JP2017067419A - 地中熱交換機構 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1、図2を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る地中熱交換機構の一例について説明する。
まず、本実施形態に係る熱交換機構10の全体構造について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る熱交換機構10は、地中熱交換部20、ヒートポンプ40、及び熱利用部60を含んで構成される。
次に、図2を参照して、地中熱交換部20の構成について詳細に説明する。
次に、第1実施形態の作用並びに効果を説明する。
次に、図1、図3を参照しながら、本発明の第2実施形態に係る地中熱交換機構の一例について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
図1に示すように、本実施形態に係る熱交換機構11は、地中熱交換部90、ヒートポンプ40、及び熱利用部60を含んで構成される。
次に、図3を参照して、地中熱交換部90の構成について詳細に説明する。地中熱交換部90は、縦孔22と、循環管94と、循環管94の内部に熱媒体26を還流させる動力源としてのポンプ28(図1参照)と、を備えている。
次に、第2実施形態の作用並びに効果を説明する。
次に、第1実施形態の地中熱交換部20、及び第2実施形態の地中熱交換部90の熱交換効率について解析した結果について説明する。
次に、第1実施形態の地中熱交換部20、第2実施形態の地中熱交換部90、及び比較例の熱交換効率試験について説明する。なお、試験は「官庁施設における地中熱利用システム導入ガイドライン(案)」(国土交通省、平成25年10月)に示された方法に準拠して行った。また、試験結果については、同ガイドラインに示されたケルビンの線源理論に基づき、温度の経時データから算定した有効熱伝導率により評価した。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
あるいは、鋼管杭の管体の帯水層82A、82Bを通る部分に、適宜な大きさと間隔を有するスクリーン(縦長のスリット、円形に削孔された孔等)を設けてもよい。このようにすれば、循環管24の破断を抑制しつつ、帯水層82A、82Bの地下水とスパイラル管24Aとが直接熱交換することができる。なお、管体を用いる構成については、第2実施形態、及び各変形例において適用してもよい。
22 縦孔
24、94 循環管
24A スパイラル管(熱交換部)
24B 往路直管(熱交換抑制部)
24C 復路直管
26 熱媒体
32 珪砂(充填材)
34 セメント層(止水材)
80 地盤
82A、82B 帯水層
84A、84B 難透水層(帯水層でない地層)
94A 外管(熱交換部)
94B 外管(熱交換抑制部)
94C 内管(熱交換抑制部)
Claims (4)
- 帯水層を有する地盤に設けられた縦孔の内部へ配置され、地上側から地中側へ送られた熱媒体を地中側から地上側へ還流させる循環管と、
前記循環管と前記縦孔の間に充填される充填材と、
前記循環管の前記帯水層を通る部分に形成された熱交換部と、
前記循環管の前記帯水層でない地層を通る部分に形成され、前記熱交換部よりも熱交換効率が小さい熱交換抑制部と、
を有する地中熱交換機構。 - 前記熱交換部はスパイラル管で、前記熱交換抑制部は直管で構成されている、請求項1に記載の地中熱交換機構。
- 前記循環管は二重管とされると共に、外管又は内管の一方が地上側から地中側へ熱媒体を送る往路管とされ、他方が地中側から地上側へ熱媒体を還流させる復路管とされている、請求項1に記載の地中熱交換機構。
- 前記縦孔には、前記帯水層でない地層を通る部分に止水材が設けられている、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の地中熱交換機構。
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