JP2018019660A - Heat exchange system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient heat exchange system or the like that can be easily constructed or maintained.SOLUTION: A heat exchange system 1 is constituted by connecting a piping 11 for circulating heat medium and exchanging the heat of the heat medium to a heat pump 12. The heat exchange system 1 is provided for a roof-top rice paddy 2 on a roof-top slab of a structure 100, and the piping 11 is embedded in a soil layer of the roof-top rice paddy 2. Water is filled on the soil layer, and rice is cultivated. A water injection system is also provided for the roof-top rice paddy 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱交換システムに関する。   The present invention relates to a heat exchange system.

省エネへのニーズの高まりから、地中熱利用型のヒートポンプシステムの普及が進んでいる。これは、冬季には地中の温熱、夏季には地中の冷熱を利用して空調負担等を軽減するシステムである(例えば、特許文献1参照)。一方、建物の屋上を活用した空気熱利用型のヒートポンプシステムも普及しており、大気熱を同様に利用し空調負担等を軽減する。   Due to the growing needs for energy saving, heat pump systems using geothermal heat have been spreading. This is a system that reduces the air-conditioning burden by using the underground heat in the winter and the cold in the summer (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, an air heat utilization type heat pump system utilizing the roof of a building is also widespread, and the air heat is similarly used to reduce the air conditioning burden.

特開2003-21360号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-21360

地中熱利用型のヒートポンプシステムでは、熱媒体を循環させるための配管を杭に設け、これを地中に打設するものがあるが、杭打ちコストなどの初期コストが課題となり、杭を打つためのスケジュール確保など工期面での課題もある。基礎コンクリートに配管を埋める場合もあるが、配管に不具合が生じた際のメンテナンス手法などに課題が残る。   In some heat pump systems that use geothermal heat, piping for circulating the heat medium is provided in the pile and this is placed in the ground, but initial costs such as pile driving costs become a problem, and the pile is driven. There is also a problem in terms of work schedule such as securing a schedule for the purpose. In some cases, pipes are buried in the foundation concrete, but problems remain in the maintenance method and the like when troubles occur in the pipes.

空気熱利用型のヒートポンプシステムは大気熱を利用するため、一般的に地中熱と比較して効率が低くなる。また雨風にさらされるため劣化が早い、暴風雨に耐えうる設置をする必要がある、などの課題がある。   Since the heat pump system using air heat uses atmospheric heat, the efficiency is generally lower than that of underground heat. In addition, there are problems such as rapid deterioration due to exposure to rain and wind, and installation that can withstand storms.

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、施工やメンテナンスが容易であり、効率も良い熱交換システム等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchange system and the like that are easy to construct and maintain and have high efficiency.

前述した課題を解決するための第1の発明は、熱媒体を循環させるとともに当該熱媒体の熱交換を行うための配管を有する熱交換システムであって、構造物のスラブ上に設けられた土層に、前記配管が埋設されたことを特徴とする熱交換システムである。
第2の発明は、熱媒体を循環させるとともに当該熱媒体の熱交換を行うための配管を有する熱交換システムであって、構造物のスラブ上に設けられた水層に、前記配管が埋設されたことを特徴とする熱交換システムである。
A first invention for solving the above-described problem is a heat exchange system that has a pipe for circulating a heat medium and exchanging heat of the heat medium, and is provided on a slab of a structure. The heat exchange system is characterized in that the pipe is embedded in a layer.
A second invention is a heat exchange system having a pipe for circulating a heat medium and exchanging heat of the heat medium, wherein the pipe is embedded in a water layer provided on a slab of a structure. This is a heat exchange system characterized by that.

本発明では、熱交換用の配管を屋上水田や屋上公園の土層に埋設することで、従来の地中熱利用型のヒートポンプシステムと同様、夏季には地中の冷熱を利用し、冬季には地中の温熱を利用して効率よく熱交換ができる。また杭打ちなども不要で施工がしやすく、コンクリートに配管等を埋設する必要もないので配管の掘り出しも容易でメンテナンスもしやすい。また、空気熱利用型のヒートポンプシステムのように雨風にさらされて劣化することもなく、暴風雨によって損傷等が生じることもない。これは配管を池等の水層に埋設する場合も同様である。   In the present invention, heat exchanging pipes are buried in the soil layers of rooftop paddy fields and rooftop parks. Can efficiently exchange heat using underground heat. In addition, pile driving is not necessary and construction is easy, and it is not necessary to embed piping in concrete, so piping is easy to dig and maintenance is easy. Moreover, it does not deteriorate by being exposed to rain and wind unlike an air heat utilization type heat pump system, and damage and the like are not caused by a storm. The same applies to the case where pipes are buried in a water layer such as a pond.

前記配管に接続されたヒートポンプを備えることが望ましい。
これにより、屋上の土層等に埋設した配管を利用したヒートポンプシステムを構築できる。本発明の熱交換システムでは前記のように効率よく熱交換ができるので、屋上に設置されるような空気熱利用型のヒートポンプシステムと比べてヒートポンプを小規模のものとでき、スペースの有効利用が可能になり構造物の耐荷重やコストの低減につながり、排熱によるヒートアイランド化も抑制できる。
It is desirable to provide a heat pump connected to the piping.
Thereby, the heat pump system using piping buried in the soil layer etc. of the roof can be constructed. Since the heat exchange system of the present invention can efficiently exchange heat as described above, the heat pump can be made smaller than an air heat utilization type heat pump system installed on a rooftop, and the space can be effectively used. This makes it possible to reduce the load capacity and cost of the structure, and to suppress heat island formation due to exhaust heat.

第1の発明の熱交換システムでは、前記土層に植生が行われることが望ましい。
この場合、植物の蒸散等による放熱効果により、土層に埋設した配管による熱交換の効率向上が夏季等において期待できる。また自然と触れ合える魅力ある景観を形成できる。
In the heat exchange system of the first invention, it is desirable that vegetation is performed on the soil layer.
In this case, due to the heat dissipation effect due to the transpiration of the plant and the like, an improvement in the efficiency of heat exchange by the pipes embedded in the soil layer can be expected in summer and the like. In addition, it is possible to form an attractive landscape where you can come into contact with nature.

第1の発明の熱交換システムでは、前記土層の上に水層が設けられることが望ましい。前記水層は例えば水田であり、前記水田の水位が所定値以下になると前記水田に注水を行う注水設備を有することも望ましい。
この場合、土層を低温化でき、同じく土層に埋設した配管による熱交換の効率向上が夏季等において期待できる。また土層上で稲等を生育することで、食や自然環境への関心の向上や地域コミュニケーションの醸成、生物多様性などの点でも好ましい。上記の注水設備を設け水量を維持することで、稲の生育面だけでなく、夏季等における配管による熱交換の効率向上にも寄与する。
In the heat exchange system of the first invention, it is desirable that a water layer is provided on the soil layer. The water layer is, for example, a paddy field, and it is also desirable to have a water injection facility for pouring water into the paddy field when the water level of the paddy field falls below a predetermined value.
In this case, the temperature of the soil layer can be lowered, and an improvement in the efficiency of heat exchange using a pipe embedded in the soil layer can be expected in summer. In addition, growing rice on the soil layer is preferable in terms of improving interest in food and the natural environment, fostering regional communication, and biodiversity. By providing the above water injection equipment and maintaining the amount of water, it contributes not only to the growth surface of rice but also to the efficiency of heat exchange by piping in the summer.

第1の発明の熱交換システムにおいて、前記土層は保水性を有することが望ましい。
これにより土層の水分量をコントロールでき、土層の熱伝導率の向上による熱交換の効率向上が期待できる。
In the heat exchange system of the first invention, it is desirable that the soil layer has water retention.
As a result, the moisture content of the soil layer can be controlled, and an improvement in the efficiency of heat exchange can be expected by improving the thermal conductivity of the soil layer.

土層または水層の表面の前記スラブからの高さの最大値は、300mm以上であることが望ましい。
これにより、土層等の300mm以上の深さに配管を埋設できるようになり、配管周囲の土層等の温度が安定し、熱交換システムを好適に稼働させることができる。
The maximum value of the height of the surface of the soil layer or the water layer from the slab is preferably 300 mm or more.
Thereby, it becomes possible to embed the pipe at a depth of 300 mm or more such as a soil layer, the temperature of the soil layer around the pipe is stabilized, and the heat exchange system can be suitably operated.

前記配管は可とう性を有することが望ましい。
これにより、配管がその設置高さの違いに追随できるようになる。
It is desirable that the piping has flexibility.
Thereby, piping can follow the difference in the installation height.

本発明により、施工やメンテナンスが容易であり、効率も良い熱交換システム等を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a heat exchange system and the like that are easy to construct and maintain and that are efficient.

熱交換システム1を示す図。The figure which shows the heat exchange system 1. FIG. 配管11の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the piping 11. FIG. 熱交換システム1’を示す図。The figure which shows the heat exchange system 1 '. 配管11の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the piping 11. FIG. 熱交換システム1aを示す図。The figure which shows the heat exchange system 1a. 配管11の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the piping 11. FIG. 土層35を示す図。The figure which shows the earth layer.

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る熱交換システム1を示す図である。この熱交換システム1は、構造物100の屋上スラブ上の屋上水田2に設けられる屋外設備であり、配管11、ヒートポンプ12、設備配管13等を有する。構造物100は特に限定されず、例えばビル、学校、住宅、駐車場、操車場、調整池その他の施設とすることができる。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a heat exchange system 1 according to the first embodiment of the present invention. The heat exchange system 1 is an outdoor facility provided in a roof paddy field 2 on a roof slab of a structure 100, and includes a pipe 11, a heat pump 12, a facility pipe 13, and the like. The structure 100 is not specifically limited, For example, it can be set as a building, a school, a house, a parking lot, a yard, a regulation pond, and other facilities.

配管11は熱媒体を循環させるとともに当該熱媒体の熱交換を行うためのものであり、例えば可とう性を有する樹脂製のチューブなどが用いられる。樹脂としては例えばポリエチレンや塩化ビニルなどを用いることができる。配管11はヒートポンプ12に接続され、屋上水田2の土層に埋設される。熱媒体は特に限定されず、この種の熱媒体として通常用いられる液体等を用いることができる。   The piping 11 circulates the heat medium and performs heat exchange of the heat medium. For example, a flexible resin tube or the like is used. For example, polyethylene or vinyl chloride can be used as the resin. The pipe 11 is connected to the heat pump 12 and embedded in the soil layer of the roof paddy field 2. A heat medium is not specifically limited, The liquid etc. which are normally used as this kind of heat medium can be used.

配管11はヒートポンプ12から出てヒートポンプ12に戻るように一筆書き状に設けられ、略U字状の部分が連続するように配置される。ただし、配管11の配置はこれに限ることはない。例えば梯子状やスパイラル状に配管11を配置することも可能である。   The pipe 11 is provided in a single stroke so as to exit from the heat pump 12 and return to the heat pump 12, and is arranged so that the substantially U-shaped portion is continuous. However, the arrangement of the piping 11 is not limited to this. For example, the pipes 11 can be arranged in a ladder shape or a spiral shape.

ヒートポンプ12は、配管11内の熱媒体を利用して設備配管13内の熱媒体の温度を変化させるものである。ヒートポンプ12の構成は特に限定されず、熱交換器等を備えた既知のものを利用可能である。   The heat pump 12 uses the heat medium in the pipe 11 to change the temperature of the heat medium in the equipment pipe 13. The configuration of the heat pump 12 is not particularly limited, and a known one having a heat exchanger or the like can be used.

設備配管13はヒートポンプ12に接続され、構造物100に設置された空調設備などの各種設備で用いる熱媒体等を循環させる。   The facility piping 13 is connected to the heat pump 12 and circulates a heat medium or the like used in various facilities such as an air conditioning facility installed in the structure 100.

図2は屋上水田2における配管11の配置の例を示す図である。屋上水田2は、構造物100のコンクリート製の屋上スラブ上に設けられる。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the pipes 11 in the roof paddy field 2. The roof paddy field 2 is provided on the concrete roof slab of the structure 100.

屋上水田2は、スラブ上に設けた遮水シート21(遮水層)の上に土層22を設け、土層22の凹部の上に水23(水層)を張り稲24の栽培を行うものである。   In the roof paddy field 2, a soil layer 22 is provided on a water-impervious sheet 21 (water-impervious layer) provided on the slab, and water 23 (water layer) is spread on the concave portion of the soil layer 22 to grow rice 24. Is.

前記の配管11は遮水シート21の上に配置して土層22の最下部に埋設され、配管11内を循環する熱媒体と土層22との間で熱交換が行われる。水23の表面(水面)のスラブからの高さは、最大値で300mm以上としておき、配管11が水面から300mm以上の深さに埋設できるようにしておくが、これに限ることはない。   The pipe 11 is disposed on the water-impervious sheet 21 and is buried in the lowermost part of the soil layer 22, and heat exchange is performed between the heat medium circulating in the pipe 11 and the soil layer 22. The height of the surface (water surface) of the water 23 from the slab is set to a maximum value of 300 mm or more so that the pipe 11 can be buried at a depth of 300 mm or more from the water surface, but is not limited thereto.

土層22内には排水用のドレーン25も埋設され、土層22内の水分量を適切な値に維持することができる。ドレーン25は透水性を有する素材で形成され、屋上スラブ上の相対的に低い位置に配置される。ドレーン25の上に防根シート(不図示)を設けて植物の根などによる目詰まりを防ぐことも可能である。   A drainage drain 25 is also embedded in the soil layer 22, and the amount of water in the soil layer 22 can be maintained at an appropriate value. The drain 25 is formed of a material having water permeability and is disposed at a relatively low position on the roof slab. It is also possible to provide a root prevention sheet (not shown) on the drain 25 to prevent clogging due to plant roots.

屋上水田2には注水設備27も設けられる。注水設備27は雨水等を貯留する貯水設備(不図示)に接続され、稲生育期の夏季等に屋上水田2の水位が所定値以下となった場合に注水を行うものである。水田の水位維持は、基本的に田植えから稲刈り前の水抜きまでの間行い、その期間は6月から9月あるいは10月までであるが、これに限ることはない。また、注水設備27は省略することも可能である。   The roof paddy field 2 is also provided with water injection equipment 27. The water injection facility 27 is connected to a water storage facility (not shown) for storing rainwater and the like, and performs water injection when the water level of the roof paddy field 2 becomes a predetermined value or less in the summer of the rice growing season. The water level of paddy fields is basically maintained from rice planting to draining before harvesting, and the period is from June to September or October, but is not limited to this. Moreover, the water injection equipment 27 can be omitted.

熱交換システム1の施工時は、新築の構造物100の場合はその屋上スラブの完成後、屋上スラブの上に遮水シート21を敷設してその上に配管11やドレーン25その他の土層22に埋設する設備を配置して配管11とヒートポンプ12を接続し、土壌を搬入しこれを整形して土層22を構築する。以降は通常の水田と同様であり、必要な時期に稲24を植えて土層22上に水23を張ることとなる。既設の構造物100の場合は、既設の屋上スラブの上に上記の手順で熱交換システム1を構築することができる。   In the construction of the heat exchange system 1, in the case of a newly constructed structure 100, after the roof slab is completed, a water shielding sheet 21 is laid on the roof slab, and a pipe 11, a drain 25, and other soil layers 22 are laid thereon. The equipment to be buried is arranged, the pipe 11 and the heat pump 12 are connected, the soil is carried in, and this is shaped to construct the soil layer 22. After that, it is the same as a normal paddy field, and rice 24 is planted and water 23 is spread on the soil layer 22 at a necessary time. In the case of the existing structure 100, the heat exchange system 1 can be constructed on the existing roof slab by the above procedure.

本実施形態では、熱交換用の配管11を屋上水田2の土層22に埋設することで、従来の地中熱利用型のヒートポンプシステムと同様、夏季には地中の冷熱を利用し、冬季には地中の温熱を利用して効率よく熱交換ができる。例えば夏季には外気温と土層22内の温度差を30度程度にまですることができる。また本実施形態の熱交換システム1は杭打ちなども不要で施工がしやすく、コンクリートに配管等を埋設することもないので配管11の掘り出しも容易でメンテナンスもしやすい。また、空気熱利用型のヒートポンプシステムのように雨風にさらされて劣化することもなく、暴風雨によって損傷等が生じることもない。   In this embodiment, by embedding the heat exchanging pipe 11 in the soil layer 22 of the rooftop paddy field 2, as in the conventional heat pump system using the underground heat, the underground cold is used in the winter, Can efficiently exchange heat using underground heat. For example, in summer, the temperature difference between the outside air temperature and the soil layer 22 can be reduced to about 30 degrees. Moreover, the heat exchange system 1 of the present embodiment does not require pile driving or the like and is easy to construct, and pipes and the like are not buried in the concrete, so that the pipe 11 can be easily excavated and easily maintained. Moreover, it does not deteriorate by being exposed to rain and wind unlike an air heat utilization type heat pump system, and damage and the like are not caused by a storm.

また本実施形態の熱交換システム1では、屋上の土層22に埋設した配管11を利用した効率の良いヒートポンプシステムが構築できるので、屋上に設置されるような空気熱利用型のヒートポンプシステムと比べてヒートポンプ12を小規模のものとでき、スペースの有効利用が可能になり構造物100の耐荷重やコストの低減につながり、排熱によるヒートアイランド化も抑制できる。   Moreover, in the heat exchange system 1 of this embodiment, since the efficient heat pump system using the piping 11 embed | buried under the soil layer 22 of a roof can be constructed | assembled, compared with the heat pump system using an air heat type which is installed on the roof. Thus, the heat pump 12 can be made small-scale, space can be effectively used, and the load resistance and cost of the structure 100 can be reduced, and the heat island caused by exhaust heat can be suppressed.

また、本実施形態では熱交換システム1を屋上水田2に適用し、配管11を埋設した土層22の上に水層(水23)を設けることで、土層22を低温化でき、特に夏季において外気温との差を大きくして熱交換の効率を向上させることが期待できる。土層22上で稲24等を生育することで、食や自然環境への関心の向上や地域コミュニケーションの醸成、生物多様性などの点でも好ましい。   In the present embodiment, the heat exchange system 1 is applied to the roof paddy field 2 and the water layer (water 23) is provided on the soil layer 22 in which the piping 11 is embedded, so that the soil layer 22 can be lowered in temperature, particularly in summer. It is expected that the efficiency of heat exchange will be improved by increasing the difference from the outside air temperature. Growing rice 24 and the like on the soil layer 22 is also preferable in terms of improving interest in food and the natural environment, fostering regional communication, biodiversity, and the like.

また、屋上水田2に前記の注水設備27を設け稲生育期の夏季等に水量を維持することで、稲24の生育面だけでなく、夏季等における配管11による熱交換の効率向上にも寄与する。なお、屋上水田2で土を耕転する通常管理を行う場合、配管11を損傷するリスクもあるが、不耕起で管理を行う方法もあり、この場合には配管11を損傷する心配もない。   In addition, by providing the water injection equipment 27 in the rooftop paddy field 2 and maintaining the amount of water in the summer season of the rice growing season, it contributes not only to the growth surface of the rice 24 but also to the efficiency of heat exchange by the piping 11 in the summer season. To do. In addition, when performing the normal management which plows the soil in the rooftop paddy field 2, there is also a risk of damaging the pipe 11, but there is also a method of performing management with no tillage, and in this case, there is no fear of damaging the pipe 11. .

また、配管11は可とう性を有するので、本実施形態のように配管11を平面的に配置する場合に、スラブの段差などの設置高さの違いに追随することができる。また、300mm以上の深さに配管11を埋設することで、配管周囲の土層22の温度が安定し、熱交換システム1を好適に稼働させることができる。   Further, since the pipe 11 has flexibility, when the pipe 11 is arranged in a plane as in the present embodiment, it is possible to follow a difference in installation height such as a slab step. Moreover, by burying the pipe 11 at a depth of 300 mm or more, the temperature of the soil layer 22 around the pipe is stabilized, and the heat exchange system 1 can be suitably operated.

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では熱交換システム1にヒートポンプ12を設けているが、ヒートポンプ12を設けずに、前記の設備配管13を図1の配管11と同様に配置して直接熱交換を行ってもよい。また図3の熱交換システム1’に示すように、屋上水田2を複数のゾーンにわけて、それぞれのゾーンに対して配管11やヒートポンプ12等を設けてもよい。   However, the present invention is not limited to this. For example, although the heat pump 12 is provided in the heat exchange system 1 in the present embodiment, the equipment pipe 13 may be arranged in the same manner as the pipe 11 in FIG. . Further, as shown in the heat exchange system 1 ′ in FIG. 3, the roof paddy field 2 may be divided into a plurality of zones, and a pipe 11, a heat pump 12, and the like may be provided for each zone.

また、本実施形態では配管11として可とう性を有する樹脂製のチューブを用いたが、銅やステンレスなどの金属製のパイプなどを用いることも可能である。この場合、配管11の下に不織布などの緩衝材を設けて配管11の保護を行うことも可能である。   In this embodiment, a flexible resin tube is used as the pipe 11, but a metal pipe such as copper or stainless steel can also be used. In this case, it is possible to protect the piping 11 by providing a cushioning material such as a nonwoven fabric under the piping 11.

さらに、本実施形態では熱交換システム1を屋上水田2に適用しているが、屋上菜園などその他の屋上農園に適用することも可能であり、上記と同様の効果が得られる。   Furthermore, although the heat exchange system 1 is applied to the rooftop paddy field 2 in this embodiment, it can also be applied to other rooftop farms such as a rooftop garden, and the same effects as described above can be obtained.

例えば図4は野菜26を栽培する屋上菜園の例であり、この場合は前記のような水層(水23)を設ける必要はないが、土層22の表面のスラブからの高さの最大値は300mm以上としておき、配管11を土層22の表面から300mm以上の深さに埋設できるようにしておくことが望ましい。特に既設の構造物100の場合など構造物100上の荷重が限定されるケースでは、新たに屋上農園等を施工する際に土層22の荷重を大きくせずに土層表面の高さを稼ぐため、空隙を有する袋体や発泡体などによる軽量のスペーサーや、軽量土壌を用いることも可能である。上記のスペーサーは、土層22を掘り起こして配管11のメンテナンスを行う際に配管11の位置を示す目印として役立てることも可能である。   For example, FIG. 4 shows an example of a roof garden where vegetables 26 are grown. In this case, it is not necessary to provide the water layer (water 23) as described above, but the maximum value from the slab on the surface of the soil layer 22 is shown. Is preferably set to 300 mm or more so that the pipe 11 can be buried at a depth of 300 mm or more from the surface of the soil layer 22. In particular, in the case where the load on the structure 100 is limited, such as in the case of the existing structure 100, the height of the soil layer surface is increased without increasing the load of the soil layer 22 when newly constructing a roof garden or the like. Therefore, it is also possible to use a lightweight spacer such as a bag or foam having a gap, or lightweight soil. The spacer can also serve as a mark indicating the position of the pipe 11 when the soil layer 22 is dug up and maintenance of the pipe 11 is performed.

以下、本発明の別の例について第2の実施形態として説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第1、第2の実施形態の構成は必要に応じて組み合わせることができる。   Hereinafter, another example of the present invention will be described as a second embodiment. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, and the same points will be denoted by the same reference numerals in the drawings and the like, and the description thereof will be omitted. The configurations of the first and second embodiments can be combined as necessary.

[第2の実施形態]
図5は本発明の第2の実施形態の熱交換システム1aを示す図である。本実施形態の熱交換システム1aは、緑地31や池32、樹木33などを有する屋上公園(庭園)3に設けられる点で第1の実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a heat exchange system 1a according to the second embodiment of the present invention. The heat exchange system 1a of this embodiment is different from that of the first embodiment in that it is provided in a rooftop park (garden) 3 having a green space 31, a pond 32, trees 33, and the like.

図6は屋上公園3における配管11の配置の例を示す図である。屋上公園3は、構造物100のコンクリート製の屋上スラブ上に設けられる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the pipes 11 in the rooftop park 3. The rooftop park 3 is provided on the concrete roof slab of the structure 100.

屋上公園3は、スラブ上に設けた遮水シート34の上に土層35(土あるいは砂)を設け、土層35の凹部の上に水を張り池32(水層)とし、土層35の上に植生を行い緑地31としたものである。土層35の表面のスラブからの高さの最大値は例えば500mm以上とする。前記の配管11は、池32の水底に設置(埋設)されたり、緑地31の土層35に埋設されたりする。緑地31の土層35を掘り起こして配管11のメンテナンスを行うことも可能である。   The rooftop park 3 is provided with a soil layer 35 (soil or sand) on a water-impervious sheet 34 provided on the slab, and water is placed on the concave portion of the soil layer 35 to form a pond 32 (water layer). The vegetation is planted on top of the green area 31. The maximum value from the slab on the surface of the soil layer 35 is, for example, 500 mm or more. The pipe 11 is installed (buried) on the bottom of the pond 32 or buried in the soil layer 35 of the green space 31. It is also possible to dig up the soil layer 35 of the green space 31 and perform maintenance of the piping 11.

この場合も、配管11が土層35に埋設されることにより第1の実施形態と同様の効果が得られ、池32において水中に配管11が設置されるケースでも同様の効果が得られる。また土層35の上に植生を行うことで、植物の蒸散等による放熱効果により、土層35に埋設した配管11による熱交換の効率向上が夏季等において期待でき、自然と触れ合える魅力ある景観も形成できる。これは前記のような屋上水田2における稲24や屋上菜園における野菜26に関しても同様である。   Also in this case, the same effect as that of the first embodiment is obtained by embedding the pipe 11 in the soil layer 35, and the same effect can be obtained even in the case where the pipe 11 is installed in water in the pond 32. In addition, by performing vegetation on the soil layer 35, the heat dissipation effect due to the transpiration of plants, etc., can be expected to improve the efficiency of heat exchange by the piping 11 embedded in the soil layer 35 in summer, etc. Can be formed. The same applies to the rice 24 in the roof paddy field 2 and the vegetables 26 in the roof garden.

また、屋上公園3などの公共空間において配管11内の熱媒体の熱交換を行うことで、地域冷暖房などにも熱交換システム1aを好適に使用できる。さらに、豪雨時などには土層35で保水を行い都市内への流出を防止することもできる。   Moreover, by exchanging heat of the heat medium in the pipe 11 in a public space such as the rooftop park 3, the heat exchange system 1a can be suitably used for district cooling and heating. In addition, during heavy rains, water can be retained in the soil layer 35 to prevent outflow into the city.

また緑地31などでは自動散水設備を設けることも可能であり、夏季等に散水を行うことで土層35の温度を安定させ、また土層35の水分量を所定の範囲に維持することで土層35の熱伝導率の向上による熱交換の効率向上が期待できる。この水分量(含水率)は、例えば重量比で20%程度とする。また土層35の水分量をモニタリング装置でモニタリングし、所定の範囲を外れたときに人手であるいは上記の自動散水設備で散水を行うことも可能である。これは前記した屋上菜園のケースなどでも同様である。   In addition, it is possible to provide an automatic watering facility in the green space 31 or the like. By spraying water in summer or the like, the temperature of the soil layer 35 is stabilized, and the water content of the soil layer 35 is maintained within a predetermined range. Improvement in heat exchange efficiency due to improvement in the thermal conductivity of the layer 35 can be expected. This water content (water content) is, for example, about 20% by weight. It is also possible to monitor the amount of water in the soil layer 35 with a monitoring device, and to spray water manually or with the above-mentioned automatic watering equipment when outside a predetermined range. The same applies to the case of the above-mentioned roof garden.

また土層35の水分量をコントロールするため、土層35を保水性を有するものとしてもよい。保水性は、水分を貯留するための空隙を有する部材によって実現でき、当該部材として空隙を有する繊維等による保水材や多孔質土壌を用いることができる。また図7に示すように、土層35の下部をより粗い粒子の層とし、上部をより細かい粒子の層としてこれらの層の空隙の表面張力効果によって保水性を実現することも可能である。これによっても、土層35の熱伝導率の向上による熱交換の効率向上が期待できる。   In order to control the moisture content of the soil layer 35, the soil layer 35 may have water retention. Water retention can be realized by a member having voids for storing moisture, and a water retention material or porous soil made of fibers having voids can be used as the member. Further, as shown in FIG. 7, it is also possible to realize water retention by the surface tension effect of voids in these layers, with the lower part of the soil layer 35 being a coarser particle layer and the upper part being a finer particle layer. This can also be expected to improve the efficiency of heat exchange by improving the thermal conductivity of the soil layer 35.

このように、本発明の熱交換システムは様々な屋外空間に適用可能であり、上記のような屋上農園や屋上公園以外にも、ビオトープや放牧地などに適用することも可能である。   As described above, the heat exchange system of the present invention can be applied to various outdoor spaces, and can also be applied to biotopes, pastures, and the like in addition to the above-described rooftop farms and rooftop parks.

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

1、1’、1a;熱交換システム
2;屋上水田
3;屋上公園
11;配管
12;ヒートポンプ
13;設備配管
21、34;遮水シート
22、35;土層
23;水
24;稲
25;ドレーン
26;野菜
27;注水設備
31;緑地
32;池
33;樹木
100;構造物
1, 1 ′, 1a; heat exchange system 2; roof paddy field 3; rooftop park 11; pipe 12; heat pump 13; equipment pipes 21, 34; 26; Vegetable 27; Water injection facility 31; Green space 32; Pond 33; Tree 100;

Claims (10)

熱媒体を循環させるとともに当該熱媒体の熱交換を行うための配管を有する熱交換システムであって、
構造物のスラブ上に設けられた土層に、前記配管が埋設されたことを特徴とする熱交換システム。
A heat exchange system having a pipe for circulating the heat medium and performing heat exchange of the heat medium,
A heat exchange system, wherein the pipe is embedded in a soil layer provided on a slab of a structure.
熱媒体を循環させるとともに当該熱媒体の熱交換を行うための配管を有する熱交換システムであって、
構造物のスラブ上に設けられた水層に、前記配管が埋設されたことを特徴とする熱交換システム。
A heat exchange system having a pipe for circulating the heat medium and performing heat exchange of the heat medium,
A heat exchange system, wherein the pipe is embedded in a water layer provided on a slab of a structure.
前記配管に接続されたヒートポンプを備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to claim 1, further comprising a heat pump connected to the pipe. 前記土層に植生が行われたことを特徴とする請求項1記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to claim 1, wherein vegetation is performed on the soil layer. 前記土層の上に水層が設けられたことを特徴とする請求項1または請求項4に記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to claim 1, wherein a water layer is provided on the soil layer. 前記水層は水田であることを特徴とする請求項5記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to claim 5, wherein the water layer is a paddy field. 前記水田の水位が所定値以下になると前記水田に注水を行う注水設備を有することを特徴とする請求項6記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to claim 6, further comprising a water injection facility for injecting water into the paddy field when a water level of the paddy field becomes a predetermined value or less. 前記土層は保水性を有することを特徴とする請求項1、4、5、6、7のいずれかに記載の熱交換システム。   The heat exchanging system according to any one of claims 1, 4, 5, 6, and 7, wherein the soil layer has water retention. 土層または水層の表面の前記スラブからの高さの最大値は、300mm以上であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to any one of claims 1 to 8, wherein the maximum value of the height of the surface of the soil layer or the water layer from the slab is 300 mm or more. 前記配管は可とう性を有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載の熱交換システム。   The heat exchange system according to any one of claims 1 to 9, wherein the pipe has flexibility.
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