JP2018080871A - Heat pump system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体又は気体を加熱又は冷却可能なヒートポンプシステムに関する。 The present invention relates to a heat pump system capable of heating or cooling a liquid or gas.
従来、液体又は気体を加熱又は冷却可能なヒートポンプシステムが知られている。このようなヒートポンプシステムでは、地下水等の地中熱を利用するものが提案されている。例えば、特許文献1に記載のヒートポンプエアコンディショニングシステムにおいては、井戸と、熱交換媒体が循環する循環パイプとが設けられている。循環パイプは井戸内に向かい、循環パイプの先端には、坑井内熱交換器が配置されている。坑井内熱交換器の位置は地下水位より下側である。坑井内熱交換器は、井戸の熱対流層の位置に設けられており、熱対流層の熱対流を利用して、熱交換媒体と地層内流体との熱交換を行う。
Conventionally, a heat pump system capable of heating or cooling a liquid or gas is known. In such a heat pump system, a heat pump system using ground heat such as groundwater has been proposed. For example, in the heat pump air conditioning system described in
しかしながら、従来のヒートポンプシステムでは、ヒートポンプシステムの動作が継続されると、井戸に配置された流路を流れる液体又は空気と、地下水との熱交換が継続され、地下水の温度変化が大きくなる場合がある。この場合、熱交換の効率が低下する場合がある。このため、地下水の温度変化を抑制させる必要がある。地下水の温度変化を抑制させる方法として、井戸から地下水を汲み上げて排水する、又は、井戸に外部から水を注入することが考えられる。しかしながら、井戸から地下水を汲み上げて排水する場合、汲み上げるためのポンプが、井戸の数分必要となる。このため、ポンプ代、及び、ポンプを運転するための電気料金がかかり、ヒートポンプシステムのコストが高くなるという問題点があった。また、井戸に外部から水を注入する場合、水道水等の料金がかかり、コストが高くなるという問題点があった。 However, in the conventional heat pump system, when the operation of the heat pump system is continued, heat exchange between the liquid or air flowing through the flow path arranged in the well and the ground water is continued, and the temperature change of the ground water may increase. is there. In this case, the efficiency of heat exchange may decrease. For this reason, it is necessary to suppress the temperature change of groundwater. As a method for suppressing the temperature change of the groundwater, it is conceivable to pump the groundwater from the well and drain it, or to inject water from the outside into the well. However, when pumping groundwater from a well and draining it, several pumps are needed to pump it up. For this reason, there has been a problem that the cost of the pump and the electricity charge for operating the pump are increased, and the cost of the heat pump system is increased. In addition, when water is injected into the well from the outside, there is a problem that costs such as tap water are increased and the cost is increased.
本発明の目的は、コストを低減するヒートポンプシステムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a heat pump system that reduces costs.
本発明に係るヒートポンプシステムは、液体が流れる流路であって、少なくとも1つの第一井戸の地下水と前記液体とを熱交換させ、少なくとも1つの第二井戸の前記地下水と前記液体とを熱交換させる液体流路と、前記液体流路が接続され、前記液体流路を流れる前記液体の温度を利用するヒートポンプ部と、前記第一井戸と前記第二井戸とを結び、前記地下水が送水される流路である地下水流路と、前記地下水流路に配置されたポンプ部と、前記ポンプ部を制御し、前記第一井戸と前記第二井戸とのうち、一方から他方に前記地下水を送水する送水制御手段とを備えている。 The heat pump system according to the present invention is a flow path through which a liquid flows, and exchanges heat between the groundwater of at least one first well and the liquid, and exchanges heat between the groundwater and the liquid of at least one second well. A liquid flow path to be connected, the liquid flow path is connected, a heat pump section that utilizes the temperature of the liquid flowing through the liquid flow path, the first well and the second well are connected, and the groundwater is fed. A groundwater flow channel that is a flow channel, a pump unit disposed in the groundwater flow channel, and the pump unit are controlled to feed the ground water from one to the other of the first well and the second well. And a water supply control means.
この場合、第一井戸と第二井戸とのうち、一方から他方に地下水が送水される。このため、第一井戸と第二井戸とのうち、一方から地下水が揚水され、他方に地下水が注水される。これによって、第一井戸と第二井戸との地下水に強制対流等が発生し、第一井戸及び第二井戸の地下水の温度変化を抑制することができる。このため、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、第一井戸と第二井戸との夫々にポンプ部を配置して、地下水の排水を行う場合に比べて、ポンプ部の数を少なくすることができる。このため、ポンプ部を購入するコストを低減することができる。また、ポンプ部を運転するための電気料金等のコストを低減することができる。また、第一井戸と第二井戸との夫々に、外部から水を注入する場合に比べて、水道水等の料金等のコストを低減することができる。このため、ヒートポンプシステムのコストを低減することができる。 In this case, groundwater is sent from one to the other of the first well and the second well. For this reason, groundwater is pumped from one of the first well and the second well, and groundwater is poured into the other. Thereby, forced convection or the like occurs in the ground water between the first well and the second well, and the temperature change of the ground water in the first well and the second well can be suppressed. For this reason, the efficiency of heat exchange of the heat pump system is improved. Moreover, the number of pump parts can be reduced compared with the case where a pump part is arrange | positioned in each of a 1st well and a 2nd well, and drains groundwater. For this reason, the cost which purchases a pump part can be reduced. In addition, costs such as electricity charges for operating the pump unit can be reduced. Moreover, compared with the case where water is injected into each of the first well and the second well from the outside, it is possible to reduce costs such as a fee for tap water. For this reason, the cost of a heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムにおいて、前記送水制御手段は、前記地下水の送水を間欠的に実行してもよい。この場合、常時送水を行う場合に比べて、ヒートポンプシステム1の電力消費を低減することができる。このため、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。
In the heat pump system, the water supply control means may intermittently execute the water supply of the groundwater. In this case, the power consumption of the
前記ヒートポンプシステムは、前記第一井戸から前記第二井戸に前記地下水を送水する場合と、前記第二井戸から前記第一井戸に前記地下水を送水する場合とを切り替える送水切替手段を備えてもよい。この場合、一方向のみに送水を行う場合に比べて、第一井戸の地下水と、第二井戸の地下水との温度変化を抑制することができる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。 The heat pump system may include water supply switching means for switching between a case where the groundwater is supplied from the first well to the second well and a case where the groundwater is supplied from the second well to the first well. . In this case, temperature changes between the groundwater in the first well and the groundwater in the second well can be suppressed as compared with the case where water is supplied only in one direction. Therefore, the efficiency of heat exchange of the heat pump system is improved. Moreover, since the efficiency of heat exchange is improved, the cost of operating the heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムは、前記第一井戸の前記地下水と前記第二井戸の前記地下水との温度差を取得する温度差取得手段と、前記温度差取得手段によって取得された前記温度差が、所定値以上であるか否かを判断する温度差判断手段とを備え、前記送水制御手段は、前記温度差判断手段によって前記温度差が所定値以上であると判断された場合に、前記地下水の送水を開始してもよい。 The heat pump system includes a temperature difference acquisition unit that acquires a temperature difference between the groundwater of the first well and the groundwater of the second well, and the temperature difference acquired by the temperature difference acquisition unit is a predetermined value or more. Temperature difference determining means for determining whether or not the temperature difference is determined, and the water supply control means starts the water supply of the groundwater when the temperature difference determining means determines that the temperature difference is equal to or greater than a predetermined value. May be.
この場合、第一井戸の地下水と第二井戸の地下水との温度差が所定値以上となった場合に、地下水の送水を行うことができる。このため、第一井戸の地下水と第二井戸の地下水との温度変化を抑制できる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。 In this case, when the temperature difference between the groundwater in the first well and the groundwater in the second well becomes a predetermined value or more, the groundwater can be fed. For this reason, the temperature change of the ground water of a 1st well and the ground water of a 2nd well can be suppressed. Therefore, the efficiency of heat exchange of the heat pump system is improved. Moreover, since the efficiency of heat exchange is improved, the cost of operating the heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムは、前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を取得する流量取得手段と、前記流量取得手段によって取得された前記流量が所定流量以下であるか否かを判断する流量判断手段と、前記流量判断手段によって前記流量が所定流量以下であると判断された場合に、前記地下水流路における送水を逆流させる、又は、前記地下水流路から前記地下水を排水する流路制御手段とを備えてもよい。 The heat pump system includes a flow rate acquisition unit that acquires a flow rate of the groundwater flowing through the groundwater flow path, and a flow rate determination unit that determines whether the flow rate acquired by the flow rate acquisition unit is a predetermined flow rate or less. When the flow rate determining means determines that the flow rate is equal to or lower than a predetermined flow rate, the flow rate control means reverses the water supply in the groundwater flow path, or includes flow path control means for draining the groundwater from the groundwater flow path. Also good.
この場合、例えば、泥、異物等が地下水流路に流入し、地下水流路に地下水が流れにくくなった場合でも、地下水流路における送水が逆流され、又は、地下水流路から地下水が排水されることで、泥、異物等が地下水流路から排出される。これによって、地下水流路において地下水が流れやすくなり、第一井戸と第二井戸との温度変化が抑制される。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。 In this case, for example, even when mud, foreign matter, etc. flows into the groundwater flow path and the groundwater becomes difficult to flow into the groundwater flow path, the water supply in the groundwater flow path is reversed or the groundwater is drained from the groundwater flow path. Thus, mud, foreign matter, etc. are discharged from the groundwater flow path. This makes it easier for groundwater to flow in the groundwater flow path and suppresses temperature changes between the first well and the second well. Therefore, the efficiency of heat exchange of the heat pump system is improved. Moreover, since the efficiency of heat exchange is improved, the cost of operating the heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムは、前記液体流路を流れる前記液体の温度を取得する液体温度取得手段と、前記液体温度取得手段によって取得された前記液体の温度に応じて前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を決定する流量決定手段とを備え、前記送水制御手段は、前記流量決定手段によって決定された流量で、前記地下水の送水を行ってもよい。 The heat pump system includes a liquid temperature acquisition unit that acquires a temperature of the liquid flowing through the liquid channel, and a flow rate of the groundwater that flows through the groundwater channel according to the temperature of the liquid acquired by the liquid temperature acquisition unit. The water supply control means may supply the groundwater at a flow rate determined by the flow rate determination means.
この場合、液体流路を流れる液体の温度に応じて、地下水流路を流れる地下水の流量が変更される。このため、例えば、液体流路を流れる液体を所望の温度に近づけるように、第一井戸の地下水と第二井戸の地下水の温度を調整することができる。よって、地下水の流量が変更されない場合に比べて、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。 In this case, the flow rate of the groundwater flowing through the groundwater channel is changed according to the temperature of the liquid flowing through the liquid channel. For this reason, for example, the temperature of the groundwater of a 1st well and the groundwater of a 2nd well can be adjusted so that the liquid which flows through a liquid flow path may approach a desired temperature. Therefore, compared with the case where the flow volume of groundwater is not changed, the heat exchange efficiency of the heat pump system is improved. Moreover, since the efficiency of heat exchange is improved, the cost of operating the heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムは、前記地下水流路に設けられ、前記第一井戸内に配置され、前記地下水が流入又は流出する第一開口部を備え、前記第一開口部は、前記第一井戸に前記地下水が供給される第一地層と同じ位置又は前記第一地層よりも上側に配置されてもよい。 The heat pump system is provided in the groundwater flow path, is disposed in the first well, and includes a first opening through which the groundwater flows in or out, and the first opening is formed in the groundwater in the first well. May be arranged at the same position as the first formation to be supplied or above the first formation.
第一井戸に地下水が供給される第一地層と同じ位置又は第一地層よりも上側は、第一地層よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部が第一地層よりも下側にある場合に比べて、第一開口部を介して地下水流路に泥及び異物等が流入し難い。よって、泥及び異物等の流入によって、地下水流路において地下水が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。 The same position as the first formation where groundwater is supplied to the first well or the upper side of the first formation is less likely to collect mud and foreign matter than the lower side of the first formation. For this reason, compared with the case where a 1st opening part is below a 1st formation, mud, a foreign material, etc. do not flow into a groundwater flow path via a 1st opening part easily. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the groundwater becomes difficult to flow in the groundwater flow path due to the inflow of mud and foreign matter. Therefore, the efficiency of heat exchange of the heat pump system is improved. Moreover, since the efficiency of heat exchange is improved, the cost of operating the heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムは、前記地下水流路に設けられ、前記第二井戸内に配置され、前記地下水が流入又は流出する第二開口部を備え、前記第二開口部は、前記第二井戸に前記地下水が供給される第二地層と同じ位置又は前記第二地層よりも上側に配置されてもよい。 The heat pump system is provided in the groundwater flow path, is disposed in the second well, and includes a second opening through which the groundwater flows in or out, and the second opening is formed in the second well. May be arranged at the same position as the second formation to be supplied or above the second formation.
第二井戸に地下水が供給される第二地層と同じ位置又は第二地層よりも上側は、第二地層よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部が第二地層よりも下側にある場合に比べて、第二開口部を介して地下水流路に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路において地下水が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。 The same position as the second formation in which groundwater is supplied to the second well or the upper side of the second formation is less likely to collect mud and foreign matter than the second formation. For this reason, compared with the case where a 2nd opening part is below a 2nd formation, mud, a foreign material, etc. do not flow into a groundwater flow path via a 2nd opening part easily. Therefore, for example, it is possible to reduce the possibility that groundwater becomes difficult to flow in the groundwater flow channel due to inflow of mud and foreign matter. Therefore, the efficiency of heat exchange of the heat pump system is improved. Moreover, since the efficiency of heat exchange is improved, the cost of operating the heat pump system can be reduced.
前記ヒートポンプシステムにおいて、前記ポンプ部は、陸上に配置されてもよい。陸上に配置されるポンプ部は、水中ポンプと比べて、安価である。このため、ヒートポンプシステムのコストを低減することができる。 In the heat pump system, the pump unit may be disposed on land. The pump unit arranged on land is less expensive than the submersible pump. For this reason, the cost of a heat pump system can be reduced.
以下、本発明を具現化したヒートポンプシステム1について説明する。まず、図1を参照し、ヒートポンプシステム1の概要について説明する。図1に示すヒートポンプシステム1は、室内の空調を行うシステムである。以下の説明において、図1の紙面上側及び下側を、ヒートポンプシステム1の上側及び下側という。また、ヒートポンプシステム1の下側は重力方向であり、上側は反重力方向である。
Hereinafter, a
まず、ヒートポンプシステム1が配置される環境について説明する。ヒートポンプシステム1が配置される環境には、第一井戸81、第二井戸82、及び建物78が存在する。建物78は、地表105の上側に建っている。第一井戸81及び第二井戸82は、夫々、地表105から下側に向けて設けられている。第一井戸81の深さは、例えば、地表105から60mである。また、第二井戸82の深さは、例えば、地表105から75mである。第一井戸81及び第二井戸82には、地下水89が溜まっている。本実施形態では、一例として、第一井戸81の地下水89の水面811と、第二井戸82の地下水89の水面821とが、上下方向において同じ位置であるとする。
First, the environment where the
第一井戸81内の地下水89は、第一透水性地層851から供給されている(矢印151参照)。第一透水性地層851の上下方向の位置は、地表105から50m〜60mの間である。第二井戸82内の地下水89は、第二透水性地層852から供給されている(矢印152参照)。第二透水性地層852の上下方向の位置は、地表105から65m〜75mの間である。
The
ヒートポンプシステム1の構成について説明する。ヒートポンプシステム1は、ファンコイルユニット(Fan Coil Unit)10、ヒートポンプ部2、流路11、流路12、流路13、及び地下水流通部6を備えている。また、ヒートポンプシステム1は、温度センサ901,902,903,904,911,912,913,914、及び流量計951,952,953を備えている。
The configuration of the
ファンコイルユニット10は、建物78の室内781から空気を取り込み、液体16との熱交換を行って、空気の温度を調整し、送風機で室内781に送風する。これによって、室内781の冷房又は暖房が行われる。なお、液体16は、流路12からファンコイルユニット10に供給され、ファンコイルユニット10内を流れ、流路11から流出する。
The
ヒートポンプ部2は、屋外(建物78の外側)に配置されている。流路11及び流路12は、夫々、ヒートポンプ部2とファンコイルユニット10とに接続されている。流路13は、ヒートポンプ部2に接続されている。流路11及び流路12は、液体16が流れる流路である。流路13は、ヒートポンプ部2から延び、第一井戸81及び第二井戸82を介して、ヒートポンプ部2に戻る。流路13は液体17が流れる流路である。流路13は、第一井戸81の地下水89と液体17とを熱交換させ、第二井戸82の地下水89と液体17とを熱交換させる。液体16及び液体17は、例えば、水である。なお、流路11、12には、液体16が流れるのではなく、例えば、空気等の気体が流れてもよい。
The
流路13についてより詳細に説明する。流路13は、流路131、流路132、流路133、及び流路134を備えている。流路131と流路132は、夫々、ヒートポンプ部2から延びる。流路131は、分岐点141において、流路133及び流路134に分岐する。流路132は、分岐点142において、流路133及び流路134に分岐する。流路133は、分岐点141から第一井戸81に向かい、第一井戸81内で折り返して、分岐点142に至る。流路133において、第一井戸81内に配置される部位は、U字管式熱交換器137である。流路133を流れる液体17と、第一井戸81の地下水89とは、U字管式熱交換器137を介して熱交換を行う。
The
流路134は、分岐点141から第二井戸82に向かい、第二井戸82内で折り返して、分岐点142に至る。流路134において、第二井戸82内に配置される部位は、U字管式熱交換器138である。流路134を流れる液体17と、第二井戸82の地下水89とは、U字管式熱交換器138を介して熱交換を行う。
The
第一井戸81内における流路133の下端135の位置は、例えば、地表105から60mの位置である。第二井戸82内における流路134の下端136の位置は、例えば、地表105から60mの位置である。
The position of the
温度センサ901は、流路11に配置されている。温度センサ902は、流路12に配置されている。温度センサ903は、流路131に配置されている。温度センサ904は、流路132に配置されている。温度センサ905は、流路133において、第一井戸81に配置された部位から分岐点142に至る経路に設けられている。温度センサ906は、流路134において、第二井戸82に配置された部位から分岐点142に至る経路に配置されている。
The
流量計951は、流路12において、温度センサ902とファンコイルユニット10との間に配置されている。流量計952は、流路133において、温度センサ905と分岐点142との間に配置されている。流量計953は、流路134において、温度センサ906と分岐点142との間に配置されている。
The
温度センサ911及び温度センサ912は、夫々、第一井戸81の地下水89の中に配置されている。温度センサ911の位置は、例えば、地表105から30mの位置である。温度センサ912の位置は、例えば、地表105から60mの位置である。
The
温度センサ913及び温度センサ914は、夫々、第二井戸82の地下水89の中に配置されている。温度センサ913の位置は、例えば、地表105から30mの位置である。温度センサ914の位置は、例えば、地表105から60mの位置である。
The
地下水流通部6は、地下水流路61、ポンプ部62、温度センサ921,922、及び流量計954を備えている。地下水流路61は、第一井戸81と第二井戸82とを結び、地下水89が送水される流路である。地下水流路61は、第一井戸81から、地表105を介して、第二井戸82に至る。地下水流路61は、大気に開放された部分のない閉鎖式配管である。
The
ポンプ部62は、地下水流路61に配置されている。ポンプ部62は陸上(本実施形態では地表105の上側)に配置されている。CPU241(図2参照、後述)は、ポンプ部62を制御し、第一井戸81と第二井戸82とのうち、一方から他方に地下水89を送水する。なお、本実施形態では、CPU241は、ポンプ部62を制御し、第一井戸81から第二井戸82に地下水89を送水する場合(矢印181参照)と、第二井戸82から第一井戸81に送水する場合(矢印182参照)とを切り替える(図4のS8参照)。また、ポンプ部62が送水の方向を切り替える場合の構成は限定されない。例えば、ポンプ部62が、送水の方向を切り替え可能に構成されてもよい。また、ポンプ部62が一方向のみに送水可能であり、地下水流路61に送水方向を切り替えるための流路及び電磁弁を設けてもよい。
The
地下水流路61の一端部には、第一開口部613が設けられている。第一開口部613は、第一井戸81内に配置されている。地下水89は、第一開口部613を介して、地下水流路61に流入、又は地下水流路61から流出する。第一開口部613は、第一井戸81に地下水89が供給される第一透水性地層851よりも、上側に配置されている。
A
地下水流路61の他端部には、第二開口部614が設けられている。第二開口部614は、第二井戸82内に配置されている。地下水89は、第二開口部614を介して、地下水流路61に流入、又は地下水流路61から流出する。第二開口部614は、第二井戸82に地下水89が供給される第二透水性地層852よりも、上側に配置されている。
A
以下の説明においては、地下水流路61のうち、ポンプ部62より第一井戸81側の部位を、地下水流路611という場合がある。また、地下水流路61のうち、ポンプ部62より第二井戸82側の部位を、地下水流路612という場合がある。
In the following description, a portion of the
温度センサ921は、地下水流路611における陸上に配置された部位に設けられている。温度センサ922は、地下水流路612における陸上に配置された部位に設けられている。流量計954は、地下水流路612において、ポンプ部62と温度センサ922との間に設けられている。
The
図2を参照して、ヒートポンプ部2について説明する。ヒートポンプ部2は、熱交換部21、及び制御部24を備えている。制御部24は、CPU241、ROM242、RAM243を備えている。CPU241は、ヒートポンプシステム1の制御を行う。ROM242には、後述する熱交換制御プログラム及び地下水送水処理のプログラム等、種々のプログラムデータが記憶されている。また、ROM242には、後述するデータテーブル95(図3参照)等、種々のデータが記憶されている。RAM243には、種々の一時データが記憶される。
The
CPU241には、熱交換部21、ROM242、及びRAM243が電気的に接続されている。CPU241は、熱交換部21の制御を行う。また、CPU241には、ファンコイルユニット10が電気的に接続されている。CPU241は、ファンコイルユニット10を制御し、室内781の冷暖房を実行する。ファンコイルユニット10は操作部101を備えている。CPU241は、操作部101を介して入力される使用者からの指示を取得する。CPU241には、ポンプ部62が電気的に接続されている。CPU241は、ポンプ部62の制御を行う。
The
CPU241には、温度センサ901〜906,911〜914,921,922が電気的に接続されている。CPU241は、温度センサ901,902の出力に基づいて、流路11,12を流れる液体16の温度を検出する。CPU241は、温度センサ903〜906の出力に基づいて、流路131,132,133,134を流れる液体17の温度を検出する。
CPU241は、温度センサ911,912の出力に基づいて、第一井戸81の地下水89の温度を検出する。CPU241は、温度センサ913,914の出力に基づいて、第二井戸82の地下水89の温度を検出する。CPU241は、温度センサ921,922の出力に基づいて、地下水流路61を流れる地下水89の温度を検出する。
The
CPU241には、流量計951〜954が電気的に接続されている。CPU241は、流量計951の出力に基づいて、流路12を流れる液体16の流量を検出する。CPU241は、流量計952の出力に基づいて、流路133を流れる液体17の流量を検出する。CPU241は、流量計953の出力に基づいて、流路134を流れる液体17の流量を検出する。CPU241は、流量計954の出力に基づいて、地下水流路61を流れる地下水89の流量を検出する。また、CPU241は、時間を計測することができる。
図3を参照して、データテーブル95について説明する。図3に示すように、データテーブル95においては、温度Tと流量とが対応付けられている。温度Tは、温度センサ903及び温度センサ904の出力に基づいて取得される液体17の温度である。なお、本実施形態では、一例として、温度Tは、温度センサ903の出力に基づく温度と、温度センサ904の出力に基づく温度との平均値であるとする。また、流量は、地下水流路61を流れる地下水89の流量である。
The data table 95 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in the data table 95, the temperature T and the flow rate are associated with each other. The temperature T is the temperature of the liquid 17 acquired based on the outputs of the
データテーブル95においては、温度T「A1≦T<A2」と流量「F1」が対応付けられ、温度T「A2≦T<A3」と流量「F2」が対応付けられている。また、温度T「A3≦T<A4」と流量「F3」が対応付けられている。A1〜A4は、予め設定された温度である。例えば、A1は5度であり、A2は10度であり、A3は15度であり、A4は20度である。また、F1は、15L/minであり、F2は、10L/minであり、F3は、5L/minである。なお、データテーブル95における温度Tと流量は、例えば、流路13を流れる液体17を所望の温度に近づけるように、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度を調整することができる関係に予め設定されている。
In the data table 95, the temperature T “A1 ≦ T <A2” and the flow rate “F1” are associated with each other, and the temperature T “A2 ≦ T <A3” and the flow rate “F2” are associated with each other. Further, the temperature T “A3 ≦ T <A4” and the flow rate “F3” are associated with each other. A1 to A4 are preset temperatures. For example, A1 is 5 degrees, A2 is 10 degrees, A3 is 15 degrees, and A4 is 20 degrees. Further, F1 is 15 L / min, F2 is 10 L / min, and F3 is 5 L / min. The temperature T and the flow rate in the data table 95 are adjusted, for example, by adjusting the temperatures of the
図1及び図2を参照して、熱交換部21の詳細、及び、本実施形態の熱交換の態様について説明する。熱交換部21は、流路132から流入する液体17の温度を利用して、流路11から流入する液体16を冷却又は加熱するように構成されている。なお、熱交換部21に流入した液体17は、流路131から流出し、第一井戸81及び第二井戸82に向かう。熱交換部21に流入した液体16は、流路12から流出し、ファンコイルユニット10に向かう。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the detail of the
図2に示すように、熱交換部21には、冷媒配管211、圧縮機212、冷媒−水熱交換器215、膨張弁214、冷媒−水熱交換器213が設けられている。冷媒配管211は、「圧縮機212→冷媒−水熱交換器215→膨張弁214→冷媒−水熱交換器213→圧縮機212」の順に並ぶ冷媒回路における冷媒の通路を構成するように、圧縮機212、冷媒−水熱交換器215、膨張弁214、及び冷媒−水熱交換器213と接続されている。
As shown in FIG. 2, the
膨張弁214は、冷媒を膨張させるように構成されている。冷媒が膨張することによって、冷媒の温度が低下する。圧縮機212は、冷媒を圧縮させるように構成されている。冷媒が圧縮されることによって、冷媒の温度が上昇する。
The
熱交換部21及びファンコイルユニット10は、CPU241の熱交換制御によって、室内781の冷房又は暖房を実行するように動作する。暖房が行われる場合、液体16が冷媒−水熱交換器213によって加熱される。より詳細には、膨張弁214によって冷媒が膨張する。これによって、冷媒の温度が低下する。次いで、冷媒−水熱交換器215によって、液体17から熱が汲み上げられる。このとき、液体17の温度は低下し、冷媒の温度は上昇する。次いで、圧縮機212によって冷媒が圧縮される。これによって、冷媒の温度が上昇する。次いで、冷媒−水熱交換器213において、液体16と冷媒との熱交換によって、液体16が加熱される。ファンコイルユニット10では、加熱された液体16との熱交換によって、空気を加熱して、室内781の暖房を行う。冷媒−水熱交換器213を通過した冷媒は、膨張弁214に供給される。
The
冷房が行われる場合、液体16が冷媒−水熱交換器213によって冷却される。より詳細には、圧縮機212によって冷媒が圧縮される。これによって、冷媒の温度が上昇する。次いで、冷媒−水熱交換器215によって、液体17と冷媒との熱交換が行われる。このとき、液体17の温度は上昇し、冷媒の温度は低下する。次いで、膨張弁214によって冷媒が膨張する。これによって、冷媒の温度は低下する。次いで、冷媒−水熱交換器213において、液体16と冷媒との熱交換によって、液体16が冷却される。ファンコイルユニット10では、冷却された液体16との熱交換によって、空気を冷却して、室内781の冷房を行う。冷媒−水熱交換器213を通過した冷媒は、圧縮機212に供給される。
When cooling is performed, the liquid 16 is cooled by the refrigerant-
このように、室内781の暖房又は冷房が行われる。熱交換部21から流出した液体17は、流路13を通って、第一井戸81及び第二井戸82に向かう。流路13を流れる液体17は、第一井戸81と第二井戸82との夫々の地下水89との熱交換によって、冷却又は加熱され、流路132を介して熱交換部21に供給される。地下水89の温度は外気の温度に比べて安定している。このため、地下水89と液体17との熱交換を行えば、外気と液体17との熱交換を行う場合に比べて、液体17の温度を安定させることができ、ひいては、熱交換部21における熱交換の効率が向上する。
In this manner, the
CPU241によって実行される処理について説明する。ファンコイルユニット10の使用者によって、ファンコイルユニット10の操作部101が操作され、室内781の冷房又は暖房を開始する指示が入力されると、CPU241は、ROM242から熱交換器制御プログラム、及び、地下水送水処理(図4及び図5参照)のプログラム等を読み出す。CPU241は、読み出したプログラムをRAM243に展開し、各種処理を実行する。
Processing executed by the
CPU241は、熱交換部制御プログラムに従って前述の熱交換制御を行い、熱交換部21及びファンコイルユニット10を制御し、室内781の冷房又は暖房を行う。このとき、液体16は、ヒートポンプ部2の冷媒−水熱交換器213、流路12、ファンコイルユニット10、及び流路11を循環する。液体17は、ヒートポンプ部2の冷媒−水熱交換器215、及び流路13を循環する。
The
また、CPU241は、熱交換部制御プログラムとともに、地下水送水処理(図4及び図5参照)を実行する。前述したように、流路13を流れる液体17は、第一井戸81と第二井戸82との夫々の地下水89との熱交換によって、冷却又は加熱され、流路132を介して熱交換部21に供給される。第一井戸81と第二井戸82において熱交換が行われるので、第一井戸81の地下水89の温度と、第二井戸82の地下水89の温度との変動が大きくなる場合がある。この場合、熱交換の効率が低下し、ヒートポンプシステム1を運転するコストが上昇する可能性がある。そこで、本実施形態では、地下水送水処理を行って、第一井戸81の地下水89と、第二井戸82の地下水89との、揚水及び注水を行う。これによって、第一井戸81の地下水89の温度と、第二井戸82の地下水89の温度との変化を抑制する。
Moreover, CPU241 performs a groundwater water supply process (refer FIG.4 and FIG.5) with a heat exchange part control program. As described above, the liquid 17 flowing through the
図4及び図5を参照して、CPU241において実行される地下水送水処理について説明する。図4に示すように、地下水送水処理では、まず、変数Nが0に設定される(S1)。変数NはRAM243に記憶される。変数Nは、後述するS13(図5参照)において、地下水89が送水される場合に、同じ方向に送水された回数をカウントするための変数である。
With reference to FIG.4 and FIG.5, the groundwater water supply process performed in CPU241 is demonstrated. As shown in FIG. 4, in the groundwater water transfer process, first, a variable N is set to 0 (S1). The variable N is stored in the
次いで、時間の計測が開始される(S2)。次いで、S2において計測が開始された時間が、第一所定時間経過したか否かが判断される(S3)。第一所定時間は、地下水89の送水を停止している間隔の時間である。第一所定時間は、例えば、60分である。第一所定時間が経過していない場合(S3:NO)、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度差が取得される(S4)。
Next, time measurement is started (S2). Next, it is determined whether or not the first predetermined time has elapsed from the time when the measurement was started in S2 (S3). The first predetermined time is an interval time during which the water supply of the
一例として、以下のように温度差が取得される。CPU241は、温度センサ911,912(図1参照)の出力に基づいて、第一井戸81の地下水89の温度を取得する。これによって、第一井戸81において、地表105から60mの深さの地下水89の温度と、60mの深さの地下水89の温度とが取得される。また、CPU241は、温度センサ913,914(図1参照)の出力に基づいて、第二井戸82の地下水89の温度を取得する。これによって、第一井戸81において、地表105から60mの深さの地下水89の温度と、60mの深さの地下水89の温度とが取得される。
As an example, the temperature difference is acquired as follows. CPU241 acquires the temperature of the
CPU241は、第一井戸81における、地表105から30mの深さの地下水89の温度と、60mの深さの地下水89の温度との平均値を計算し、第一井戸81の地下水89の温度の平均値を取得する。CPU241は、第二井戸82における、地表105から30mの深さの地下水89の温度と、60mの深さの地下水89の温度との平均値を計算し、第二井戸82の地下水89の温度の平均値を取得する。CPU241は、第一井戸81の地下水89の温度の平均値と、第二井戸82の地下水89の温度の平均値との差を計算することによって、第一井戸81と第二井戸82との地下水89の温度差を取得する。
The
次いで、S4によって取得された温度差が、所定値以上であるか否かが判断される(S5)。所定値は、例えば、3度である。 Next, it is determined whether or not the temperature difference acquired in S4 is a predetermined value or more (S5). The predetermined value is, for example, 3 degrees.
例えば、熱交換部21による熱交換が開始されたときには、第一井戸81の地下水89の温度と、第二井戸82の地下水89の温度とが同じであるとする。熱交換部21による熱交換が行われると、液体17は、流路13内を流れる。このとき、第一井戸81の地下水89と、流路133内を流れる液体17との熱交換が行われる。また、第二井戸82の地下水89と、流路134を流れる液体17との熱交換が行われる。熱交換が継続されると、第一井戸81の地下水89の温度が、流路133内を流れる液体17の温度に近づく。また、第二井戸82の地下水89の温度が、流路134内を流れる液体17の温度に近づく。これによって、第一井戸81の地下水89の温度と、第二井戸82の地下水89の温度との間に、温度差が生じる。この温度差が大きくなると、第一井戸81の地下水89と、第二井戸82の地下水89との温度差が所定値以上となる。
For example, when the heat exchange by the
温度差が所定値以上である場合(S5:YES)、後述するS7の処理が実行される。温度差が所定値以上ではない場合(S5:NO)、処理はS2に戻る。 If the temperature difference is equal to or greater than the predetermined value (S5: YES), the process of S7 described later is executed. If the temperature difference is not greater than or equal to the predetermined value (S5: NO), the process returns to S2.
S3において、第一所定時間が経過した場合(S3:YES)、時間の計測が停止される(S6)。次いで、送水方向の切り替えを実行するか否かが判断される(S7)。送水方向の切り替えとは、第一井戸81から第二井戸82に地下水89に送水する場合(図1の矢印181参照)と、第二井戸82から第一井戸81に地下水89を送水する場合(図1の矢印182参照)とを切り替えることである。本実施形態では、一例として、S13(図5参照)で開始される送水が、同じ方向で2回実行された後に、送水方向を切り替える。このため、地下水89が送水される場合に、同じ方向で送水された回数をカウントするための変数Nが、2以上の場合に、送水方向の切り替えを実行すると判断される(S7:YES)。
In S3, when the first predetermined time has elapsed (S3: YES), time measurement is stopped (S6). Next, it is determined whether or not to switch the water supply direction (S7). The switching of the water supply direction includes the case where water is supplied from the
例えば、変数N=0の場合、CPU241は、送水方向の切り替えを実行しないと判断し(S7:NO)、温度センサ903,904の出力に基づいて、流路13内を流れる液体17の温度が取得される(S10)。本実施形態では、一例として、温度センサ903の出力に基づく液体17の温度と、温度センサ904の出力に基づく液体17の温度の平均値が取得される。
For example, when the variable N = 0, the
次いで、S10において取得された液体17の温度に応じて地下水流路61を流れる地下水89の流量が決定される(S11)。後述するが、CPU241は、S11において決定された流量で、地下水89の送水を行う(図5のS13参照)。S11において、CPU241は、データテーブル95(図3参照)を参照し、S10において取得された温度に応じた、流量を決定する。例えば、S10において取得された温度Tが、A1≦T<A2の場合、CPU241は、流量を「F1」に決定する。温度Tが、A2≦T<A3の場合、CPU241は、流量を「F2」に決定する。温度Tが、A3≦T<A4の場合、CPU241は、流量を「F3」に決定する。
Next, the flow rate of the
次いで、図5に示すように、変数Nがインクリメントされる(S12)。次いで、地下水89の送水が開始される(S13)。CPU241は、ポンプ部62を制御し、第一井戸81と第二井戸82とのうち、一方から他方に地下水89を送水する(S13)。このとき、CPU241は、S11において決定された流量で送水を開始する。なお、CPU241は、流量計954(図1参照)の出力に基づいて取得した地下水89の流量が、S11において決定された流量と同じ値にあるように、ポンプ部62を制御する。
Next, as shown in FIG. 5, the variable N is incremented (S12). Next, water supply of the
また、CPU241は、後述するS8において設定された方向(図1の矢印181又は矢印182参照)に、送水を開始する。なお、地下水送水処理が開始されてから最初にS13が実行される場合、第一井戸81から第二井戸82に地下水89が送水されるとする(図1の矢印181)。
Moreover, CPU241 starts water supply in the direction (refer
次いで、時間の計測が開始される(S14)。次いで、流量計954の出力に基づいて、地下水流路61の流量が取得される(S15)。次いで、S15において取得された流量が、所定流量以下であるか否かが判断される(S16)。CPU241は、S16を実行することで、地下水流路61において泥及び異物等が詰まり、地下水89が流れ難くなったこと、又は、目詰まりしたことを検出している。所定流量は、地下水89が泥及び異物等によって流れ難くなること、又は、地下水流路61が目詰まりしたことを検出できる流量に設定されている。所定流量は、例えば、5L/min等である。本実施形態では、一例として、S11において決定され得る流量より小さい値に設定されているとする。
Next, time measurement is started (S14). Next, the flow rate of the
S15において取得された流量が、所定流量以下でないと判断された場合(S16:NO)、S14において計測が開始された時間が、第二所定時間経過したか否かが判断される(S18)。第二所定時間は、S13において開始された地下水89の送水を継続する時間である。第二所定時間は、例えば、60分である。第二所定時間が経過していない場合(S18:NO)、処理はS16に戻る。
When it is determined that the flow rate acquired in S15 is not less than or equal to the predetermined flow rate (S16: NO), it is determined whether or not the second predetermined time has elapsed from the time when the measurement was started in S14 (S18). The second predetermined time is a time for continuing the water supply of the
第二所定時間が経過した場合(S18:YES)、ポンプ部62が制御され、地下水89の送水が停止される(S19)。次いで、S14において開始された時間の計測が停止される(S20)。次いで、処理はS2(図4参照)に戻る。
When the second predetermined time has elapsed (S18: YES), the
変数N=1の場合、N=0の場合と同じ方向で、地下水89の送水が行われる(S7:NO、及びS13)。変数N=2以上になると、送水方向の切り替えを実行すると判断され(S7:YES)、ポンプ部62が制御され、送水方向の切り替える設定が行われる。これによって、例えば、送水方向が矢印181(図1参照)から矢印182(図2参照)に切り替えるように設定される。これによって、S13において送水が実行される場合に、第二井戸82から第一井戸81に向けて地下水89が送水される。次いで、変数Nが0に設定され(S9)、S10の処理が実行される。なお、次回に、S8が実行される場合には、送水方向が、矢印181から矢印182に示す方向に切り替えられる。
When the variable N = 1, the
図5に示すように、S15において取得された流量が、所定流量以下であると判断された場合(S16:YES)、CPU241は、地下水流路61において地下水89が流れ難い状態を解消するための動作を実行する(S17)。本実施形態では、CPU241は、地下水流路61における地下水89の送水を逆流させる。すなわち、例えば、矢印182の方向に地下水89が送水されていた場合、矢印181の方向に地下水89を送水するように、切り替えられる。また、矢印181の方向に地下水89が送水されていた場合、矢印182の方向に地下水89を送水するように、切り替えられる。なお、地下水流路61から地下水89を外部に排水する流路を設け、S17において、該流路から、地下水89を外部に排水してもよい。S17が実行されることによって、地下水流路61に流入した泥及び異物等が、地下水流路61から取り除かれる。
As shown in FIG. 5, when it is determined that the flow rate acquired in S <b> 15 is equal to or lower than the predetermined flow rate (S <b> 16: YES), the
S17において実行される地下水89の送水方向の切り替え、又は、地下水89の排水は、S18において、第二所定時間が経過したと判断されるまで、継続されてもよい。また、例えば、20秒など、予め設定された時間が経過したときに、送水方向が元に戻されたり、排水が停止されたりしてもよい。
The switching of the water supply direction of the
以上のように、本実施形態における処理が実行される。本実施形態のヒートポンプシステム1では、地下水流路61と、ポンプ部62とが設けられている。地下水流路61は、第一井戸81と第二井戸82とを結び、地下水89が送水される流路である。ポンプ部62は、地下水流路61に配置されている。CPU241は、ポンプ部62を制御し、第一井戸81と第二井戸82とのうち、一方から他方に地下水89を送水する。このため、第一井戸81と第二井戸82とのうち、一方から地下水89が揚水され、他方に地下水89が注水される。これによって、第一井戸81と第二井戸82との地下水89に強制対流等が発生する。このため、ポンプ部62によって地下水89が送水されない場合に比べて、第一井戸81と第二井戸82との地下水89の温度変化を抑制することができる。よって、温度変化が抑制されない場合に比べて、流路13を流れる液体17と、第一井戸81及び第二井戸82の地下水89との熱交換が効率的になる。このため、ヒートポンプ部2における熱交換の効率も向上する。よって、ヒートポンプシステム1全体の熱交換の効率が向上する。
As described above, the processing in this embodiment is executed. In the
また、第一井戸81と第二井戸82との夫々にポンプ部62を配置して、地下水89の排水を行う場合に比べて、ポンプ部62の数を少なくすることができる。このため、ポンプ部62を購入するコストを低減することができる。また、ポンプ部62を運転するための電気料金等のコストを低減することができる。また、第一井戸81と第二井戸82との夫々に、外部から水を注入する場合に比べて、水道水等の料金等のコストを低減することができる。このため、ヒートポンプシステム1のコストを低減することができる。また、第一井戸81と第二井戸82との夫々に、外部から水を注入するための水源を確保する必要がない。
Further, the number of
また、本実施形態の地下水流路61は、大気に開放された部分のない閉鎖式配管である。この場合、第一井戸81の地下水89の水面811(図1参照)と、第二井戸82の地下水89の水面821(図1参照)との上下方向の位置の差分だけ、一方の井戸から地下水89を吸い上げるポンプ部62の動力で、他方に地下水89を移動させることができる。よって、地下水流路61が閉鎖式配管でない場合に比べて、ポンプ部62の消費電力を低減することができる。よって、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Moreover, the
また、ポンプ部62が制御され、地下水89の送水が間欠的に実行される(S13)。なお、本実施形態では、第一所定時間分の間隔で、送水が実行される(S3:YES、S13)。また、第一井戸81の地下水89と、第二井戸82の地下水89との温度差が、所定値以上となった場合に(S5:YES)、送水が行われる(S13)。地下水89の送水が間欠的に行われるので、常時送水が行われる場合に比べて、ヒートポンプシステム1の消費電力を低減することができる。このため、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Moreover, the
また、第一井戸81から第二井戸82に地下水89を送水する場合(矢印181参照)と、第二井戸82から第一井戸81に地下水89を送水する場合(矢印182参照)とを切り替えることができる(S8参照)。この場合、一方向のみに地下水89の送水を行う場合に比べて、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度の変化を抑制することができる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Also, switching between the case where the
また、例えば、地下水流路61に泥、異物等が混入した場合、地下水流路61において地下水89が流れ難くなったり、地下水流路61が目詰まりしたりして、地下水流路61を流れる地下水89の流量が少なくなる。これによって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が低下する可能性がある。本実施形態では、第一井戸81から第二井戸82に地下水89を送水する場合(矢印181参照)と、第二井戸82から第一井戸81に地下水89を送水する場合(矢印182参照)とが切り替えられるので、一方向のみに地下水89の送水を行う場合に比べて、地下水流路61に流入した泥及び異物等を排出できる可能性が高くなる。このため、泥及び異物等によって、地下水流路61において地下水89が流れ難くなったり、地下水流路61に目詰まりが発生したりする可能性を低減できる。このため、地下水流路61において地下水89が流れ易くなり、第一井戸81と第二井戸82との温度変化が抑制される。このため、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。
Further, for example, when mud, foreign matter or the like is mixed in the
また、地下水流路61を流れる地下水89の流量が取得される(S15)。そして、CPU241は、S15で取得された流量が所定流量以下である場合(S16:YES)、地下水流路61における送水を逆流させる、又は、地下水流路61から地下水89を排水する(S17)。これによって、第一井戸81又は第二井戸82から地下水流路61に流入した泥、異物等が、地下水流路61から排出される。このため、地下水流路61を地下水89が流れ易くなる。例えば、地下水流路61が目詰まりしていた場合には、逆流によって目詰まりが解消される。地下水流路61において地下水89が流れ易くなるので、第一井戸81と第二井戸82との温度変化が抑制される。このため、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。
Moreover, the flow volume of the
また、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度差が取得される(S4)。そして、S4において取得された温度差が所定値以上である場合(S5:YES)、地下水89の送水が開始される(S13)。第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度差が所定値以上となった場合に、地下水89の送水を行うことができるので、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度変化を抑制できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Further, the temperature difference between the
また、流路13を流れる液体17の温度が取得され(S10)、取得された温度に応じて地下水流路61を流れる地下水89の流量が決定される(S11)。そして、S11で決定された流量で、地下水89の送水が行われる(S13)。この場合、流路13を流れる液体17の温度に応じて、地下水流路61を流れる地下水89の流量が変更される。このため、例えば、流路13を流れる液体17を所望の温度に近づけるように、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度を調整することができる。よって、地下水89の流量が変更されない場合に比べて、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Further, the temperature of the liquid 17 flowing through the
また、第一開口部613は、第一透水性地層851よりも上側に配置されている。第一井戸81に地下水89が供給される第一透水性地層851よりも上側は、第一透水性地層851よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部613が第一透水性地層851よりも下側にある場合に比べて、第一開口部613を介して地下水流路61に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路61において地下水89が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
The
また、第二開口部614は、第二透水性地層852よりも上側に配置されている。第二井戸82に地下水89が供給される第二透水性地層852よりも上側は、第二透水性地層852よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部614が第二透水性地層852よりも下側にある場合に比べて、第二開口部614を介して地下水流路61に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路61において地下水89が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
The
ポンプ部62は、陸上に配置されている。陸上に配置されるポンプ部62は、水中ポンプと比べて安価である。このため、水中ポンプが使用される場合に比べて、ヒートポンプシステム1のコストを低減することができる。
The
また、ポンプ部62が陸上にあるので、地下水89内に配置される場合に比べて、ポンプ部62のメンテナンスを行い易くなる。
In addition, since the
上記実施形態において、流路13は本発明の「液体流路」の一例である。S13の処理を行うCPU241は、本発明の「送水制御手段」の一例である。S8の処理を行うCPU241は、本発明の「送水切替手段」の一例である。S4の処理を行うCPU241は、本発明の「温度差取得手段」の一例である。S5の処理を行うCPU241は、本発明の「温度差判断手段」の一例である。S15の処理を行うCPU241は、本発明の「流量取得手段」の一例である。S16の処理を行うCPU241は、本発明の「流量判断手段」の一例である。S17の処理を行うCPU241は本発明の「流路制御手段」の一例である。S10の処理を行うCPU241は、本発明の「液体温度取得手段」の一例である。S11の処理を行うCPU241は、本発明の「流量決定手段」の一例である。第一透水性地層851は、本発明の「第一地層」の一例である。第二透水性地層852は、本発明の「第二地層」の一例である。
In the above embodiment, the
なお、本実施形態は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、第一所定時間経過した場合(S3:YES)、又は、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度差が、所定値以上となった場合に(S5:YES)、送水が行われることで(S13)、地下水89の送水が間欠的に行われていた。しかし、地下水89の送水は間欠的に行われればよく、その方法は限定されない。例えば、時間にかかわらず、地下水89の送水が行われた後に停止され、再度地下水89の送水が行われるようにして、間欠的に地下水89の送水が行われてもよい。
In addition, this embodiment is not limited to the said embodiment, A various change is possible. For example, in this embodiment, when the first predetermined time has elapsed (S3: YES), or when the temperature difference between the
また、第一井戸81から第二井戸82に地下水89を送水される場合と、第二井戸82から第一井戸81に地下水89が送水される場合とが切り替えられていたが(S8及びS13)、これに限定されない。例えば、CPU241は、地下水89を一方向のみに送水してもよい。
Moreover, although the case where the
また、S13で開始される送水が、同じ方向で2回実行された後に、地下水89の送水方向が切り替えられていたが(S7:YES、及びS8)、これに限定されない。例えば、S13で送水が開始される場合には、必ず、地下水89の送水方向が切り替えられてもよい。
Moreover, although the water supply direction of the
第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との温度差が、所定値以上となった場合に(S5:YES)、地下水89の送水が行われなくてもよい。この場合、S4、及びS5の処理が実行されなくてもよい。この場合、第一所定時間が経過した場合(S3:NO)、処理がS3に戻され、S3の処理が継続されてもよい。また、第一所定時間が経過した場合に(S3:NO)、地下水89の送水が行われなくてもよい。また、間欠的に地下水89の送水が行われるのではなく、常時、地下水89の送水が行われてもよい。
When the temperature difference between the
また、第一開口部613は、第一透水性地層851よりも上側に配置されていたが、これに限定されない。例えば、第一開口部613は第一透水性地層851と同じ位置にあってもよい。第一井戸81に地下水89が供給される第一透水性地層851と同じ位置は、第一透水性地層851よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部613が第一透水性地層851よりも下側にある場合に比べて、第一開口部613を介して地下水流路61に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路61において地下水89が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Moreover, although the
なお、第一開口部613の位置は、第一透水性地層851よりも上側であると望ましい。第一透水性地層851よりも上側は、第一透水性地層851と同じ位置よりも、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部613が第一透水性地層851と同じ位置にある場合に比べて、第一開口部613を介して地下水流路61に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路61において地下水89が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
The position of the
また、第二開口部614は、第二透水性地層852よりも上側に配置されていたが、これに限定されない。例えば、第二開口部614は第二透水性地層852と同じ位置にあってもよい。第二井戸82に地下水89が供給される第二透水性地層852と同じ位置は、第二透水性地層852よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部614が第二透水性地層852よりも下側にある場合に比べて、第二開口部614を介して地下水流路61に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路61において地下水89が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Moreover, although the
なお、第二開口部614の位置は、第二透水性地層852よりも上側であると望ましい。第二透水性地層852よりも上側は、第二透水性地層852と同じ位置よりも、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部614が第二透水性地層852と同じ位置にある場合に比べて、第二開口部614を介して地下水流路61に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路61において地下水89が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム1の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム1を運転するコストを低減することができる。
Note that the position of the
なお、第一開口部613は、第一透水性地層851よりも下側に配置されてもよい。また、第二開口部614は、第二透水性地層852よりも下側に配置されてもよい。また、第一透水性地層851と第二透水性地層852は、異なる地層であったが、同じ地層であってもよい。
The
また、ポンプ部62の種類は限定されない。例えば、ポンプ部62は、水中ポンプであってもよい。該水中ポンプは、第一井戸81の地下水89と第二井戸82の地下水89との少なくとも一方に配置されればよい。
Moreover, the kind of
また、制御部24は、ヒートポンプ部2に設けられていたが、これに限定されない。制御部24は、ヒートポンプ部2とは別体で設けられてもよい。第一井戸81の地下水89の水面811と、第二井戸82の地下水89の水面821とが、上下方向において同じ位置であったが、異なる位置でもよい。
Moreover, although the
流路13を流れる液体17の温度が取得され(S10)、地下水流路61内を流れる地下水89の流量が決定されていたが(S11)、これに限定されない。例えば、流路13を流れる液体17の温度が取得されなくてもよく、また、地下水流路61内を流れる地下水89の流量が決定及び変更されなくてもよい。この場合、例えば、地下水流路61を流れる地下水89の流量は、固定されていてもよい。
Although the temperature of the liquid 17 flowing through the
また、S15で取得された地下水流路61を流れる地下水89の流量が所定流量以下である場合に(S16:YES)、CPU241は、地下水流路61における送水を逆流させ、又は、地下水流路61から排水していたが、これに限定されない。例えば、所定流量以下であっても、地下水流路61における送水が逆流されなくてもよいし、排水されなくてもよい。この場合、地下水流路61を流れる地下水89の流量が取得されなくてもよい。
In addition, when the flow rate of the
また、第一井戸81と第二井戸82とは夫々1つ設けられていたが、これに限定されない。第一井戸81は少なくとも1つ設けられていればよい。また、第二井戸82は少なくとも1つ設けられていればよい。例えば、図6に示す変形例に係るヒートポンプシステム20では、第一井戸81と第二井戸82とが夫々2つ設けられている。なお、図6に示す例において、ヒートポンプ部2より建物78(図1参照)側は、同じ構成であるので、図示を省略している(図7も同様)。また、図6においては、図1のヒートポンプシステム1と同様の構成は、同じ符号で表し、詳細の説明は省略する(図7も同様)。
Moreover, although the 1st well 81 and the
図6に示す例では、流路133は、分岐点141から、2つの第一井戸81を介して、分岐点142に至る。流路134は、分岐点141から、2つの第二井戸82を介して、分岐点142に至る。
In the example shown in FIG. 6, the
また、地下水流路61は、2つの第一井戸81と、2つの第二井戸82とを結んでいる。地下水流路611は、分岐点801において分岐して、2つの第一井戸81に至る。地下水流路612は、分岐点802において分岐して、2つの第二井戸82に至る。CPU241は、ポンプ部62を制御して、2つの第一井戸81と2つの第二井戸82との一方から他方に地下水89を送水する(図6の矢印181及び矢印182参照)。
The
なお、図6に示す例では、流路13において、複数(本実施形態では2つ)の第一井戸81に配置された複数(本実施形態では2つ)のU字管式熱交換器137が直列に接続されていた。また、流路13において、複数(本実施形態では2つ)の第二井戸82に配置された(本実施形態では2つ)のU字管式熱交換器138が直列に接続されていた。しかし、これに限定されない。例えば、流路13において、複数のU字管式熱交換器137が並列に配置されてもよい。また、例えば、流路13において、複数のU字管式熱交換器138が並列に配置されてもよい。
In the example shown in FIG. 6, a plurality (two in the present embodiment) of
例えば、図7に示す変形例に係るヒートポンプシステム201においては、流路13が、分岐点143,144,145,146,147において分岐又は合流し、2つのU字管式熱交換器137と、2つのU字管式熱交換器138とに接続されている。2つのU字管式熱交換器137は、並列に配置され、2つのU字管式熱交換器138は、並列に配置されている。なお、流量計952,953、及び温度センサ905,906の位置及び数は限定されない。
For example, in the
1,20,201 ヒートポンプシステム
2 ヒートポンプ部
11,12,13,131,132,133,134 流路
16,17 液体
21 熱交換部
61,611,612 地下水流路
62 ポンプ部
81 第一井戸
82 第二井戸
89 地下水
137,128 U字管式熱交換器
241 CPU
613 第一開口部
614 第二開口部
851 第一透水性地層
852 第二透水性地層
1, 20, 201
613
Claims (9)
前記液体流路が接続され、前記液体流路を流れる前記液体の温度を利用するヒートポンプ部と、
前記第一井戸と前記第二井戸とを結び、前記地下水が送水される流路である地下水流路と、
前記地下水流路に配置されたポンプ部と、
前記ポンプ部を制御し、前記第一井戸と前記第二井戸とのうち、一方から他方に前記地下水を送水する送水制御手段と
を備えたことを特徴とするヒートポンプシステム。 A flow path through which a liquid flows, wherein the ground water in at least one first well and the liquid exchange heat, and the liquid flow path that exchanges heat between the ground water in at least one second well and the liquid;
A heat pump connected to the liquid flow path and utilizing the temperature of the liquid flowing through the liquid flow path;
A groundwater flow path that connects the first well and the second well and is a flow path through which the groundwater is sent,
A pump unit disposed in the groundwater flow path;
A heat pump system comprising: a water supply control unit that controls the pump unit and supplies the groundwater from one to the other of the first well and the second well.
前記温度差取得手段によって取得された前記温度差が、所定値以上であるか否かを判断する温度差判断手段と
を備え、
前記送水制御手段は、前記温度差判断手段によって前記温度差が所定値以上であると判断された場合に、前記地下水の送水を開始することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のヒートポンプシステム。 A temperature difference acquisition means for acquiring a temperature difference between the groundwater of the first well and the groundwater of the second well;
Temperature difference determination means for determining whether or not the temperature difference acquired by the temperature difference acquisition means is a predetermined value or more,
The said water supply control means starts the water supply of the said groundwater, when it is judged by the said temperature difference judgment means that the said temperature difference is more than predetermined value, The water supply control means in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Heat pump system.
前記流量取得手段によって取得された前記流量が所定流量以下であるか否かを判断する流量判断手段と、
前記流量判断手段によって前記流量が所定流量以下であると判断された場合に、前記地下水流路における送水を逆流させる、又は、前記地下水流路から前記地下水を排水する流路制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のヒートポンプシステム。 Flow rate acquisition means for acquiring the flow rate of the groundwater flowing through the groundwater flow path;
Flow rate determining means for determining whether or not the flow rate acquired by the flow rate acquiring means is equal to or less than a predetermined flow rate;
When the flow rate determining unit determines that the flow rate is equal to or lower than a predetermined flow rate, the flow rate control unit reversely feeds water in the groundwater flow channel, or includes a flow channel control unit that drains the groundwater from the groundwater flow channel. The heat pump system according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記液体温度取得手段によって取得された前記液体の温度に応じて前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を決定する流量決定手段と
を備え、
前記送水制御手段は、前記流量決定手段によって決定された流量で、前記地下水の送水を行うことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のヒートポンプシステム。 Liquid temperature acquisition means for acquiring the temperature of the liquid flowing in the liquid flow path;
Flow rate determining means for determining the flow rate of the groundwater flowing through the groundwater flow path according to the temperature of the liquid acquired by the liquid temperature acquisition means,
The heat pump system according to any one of claims 1 to 5, wherein the water supply control means supplies the groundwater at a flow rate determined by the flow rate determination means.
前記第一開口部は、前記第一井戸に前記地下水が供給される第一地層と同じ位置又は前記第一地層よりも上側に配置されたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のヒートポンプシステム。 Provided in the groundwater flow path, disposed in the first well, comprising a first opening through which the groundwater flows in or out,
The said 1st opening part has been arrange | positioned in the same position as the 1st formation in which the said groundwater is supplied to a said 1st well, or the said 1st formation, The any one of Claim 1 to 6 characterized by the above-mentioned. The described heat pump system.
前記第二開口部は、前記第二井戸に前記地下水が供給される第二地層と同じ位置又は前記第二地層よりも上側に配置されたことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のヒートポンプシステム。 Provided in the groundwater flow path, disposed in the second well, comprising a second opening through which the groundwater flows in or out,
The said 2nd opening part has been arrange | positioned in the same position as the 2nd formation with which the said groundwater is supplied to a said 2nd well, or the said 2nd formation, The any one of Claim 1 to 7 characterized by the above-mentioned. The described heat pump system.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020173081A (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 東邦地水株式会社 | Backwash system, backwash method, and backwash program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09280689A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Shimizu Corp | Heat pump facility utilizing groundwater as heat source |
JP2004271129A (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Tone Boring Co Ltd | Underground heat exchange system |
EP2312221A2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-20 | CVH Group B.V. | Geothermal heat exchange system |
-
2016
- 2016-11-15 JP JP2016222718A patent/JP6846770B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09280689A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Shimizu Corp | Heat pump facility utilizing groundwater as heat source |
JP2004271129A (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Tone Boring Co Ltd | Underground heat exchange system |
EP2312221A2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-20 | CVH Group B.V. | Geothermal heat exchange system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020173081A (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 東邦地水株式会社 | Backwash system, backwash method, and backwash program |
JP7359413B2 (en) | 2019-04-12 | 2023-10-11 | 東邦地水株式会社 | Backwash system, backwash method, and backwash program |
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