JP2018025347A - Heat exchange system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地下水を利用した熱交換システムに関する。 The present invention relates to a heat exchange system using groundwater.
原油価格の高騰やCO2削減に対する意識の高まりにより、ランニングコストが安くクリーンエネルギーである地中熱を利用したヒートポンプ(以下、地中熱ヒートポンプという。)が開発され、市場に導入されつつある。 Due to rising crude oil prices and increased awareness of CO2 reduction, heat pumps that use geothermal heat (hereinafter referred to as geothermal heat pumps), which are low in running costs and are clean energy, have been developed and introduced into the market.
特許文献1及び2に開示されている地中熱ヒートポンプは、井戸に建て込んだUチューブに水などの液体を流し、井戸内の地下水とUチューブを流れる液体との間で熱のやり取りをすることで、地中熱を取得する。
The geothermal heat pumps disclosed in
このような地中熱ヒートポンプにおいては、熱交換効率の向上を図ることで、他の熱交換システムとの差別化を推し進め、利用価値を高めることが要求される。 In such a geothermal heat pump, it is required to promote differentiation from other heat exchange systems and enhance utility value by improving heat exchange efficiency.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、利用価値を高めた熱交換システムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the heat exchange system which raised the utility value.
(1)本発明は、一つの帯水層又は深度の異なる複数の帯水層に達する地中の穴に立設される筒であって、側面に有する浸水部を介して地下水が内部に流入する外筒と、前記外筒に収容される筒であって、下方に有する通水部を介して地下水が内部に流入する内筒と、前記内筒内の地下水を、前記通水部よりも浅い位置からくみ上げることで、前記内筒内に下方から上方に向けた対流を生じさせる揚水手段と、地上のヒートポンプから前記内筒の内部に引き込まれて下方に向けて通されると共に、上方に折り返して前記内筒の外部に引き出され、前記ヒートポンプから送り出される液体を循環させる循環管と、を備え、前記内筒内の地下水と、前記循環管を流れる液体と、の間で熱を移動させることを特徴とする熱交換システムである。 (1) The present invention is a cylinder erected in a hole in the ground that reaches one aquifer or a plurality of aquifers of different depths, and groundwater flows into the inside through a flooded part on the side surface. An outer cylinder that is housed in the outer cylinder, and an inner cylinder into which groundwater flows into the inside through a water passage portion provided below, and the groundwater in the inner cylinder is more than the water passage portion. By pumping up from a shallow position, pumping means for generating convection from below to above in the inner cylinder, and being drawn into the inner cylinder from the ground heat pump and passed downward, and upward And a circulation pipe that circulates the liquid drawn out of the inner cylinder and sent out from the heat pump, and moves heat between the groundwater in the inner cylinder and the liquid flowing in the circulation pipe It is the heat exchange system characterized by this.
本発明によれば、仮に、複数の帯水層のうち上層の帯水層ばかりから、地中の穴に地下水が流入する場合であっても、あるいはそれ以外の場合であっても、地中の穴に流入した地下水を直ぐにくみ上げてしまうことはなく、流入した地下水を地中の穴の中で対流させることができる。そして、地中の穴の中で生じた対流により、地中の穴の中の地下水と、循環管を流れる液体と、の間で熱を効率的に移動させることができる。これにより、熱交換システムの利用価値が高まる。 According to the present invention, even if groundwater flows into a hole in the ground from only the upper aquifer among a plurality of aquifers, The groundwater that has flowed into the hole is not immediately pumped up, and the groundwater that has flowed in can be convected in the hole in the ground. And by the convection which arose in the underground hole, heat can be efficiently moved between the groundwater in the underground hole and the liquid flowing through the circulation pipe. Thereby, the utility value of a heat exchange system increases.
(2)本発明はまた、前記外筒内又は前記内筒内の地下水の温度を計測する第1水温計と、前記揚水手段によってくみ上げられた地下水の温度を計測する第2水温計と、前記揚水手段によってくみ上げられた地下水を前記外筒内に返送する送水手段と、前記第1水温計の計測結果と前記第2水温計の計測結果との組合せに基づいて、前記送水手段を機能させるか否かを決定し、前記送水手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする上記(1)に記載の熱交換システムである。 (2) The present invention also includes a first water temperature meter that measures the temperature of ground water in the outer tube or the inner tube, a second water temperature meter that measures the temperature of ground water pumped up by the pumping means, Whether the water supply means functions based on the combination of the water supply means for returning the groundwater pumped up by the pumping means into the outer cylinder, and the measurement result of the first water temperature gauge and the measurement result of the second water temperature gauge. The heat exchanging system according to (1), further comprising: a control unit that determines whether or not to control the water supply unit.
上記発明によれば、送水手段を機能させた場合に、系外への地下水の排出量を抑制することができる。第1水温計の計測結果と第2水温計の計測結果との組合せに基づいて、地中の穴の中の地下水と循環管を流れる液体との間での熱の移動に影響が少ない場合に送水手段を機能させることで、地中熱の有効利用と排水量の抑制との双方を同時に実現することができる。これにより、熱交換システムの利用価値が高まる。 According to the said invention, when a water supply means is functioned, the discharge | emission amount of the groundwater outside a system can be suppressed. When there is little effect on the transfer of heat between the groundwater in the underground hole and the liquid flowing through the circulation pipe based on the combination of the measurement result of the first thermometer and the measurement result of the second thermometer By making the water supply means function, it is possible to simultaneously achieve both effective use of geothermal heat and suppression of the amount of drainage. Thereby, the utility value of a heat exchange system increases.
(3)本発明はまた、前記送水手段は、前記揚水手段によってくみ上げられた地下水を前記外筒内における前記通水部よりも浅い位置に返送することで、前記外筒内に上方から下方に向けた対流を生じさせることを特徴とする上記(2)に記載の熱交換システムである。 (3) According to the present invention, the water supply means returns the groundwater pumped up by the pumping means to a position shallower than the water passing portion in the outer cylinder, so that the water supply means moves downward from above into the outer cylinder. The heat exchange system according to (2) above, wherein the convection is directed.
上記発明によれば、外筒内に返送された地下水が通水部を介して直ちに内筒に流入してしまうことはなく、返送された地下水を外筒内で対流させることができる。そして、外筒内で生じた上方から下方への対流と、内筒内で生じた下方から上方への対流と、の双方向への対流により、外筒内の地下水と、内筒内の地下水と、の間で熱を効率的に移動させることができる。これにより、熱交換システムの利用価値が高まる。 According to the above invention, the groundwater returned into the outer cylinder does not immediately flow into the inner cylinder via the water flow section, and the returned groundwater can be convected within the outer cylinder. Then, the ground water in the outer cylinder and the ground water in the inner cylinder are obtained by bidirectional convection of the upper to lower convection generated in the outer cylinder and the lower to upper convection generated in the inner cylinder. And heat can be efficiently transferred between the two. Thereby, the utility value of a heat exchange system increases.
(4)本発明はまた、前記揚水手段は、一端が前記内筒の内部に引き込まれていると共に、他端が前記地中の穴の外部に達している揚水管と、前記揚水管内の地下水に動力を付与する揚水ポンプと、を備え、前記送水手段は、前記揚水管の途中に設けられている切替弁と、一端が前記切替弁に接続されていると共に、他端が前記外筒の内部に引き込まれている送水管と、を備えていることを特徴とする上記(2)又は(3)に記載の熱交換システムである。 (4) According to the present invention, the pumping means includes a pumping pipe having one end drawn into the inner cylinder and the other end reaching the outside of the hole in the ground, and groundwater in the pumping pipe. The water supply means includes a switching valve provided in the middle of the pumping pipe, one end connected to the switching valve, and the other end of the outer cylinder. The heat exchange system according to (2) or (3), wherein the heat exchange system includes a water pipe drawn into the interior.
上記発明によれば、揚水ポンプという一つの動力源を備えるだけで、系外への地下水の排出と、内筒内からくみ上げられた地下水の外筒内への返送と、の双方を行うことができる。これにより、熱交換システムの利用価値が高まる。 According to the above invention, it is possible to perform both discharge of groundwater to the outside of the system and return to the outer cylinder of the groundwater pumped up from the inner cylinder only by providing one power source called a pump. it can. Thereby, the utility value of a heat exchange system increases.
本発明によれば、熱交換システムの利用価値が高まる。 According to the present invention, the utility value of the heat exchange system is increased.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換システムについて詳細に説明する。 Hereinafter, with reference to drawings, the heat exchange system concerning the embodiment of the present invention is explained in detail.
まず、図1及び図2を用いて、熱交換システム1の構成について説明する。図1は、熱交換システム1の概略図である。図2は、制御盤21の構成を示すブロック図である。なお、各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。
First, the structure of the
図1に示す熱交換システム1は、地中熱を利用したヒートポンプ(地中熱ヒートポンプ)システムである。この熱交換システム1は、制御盤21によって統括的に制御される。すなわち、熱交換システム1は、制御盤21の制御下において動作して、その動作状況が制御盤21によって管理される。具体的に、熱交換システム1は、各所に配置された温度計の計測結果などに基づいて、各部の動作が所望する状況となるようにフィードバック制御される。
The
このような熱交換システム1は、井戸2と、循環管3と、循環ポンプ4と、地下水温度計測管5と、循環液温度計6と、ヒートポンプ7と、揚水手段8と、揚水温度計(第2水温計)9と、送水手段10と、制御盤21等を備えている。
Such a
井戸2は、深度の異なる複数の帯水層WBL1,WBL2,WBL3に達する地中GRDの穴であり、径の異なる外筒11と内筒12とを有する。各帯水層WBL1,WBL2,WBL3は、地下水を含む地層である。
The
外筒11は、地中GRDの穴に立設される有底の筒であり、透水性を良くするための硅砂SSが周囲に設けられ、側面に有するスリット(浸水部)13を介して地下水が内部に流入する。外筒11の内部には、帯水層WBL1,WBL2,WBL3から地下水が流入している。スリット13は、各帯水層WBL1,WBL2,WBL3に対応する深度に有していることが好ましく、外筒11に適宜設けられている。このような外筒11には、内筒12が収容されていると共に、地下水温度計測管5と、送水管18とが挿入されている。
The outer cylinder 11 is a bottomed cylinder erected in a hole in the underground GRD, and is provided with dredged sand SS for improving water permeability, and is groundwater through a slit (flooded portion) 13 on the side surface. Flows into the interior. Groundwater flows into the outer cylinder 11 from the aquifers WBL1, WBL2, and WBL3. It is preferable to have the
内筒12は、外筒11に収容される有底の筒であり、下方に有する通水孔(通水部)14を介して地下水が内部に流入する。内筒12の内部には、帯水層WBL1,WBL2,WBL3から外筒11を経由して地下水が流入している。内筒12の内部に流入している地下水の自然水位(一点鎖線で図示)は、外筒11の内部に流入している地下水の自然水位(内筒12の外部の自然水位)と一致している。通水孔14は、内筒12の内部に流入した地下水が乱流となる構造を有している。そのような内筒12には、循環管3と、揚水管15とが挿入されている。
The
なお、内筒12が通水孔14を有する「下方」との位置は、できる限り下方の位置であることが好ましいが、後述する揚水手段8によって内筒12内に下方から上方に向けた対流を生じさせる位置であれば良く、内筒12の中間付近の位置を排除する意味合いを持つものではない。
It should be noted that the position “downward” where the
循環管3は、地上のヒートポンプ7から内筒12の内部に引き込まれて下方に向けて通されると共に、内筒12における下方で上方に折り返して内筒12の外部に引き出されている。この循環管3は、循環ポンプ4の動力によって、ヒートポンプ7から送り出される水などの液体を循環させる。これにより、内筒12内の地下水と、循環管3を流れる液体と、の間で熱の移動が可能になる。すなわち、熱交換システム1は、内筒12内の地下水が循環管3を流れる液体よりも低温の場合、循環管3を流れる液体を冷却する。一方、熱交換システム1は、内筒12内の地下水が循環管3を流れる液体よりも高温の場合、循環管3を流れる液体を加熱する。
The
循環ポンプ4は、循環管3の途中に設けられ、地下水温度計測管5を構成する地下水温度計(第1水温計)5bの計測結果や、循環液温度計6の計測結果などに基づいて動作する。これにより、循環ポンプ4は、循環管3内の液体に動力を付与することで、循環管3内の液体を循環させる。
The
地下水温度計測管5は、外筒11内に挿入されている。この地下水温度計測管5は、管本体5aと、複数の地下水温度計5bと、を備えている。複数の地下水温度計5bは、互いに所定の間隔(例えば、10m間隔)をおいて管本体5aに取り付けられている。これら複数の地下水温度計5bは、外筒11内の地下水の温度を計測し、その計測結果を信号にして出力し、その信号を制御盤21に入力する。
The groundwater temperature measuring tube 5 is inserted into the outer cylinder 11. The groundwater temperature measuring pipe 5 includes a
循環液温度計6は、循環管3の途中に設けられている。この循環液温度計6は、外筒11内の地下水と熱の移動をする前の循環管3内の液体の温度を計測し、その計測結果を信号にして出力し、その信号を制御盤21に入力する。
The circulating
ヒートポンプ7は、循環管3等が接続されている。このヒートポンプ7は、循環管3を流れる液体の冷熱又は温熱をかき集め、かき集めた冷熱又は温熱を冷暖房や給湯などに利用可能にする。すなわち、ヒートポンプ7は、井戸2において循環管3内の液体に移動していた地下水の冷熱又は温熱を取り出して、冷暖房や給湯などに利用可能にする。
The
揚水手段8は、内筒12内の地下水を、内筒12が有する通水孔14よりも浅い位置からくみ上げることで、内筒12内に下方から上方に向けた対流を生じさせる。具体的に、揚水手段8は、揚水管15と揚水ポンプ16とを備えている。
The pumping means 8 draws groundwater in the
揚水管15は、その一端が内筒12の内部に引き込まれていると共に、その他端が井戸2の外部(排水設備等)に達している。この揚水管15は、揚水ポンプ16の動力によって内筒12から取り込まれた地下水を、井戸2の外部に排出する。
One end of the pumping
揚水ポンプ16は、揚水管15の途中に設けられ、地下水温度計測管5を構成する地下水温度計5bの計測結果や、循環液温度計6の計測結果などに基づいて動作する。この揚水ポンプ16は、内筒12から揚水管15に地下水を取り込んで、揚水管15内の地下水に動力を付与する。
The pumping
揚水温度計9は、揚水管15の途中に設けられている。この揚水温度計9は、揚水手段8によってくみ上げられた揚水管15内の地下水の温度を計測し、その計測結果を信号にして出力し、その信号を制御盤21に入力する。
The pumping
送水手段10は、揚水手段8によってくみ上げられた地下水を外筒11内における浅い位置に返送することで、外筒11内に上方から下方に向けた対流を生じさせる。 The water supply means 10 returns the groundwater pumped up by the pumping means 8 to a shallow position in the outer cylinder 11, thereby causing convection in the outer cylinder 11 from the upper side to the lower side.
なお、地下水を返送する外筒11内の「浅い位置」とは、できる限り浅い位置であることが好ましく、特に、自然水位付近の位置や自然水位よりも上方の位置であることが好ましいが、地下水の返送によって外筒11内に上方から下方に向けた対流を生じさせる位置、すなわち、通水孔14よりも浅い位置であれば良く、外筒11の中間付近の位置や外筒11の下方の位置を排除する意味合いを持つものではない。 In addition, the “shallow position” in the outer cylinder 11 for returning the groundwater is preferably as shallow as possible, and is particularly preferably a position near the natural water level or a position above the natural water level. A position where convection from the upper side to the lower side is generated in the outer cylinder 11 by returning the groundwater, that is, a position shallower than the water passage hole 14, may be a position near the middle of the outer cylinder 11 or below the outer cylinder 11. It does not mean to exclude the position of.
具体的に、送水手段10は、切替弁17と送水管18とを備えている。
Specifically, the water supply means 10 includes a switching
切替弁17は、揚水管15の途中に設けられ、地下水温度計測管5を構成する地下水温度計5bの計測結果や、揚水温度計9の計測結果などに基づいて動作する。この切替弁17は、揚水手段8によってくみ上げられた地下水の経路を、井戸2の外部に達する揚水管15と、外筒11の内部に引き込まれている送水管18とで切り替える。
The switching
送水管18は、その一端が切替弁17に接続されていると共に、その他端が外筒11の内部に引き込まれている。この送水管18は、揚水手段8によってくみ上げられた地下水を外筒11内に返送する。
One end of the
図2に示すように、制御盤21は、データロガー22とCPU(Central Processing Unit)23とを有する。
As shown in FIG. 2, the
データロガー22は、例えばRAM(Random Access Memory)などの記録媒体によって構成されている。このデータロガー22には、CPU23が各種処理を実行するための処理プログラムと各種処理を実行する際に用いられる各種データ(判定部25が判定に用いるデータを含む。)及び各種フラグが記憶されている。
The
CPU23は、データロガー22に記憶された処理プログラムを実行することによって、通信部24、判定部25及び制御部26として機能する。
The
通信部24は、熱交換システム1の各部との間で信号を送受信する。具体的に、通信部24は、地下水温度計測管5を構成する地下水温度計5b、循環液温度計6及び揚水温度計9等から出力された信号を、判定部25に転送する。そして、通信部24は、制御部26が出力する制御信号を、循環ポンプ4、ヒートポンプ7、揚水ポンプ16及び切替弁17に転送する。
The
判定部25は、地下水温度計測管5を構成する地下水温度計5b、循環液温度計6及び揚水温度計9等から出力された信号に基づいて各種判定を行うことで、循環ポンプ4、ヒートポンプ7、揚水ポンプ16及び切替弁17等のそれぞれの運転状況を決定する。そして、判定部25は、判定結果を信号にして制御部26に出力する。
The
制御部26は、循環ポンプ4、ヒートポンプ7、揚水ポンプ16及び切替弁17等のそれぞれに対して、通信部24を介して、判定部25から出力された信号に基づく制御信号を出力し、それぞれの運転状況を制御する。
The
このようなCPU23は、地下水温度計5bの計測結果と揚水温度計9の計測結果との組合せに基づいて、送水手段10を機能させるか否かを決定し、送水手段10を制御する制御手段として機能する。
Such a
次に、熱交換システム1における熱の流れを図1に基づいて説明する。
Next, the heat flow in the
まず、夏季などに冷房を行う場合を説明する。ヒートポンプ7は、循環管3を流れる液体から冷熱をかき集め、かき集めた冷熱を冷房に利用する。循環管3を流れる液体は、ヒートポンプ7において加熱される。ヒートポンプ7で加熱された循環管3内の液体は、内筒12内の地下水を加熱する際に冷却されて、ヒートポンプ7で再び利用可能となる。循環管3を流れる液体によって加熱された内筒12内の地下水は、帯水層WBL1,WBL2,WBL3からの外筒11を経由した地下水の移動や、揚水手段8による揚水、あるいは、大気との接触等によって冷却される。
First, the case where air conditioning is performed in the summer will be described. The
続いて、冬季などに暖房や給湯を行う場合を説明する。ヒートポンプ7は、循環管3を流れる液体から温熱をかき集め、かき集めた温熱を暖房や給湯に利用する。循環管3を流れる液体は、ヒートポンプ7において冷却される。ヒートポンプ7で冷却された循環管3内の液体は、内筒12内の地下水を冷却する際に加熱されて、ヒートポンプ7で再び利用可能となる。循環管3を流れる液体によって冷却された内筒12内の地下水は、帯水層WBL1,WBL2,WBL3からの外筒11を経由した地下水の移動や、揚水手段8による揚水、あるいは、大気との接触等によって加熱される。
Next, a case where heating or hot water supply is performed in winter will be described. The
このように、熱交換システム1によれば、仮に、複数の帯水層WBL1,WBL2,WBL3のうち上層の帯水層WBL1ばかりから、地中GRDの穴(井戸2)に地下水が流入する場合であっても、あるいはそれ以外の場合であっても、地中GRDの穴(井戸2)に流入した地下水を直ちにくみ上げてしまうことはなく、流入した地下水を地中GRDの穴(井戸2)の中で対流させることができる。そして、地中GRDの穴(井戸2)の中で生じた対流により、地中GRDの穴(井戸2)の中の地下水と、循環管3を流れる液体と、の間で熱を効率的に移動させることができる。これにより、熱交換システム1の利用価値が高まる。
As described above, according to the
また、送水手段10を機能させた場合に、系外への地下水の排出量を抑制することができる。地下水温度計5bの計測結果と揚水温度計9の計測結果との組合せに基づいて、地中GRDの穴(井戸2)の中の地下水と循環管3を流れる液体との間での熱の移動に影響が少ない場合に送水手段10を機能させることで、地中熱の有効利用と排水量の抑制との双方を同時に実現することができる。これにより、熱交換システム1の利用価値が高まる。
Moreover, when the water supply means 10 is functioned, the amount of groundwater discharged outside the system can be suppressed. Based on the combination of the measurement result of the
さらに、揚水手段8によってくみ上げられた地下水を浅い位置に返送するので、外筒11内に返送された地下水が通水孔14を介して直ちに内筒12に流入してしまうことはなく、返送された地下水を外筒11内で対流させることができる。そして、外筒11内で生じた上方から下方への対流と、内筒12内で生じた下方から上方への対流と、の双方向への対流により、外筒11内の地下水と、内筒12内の地下水と、の間で熱を効率的に移動させることができる。これにより、熱交換システム1の利用価値が高まる。
Furthermore, since the groundwater pumped up by the pumping means 8 is returned to a shallow position, the groundwater returned into the outer cylinder 11 does not immediately flow into the
また、揚水ポンプ16という一つの動力源を備えるだけで、系外への地下水の排出と、内筒12内からくみ上げられた地下水の外筒11内への返送と、の双方を行うことができる。これにより、熱交換システム1の利用価値が高まる。
Moreover, only by providing one power source called the
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、各構成の位置、大きさ、長さ、数量、形状、材質、タイミングなどは適宜変更できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit and technical idea thereof. That is, the position, size, length, quantity, shape, material, timing, and the like of each component can be changed as appropriate.
すなわち、上記実施形態では、揚水手段8を構成する揚水ポンプ16による動力によって送水手段10が機能する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内筒12内の地下水をくみ上げて外筒11内へ返送する送水手段は、揚水手段8を構成する揚水ポンプ16とは別の送水ポンプを備えることで、揚水手段8とは独立して機能するものであっても良い。
That is, in the said embodiment, although the case where the water supply means 10 functioned by the motive power by the pumping
あるいは、上記実施形態では、地下水温度計測管5が外筒11内に挿入されている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、井戸2内の地下水の温度を計測することができれば良く、地下水温度計測管5が内筒12内に挿入されているものであっても良い。
Or in the said embodiment, although the case where the groundwater temperature measurement pipe | tube 5 was inserted in the outer cylinder 11 was demonstrated to the example, this invention is not limited to this, The temperature of the groundwater in the
あるいは、上記実施形態では、深度の異なる複数の帯水層WBL1,WBL2,WBL3に達する地中GRDの穴に熱交換システム1が設けられている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一つの帯水層に達する地中GRDの穴に熱交換システム1が設けられているものであっても良い。一つの帯水層の深度は浅くても深くても良く、帯水層に達していれば、帯水層を貫通するように熱交換システム1が設けられていても良い。
Or in the said embodiment, although the case where the
1 熱交換システム
2 井戸
3 循環管
4 循環ポンプ
5 地下水温度計測管
5a 管本体
5b 地下水温度計(第1水温計)
6 循環液温度計
7 ヒートポンプ
8 揚水手段
9 揚水温度計(第2水温計)
10 送水手段
11 外筒
12 内筒
13 スリット(浸水部)
14 通水孔(通水部)
15 揚水管
16 揚水ポンプ
17 切替弁
18 送水管
21 制御盤
22 データロガー
23 CPU
24 通信部
25 判定部
26 制御部
WBL1,WBL2,WBL3 帯水層
GRD 地中
SS 珪砂
DESCRIPTION OF
6 Circulating
10 Water supply means 11
14 Water hole (water passage)
DESCRIPTION OF
24
Claims (4)
前記外筒に収容される筒であって、下方に有する通水部を介して地下水が内部に流入する内筒と、
前記内筒内の地下水を、前記通水部よりも浅い位置からくみ上げることで、前記内筒内に下方から上方に向けた対流を生じさせる揚水手段と、
地上のヒートポンプから前記内筒の内部に引き込まれて下方に向けて通されると共に、上方に折り返して前記内筒の外部に引き出され、前記ヒートポンプから送り出される液体を循環させる循環管と、を備え、
前記内筒内の地下水と、前記循環管を流れる液体と、の間で熱を移動させることを特徴とする
熱交換システム。 A cylinder standing in a hole in the ground that reaches one aquifer or a plurality of aquifers with different depths, an outer cylinder into which groundwater flows into the inside through a flooded part on the side surface;
An inner cylinder into which the groundwater flows into the inside through a water passage portion located below, which is accommodated in the outer cylinder;
Pumping up the groundwater in the inner cylinder from a position shallower than the water flow section, thereby generating convection from below to above in the inner cylinder;
A circulation pipe that circulates the liquid fed from the heat pump, drawn from the ground heat pump into the inner cylinder and passed downward, and folded upward and drawn out of the inner cylinder. ,
A heat exchange system, wherein heat is transferred between ground water in the inner cylinder and liquid flowing in the circulation pipe.
前記揚水手段によってくみ上げられた地下水の温度を計測する第2水温計と、
前記揚水手段によってくみ上げられた地下水を前記外筒内に返送する送水手段と、
前記第1水温計の計測結果と前記第2水温計の計測結果との組合せに基づいて、前記送水手段を機能させるか否かを決定し、前記送水手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする
請求項1に記載の熱交換システム。 A first water thermometer for measuring the temperature of ground water in the outer cylinder or the inner cylinder;
A second water temperature meter for measuring the temperature of the groundwater pumped up by the pumping means;
Water supply means for returning the groundwater pumped up by the pumping means into the outer cylinder;
Control means for determining whether to function the water supply means based on a combination of the measurement result of the first water temperature meter and the measurement result of the second water temperature gauge, and for controlling the water supply means. The heat exchange system according to claim 1, wherein:
請求項2に記載の熱交換システム。 The water supply means returns the groundwater pumped up by the pumping means to a position shallower than the water flow portion in the outer cylinder, thereby generating convection from the upper side to the lower side in the outer cylinder. The heat exchange system according to claim 2.
一端が前記内筒の内部に引き込まれていると共に、他端が前記地中の穴の外部に達している揚水管と、
前記揚水管内の地下水に動力を付与する揚水ポンプと、を備え、
前記送水手段は、
前記揚水管の途中に設けられている切替弁と、
一端が前記切替弁に接続されていると共に、他端が前記外筒の内部に引き込まれている送水管と、を備えていることを特徴とする
請求項2又は3に記載の熱交換システム。 The pumping means is
One end is drawn into the inner cylinder, and the other end reaches the outside of the underground hole,
A pump for applying power to the groundwater in the pumping pipe, and
The water supply means is
A switching valve provided in the middle of the pumping pipe,
The heat exchange system according to claim 2, further comprising: a water pipe having one end connected to the switching valve and the other end drawn into the outer cylinder.
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---|---|---|---|---|
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JP2008075994A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Hiroaki Kamiyama | Double tube type geothermal water circulating device |
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JP2014202404A (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 清水建設株式会社 | Underground heat utilization system |
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US20070079953A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | National Taiwan University Of Science And Technology | Recurring natural water cooling device |
JP2008075994A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Hiroaki Kamiyama | Double tube type geothermal water circulating device |
EP2085718A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-05 | Technische Universität Hamburg-Harburg | Geothermal heat assembly |
JP5067956B1 (en) * | 2012-02-28 | 2012-11-07 | 秀之 黒臼 | Heat exchange system |
JP2014122712A (en) * | 2012-11-20 | 2014-07-03 | Zeneral Heat Pump Kogyo Kk | Underground heat exchanger |
JP2014202404A (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 清水建設株式会社 | Underground heat utilization system |
JP5690960B1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-03-25 | 健司 福宮 | Heat exchange system |
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