JP2018204866A - Heat exchange unit utilizing groundwater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水資源からなる熱源を地域を限定することなく、いずこかの現地で取得して活用することができる地下水利用熱交換ユニットに係り、より詳細には、地下水を利用した熱交換部分をユニット化することにより、使いやすく安価で、事務所や家庭、工場等のどこにでも適用することができ、またファンによる強制送風によって熱交換効率を高めることができる地下水利用熱交換ユニットを提供することを目的とする。 The present invention relates to a groundwater heat exchange unit that can acquire and use a heat source composed of water resources at any location without limiting the area, and more specifically, heat using groundwater. By making the replacement part into a unit, a groundwater heat exchange unit that is easy to use, inexpensive, can be applied anywhere in the office, home, factory, etc., and can enhance heat exchange efficiency by forced air blowing by a fan. The purpose is to provide.
地下水を利用する空調設備としては、特開2009−236329号公報(特許文献1参照)のような、施設園芸栽培を行う温室の内部に設けた室内機と、室内機に接続する冷媒の流入又は流出を行う冷媒配管と、室内機に冷媒配管を接続したノンデフロストヒートポンプ室外機と、ノンデフロストヒートポンプ室外機に接続した地熱又は地下水の水冷熱源(潜熱)を吸熱するために熱交換器と、この熱交換器の近傍に送風機を設けたことを特徴とした施設園芸栽培用のノンデフロストヒートポンプ装置が提案されている。 As an air conditioner using groundwater, an indoor unit provided in a greenhouse that performs horticultural horticulture, such as JP 2009-236329 A, and an inflow of refrigerant connected to the indoor unit or A refrigerant pipe for flowing out, a non-defrost heat pump outdoor unit connected to the indoor unit with a refrigerant pipe, a heat exchanger for absorbing geothermal or groundwater water cooling heat source (latent heat) connected to the non-defrost heat pump outdoor unit, There has been proposed a non-defrost heat pump apparatus for horticultural cultivating, characterized in that a blower is provided in the vicinity of the heat exchanger.
その他にも、実開昭58−137968号公報(特許文献2参照)には、熱源側熱交換器、熱、利用側熱交換器、コンプレッサおよび膨張弁を備えるとともに、これらを熱源側熱交換器、コンプレッサ、熱利用側熱交換器、膨張弁、熱源側熱交換器と順につなぐ循環路をもち、前記コンプレッサがこの循環路中で熱媒体を循環させるヒートポンプであって、前記熱源側熱交換器には、一端がこの熱交換器と熱交換を行ない、他端が地中に位置して地中と熱交換を行なうヒートパイプが配備されている地中熱利用ヒートポンプからなる先行技術がある。 In addition, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-137968 (see Patent Document 2) includes a heat source side heat exchanger, heat, a utilization side heat exchanger, a compressor, and an expansion valve. A heat pump in which a compressor, a heat utilization side heat exchanger, an expansion valve, and a heat source side heat exchanger are connected in order, and the compressor circulates a heat medium in the circulation path, and the heat source side heat exchanger There is a prior art consisting of a heat pump using ground heat, in which one end performs heat exchange with the heat exchanger and the other end is located in the ground and a heat pipe is provided to exchange heat with the ground.
本発明者は前記各従来例の、地中熱を持った地下水を汲み上げて室内空気と直接熱交換する方式、すなわち地下の熱を室内へ放出するとヒートポンプにほかならない方式を「地下水直接熱交換型ヒートポンプ」とよび、地中熱を地下水ごと汲み上げて室内空気にふれさせ空調するという単純な構造について鋭意研究した。
その結果、熱交換部分を床置きとしたユニット状構造物にすると取り扱いが簡単で、構造的にも単純になることが判明した。
The inventor of the above-mentioned conventional example pumps ground water having underground heat and directly exchanges heat with indoor air, that is, a method that is nothing but a heat pump when releasing underground heat into the room, “direct ground water heat exchange type” It was called a “heat pump” and intensively researched a simple structure that pumps underground heat together with the groundwater and touches it with indoor air to air-condition.
As a result, it was found that the unit structure with the heat exchange part placed on the floor is easy to handle and structurally simple.
そこで、熱交換部分を床置きとしたユニット状構造物を得ようとして本発明者はさらに研究を進め、熱交換部分をユニット化して床置き可能とした地下水利用熱交換ユニットに想到したのである。 Therefore, the present inventor further researched to obtain a unit structure with the heat exchange part placed on the floor, and came up with a groundwater heat exchange unit that can be placed on the floor by unitizing the heat exchange part.
したがって本発明の目的とするところは、構造が簡単で、地下水の温度を利用して各施設内の温度調整を図ることができ、かつ熱源が地下水であるために非常に低コストであって、長時間にわたって稼働させることができる地下水利用熱交換ユニットを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that the structure is simple, the temperature of each facility can be adjusted using the temperature of the groundwater, and the heat source is groundwater, so that the cost is very low, It is to provide a groundwater heat exchange unit that can be operated for a long time.
すなわち本発明の地下水利用熱交換ユニットは、ハウジング内に、
放熱板を付設した通水パイプからなる複数のすでに量産化されている自動車用ラジエータと、
該通水パイプ部位に熱気または冷気を吸い込むファンと、
前記通水パイプで冷却ないし加温した空気を放出する送風口と、
熱交換によって生じた結露水の排水口とを備え、
前記通水パイプの両端部にはそれぞれ地下水の給水管および排水管が連結されていることを特徴とするものである。
That is, the groundwater-based heat exchange unit of the present invention is provided in the housing.
A number of radiators for automobiles that have already been mass-produced consisting of water pipes with heat sinks;
A fan that sucks hot air or cold air into the water pipe part;
An air outlet that discharges air cooled or heated by the water pipe;
Condensate drainage generated by heat exchange and
Ground water supply pipes and drain pipes are connected to both ends of the water flow pipe, respectively.
さらに、本発明の地下水利用熱交換ユニットにおいて、前記複数のラジエータが、それぞれ可撓性ホースを用いて連結されていることをも特徴とするものである。 Furthermore, in the groundwater-based heat exchange unit according to the present invention, the plurality of radiators are connected to each other using flexible hoses.
以上のように本発明の地下水利用熱交換ユニットは、空調設備における熱交換部分をユニット化したものである。
したがって以下のようなメリットを享受することができる。
1)本発明の地下水利用熱交換ユニットにおいては、地下水利用熱交換ユニットを1パーツとして取り扱うことができ、組み付けや使用が非常に容易で使いやすくなる。
2)すでに量産化されている自動車用ラジエータ等の既存の部材を転用することにより、性能が保証されていることはもちろん、量産品であるため非常に安価である。
また構造が単純で設置コスト等を含めて非常に安価な地下水利用熱交換ユニットを提供することができる。
3)単一の地下水利用熱交換ユニットを用い、夏季でも冬季でも設定等を変えることなく使用することができ、非常に手軽に使用することができる。
4)石油を用いたボイラ等を使用せず、地下水利用熱交換ユニットを簡単に現場に置いて使うだけなので、大幅にコストを削減することができ、また事務所や工場、一般家庭にも、水さえ確保されればどこにでも使える。
もちろん、大量に水を使う工場などでは、大幅な冷暖房費の節約になる。
5)ファンによる強制送風により、さらに熱交換効率を高めることができる。
6)温室等においては従来のハウス設備はそのままでよく、床に置くだけで冷暖房が実施できる。
As described above, the groundwater-use heat exchange unit of the present invention is obtained by unitizing the heat exchange portion in the air conditioning equipment.
Therefore, the following merits can be enjoyed.
1) In the groundwater-use heat exchange unit of the present invention, the groundwater-use heat exchange unit can be handled as one part, which is very easy to assemble and use.
2) By diverting existing members such as automotive radiators that have already been mass-produced, performance is guaranteed and it is a mass-produced product, so it is very inexpensive.
In addition, it is possible to provide a groundwater heat exchange unit that has a simple structure and is very inexpensive including installation costs.
3) Using a single groundwater heat exchange unit, it can be used in summer and winter without changing settings and can be used very easily.
4) Since the heat exchange unit using groundwater is simply put on the site without using a boiler using oil, etc., the cost can be greatly reduced. It can be used anywhere as long as water is secured.
Of course, in a factory that uses a large amount of water, it can save a lot of air conditioning costs.
5) The heat exchange efficiency can be further increased by forced air blowing by the fan.
6) In a greenhouse or the like, conventional house facilities can be left as they are, and air conditioning can be carried out just by placing them on the floor.
以下、本発明の地下水利用熱交換ユニットの実施の形態を図面等に基いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the groundwater-based heat exchange unit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1、図3および図4に示すように、本実施例の地下水利用熱交換ユニット11は、ほぼ全体を収納可能なハウジング12内に、放熱板14を付設した通水パイプ13からなる複数のラジエータ15と、該通水パイプ13からなる複数のラジエータ15部位に吸気口17から熱気あるいは冷気を吸い込ませるためのファン16と、前記通水パイプ13で冷却あるいは加温した空気を放出する冷気・暖気の送風口18と、熱交換によって生じた結露水の排水口19とを備えている。
そして、前記通水パイプ13の両端部にはそれぞれ地下水の給水管13aおよび排水管13bが連結されている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the groundwater-based
And the
図3は冷房時における地下水利用熱交換ユニット11の使用状態を示すものである。すなわち、吸気口17から熱気をファン16で吸い込み、前記通水パイプ13で冷却した空気を送風口18から放出する。
多方、図4は暖房時における地下水利用熱交換ユニット11の使用状態を示すものである。すなわち、吸気口17から冷気をファン16で吸い込み、前記通水パイプ13で加温した空気を送風口18から放出する。
FIG. 3 shows the usage state of the groundwater-based
On the other hand, FIG. 4 shows the use state of the groundwater-based
ちなみに本発明においては、前記ラジエータ15としてすでに量産化されている自動車用ラジエータを用いるものである。
すなわち、図5(a)に示すように、市販のすでに量産化されている自動車用ラジエータ21を複数枚(図では5枚)準備し、図5(b)に示すように自動車用ラジエータ21を基板22上に並べて外枠23で所定の間隔で保持する。そして、前記外枠23の一側端には換気用のファン24を取り付けておく。また、複数枚の自動車用ラジエータ21の他方の側面の外枠23には送風口25が配設してある。
このように、すでに量産化されている自動車用ラジエータ21を転用することにより、性能が保証されていることはもちろん、量産品であるため非常に安価である。
Incidentally, in the present invention, a radiator for automobiles already mass-produced is used as the
That is, as shown in FIG. 5 (a), a plurality of commercially available automotive radiators 21 (five in the figure) are prepared, and as shown in FIG. 5 (b), the
Thus, by diverting the
前記ラジエータ15の組立完了時の状態を図6に示す。この図6に示すように、前記複数枚の自動車用ラジエータ21間は、それぞれニップル等からなる連結部27に装着した可撓性ホース26を介して連結されている。もちろん、前記地下水の給水管13aおよび排水管13bも連結部27に連結されている。
FIG. 6 shows a state when the assembly of the
〔適用例〕
本発明者は、前記実施例の地下水利用熱交換ユニット11を適用した実験ハウスを山梨県甲斐市に設置した。該実験ハウスにおいて、天井は不透明で面積3m×4m、高さ3mの箱状であり、農業用のハウスではない。また断熱壁ではなく、機密性にも配慮していない構造である。
図1に示すように、前記実験ハウスに温度計測プローブを、外気温用(1)、吸気温用(2)、送風温用(3)、衝立を置いて直風が当たらないようにした室内温用(4)の4台設置した。地下水温は16℃弱で、1分間に20リットル流した。
[Application example]
The present inventor installed an experimental house to which the groundwater
As shown in FIG. 1, a room in which the temperature measurement probe is placed in the experimental house for outside air temperature (1), intake air temperature (2), air blowing temperature (3), and screens are kept away from direct wind. Four units (4) for warm use were installed. The groundwater temperature was a little less than 16 ° C., and 20 liters flowed per minute.
図2は夏季における実験結果を示すグラフである。計測は1時間毎で9月11日11時から翌日11時まで行った。
前記図2に示すグラフから明らかなように、前記実験ハウスにおける外気温が37℃以上でも、室内の吸気温(吸気口17側)は25.8℃、衝立を隔てた送風口18側の室内温度は22.8℃であった。送風温は17℃で熱交換がうまく行われていることがわかった。
図7は、このときの前記実験ハウスにおける温度分布を図1に基いて説明するためのものである。前記実験ハウスにおける外気温(1)は37℃以上でも、室内の吸気温(2)(吸気口17側)は25.8℃、衝立を隔てた送風口18側の室内温度(4)は22.8℃であった。送風温(3)は17℃であった。
FIG. 2 is a graph showing experimental results in summer. The measurement was performed every hour from 11:00 on September 11 to 11:00 on the next day.
As is apparent from the graph shown in FIG. 2, even when the outside air temperature in the experimental house is 37 ° C. or more, the indoor intake air temperature (
FIG. 7 is for explaining the temperature distribution in the experimental house at this time based on FIG. Even if the outside air temperature (1) in the experimental house is 37 ° C. or higher, the indoor intake air temperature (2) (
また図8に示すように、本発明の地下水利用熱交換ユニット11を農業用ハウス28に適用した場合、従来のハウス設備はそのままでよく、床に置くだけで冷暖房が実施できる。したがって、本当にシンプルな方式であり、当然設置コストはきわめて安くなる。
もちろん、施設内に簡単に置いて使うだけなので、事務所や工場、一般家庭にも、水さえ確保されればどこにでも使うことができる。また、大量に水を使う工場などでは大幅な冷暖房費の節約になるのである。
Moreover, as shown in FIG. 8, when the groundwater use
Of course, it can be used easily anywhere in the facility, so it can be used anywhere in offices, factories, and homes as long as water is available. In addition, factories that use large amounts of water can save a lot of air conditioning costs.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変形実施することができる。
もちろん、農業用ハウスのみならず、事務所や工場、一般家庭に適用してもよいことは当然である。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can deform | transform in the range which does not change the summary of this invention.
Of course, it may be applied not only to agricultural houses but also to offices, factories, and general households.
11 地下水利用熱交換ユニット
12 ハウジング
13 通水パイプ
13a 給水管
13b 排水管
14 放熱板
15 ラジエータ
16 ファン
17 吸気口
18 送風口
19 排水口
21 すでに量産化されている自動車用ラジエータ
22 基板
23 外枠
24 ファン
25 送風口
26 可撓性ホース
27 連結部
28 農業用ハウス
DESCRIPTION OF
Claims (2)
放熱板を付設した通水パイプからなる複数のすでに量産化されている自動車用ラジエータと、
該通水パイプ部位に熱気または冷気を吸い込むファンと、
前記通水パイプで冷却ないし加温した空気を放出する送風口と、
熱交換によって生じた結露水の排水口とを備え、
前記通水パイプの両端部にはそれぞれ地下水の給水管および排水管が連結されていることを特徴とする地下水利用熱交換ユニット。 In the housing,
A number of radiators for automobiles that have already been mass-produced consisting of water pipes with heat sinks;
A fan that sucks hot air or cold air into the water pipe part;
An air outlet that discharges air cooled or heated by the water pipe;
Condensate drainage generated by heat exchange and
A groundwater heat exchange unit, characterized in that a groundwater supply pipe and a drain pipe are connected to both ends of the water flow pipe, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017110492A JP2018204866A (en) | 2017-06-02 | 2017-06-02 | Heat exchange unit utilizing groundwater |
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JP2017110492A JP2018204866A (en) | 2017-06-02 | 2017-06-02 | Heat exchange unit utilizing groundwater |
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