JP2011133154A - Heat exchange pipe unit and method of laying heat exchange pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地中熱利用システムにおいて地中に埋設される熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法に関する。 The present invention relates to a heat exchange pipe unit buried in the ground in a ground heat utilization system and a method for laying a heat exchange pipe.
地中熱利用システムは、地中の熱を利用して暖房や冷房等に利用するシステムであり、熱交換パイプを地中に配管し、前記熱交換パイプに熱循環ポンプと熱交換器を接続して液体や気体などの熱媒体を熱交換パイプに流し、熱媒体の熱を熱交換器で取り出して利用する。 The geothermal heat utilization system is a system that uses underground heat for heating, cooling, etc., and heat exchange pipes are underground, and a heat circulation pump and a heat exchanger are connected to the heat exchange pipes. Then, a heat medium such as liquid or gas is caused to flow through the heat exchange pipe, and the heat of the heat medium is taken out by the heat exchanger and used.
熱交換パイプの地中への従来の敷設は、垂直方式と水平方式がある。垂直方式では、敷設場所に10〜100m近く掘った垂直の穴に熱交換パイプを下端でU字状に折り曲げて上下方向に設置し、その後に穴を埋め戻すことにより行われる(特許文献1)。一方、水平方式では、地表面から0.2〜2mの深さの位置に水平方向に沿って熱交換パイプを折り返して地盤内に埋設する(特許文献2)。 Conventional laying of heat exchange pipes in the ground has a vertical method and a horizontal method. In the vertical system, the heat exchange pipe is bent in a U shape at the lower end in a vertical hole dug nearly 10 to 100 m at the laying place and installed in the vertical direction, and then the hole is backfilled (Patent Document 1). . On the other hand, in the horizontal method, the heat exchange pipe is folded back along the horizontal direction at a depth of 0.2 to 2 m from the ground surface and embedded in the ground (Patent Document 2).
垂直方式は、穴を垂直に深く掘らねばならないために作業が大変な問題がある。一方、水平方式では、現場で一連の熱交換パイプを折り曲げて配置し、所定位置に固定しければならないため、工数が掛かる問題がある。また、地中への敷設作業時に熱交換パイプを曲げたり、部分的に動かしたりしなければならないため、熱交換パイプがぶつかって表面が傷付き、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂する可能性がある。 The vertical method has a serious problem because the hole has to be dug deeply vertically. On the other hand, in the horizontal system, a series of heat exchange pipes must be bent and arranged at the site and fixed at a predetermined position. In addition, the heat exchange pipe must be bent or partially moved when laying underground, so the heat exchange pipe hits and the surface is damaged, and the heat exchange pipe is in operation while the underground heat utilization system is in operation. May burst at the wound.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、敷設現場での敷設作業を容易かつ正確に行うことができ、しかも敷設作業時に熱交換パイプの表面に傷付きを生じ難い熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and is a heat exchange pipe unit that can easily and accurately perform a laying operation at a laying site and that does not easily damage the surface of the heat exchange pipe during the laying operation. And to provide a method for laying heat exchange pipes.
請求項1の発明は、可撓性の熱交換パイプを複数回折り返して水平部を所定間隔で複数段形成し、前記水平部の間隔を保持する保持部材に前記複数段の水平部を固定した熱交換パイプユニットであって、前記熱交換パイプの敷設前には、前記複数段の水平部を端部側から巻いて丸めた状態の搬送可能状態とされ、熱交換パイプの敷設時には敷設現場で前記丸めた状態から戻されて、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で間隔を保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置されるものであることを特徴とする熱交換パイプユニット。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of flexible heat exchange pipes are folded back to form a plurality of horizontal portions at predetermined intervals, and the plurality of horizontal portions are fixed to a holding member that holds the interval between the horizontal portions. A heat exchange pipe unit, wherein before the heat exchange pipe is laid, the plurality of horizontal portions are rolled from the end side and rolled, and when the heat exchange pipe is laid, Returning from the rounded state, the horizontal portions of the plurality of stages of the heat exchange pipe are arranged in the holes or grooves in the laying site while being kept spaced by the holding member. Heat exchange pipe unit.
請求項2の発明は、請求項1において、前記保持部材が前記複数段の水平部と直交する支柱からなり、前記支柱の下側端部を前記複数段における最下段の水平部から突出した状態にして前記支柱の複数が所定間隔で前記複数段の水平部に固定され、前記支柱は、前記熱交換パイプの敷設時に前記支柱の一端が前記敷設現場の穴又は溝内の底面に突き刺されるものであることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、請求項1において、前記保持部材が可撓性の網状体からなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the holding member is made of a flexible net-like body.
請求項4の発明は、請求項1から3の何れか一項に記載の丸めた状態の熱交換パイプユニットを熱交換パイプの敷設現場で前記丸めた状態から戻して、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置し、その後に前記穴又は溝を埋め戻すことを特徴とする熱交換パイプの敷設方法に係る。 According to a fourth aspect of the present invention, the heat exchange pipe unit in a rounded state according to any one of the first to third aspects is returned from the rounded state at a laying site of the heat exchange pipe, and a plurality of the heat exchange pipes are returned. The present invention relates to a method for laying a heat exchange pipe, characterized in that a horizontal portion of a step is disposed in a hole or groove in the laying site while being held by the holding member, and then the hole or groove is backfilled.
本発明の熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法によれば、予め熱交換パイプが複数回折り返されて保持部材に固定され、その状態で丸められた(巻かれた)熱交換パイプユニットを熱交換パイプの敷設現場へ搬送し、敷設現場で熱交換パイプユニットの巻きを戻して現場の穴又は溝内に配置し、穴又は溝を埋め戻せばよく、敷設現場で一連の熱交換パイプを引き回し、何度も折り返して所定位置に配置しながら穴又は溝を埋め戻す必要がなく、敷設作業が簡単になる。また、地中への敷設作業時に熱交換パイプを折り曲げたり、部分的に動かしたりする必要が少ないため、熱交換パイプがスコップ等の穴又は溝を掘る道具とぶつかって熱交換パイプの表面が傷付くのを防ぐことができ、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂するのを防止することが可能である。 According to the heat exchanging pipe unit and the heat exchanging pipe laying method of the present invention, the heat exchanging pipe unit is folded (rolled) in advance in such a state that a plurality of heat exchanging pipes are folded back and fixed to the holding member. The heat exchange pipe is transported to the laying site, the winding of the heat exchange pipe unit is unwound at the laying site and placed in the hole or groove on the site, and the hole or groove is refilled. It is not necessary to refill the hole or groove while being drawn, folded back and placed at a predetermined position, and the laying operation is simplified. Also, since it is not necessary to bend or partially move the heat exchange pipe when laying in the ground, the surface of the heat exchange pipe is damaged by colliding with a tool such as a scoop or a tool for digging a hole or groove. It is possible to prevent sticking, and it is possible to prevent the heat exchange pipe from bursting at the scratched part during operation of the underground heat utilization system.
以下、本発明の熱交換パイプユニットと熱交換パイプの敷設方法の実施例について説明する。
図1及び図2に、本発明の第1実施例に係る熱交換パイプユニット10を示す。図1は、前記熱交換パイプユニット10を丸く巻いた状態を示す、一方、図2は前記熱交換パイプユニット10を丸く巻く前の状態を示す。
Hereinafter, the Example of the laying method of the heat exchange pipe unit and heat exchange pipe of this invention is described.
1 and 2 show a heat
前記熱交換パイプユニット10は、熱交換パイプ21と保持部材31とよりなる。
前記熱交換パイプ21は、曲げることが可能な可撓性のパイプからなる。可撓性のパイプとしては、ポリエチレン等の樹脂製のものを挙げることができる。また、前記熱交換パイプ21の径及び長さは、適宜決定されるが、例として外径10〜30mm程度、長さ10〜100m程度のものを挙げる。前記熱交換パイプ21は、熱交換パイプ21の保持部材31への固定前を示す図3のように、所定長で複数回折り返されることにより、水平部22が所定間隔で複数段(図示においては4段)形成された状態となっている。なお、前記水平部22は、熱交換パイプの敷設時に水平とされる部分である。前記水平部22の間隔(敷設時における水平部22の上下間隔)a1は、適宜設定されるが、例として10〜50cm程度を挙げる。また、前記水平部22における折り返し部23間の間隔b1は、敷設現場の広さ等に応じて適宜設定されるが、例として5〜30m程度を挙げる。なお、敷設現場に設置される熱交換器及び循環ポンプに前記熱交換パイプ21の端部25、26が接続可能なように、敷設時における最上段と最下段となる水平部22a、22bの長さは、他の段における水平部22c、22dよりも長くされて、前記一側の折り返し部24から所要量突出するようにされるのが好ましい。
The heat
The
前記保持部材31は、前記複数の段の水平部22の間隔を保持するものであり、本実施例では、前記複数段の水平部22と直交する支柱32からなる。前記保持部材31を構成する支柱32は、前記熱交換パイプ21の水平部22の間隔を保持可能な剛性を有する棒状体、例えば鋼管あるいは樹脂管等からなり、前記熱交換パイプ21を折り返した状態の高さ(水平部の最上段と最下段間の距離)h1よりも長いものが用いられる。前記支柱32の径は適宜決定されるが、例として10〜40mm程度を挙げる。前記支柱32は、複数本用いられ、前記支柱32の下側端部33を前記最下段の水平部22bから下方へ突出した状態にして所定間隔c1で前記複数段の水平部22に固定部材41で固定されている。前記支柱32の間隔c1の例として10〜200cm程度を挙げる。
The
前記固定部材41は、前記熱交換パイプ21を前記保持部材31に固定可能なものであればよく、特に限定されるものではない。前記固定部材41の例として、針金、紐、結束バンド、あるいは図4に示すクリップ51からなるもの等を挙げる。前記クリップ51は、支柱嵌合部52が横向きとされた支柱固定部53と、熱交換パイプ嵌合口54が上向きの熱交換パイプ固定部55とを有する。
The
前記複数段の水平部22を前記保持部材31に固定した、図2の熱交換パイプユニット10は、前記複数段の水平部22を一端部側から巻いて、図1に示すような丸めた状態の搬送可能状態とされ、その状態で熱交換パイプユニットの工場等から敷設現場に搬送される。なお、丸めた状態を維持するため、前記水平部22の部分をバンドや紐等の結束部材61で縛るのが好ましい。
The heat
次に、前記熱交換パイプユニット10を用いる熱交換パイプの敷設方法を説明する。丸めて搬送可能状態とした前記熱交換パイプユニット10を熱交換パイプの敷設現場に搬送し、敷設現場で前記熱交換パイプユニット10の巻きを戻し、図5に示すように敷設現場に掘った穴71内に前記熱交換パイプユニット10を収納し、その際に前記支柱32の下側端部33を穴71の底面72に突き刺して、前記熱交換パイプ21の水平部22を水平に配設する。前記配設により、前記複数段の水平部22は、最上段から最下段まで垂直に並んだ状態となる。その後、前記穴71を埋め戻せば、敷設作業が終了する。また、前記熱交換パイプ21の端部25、26は、地上まで延設して循環ポンプ及び熱交換器(図示せず)に接続する。なお、敷設現場に掘る穴は、巻きを戻された熱交換パイプユニット10をそのまま直線状に配置して収納できるような幅60cm程度の溝であってもよい。
Next, a method for laying a heat exchange pipe using the heat
前記熱交換パイプユニット10を用いる熱交換パイプの敷設方法によれば、前記熱交換パイプユニット10を丸めた状態から戻して、敷設現場の穴又は溝内に配置するだけで、熱交換パイプを複数回折り返した状態で穴又は溝に配設することができ、一連の熱交換パイプを狭い穴又は溝内で引き回して何度も折り返して所定位置に配置しながら穴又は溝を埋め戻す必要がなくなり、敷設作業を簡単に行うことができる。また、狭い穴や溝内への配設作業時に熱交換パイプを折り曲げたり、部分的に動かしたりする必要が少ないため、熱交換パイプがスコップ等の穴や溝を掘る道具等とぶつかって熱交換パイプの表面が傷付くのを防ぐことができ、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂するのを防止することが可能となる。
According to the method of laying a heat exchange pipe using the heat
図6及び図7に示す第2実施例の熱交換パイプユニット10Aは、保持部材31Aが網状体32Aからなる点を除き、他の構成は、第1実施例の熱交換パイプユニット10と同様である。なお、第1実施例と第2実施例における同一名称の部分については、同一の数字を用いると共にアルファベットのAを第2実施例に付記することにより、共通する部分の理解を容易にすると共に第1実施例と第2実施例の混同防止を図った。
The heat exchange pipe unit 10A of the second embodiment shown in FIG. 6 and FIG. 7 is the same as the heat
第2実施例の熱交換パイプユニット10Aは、図8に示すように、可撓性の熱交換パイプ21Aを複数回折り返して水平部22Aを所定間隔a2で複数段形成し、次に図7に示すように、前記複数の段の水平部22Aの間隔を保持する保持部材31Aに前記複数段の水平部22Aを固定部材41Aで固定したものである。前記熱交換パイプユニット10Aは、熱交換パイプの敷設前においては、前記複数段の水平部22Aを一端部側から巻いて、図6に示すような丸めた状態の搬送可能状態とされ、その状態で熱交換パイプユニットの工場等から敷設現場に搬送される。なお、丸めた状態を維持するため、前記水平部22Aの部分をバンドや紐等の結束部材61Aで縛るのが好ましい。 As shown in FIG. 8, the heat exchanging pipe unit 10A of the second embodiment folds the flexible heat exchanging pipe 21A a plurality of times to form a plurality of horizontal portions 22A at a predetermined interval a2, and then to FIG. As shown, the plurality of horizontal portions 22A are fixed to a holding member 31A that holds the intervals between the plurality of horizontal portions 22A by a fixing member 41A. Before laying the heat exchange pipe, the heat exchange pipe unit 10A is wound around the plurality of horizontal portions 22A from one end side, and is brought into a transportable state in a rolled state as shown in FIG. Then, it is transported from the factory of the heat exchange pipe unit to the laying site. In order to maintain a rounded state, it is preferable to tie the portion of the horizontal portion 22A with a binding member 61A such as a band or a string.
前記保持部材31Aとしての網状体32Aは、屈曲可能な可撓性のものとされ、金網、樹脂網等適宜のものが用いられる。また、前記網状体32Aは、敷設時に前記複数段の水平部22Aの間隔a2を維持することができればよく、網のサイズ等は特に限定されるものではない。前記網状体32は、前記複数段の水平部22Aを固定できる大きさ、すなわち前記水平部22Aにおける折り返し部23A間の間隔b2と略等しい長さとされ、また前記熱交換パイプ21Aを折り返した状態の幅(水平部22Aの端22Aaともう一方の端22Ab間の距離)h2と略等しい幅とされ、またはh2よりも所要量大きい幅であってもよい。符号22Ac、22Adは中間の段の水平部を示す。
The
前記熱交換パイプ21Aの水平部22Aを前記網状体32Aに固定するための固定部材41Aは、針金や紐等、適宜のものが用いられる。符号25A、26Aは、前記熱交換パイプ21Aの端部である。
As the fixing member 41A for fixing the horizontal portion 22A of the heat exchange pipe 21A to the
第2実施例の熱交換パイプユニット10Aを用いる熱交換パイプの敷設方法について説明する。前記熱交換パイプユニット10Aを、図6の丸めた状態として敷設現場に搬送し、敷設現場で熱交換パイプユニット10Aの巻きを戻し、図9に示すように敷設現場に掘った穴71A内に収納し、その際に前記網状体32Aを水平にして前記熱交換パイプ21Aの水平部22Aを穴71Aの底面72Aに水平に載置する。なお、第2実施例では、前記保持部材31Aが網状体32Aのため、実施形態1の保持部材31と異なり、前記熱交換パイプの水平部22Aの間隔a2が運搬時・敷設時に変動する場合がある。そこで、敷設時に、前記網状体32Aまたは熱交換パイプの端の水平部22Aa、22Abを前記幅h2方向の外方側へ引っ張って、熱交換パイプユニット10Aを穴71Aの底面72Aに載置することにより、前記水平部22Aの間隔a2をほぼ工場出荷時の設定の間隔にすることができる。前記穴71A内に熱交換パイプ21Aを配置した後、前記穴71Aを埋め戻せば、敷設作業が終了する。また、前記熱交換パイプ21Aの長さ方向の端部25A、26Aは、地上まで延設して循環ポンプ及び熱交換器(図示しない)に接続する。
A method for laying a heat exchange pipe using the heat exchange pipe unit 10A of the second embodiment will be described. The heat exchange pipe unit 10A is transported to the laying site in a rolled state as shown in FIG. 6, and the heat exchange pipe unit 10A is unwound at the laying site and stored in the hole 71A dug in the laying site as shown in FIG. At that time, the
なお、前記敷設時に、前記網状体32Aを熱交換パイプ21Aの水平部22Aの下側となるようにするのが好ましい。前記網状体32Aを上側にすると、前記熱交換パイプの水平部22Aを穴71Aの底面72Aに配置する際に、熱交換パイプの水平部22Aが穴の底面と擦れて、傷付くおそれがあると共に、穴を埋め戻す際に網状体32Aが邪魔して土が熱交換パイプの水平部22A側に至らず、熱交換パイプの水平部22Aの周囲に空洞ができるおそれがあり、これらのおそれを解消するため、前記網状体32Aを熱交換パイプの水平部22Aの下側となるようにして敷設するのが好ましい。
In addition, it is preferable that the
また、前記第2実施例の熱交換パイプユニット10Aを、前記穴71Aに敷設する際に、複数の熱交換パイプユニット10Aを、前記網状体32Aが水平になるようにし、前記網状体32A及び熱交換パイプの水平部22Aが所定の上下間隔となるように敷設してもよい。図10は、このようにして複数の熱交換パイプユニット10Aを穴内に網状体32A及び熱交換パイプの水平部22Aが所定の上下間隔で水平となるようにして敷設した状態を示す。符号45Aは地上面を示す。この場合にも、前記網状体32Aを熱交換パイプの水平部22Aの下側となるようにして熱交換パイプ21Aを敷設するのが好ましい。
Further, when the heat exchange pipe unit 10A of the second embodiment is installed in the hole 71A, the plurality of heat exchange pipe units 10A are arranged so that the
なお、前記網体31Aが金網等のような形状保持性の高いものからなる場合には、前記穴71Aに代えて溝を掘り、その溝に前記網状体31Aの幅方向を立てた状態、すなわち前記複数段の水平部22Aが最上段から最下段間に所定間隔で並ぶようにして前記熱交換パイプ21Aを敷設してもよい。 When the mesh body 31A is made of a highly shape-retaining material such as a wire mesh, a groove is dug in place of the hole 71A, and the width direction of the mesh body 31A is raised in the groove, that is, The heat exchange pipe 21A may be laid such that the plurality of horizontal portions 22A are arranged at a predetermined interval between the uppermost stage and the lowermost stage.
第2実施例の敷設方法においても、第1実施例の敷設方法と同様の効果が得られる。すなわち、前記熱交換パイプユニット10Aを前記丸めた状態から戻して、穴又は溝内に配置するだけで、前記熱交換パイプを複数回折り返した状態で穴又は溝に配設することができ、一連の熱交換パイプを狭い穴又は溝内で引き回して何度も折り返して所定位置に配置しながら穴を埋め戻す必要がなく、敷設作業を簡単に行うことができる。また、狭い穴又は溝内への配設作業時に熱交換パイプを折り曲げたり、部分的に動かしたりする必要が少ないため、熱交換パイプがスコップ等の道具等とぶつかって熱交換パイプの表面が傷付くのを防ぐことができ、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂するのを防止することが可能となる。 In the laying method of the second embodiment, the same effect as the laying method of the first embodiment can be obtained. That is, by simply returning the heat exchange pipe unit 10A from the rounded state and placing the heat exchange pipe unit 10A in the hole or groove, the heat exchange pipe can be disposed in the hole or groove in a state where the heat exchange pipe is bent back and forth. It is not necessary to refill the hole while drawing the heat exchange pipe in a narrow hole or groove and folding it back and forth and arranging it at a predetermined position, so that the laying operation can be performed easily. In addition, since it is not necessary to bend or partially move the heat exchange pipe during installation in a narrow hole or groove, the surface of the heat exchange pipe is damaged by colliding with a tool such as a scoop. It is possible to prevent the heat exchange pipe from bursting at the scratched part during operation of the underground heat utilization system.
このように、本発明によれば、熱交換パイプの敷設現場における敷設作業を容易かつ正確に行うことができ、しかも敷設作業時に熱交換パイプの表面に傷付きを生じ難くできる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily and accurately perform the laying work at the laying site of the heat exchange pipe, and it is possible to prevent the surface of the heat exchange pipe from being damaged during the laying work.
10、10A 熱交換パイプユニット
21、21A 熱交換パイプ
22、22A 水平部
23、23A 折り返し部
31、31A 保持部材
32 支柱
32A 網状体
71、71A 敷設現場の穴
72、72A 穴の底面
10, 10A Heat
Claims (4)
前記熱交換パイプの敷設前には、前記複数段の水平部を端部側から巻いて丸めた状態の搬送可能状態とされ、熱交換パイプの敷設時には敷設現場で前記丸めた状態から戻されて、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で間隔を保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置されるものであることを特徴とする熱交換パイプユニット。 A heat exchange pipe unit in which a plurality of flexible heat exchange pipes are folded back to form a plurality of horizontal portions at a predetermined interval, and the plurality of horizontal portions are fixed to a holding member that holds the interval between the horizontal portions. ,
Before laying the heat exchange pipe, the plurality of horizontal portions are rolled up from the end side and rolled, and when the heat exchange pipe is laid, it is returned from the rounded state at the laying site. The heat exchanging pipe unit is characterized in that a plurality of horizontal portions of the heat exchanging pipe are arranged in a hole or a groove in the laying site with the holding member kept at intervals.
前記支柱の下側端部を前記複数段における最下段の水平部から突出した状態にして前記支柱の複数が所定間隔で前記複数段の水平部に固定され、
前記支柱は、前記熱交換パイプの敷設時に前記支柱の一端が前記敷設現場の穴又は溝内の底面に突き刺されるものであることを特徴とする請求項1に記載の熱交換パイプユニット。 The holding member is composed of a support column orthogonal to the plurality of horizontal portions,
A plurality of the pillars are fixed to the horizontal parts of the plurality of stages at a predetermined interval with the lower end of the pillars protruding from the horizontal part of the lowest stage of the plurality of stages,
2. The heat exchange pipe unit according to claim 1, wherein when the heat exchange pipe is laid, one end of the pillar is pierced into a bottom surface in a hole or a groove in the laying site.
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