) should have a tube structure that can withstand the internal pressure even when carbon dioxide, whose internal pressure in the outer tube (30) increases due to the high operating pressure range, is used as the heat medium. Can do.

また、前記金属配管(31)をモルタル(32b)で覆うことで絶縁性を高めることができるから、落雷発生時に金属配管(31)へ通電することが防止でき、地中熱交換器(10)自体やヒートポンプ設備が破損等するのを防止できる。さらに、モルタル(32b)で覆うことで外管(30)の外径が大きくなることから、伝熱面積を増やすことができて熱交換能力が向上する。   In addition, since insulation can be improved by covering the metal pipe (31) with mortar (32b), it is possible to prevent the metal pipe (31) from being energized when a lightning strike occurs, and the underground heat exchanger (10) It is possible to prevent damage to itself and the heat pump equipment. Furthermore, since the outer diameter of the outer tube (30) is increased by covering with the mortar (32b), the heat transfer area can be increased and the heat exchange capacity is improved.

さらに、防水性を有するモルタル(32b)を用いて金属配管(31)を覆うようにすれば、雨水等が地中に浸水して金属配管(31)が錆び付いてしまうのを抑えることができる。また、熱伝導率の高いモルタル(32b)を用いて金属配管(31)を覆うようにすれば、地中の熱を地中熱交換器(10)内に効率良く吸熱することができ、熱交換能力が向上する。   Further, if the metal pipe (31) is covered with a waterproof mortar (32b), it is possible to prevent rainwater or the like from entering the ground and rusting the metal pipe (31). If the metal pipe (31) is covered with mortar (32b) with high thermal conductivity, the underground heat can be absorbed efficiently into the underground heat exchanger (10). Exchange ability is improved.

<変形例1>
図5は、本実施形態の変形例1に係る地中熱交換器の構成を示す縦断面図である。図5に示すように、この地中熱交換器(10)の外管(30)の補強層(32)には、フランジ部(33)が設けられている。
<Modification 1>
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the underground heat exchanger according to the first modification of the present embodiment. As shown in FIG. 5, the reinforcing layer (32) of the outer pipe (30) of the underground heat exchanger (10) is provided with a flange portion (33).

具体的に、前記フランジ部(33)は、外管(30)の金属配管(31)の外周面から径方向外方に突出するリング状のディスク部材で構成されている。このフランジ部(33)は、外管(30)の管軸方向に所定の間隔をあけて複数枚(図5では3枚)配置されている。そして、フランジ部(33)同士の隙間にモルタル(32b)が充填されることで、補強用線材(32a)、モルタル(32b)、及びフランジ部(33)によって、金属配管(31)を覆う補強層(32)が構成されている。   Specifically, the flange part (33) is formed of a ring-shaped disk member that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the metal pipe (31) of the outer pipe (30). A plurality (three in FIG. 5) of flange portions (33) are arranged at predetermined intervals in the tube axis direction of the outer tube (30). Then, the mortar (32b) is filled in the gap between the flange portions (33), thereby reinforcing the metal pipe (31) with the reinforcing wire (32a), the mortar (32b), and the flange portion (33). Layer (32) is constructed.

このように、前記補強層(32)にフランジ部(33)を設けることで、外管(30)全体としての強度をさらに高めることができる。そのため、補強層(32)を構成するモルタル(32b)の厚さを薄くしたとしても、外管(30)の強度を十分に確保することができ、さらなる軽量化を図る上で有利となる。   Thus, by providing the flange portion (33) in the reinforcing layer (32), the strength of the outer tube (30) as a whole can be further increased. Therefore, even if the thickness of the mortar (32b) constituting the reinforcing layer (32) is reduced, the strength of the outer tube (30) can be sufficiently secured, which is advantageous for further weight reduction.

<変形例2>
図6は、本実施形態の変形例2に係る地中熱交換器の構成を示す縦断面図である。図6に示すように、この地中熱交換器(10)の外管(30)の補強層(32)には、線状部材(34)が設けられている。
<Modification 2>
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the underground heat exchanger according to the second modification of the present embodiment. As shown in FIG. 6, a linear member (34) is provided on the reinforcing layer (32) of the outer pipe (30) of the underground heat exchanger (10).

具体的に、前記線状部材(34)は、外管(30)の金属配管(31)の外周面に沿って周方向に巻き付けられた鉄筋で構成されている。そして、金属配管(31)を線状部材(34)とともにモルタル(32b)で覆うことによって、補強層(32)が構成されている。   Specifically, the said linear member (34) is comprised with the reinforcing bar wound in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the metal piping (31) of an outer tube | pipe (30). And the reinforcement layer (32) is comprised by covering metal piping (31) with the mortar (32b) with the linear member (34).

このように、線状部材(34)を金属配管(31)に巻き付けることで、外管(30)全体としての強度をさらに高めることができる。そのため、補強層(32)を構成するモルタル(32b)の厚さを薄くしたとしても、外管(30)の強度を十分に確保することができ、さらなる軽量化を図る上で有利となる。   Thus, the strength of the entire outer pipe (30) can be further increased by winding the linear member (34) around the metal pipe (31). Therefore, even if the thickness of the mortar (32b) constituting the reinforcing layer (32) is reduced, the strength of the outer tube (30) can be sufficiently secured, which is advantageous for further weight reduction.

<その他の実施形態>
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。例えば、本実施形態では、空調システム(A)を暖房装置で構成したが、これに限定される必要はなく、空調システム(A)を冷房装置で構成してもよい。この場合、地中熱交換器(10)が凝縮器を構成し、室内熱交換器(7)が蒸発器を構成するとともに、地中熱交換器(10)には地中の土壌よりも高い温度の冷媒が流入する。これにより、内管(20)の外周面(20b)が蒸発面を構成し、外管(30)の金属配管(31)の内周面(31a)が凝縮面を構成する。
<Other embodiments>
About the said embodiment, it is good also as following structures. For example, in the present embodiment, the air conditioning system (A) is configured by a heating device, but is not limited thereto, and the air conditioning system (A) may be configured by a cooling device. In this case, the underground heat exchanger (10) forms a condenser, the indoor heat exchanger (7) forms an evaporator, and the underground heat exchanger (10) is higher than the soil in the ground. Temperature refrigerant flows in. Thereby, the outer peripheral surface (20b) of the inner pipe (20) forms an evaporation surface, and the inner peripheral surface (31a) of the metal pipe (31) of the outer tube (30) forms a condensing surface.

また、本実施形態では、外管(30)の密閉空間(17)内に熱媒体としての二酸化炭素を封入しておき、この二酸化炭素を介して内管(20)の冷媒と熱交換させる、いわゆる間膨方式の地中熱交換器(10)について説明したが、例えば、補強層(32)で覆われた内管(20)のみを地中に埋設し、内管(20)内に被熱交換流体としての二酸化炭素を流通させて直接熱交換させる、いわゆる直膨方式の地中熱交換器(10)としても良い。   In the present embodiment, carbon dioxide as a heat medium is sealed in the sealed space (17) of the outer pipe (30), and heat exchange is performed with the refrigerant in the inner pipe (20) through the carbon dioxide. The so-called interstitial underground heat exchanger (10) has been described. For example, only the inner pipe (20) covered with the reinforcing layer (32) is buried in the ground, and the inner pipe (20) is covered. It may be a so-called direct expansion type underground heat exchanger (10) in which carbon dioxide as a heat exchange fluid is circulated to directly exchange heat.

以上説明したように、本発明は、外管の強度を十分に確保しつつ、コスト低減や軽量化を図った地中熱交換器を提供できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。   As described above, the present invention can provide a highly practical effect that can provide a ground heat exchanger that is reduced in cost and weight while sufficiently securing the strength of the outer tube. It is useful and has high industrial applicability.

本発明の実施形態に係る地中熱交換器を用いた空調システムの冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the air-conditioning system using the underground heat exchanger concerning the embodiment of the present invention. 地中熱交換器の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the composition of an underground heat exchanger. 地中熱交換器の内部の詳細図である。It is a detailed view of the inside of the underground heat exchanger. 地中熱交換器の動作中の拡大図である。It is an enlarged view in operation | movement of an underground heat exchanger. 本実施形態の変形例1に係る地中熱交換器の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the underground heat exchanger which concerns on the modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係る地中熱交換器の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the underground heat exchanger which concerns on the modification 2 of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

A 空調システム
1 冷媒回路
5 圧縮機
6 膨張機構
7 利用側熱交換器
10 熱源側熱交換器(地中熱交換器)
20 内管
30 外管
31 金属配管
32 補強層
32a 補強用線材
32b モルタル
33 フランジ部
34 線状部材
A Air conditioning system
1 Refrigerant circuit
5 Compressor
6 Expansion mechanism
7 Use side heat exchanger
10 Heat source side heat exchanger (Ground heat exchanger)
20 Inner pipe
30 outer pipe
31 Metal piping
32 Reinforcing layer
32a Reinforcing wire
32b mortar
33 Flange
34 Linear members

Claims (4)

管軸方向が鉛直方向に沿うように地中に埋設される外管(30)と、該外管(30)の管内側に挿入され且つ内部を被熱交換流体が流れる内管(20)とを備えた地中熱交換器であって、
前記外管(30)は、管端部が閉塞されて内部に熱媒体が封入された金属製の金属配管(31)と、内部に補強用線材(32a)が配設されたモルタル(32b)で構成され且つ該金属配管(31)の外周面を覆う補強層(32)とを備えていることを特徴とする地中熱交換器。
An outer pipe (30) embedded in the ground so that the pipe axis direction is along the vertical direction, and an inner pipe (20) inserted inside the outer pipe (30) and through which the heat exchange fluid flows. An underground heat exchanger with
The outer pipe (30) includes a metal metal pipe (31) in which a pipe end is closed and a heat medium is enclosed therein, and a mortar (32b) in which a reinforcing wire (32a) is provided. And a reinforcing layer (32) covering the outer peripheral surface of the metal pipe (31).
請求項1において、
前記補強層(32)は、前記金属配管(31)の外周面から径方向外方に突出し且つ管軸方向に所定の間隔をあけて配置された複数のフランジ部(33)を備えていることを特徴とする地中熱交換器。
In claim 1,
The reinforcing layer (32) includes a plurality of flange portions (33) projecting radially outward from the outer peripheral surface of the metal pipe (31) and arranged at predetermined intervals in the tube axis direction. An underground heat exchanger characterized by
請求項1又は2において、
前記補強層(32)は、前記金属配管(31)の外周面に沿って周方向に巻き付けられた線状部材(34)を備えていることを特徴とする地中熱交換器。
In claim 1 or 2,
The said reinforcement layer (32) is equipped with the linear member (34) wound in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the said metal piping (31), The underground heat exchanger characterized by the above-mentioned.
圧縮機(5)、熱源側熱交換器(10)、膨張機構(6)、及び利用側熱交換器(7)が接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)を備えた空調システムであって、
請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の地中熱交換器(10)の前記内管(20)が前記冷媒回路(1)に接続されることで、該地中熱交換器(10)によって前記熱源側熱交換器(10)が構成されることを特徴とする空調システム。
The compressor (5), the heat source side heat exchanger (10), the expansion mechanism (6), and the use side heat exchanger (7) are connected to provide a refrigerant circuit (1) that performs a vapor compression refrigeration cycle. An air conditioning system,
By connecting the inner pipe (20) of the underground heat exchanger (10) according to any one of claims 1 to 3 to the refrigerant circuit (1), the underground heat exchanger ( An air conditioning system characterized in that the heat source side heat exchanger (10) is constituted by 10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012172896A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Fukusen:Kk Antifreezing device for tank storage liquid and liquid storage tank with heat insulating function
JP2015121401A (en) * 2015-03-31 2015-07-02 ケミカルグラウト株式会社 Heat exchange system

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