JP2015105807A - 熱源水及び循環水による熱交換システム - Google Patents
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Abstract
Description
以下に、図面を用いて本発明に係る熱源水6及び循環水7の熱交換システム1の実施形態につき、詳細に説明する。図1に、本発明に係る熱交換システム1の1つの実施形態の概略構成を示す。本熱交換システム1は、熱源水6と循環水7とを熱交換させる熱交換水槽2、熱源水6を熱交換水槽2に供給して水資源として活用する熱減水放熱装置3、及び循環水7を循環させる循環水ポンプ11等の循環水7の採熱装置4から構成される。
図2に、熱交換水槽2及び設備室14における熱源水6及び循環水7による熱交換システム1の構成を示す。また、図3に、図1の熱交換水槽2内の循環水配管5のスパイラル配置に関する一つの実施例を示す。熱交換水槽2は地下に設けられ、上部には設備室14が設けられる。設備室14は、天井面を鉄蓋33により覆われ、外壁面25には鉄枠39が設けられている。その鉄枠39の外側は断熱材30により覆われている。また、設備室14には、循環水ポンプ11が設置される。また、採水熱井戸8から汲み上げられた熱源水6は、熱交換水槽2の吐口22及び呑口21に接続される。また、循環水ポンプ11は循環水7の呑口19及び吐口18に接続される。
図2に示す循環水配管5には、本実施形態では樹脂製ホース23が用いられる。この樹脂製ホース23は、循環水7の呑口19から吐口18までを連続的に接続し、循環水7を流通させる。これは、熱源水6の流路と循環水7の流路とを対向させ、効果的に熱交換させるためである。これにより、熱源水6は、熱交換後に水資源として継続的に利用することができる。また、本実施形態では、この樹脂製ホース23が熱交換水槽2内においてループ状に積み重ねられる。これは、循環水配管5の全長をより長くすることによって熱交換の効率を向上させるためである。このように樹脂製ホース23がループ状に積み重ねられることで、樹脂製ホース23の熱源水6との接触面積を容易に増加させて熱交換水槽2内に配置することができる。
図5に、蓄放熱パイプ50の構成を断面図で示す。この蓄放熱パイプ50は、管状部材51及び封止蓋52a,52bから構成される。この管状部材51の内部には、潜熱蓄熱材53が充填される。また、管状部材51の両端部には潜熱蓄熱材53を管状部材51の内部に封止する封止蓋52a,52bが設けられる。図5(a)は、封止蓋52が管状部材51の内側に嵌め込まれる方式の封止蓋52aであり、図5(b)は、封止蓋52が管状部材51の外側から嵌め込まれる方式の封止蓋52bである。潜熱蓄熱材53は、蓄放熱材とも称される材料であり、管状部材51の内部で熱エネルギを貯蔵する。本発明では、潜熱蓄熱材53として管理温度が5℃から30℃の範囲内で求められる相変化温度帯を持つ材料、例えば無機塩を主成分とした溶液などが用いられる。また、本発明では管状部材51、及び封止蓋52には、例えば、塩化ビニール製などの樹脂製パイプが用いられるが、これに限らず、例えば、ガラス、セラミック、ステンレス鋼などの他の材料からなるパイプであっても良い。
図7に、熱交換水槽2の断熱手段を詳細図で示す。熱交換水槽2には、熱源水6及び循環水7による熱交換効率を向上させるために数々の対策が講じられている。まず、熱交換水槽2は地中に埋設され、熱交換水槽2の上部には、少なくとも循環水7移動のための循環水ポンプ11、付属装置、及び分岐装置などが収納可能な設備室14が設けられる。例えば、地下5メートルを超える地中の深部は年間を通じて温度変化が少ない。そのため冬季には自然による保温効果が生じる。また、熱交換水槽2の上面の空間を設備室14として使用することで、土地の有効利用が計られ、さらに熱交換水槽2を設備室14により上面から断熱する効果が発揮される。
以下に、図面を用いて本発明に係る熱源水6及び循環水7の熱交換システム1の実施形態につき、詳細に説明する。図1に、本発明に係る熱交換システム1の1つの実施形態の概略構成を示す。本熱交換システム1は、熱源水6と循環水7とを熱交換させる熱交換水槽2、熱源水6を熱交換水槽2に供給して水資源として活用する熱源水放熱装置3、及び循環水7を循環させる循環水ポンプ11等の循環水7の採熱装置4から構成される。
Claims (9)
- 水槽内に供給された所定量の熱源水と、水槽内にループ状に巻かれて積み重ねられた循環水配管を流通する循環水と、を熱交換させる熱交換水槽と、
熱交換水槽に連続的に供給した熱源水を熱資源として放熱させ、熱資源を熱交換水槽から回収後は、水資源として継続的に利用するか、又は直接排水する熱源水の放熱装置と、
熱交換水槽を移動して採熱し、熱交換水槽から流出後は熱資源として放熱し、再度熱交換水槽に流入して循環する循環水の採熱装置と、
を備えることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。 - 請求項1に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽には、潜熱蓄熱材が内部に封入され、耐腐食性を有する材料からなる複数の蓄放熱パイプを配置することを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項2に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽内には、複数の分室に区分けして熱源水の流路を形成させる仕切板を備え、潜熱蓄熱材が封入された複数の蓄放熱パイプは、熱源水の吐口付近の流路に集中又は分散して配置されることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽内の循環水配管は、分室ごとにループ状に巻かれて積み重ねられた複数のスパイラルを形成し、循環水の呑口から吐口まで、複数のスパイラルを形成しながら連結されることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項4に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽内の循環水配管は、複数に並列分岐した呑口及び吐口にそれぞれ接続され、それぞれの連続した循環水配管は、複数の連続したスパイラルを形成することを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項4又は5に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、循環水配管のスパイラルは、吞口から吐口へと流れる熱源水の平面的な流路に対して循環水の平面的な流路が逆方向になるように配置されることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽は、上面、外壁面及び底面に生じた隙間がシール又はパッキンにより封止されて気密状態となることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽の外壁面及び底面は断熱材で覆われ、熱交換水槽の一部又は全部が土中に埋設されることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の熱源水及び循環水の熱交換システムであって、熱交換水槽の上部には、少なくとも循環水移動のための送水装置、付属装置、及び分岐装置が収納可能な室が設けられることを特徴とする熱源水及び循環水の熱交換システム。
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