JP2011149664A

JP2011149664A - 湖水熱用熱交換ユニット設置方法

Info

Publication number: JP2011149664A
Application number: JP2010013248A
Authority: JP
Inventors: Keiji Suzawa; 啓司洲澤
Original assignee: Misawa Kankyo Gijutsu KK
Current assignee: Misawa Kankyo Gijutsu KK
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-08-04

Abstract

【課題】溜め池内の熱エネルギーを利用した熱供給システムに使用する複数の熱交換パイプを、溜め池の底に容易かつ短時間で設置することのできる方法を提供する。
【解決手段】複数の熱交換パイプ２を二列に配置して熱交換ユニット１を構成し、各熱交換パイプ２の入口部と出口部を、それぞれヒートポンプに通じるを送り管と戻し管に連結し、さらに、熱交換ユニット１を、その内部に空気を入れた状態で塞いで溜池で沈まない浮力を与える。次に、熱交換ユニット１を構成する複数の熱交換パイプ２を、その上に載せた枠体５を介して連結した後、熱交換ユニット１を、溜池で水に浮かせた状態で所定位置まで移動する。そして、熱交換ユニット１の内部に、送り管または戻し管を介して水を強制的に注入し、その重力で前記溜池の底に沈める。
【選択図】図３

Description

本発明は、池、湖、ダム湖あるいは貯水池等のいわゆる溜め池の熱エネルギーを採取するために、合成樹脂製でコイル状（螺旋状）に巻いた複数の熱交換パイプを当該溜め池の底に設置する方法に関するものである。

本発明者らは、これまでに、杭熱交換方式による地中熱利用システムを利用した熱供給システムを開発し、それを建物の冷暖房給湯設備や道路融雪に導入してきた。

そして、近年では、農村や山村地域において、主に農業用水を確保するための池や貯水池等のいわゆる溜め池が多く存在していることに着目し、溜め池内の熱エネルギーを利用したポンド内熱交換方式による熱供給システムの開発を進めている。

この熱供給システムも、建物の冷暖房や道路融雪に使用することができる。例えば、建物Ｂの冷暖房に使用する場合は、図８に示すように、主として、溜め池Ｐの底Ｐ１に設置したポリエチレン製の熱交換パイプ２０と、そのパイプ２０と連結し、建物内に据え付けたヒートポンプＨとで構成する。

そして、冬期は、溜め池Ｐの熱交換パイプ２０に不凍液を循環させ、溜め池Ｐ内の熱エネルギーを吸収してヒートポンプＨの熱源とし、当該ヒートポンプＨから温水又は温風を室内に供給し、建物の暖房や給湯を行なう。また、夏期は、ヒートポンプＨによって室内の冷房を行なうことにより生じる排熱を、熱交換パイプ２０を循環する不凍液により溜め池Ｐ内へ放出し、冷却を図る。

この熱供給システムを配備するためには、熱交換パイプ２０を溜め池Ｐの底Ｐ１に設置する必要がある。しかし、これを人手によって行うことはきわめて厄介である。通常、この熱交換パイプ２０は、その径が２０ｍｍ程度で、全長が１００ｍにもおよぶため、人手で持ち上げることができない。また、実際上、一つのシステムを構築するためには複数の熱交換パイプ２０を使用する必要があり、それら全ての熱交換パイプ２０を人手によって溜め池Ｐの底Ｐ１に搬入することは不可能である。

また、クレーン装置を使用して行うことも考えられるが、道路Ｒから溜め池Ｐまでの距離が長い場合が多いため、それも困難である。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、溜め池内の熱エネルギーを利用した熱供給システムに使用する複数の熱交換パイプを、溜め池の底に容易かつ短時間で設置することのできる方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の湖水熱用熱交換ユニット設置方法は、溜池の熱エネルギーを採取するために、溜池に設置する合成樹脂製でコイル状に巻いた熱交換パイプ２を、複数、前記溜池の底Ｐ１に設置するためのものである。

この設置方法は、まず、前記複数の熱交換パイプ２を二列に配置して熱交換ユニット１を構成し、次に、前記各熱交換パイプ２の入口部２ａと出口部２ｂを、それぞれヒートポンプＨに通じる送り管３と戻し管４に連結し、さらに、前記熱交換ユニット１を、その内部に空気を入れた状態で塞いで、前記溜池で沈まない浮力を与える。

次に、前記熱交換ユニット１を構成する前記複数の熱交換パイプ２を、その上に載せた枠体５を介して連結した後、前記熱交換ユニット１を、前記溜池で水に浮かせた状態で所定位置まで移動する。そして、前記熱交換ユニット１の内部に、前記送り管３または戻し管４を介して水を強制的に注入し、その水の重力で前記溜池の底Ｐ１に沈める。なお、「水を強制的に注入」とは、ポンプなどを使用して水を圧入することである（以下同じ）。

請求項２に記載の湖水熱用熱交換ユニット設置方法は、溜池の熱エネルギーを採取するために、溜め池Ｐに設置する合成樹脂製でコイル状に巻いた熱交換パイプ２を、複数、前記溜め池Ｐの底Ｐ１に設置するためのものである。

この設置方法は、まず、前記複数の熱交換パイプ２を二列に配置して熱交換ユニット１を構成し、次に、前記各熱交換パイプ２の入口部２ａと出口部２ｂを、それぞれヒートポンプＨに通じる送り管３と戻し管４に連結し、さらに、前記熱交換ユニット１を、その内部に空気を入れた状態で塞いで、前記溜め池Ｐで沈まない浮力を与える。

次に、前記熱交換ユニット１を構成する前記複数の熱交換パイプ２を、その上に載せた枠体５を介して連結した後、その熱交換ユニット１を、溜め池Ｐに隣接して設けた傾斜台１０に添って自重で移動させて当該溜め池Ｐに搬入する。

そして、熱交換ユニット１を、溜め池Ｐで水に浮かせた状態で、ボート７で牽引して所定位置まで移動した後、前記熱交換ユニット１の内部に、前記送り管３または戻し管４を介して水を強制的に注入し、その重力で前記溜め池Ｐの底Ｐ１に沈める。

請求項１に記載の湖水熱用熱交換ユニット設置方法は、熱交換ユニット１（複数の熱交換パイプ２）を溜め池Ｐで沈まない程度の浮力を与えた状態で所定位置まで移動させるので、ボート（牽引船）７等で引っ張ることによって容易に所定の位置まで容易に移動させることができる。

また、熱交換ユニット１を構成する複数の熱交換パイプ２は、枠体５によって相互に連結されているので、溜め池Ｐを移動中に四方に散乱することがない。従って、所定位置まで容易かつ迅速に移動させることができる。

また、所定位置に移動後は、熱交換ユニット１の内部に水を強制的に注入するので、自然注入とは異なり、短時間での注入が可能となる。そして、注入した水の重さで溜め池Ｐの底Ｐ１に沈めるので、沈下作業も容易かつ迅速に行うことができる。これらにより、熱交換ユニット１を、溜め池Ｐの底Ｐ１に容易かつ短時間で設置することができる。

なお、熱交換ユニット１を沈める際も、複数の熱交換パイプ２は枠体５に締結されているので、二列の整列状態を保ったまま溜め池Ｐの底Ｐ１に配置することができる。

請求項２に記載の湖水熱用熱交換ユニット設置方法は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、この設置方法は、熱交換ユニット１を傾斜台１０に添って自重で移動させて溜め池Ｐに搬入するので、陸上から溜め池Ｐまで容易かつ迅速に移動させることができ、当該熱交換ユニット１を、さらに容易かつ短時間で設置することができる。

また、熱交換ユニット１を構成する複数の熱交換パイプ２は、枠体５に締結されているの、整列状態を維持したまま溜め池Ｐに搬入することができる。

本発明に係る湖水熱用熱交換ユニット設置方法の実施形態を示す側面図である（傾斜台を移動させる状態を示す）。本発明に係る湖水熱用熱交換ユニット設置方法の実施形態を示す側面図である（溜め池を移動させる状態を示す）。本発明に係る熱交換ユニット設置方法の実施形態を示す側面図である（溜め池に沈める状態を示す）。本発明における熱交換ユニットを示す平面図である。本発明における枠体を示す平面図である。図５に示す枠体の正面図である。本発明における熱交換ユニットと枠体の連結状態を示す平面図である。熱供給システムを示す構成図である。

本発明に係る湖水熱用熱交換ユニット設置方法の実施形態を、図１乃至図７に示す。これは、建物の冷暖房や道路の融雪等を行うために、溜め池Ｐの熱エネルギーを採取することを目的とし、溜め池Ｐの底Ｐ１に設置する合成樹脂製（ポリエチレン製）でコイル状（図８における熱交換パイプ２０と同じ）に巻回した、平面略円筒形状（正面略矩形状）の熱交換パイプ２を、複数、当該溜め池Ｐの底Ｐ１に設置する方法である。

この設置方法では、まず、陸上において、複数（本実施形態では１４個）の熱交換パイプ２を二列に配置して全体で一つの熱交換ユニット１を構成する。次に、各熱交換パイプ２の入口部２ａと出口部２ｂを、それぞれヒートポンプＨに通じる一本の送り管３と戻し管４に連結する。

続いて、熱交換ユニット１を、その内部に空気を入れた状態で塞いで、溜め池Ｐで沈まない程度の浮力を与える。熱交換ユニット１を塞ぐ箇所は特に限定されないが、送り管３と戻し管４の基端部分（ヒートポンプＨ側）を選択すると、当該送り管３と戻し管４にも浮力を与えることができるので、熱交換ユニット１にさらに高い浮力を与えることができる。

次に、熱交換ユニット１を構成する複数の熱交換パイプ２の上に枠体５を載せ、各熱交換パイプ２をその枠体５に締結することによって相互に連結する。本実施形態では、枠体５に複数個の錘６を取付けている。この枠体５は、合成樹脂製のパイプで、平面矩形状の外枠部５ａに等間隔に二本の架橋部５ｂを架設し、さらに、二本の架橋部５ｂ間に連結部５ｃを架設した平面略梯子状としている。

この外枠部５ａと架橋部５ｂには熱交換パイプ２を締結することができ、連結部５ｃには送り管３と戻し管４を締結することができる。また、この枠体５は密封構造とすることで、その内部の空気により、熱交換ユニット１に浮力を与えることができる。

なお、この熱交換ユニット１を枠体５に締結する作業は、前記した熱交換パイプ２の入口部２ａと出口部２ｂを送り管３と戻し管４に連結する作業と同時に行うことができるし、また、逆の手順で行うこともできる。

そして、熱交換ユニット１を、溜め池Ｐに隣接して、当該溜め池Ｐに下降傾斜させて設けた傾斜台１０に添って自重で移動させて当該溜め池Ｐに搬入する。この際、熱交換ユニット１を、ゴム製の車輪１１ａを備えた移動台車１１に搭載し、その移動台車１１を傾斜台１０の上を走行させることによって、容易に搬入することができる。

また、この際、熱交換ユニット１を構成する複数の熱交換パイプ２は、枠体５によって連結しているので、傾斜台１０の上を、整列状態を維持したまま円滑に移動させることができる。なお、傾斜台１０の先端部にストッパー１０ａを設け、このストッパー１０ａを操作することによって、移動台車１１の走行を開始させることができる。

溜め池Ｐに搬入後、熱交換ユニット１を、溜め池Ｐの水に浮かせた状態で、ボート７で牽引して所定の位置まで移動した後、ボート７から引き離し、その内部に、送り管３または戻し管４を介して水をポンプなどで強制的に注入し、その重力で溜め池Ｐの底Ｐ１に沈める。

本実施形態に係る湖水熱用熱交換ユニット設置方法は、陸上において、熱交換ユニット１（複数の熱交換パイプ２）を、溜め池Ｐで沈まない程度の浮力を与えた状態とした後、傾斜台１０によって溜め池Ｐに搬入し、その後、ボート７で牽引するので、所定位置まで容易かつ短時間で移動させることができる。

また、熱交換ユニット１を構成する複数の熱交換パイプ２は、枠体５を介して相互に連結しているので、傾斜台１０および溜め池Ｐを移動する際に散乱せず、二列に整列した状態で移動させることができる。これによっても、熱交換ユニット１を所定位置まで容易かつ迅速に移動させることができる。

また、所定位置に移動後は、熱交換ユニット１の内部に水を強制的に注入するので、この注入作業を短時間で行うことができる。また、水の重さで溜め池Ｐの底Ｐ１に沈めるので、沈下作業も容易かつ迅速に行うことができる。これらにより、熱交換ユニット１を、溜め池Ｐの底Ｐ１に容易かつ短時間で設置することができる。

なお、本実施形態においては、枠体５に錘６を取付けているので、熱交換ユニット１を、その内部に注入する水の重力と、この錘６の重力とによって、より短時間で沈めることができるといった利点がある。

１熱交換ユニット
２熱交換パイプ
２ａ入口部
２ｂ出口部
３送り管
４戻し管
５枠体
５ａ外枠部
５ｂ架橋部
５ｃ連結部
６錘
７ボート
１０傾斜台
１０ａストッパー
１１移動台車
１１ａ車輪
２０熱交換パイプ
Ｂ建物
Ｈヒートポンプ
Ｐ溜め池
Ｐ１底

Claims

溜め池（Ｐ）の熱エネルギーを採取するために，溜め池に設置する合成樹脂製でコイル状に巻いた熱交換パイプ（２）を，複数，前記溜め池の底（Ｐ１）に設置する方法であって、前記複数の熱交換パイプを二列に配置して熱交換ユニット（１）を構成し、前記各熱交換パイプの入口部（２ａ）と出口部（２ｂ）を，それぞれヒートポンプ（Ｈ）に通じる送り管（３）と戻し管（４）に連結し、前記熱交換ユニットを，その内部に空気を入れた状態で塞いで，前記溜め池で沈まない浮力を与え、前記熱交換ユニットを構成する前記複数の熱交換パイプを，その上に載せた枠体（５）を介して連結し、前記熱交換ユニットを，前記溜め池で水に浮かせた状態で所定位置まで移動し、前記熱交換ユニットの内部に，前記送り管または戻し管を介して水を強制的に注入し，その重力で前記溜め池の底に沈めることを特徴とする湖水熱用熱交換ユニット設置方法。
溜め池（Ｐ）の熱エネルギーを採取するために，溜め池に設置する合成樹脂製でコイル状に巻いた熱交換パイプ（２）を，複数，前記溜め池の底（Ｐ１）に設置する方法であって、前記複数の熱交換パイプを二列に配置して熱交換ユニット（１）を構成し、前記各熱交換パイプの入口部（２ａ）と出口部（２ｂ）を，それぞれヒートポンプ（Ｈ）に通じる送り管（３）と戻し管（４）に連結し、前記熱交換ユニットを，その内部に空気を入れた状態で塞いで，前記溜め池で沈まない浮力を与え、前記熱交換ユニットを構成する前記複数の熱交換パイプを，その上に載せた枠体（５）を介して連結し、前記熱交換ユニットを，前記溜め池に隣接して設けた傾斜台（１０）に添って自重で移動させて前記溜め池に搬入し、前記熱交換ユニットを，前記溜め池で水に浮かせた状態で，ボート（７）で牽引して所定位置まで移動し、前記熱交換ユニットの内部に，前記送り管または戻し管を介して水を強制的に注入し，その重力で前記溜め池の底に沈めることを特徴とする湖水熱用熱交換ユニット設置方法。