JP2020070960A - Horizontal underground heat exchanger, and air conditioning system using underground heat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水平型地中熱交換器、および、地中熱利用空調システムに関する。 The present invention relates to a horizontal underground heat exchanger and an underground heat utilization air conditioning system.
地中熱利用システムはこれまで約３０００件が北日本を中心に設置されており、秋田県には全国２位の設置数が記録されている。２０１７年に施工された改正省エネ法により２０２０年に住宅の省エネ基準が適合義務化される。これにより、地中熱利用システムの市場は大いに拡大すると予測されている。
特許文献１には、立坑の設置や井戸の掘削などの設置場所に制約を受ける工事を必要とせず、既設の建物の下部にも施行が可能な地中配管による地中熱利用システムとして、屈曲ボーリングを利用して地中配管を設置する技術が記載されている。
Up to now, about 3,000 geothermal heat utilization systems have been installed mainly in northern Japan, and Akita Prefecture has the second largest number installed. According to the revised Energy Conservation Law established in 2017, the energy conservation standards for houses will be obliged to comply in 2020. This is expected to greatly expand the market for geothermal heat utilization systems.
In Patent Document 1, there is no need for construction work such as installation of a vertical shaft or excavation of a well, which restricts the installation location. A technique for installing underground pipes using boring is described.
地中熱利用システムにおいては、単位面積当たりの熱交換量を大きくして、省エネ効果をより向上させる努力が行われている。また、地中熱交換器の熱抵抗値を小さくすることにより、省エネ効果をより向上させる努力も行われている。
以上、本願は、熱抵抗値を小さくすると共に、単位面積当たりの熱交換量を大きくして、省エネ効果をより向上させることができる水平型地中熱交換器を提供することを課題とする。
In the geothermal heat utilization system, efforts are being made to improve the energy saving effect by increasing the amount of heat exchange per unit area. Further, efforts are being made to further improve the energy saving effect by reducing the thermal resistance value of the underground heat exchanger.
As described above, it is an object of the present application to provide a horizontal underground heat exchanger that can reduce the heat resistance value and increase the heat exchange amount per unit area to further improve the energy saving effect.
本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の知見を得た。
（１）地中熱利用において水平型地中熱交換器は設置コストが安い反面、必要な敷地面積が大きく、また単位面積当たりの熱交換量が垂直型地中熱交換器と比べて小さいが、インフラ設置などに用いられる非開削工法を用いて水平坑を垂直断面に複数本掘削し、これらの中に熱交換パイプを挿入して地中熱交換器として用いることで、単位面積当たりの熱交換量を増加できる。
（２）地中熱交換器は従来型のＵ字管ではなく単管とすることにより地中熱交換器の行き管と戻り管間の熱干渉を無くして坑長さ当たりの熱交換可能量を増加できる。
（３）地中熱交換器を外管と内管とからなる二重管とし、該外管と内管との間に媒体を流すことにより、熱抵抗値を小さくすることができ、省エネを実現できる。
（４）さらに、垂直断面に所定の深度間隔で複数本の地中熱交換器を設置することにより、さらに増進された単位面積当たり地中熱交換量を得ることができる。
As a result of intensive studies, the present inventors have obtained the following findings.
(1) For underground heat utilization, the horizontal underground heat exchanger has a low installation cost, but requires a large site area and the amount of heat exchange per unit area is smaller than that of the vertical underground heat exchanger. By excavating multiple horizontal shafts in vertical sections using the non-excavation method used for infrastructure installation, etc., heat exchange pipes are inserted into these to use as underground heat exchangers, The exchange amount can be increased.
(2) The underground heat exchanger is not a conventional U-shaped tube but a single tube, eliminating the heat interference between the going tube and the return tube of the underground heat exchanger and enabling heat exchange per mine length. Can be increased.
(3) The underground heat exchanger is a double pipe composed of an outer pipe and an inner pipe, and a medium is caused to flow between the outer pipe and the inner pipe, whereby the thermal resistance value can be reduced and energy saving can be achieved. realizable.
(4) Further, by installing a plurality of underground heat exchangers at predetermined depth intervals in the vertical cross section, it is possible to obtain a further improved underground heat exchange amount per unit area.
上記課題を解決すべく、本願は、第１の形態として、単管の熱交換パイプを用いた水平型地中熱交換器であって、深さ方向の異なる位置に複数設置された熱交換パイプを有し、該熱交換パイプが外管と内管からなる二重管であり、該外管と内管との間に媒体が流通する、水平型地中熱交換器を開示する。 In order to solve the above problems, the present application, as a first mode, is a horizontal underground heat exchanger using a single tube heat exchange pipe, wherein a plurality of heat exchange pipes are installed at different positions in the depth direction. And the heat exchange pipe is a double pipe composed of an outer pipe and an inner pipe, and a medium flows between the outer pipe and the inner pipe.
第１の形態の水平型地中熱交換器において、前記深さ方向に異なる位置が、深さ方向に２ｍ以上５ｍ以下の間隔で設置されていることが好ましい。 In the horizontal underground heat exchanger of the first aspect, it is preferable that different positions in the depth direction are installed at intervals of 2 m or more and 5 m or less in the depth direction.
また、本願は、第２の形態として、第１の形態の水平型地中熱交換器と、地上熱交換器との間に媒体を循環させ、建物内を冷暖房する、地中熱利用空調システムを開示する。 Further, as a second mode, the present application circulates a medium between the horizontal ground heat exchanger of the first mode and the ground heat exchanger to cool and heat the inside of the building, thereby utilizing the ground heat. Is disclosed.
本開示の水平型地中熱交換器は、単位面積当たりの熱交換量を大きくできると共に、熱抵抗値を小さくして、省エネ効果をより向上させることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The horizontal underground heat exchanger of the present disclosure can increase the amount of heat exchange per unit area and can reduce the thermal resistance value to further improve the energy saving effect.
＜水平型地中熱交換器＞
本開示の水平型地中熱交換器は、単管の熱交換パイプを用いた水平型地中熱交換器であって、深さ方向の異なる位置に複数設置された熱交換パイプを有し、該熱交換パイプが外管と内管からなる二重管であり、該外管と内管との間に媒体が流通する、水平型地中熱交換器である。
<Horizontal underground heat exchanger>
The horizontal underground heat exchanger of the present disclosure is a horizontal underground heat exchanger using a single pipe heat exchange pipe, having a plurality of heat exchange pipes installed at different positions in the depth direction, The heat exchange pipe is a double pipe consisting of an outer pipe and an inner pipe, and is a horizontal underground heat exchanger in which a medium flows between the outer pipe and the inner pipe.
（単管の熱交換パイプ）
本開示の地中熱交換器は、単管の熱交換パイプを備えており、該熱交換パイプは地中に掘削した水平坑に挿入される。ここでいう単管とは、２本の熱交換パイプが並列に並んで一体となっている、いわゆるＵ字管（図１参照）を除く意味である。また、Ｕ字管では、行き管の入り口と戻り管の出口は同じ坑となるが、本開示の単管では、行き管の入口と戻り管の出口は異なる。
(Single pipe heat exchange pipe)
The underground heat exchanger of the present disclosure includes a single-pipe heat exchange pipe, and the heat exchange pipe is inserted into a horizontal shaft excavated underground. The term “single pipe” as used herein means a so-called U-shaped pipe (see FIG. 1) in which two heat exchange pipes are aligned in parallel and integrated. Further, in the U-shaped pipe, the inlet of the going pipe and the outlet of the returning pipe are the same pit, but in the single pipe of the present disclosure, the inlet of the going pipe and the outlet of the returning pipe are different.
地中に掘削した垂直坑に熱交換パイプを挿入する垂直型熱交換器の場合、一つ縦坑に行き管と戻り管とを挿入しないといけないため、Ｕ字管を使用する必要がある。Ｕ字管の場合、行き管と戻り管とが近接しているため、行き管と戻り管との熱干渉が生じ、坑長さ当りの熱交換量が減少してしまう。これに対して、単管の熱交換パイプを用いた本開示の熱交換器では熱交換量の減少を防ぐことができる。
また、ここでいう単管とは、外観が単管であればよく、外管の内部に内管を備えた二重管を含む意味である。
In the case of a vertical type heat exchanger in which a heat exchange pipe is inserted into a vertical pit excavated in the ground, it is necessary to use a U-shaped pipe because a going pipe and a return pipe must be inserted into one vertical pit. In the case of the U-shaped pipe, since the going pipe and the return pipe are close to each other, thermal interference occurs between the going pipe and the return pipe, and the amount of heat exchange per mine length is reduced. On the other hand, in the heat exchanger of the present disclosure using the single-tube heat exchange pipe, it is possible to prevent the heat exchange amount from decreasing.
Further, the single tube referred to here may be a single tube in appearance, and includes a double tube having an inner tube inside an outer tube.
（水平型熱交換器）
水平型地中熱交換器とは、厳密な意味での水平を意味するものではなく、垂直型地中熱交換器を除く意味である。つまり、垂直型地中熱交換器の設置では、略垂直にボーリングして垂直坑を掘削して、熱交換パイプを設置し、行き管の入口と戻り管の出口が同じ坑となるが、水平型地中熱交換器では、略水平にボーリングして水平坑を掘削して、熱交換パイプを設置するので、行き管の入り口と戻り管の出口が異なることになる。
(Horizontal heat exchanger)
The horizontal type underground heat exchanger does not mean horizontally in a strict sense, but excludes the vertical type underground heat exchanger. In other words, when installing a vertical underground heat exchanger, a vertical pit is drilled by drilling in a substantially vertical direction, a heat exchange pipe is installed, and the inlet of the going pipe and the outlet of the return pipe are the same pit. In the underground heat exchanger, since the horizontal shaft is bored to excavate the horizontal shaft and the heat exchange pipe is installed, the inlet of the going pipe and the outlet of the return pipe are different.
よって、水平型熱交換器とは、図６に示したような、斜め下方にボーリングした後、恒温層にて水平方向にボーリングし、その後、斜め上方向にボーリングして形成した坑に設置する場合も含む意味であり、さらに、図５に示したように、全体として円弧となっているような坑に設置する場合も含む意味である。また、本開示の図２に示したように、縦坑を形成してから、水平坑をボーリングするような形態も含む。 Therefore, as shown in FIG. 6, the horizontal heat exchanger is installed in a mine formed by boring diagonally downward, then horizontally boring in a constant temperature layer, and then boring diagonally upward. This also includes the case, and as shown in FIG. 5, it also means that the case is installed in a pit having an arc shape as a whole. Further, as shown in FIG. 2 of the present disclosure, a form in which a vertical shaft is formed and then a horizontal shaft is bored is also included.
（深さ方向の異なる位置に複数設置）
深さ方向の異なる位置に複数設置とは、本開示の水平型地中熱交換器を設置する敷地の深さ方向において、複数本の熱交換パイプが設置されていることを意味し、例えば、図２に示したように、一つの行き管が、途中で分岐して複数本の熱交換パイプとなり、これらが、深さ方向の異なる位置に複数設置されていてもよいし、また、図３に示したように、熱交換パイプが螺旋状に設置されることにより、深さ方向の異なる位置に複数設置される形態であってもよい。
(Multiple installations at different positions in the depth direction)
A plurality of installations at different positions in the depth direction means that a plurality of heat exchange pipes are installed in the depth direction of the site where the horizontal underground heat exchanger of the present disclosure is installed, for example, As shown in FIG. 2, one going pipe branches into a plurality of heat exchange pipes on the way, and a plurality of heat exchange pipes may be installed at different positions in the depth direction. As shown in, the heat exchange pipes may be installed in a spiral shape so that a plurality of heat exchange pipes are installed at different positions in the depth direction.
前記深さ方向に異なる位置は、深さ方向に２ｍ以上の間隔で設置されていることが好ましいく、５ｍ以下の間隔での設置が好ましい。間隔を２ｍ以上とすることにより、熱交換パイプ同士の熱干渉を軽減することができる。一方で、限られた地表面積で効果的に熱交換を行い、有効に土地活用する観点から間隔は５ｍ以下が好ましい。 The different positions in the depth direction are preferably installed at intervals of 2 m or more in the depth direction, and are preferably installed at intervals of 5 m or less. By setting the interval to 2 m or more, it is possible to reduce the thermal interference between the heat exchange pipes. On the other hand, the distance is preferably 5 m or less from the viewpoint of effectively exchanging heat with a limited land surface area and effectively utilizing the land.
（二重管）
本開示の水平地中熱交換器において、熱交換パイプは、外管１０と内管２０とからなる二重管である。図４に、該二重管の断面図を示す。外管１０および内管２０の材料は、樹脂、金属などの強度および熱伝導の良い材料を使用することができる。金属としては、鉄、銅、アルミニウムを挙げることができるが、熱伝導の点から銅、アルミニウムが好ましい。樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等を挙げることができるが、熱伝導の点から、高密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
(Double pipe)
In the horizontal underground heat exchanger of the present disclosure, the heat exchange pipe is a double pipe including the outer pipe 10 and the inner pipe 20. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the double tube. As a material for the outer tube 10 and the inner tube 20, a material having good strength and thermal conductivity such as resin or metal can be used. Examples of the metal include iron, copper, and aluminum, but copper and aluminum are preferable from the viewpoint of heat conduction. Examples of the resin include polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride and the like, but from the viewpoint of heat conduction, it is preferable to use high density polyethylene.
上記二重管において、外管１０と内管２０との間に媒体３０が循環する。外管と内管との間に媒体が循環できる隙間があればよく、外管と内管とは接続されていても、されていなくてもよい。なお、施工時の二重管の曲げ易さ、および、二重管作製の際の容易さの点から、外管と内管とは接続されていないことが好ましい。
また、外管中において内管はセンタリングされている場合、熱抵抗値がより小さくなる可能性があるが、二重管の製造・加工が難しくなるので、内管がセンタリングされている必要は必ずしもない。
内管、外管の形状は、製造が容易な点から円筒状が好ましく、また、表面積を大きくして熱交換を良好に行えるように蛇腹状、星形断面としてもよい。
外管と内管との間、つまり、外管の内径と内管の外径との間は、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが好ましく、また、外管の厚みは、５ｍｍ以下とすることが好ましい。内管の厚みは特に制限はなく、後に記載するように中実管としてもよい。
In the double pipe, the medium 30 circulates between the outer pipe 10 and the inner pipe 20. It suffices if there is a gap between the outer pipe and the inner pipe in which the medium can circulate, and the outer pipe and the inner pipe may or may not be connected. In addition, it is preferable that the outer pipe and the inner pipe are not connected from the viewpoint of the ease of bending the double pipe during construction and the ease of manufacturing the double pipe.
Further, when the inner tube is centered in the outer tube, the thermal resistance value may be smaller, but it is difficult to manufacture and process the double tube. Therefore, it is not always necessary to center the inner tube. Absent.
The shape of the inner tube and the outer tube is preferably a cylindrical shape from the viewpoint of easy manufacture, and may be a bellows shape or a star-shaped cross section so that the surface area can be increased and heat exchange can be performed well.
The distance between the outer tube and the inner tube, that is, the inner diameter of the outer tube and the outer diameter of the inner tube is preferably 10 mm or more and 20 mm or less, and the thickness of the outer tube is 5 mm or less. preferable. The thickness of the inner tube is not particularly limited, and may be a solid tube as described later.
（媒体）
二重管の間を循環する媒体としては、水、不凍液を用いることができる。内管の内側は熱容量が小さい物質を充填することが好ましく、樹脂、金属を充填してもよく、また、コストを考慮すると、内管の内側は空気とすることが好ましい。また、内管の内側に樹脂、金属を充填する場合は、内管を樹脂、金属の中実管（棒状体）としてもよい。
(Medium)
Water or antifreeze can be used as the medium circulating between the double tubes. The inside of the inner tube is preferably filled with a substance having a small heat capacity, and may be filled with resin or metal. Further, considering the cost, the inside of the inner tube is preferably air. When the inner tube is filled with resin or metal, the inner tube may be a solid tube of resin or metal.
＜地中熱交換器の設置方法＞
熱交換パイプは、非開削工法により掘削した水平坑に設置される。水平坑は屈曲ボーリングにより、立坑を形成せずに形成してもよいし、行き管の入り口および戻り管の出口に立坑を形成してから水平坑を掘削してもよい。坑を貫通させた後に、掘進ヘッドに熱交換パイプを連結して引き戻すことで、水平坑に設置することができる。
<Installation method of underground heat exchanger>
The heat exchange pipe will be installed in the horizontal pit excavated by the non-open cutting method. The horizontal shaft may be formed by bending boring without forming the shaft, or the horizontal shaft may be excavated after forming shafts at the inlet of the going pipe and the outlet of the return pipe. After passing through the pit, the heat exchanging pipe is connected to the excavation head and pulled back to install the pit in the horizontal pit.
図２に示したように、深さ方向に複数の水平坑を掘削して、行き管を複数に分岐させ、水平坑を通過させ、戻り管にて集約させてから、戻り管を地表部にて繋いで、循環させることができる。また、一つの水平坑に行き管を設置し、他の水平坑に戻り管を設置して循環させることもできる。
また、図３に示したように、らせん状に水平坑を掘削して、該らせん状の水平坑に熱交換パイプを設置してもよい。
As shown in FIG. 2, a plurality of horizontal shafts are excavated in the depth direction, a branch pipe is branched into a plurality of pipes, the horizontal shaft is passed through, and the return pipes are aggregated. It can be connected and circulated. It is also possible to install a going pipe in one horizontal pit and install a return pipe in another horizontal pit for circulation.
Further, as shown in FIG. 3, the horizontal shaft may be excavated in a spiral shape, and the heat exchange pipe may be installed in the horizontal shaft.
＜地中熱利用空調システム＞
本開示の地中熱利用空調システムは、上記した地中熱交換器と、地上熱交換器との間に媒体を循環させることで、建物内を冷暖房する。空調システムの概要を図５に示す。１００は熱交換パイプ、２１０は循環ポンプ、２３０は地上熱交換器、２４０は送風機、２２０は循環タンク、５００は被空調空間である。
すなわち、地中に埋設した熱交換パイプ１００内と地上の熱交換器２３０との間に液体を循環させ、熱交換器２３０から得られる熱により建物内の被空調空間Ｒを冷暖房する地中熱利用空調システムである。
<Geothermal air conditioning system>
The geothermal heat utilization air conditioning system of the present disclosure cools and heats the inside of the building by circulating a medium between the above-mentioned geothermal heat exchanger and the above-ground heat exchanger. An outline of the air conditioning system is shown in FIG. 100 is a heat exchange pipe, 210 is a circulation pump, 230 is a ground heat exchanger, 240 is a blower, 220 is a circulation tank, and 500 is an air-conditioned space.
That is, the underground heat that circulates a liquid between the heat exchange pipe 100 buried in the ground and the heat exchanger 230 on the ground, and heats and cools the air-conditioned space R in the building by the heat obtained from the heat exchanger 230. It is a use air conditioning system.
＜熱交換パイプの熱抵抗値の測定＞
外管の中に内管を入れた二重管からなる熱交換パイプ（実施例１）と、これと等しい表面積（伝熱面積）を持つ外管のみからなる熱交換パイプ（比較例１）の熱抵抗値を測定した。
（実施例１）
内径２７ｍｍ、外径３４ｍｍの内管、および、内径５０ｍｍ、外径６０ｍｍの外管を使用した。内管および外管としては、高密度ポリエチレン製の円筒状のパイプを使用した。
<Measurement of thermal resistance of heat exchange pipe>
A heat exchange pipe consisting of a double pipe having an inner pipe inside an outer pipe (Example 1) and a heat exchange pipe consisting only of an outer pipe having a surface area (heat transfer area) equal to this (Comparative Example 1). The thermal resistance value was measured.
(Example 1)
An inner tube having an inner diameter of 27 mm and an outer diameter of 34 mm and an outer tube having an inner diameter of 50 mm and an outer diameter of 60 mm were used. A cylindrical pipe made of high-density polyethylene was used as the inner pipe and the outer pipe.
（比較例１）
内径５０ｍｍ、外径６０ｍｍの外管を使用した。外管としては、高密度ポリエチレン製の円筒状パイプを使用した。
(Comparative Example 1)
An outer tube having an inner diameter of 50 mm and an outer diameter of 60 mm was used. A cylindrical pipe made of high-density polyethylene was used as the outer pipe.
熱抵抗値測定の条件は以下の通りである。
・内管の内側は空気とする。
・外管の外側は、土とする。
・循環させる媒体は水とする。
・内管および外管の熱伝導率値を、０．４８Ｗｍ−１Ｋ−１とする。
・土の熱伝導率値を、１．２Ｗｍ−１Ｋ−１とする。
・水の熱伝導率値を、０．６Ｗｍ−１Ｋ−１Ｗとする。
・水の流量を、３０Ｌ／分とする。
以上の条件の下、熱抵抗値を計算した。
The conditions for measuring the thermal resistance value are as follows.
・ Air is used inside the inner tube.
・ The outside of the outer tube will be soil.
・ The circulating medium is water.
-The thermal conductivity value of the inner tube and the outer tube is 0.48 Wm -1 K -1 .
The soil thermal conductivity value is 1.2 Wm −1 K −1 .
-The thermal conductivity value of water is set to 0.6 Wm -1 K -1 W.
・ Set the flow rate of water to 30 L / min.
The thermal resistance value was calculated under the above conditions.
熱抵抗は一定の熱交換量を設定した場合における管内を流れる媒体と地層との温度差を表す。従って、熱交換量を両ケースで等しくした場合には、実施例１において熱交換器出口温度が暖房時には高く、冷房時には低くなり、ヒートポンプの成績係数が上がるため，省エネ効果がある。 The thermal resistance represents the temperature difference between the medium flowing in the pipe and the formation when a constant heat exchange amount is set. Therefore, when the heat exchange amount is the same in both cases, the heat exchanger outlet temperature in the first embodiment is high during heating and low during cooling, and the coefficient of performance of the heat pump is increased, resulting in an energy saving effect.
なお、典型的な熱交換量は３０Ｗ／ｍ程度であるが、この場合、温度差は、７．８Ｋ（比較例１）、５．５Ｋ（実施例１）となり、一定の省エネ効果が見られることが分かった。これは、特に頻繁にＯＮ／ＯＦＦが入る実際の冷暖房運転では重要な要素である。 The typical heat exchange amount is about 30 W / m, but in this case, the temperature difference is 7.8 K (Comparative Example 1) and 5.5 K (Example 1), and a certain energy saving effect can be seen. I found out. This is an important element in the actual cooling / heating operation in which ON / OFF is frequently entered.
＜フィールド試験＞
二重管からなる熱交換パイプの効果の検証のために、佐賀市の試験フィールドにおいてフィールド試験を実施した。
（１）試験実施期間：２０１８年１０月４日１６：００〜１０月６日１４：００、
（２）実施場所：佐賀市久保田町久富３１３４、（株）バイオテックス敷地内、
（３）試験方法：
・入口水温３５℃の温水を流量３０Ｌ／分で循環する。
・温度が安定した後に、出口温度と流量より熱交換量を計算する。
・内管の有無による熱交換量の差を得る。
<Field test>
In order to verify the effect of the double tube heat exchange pipe, a field test was conducted in the test field of Saga City.
(1) Test period: October 4, 2018 16:00 to October 6, 14:00,
(2) Implementation place: 3134 Kutomi, Kubota-cho, Saga City, on the premises of Biotex Co., Ltd.
(3) Test method:
-The hot water having an inlet water temperature of 35 ° C is circulated at a flow rate of 30 L / min.
-After the temperature stabilizes, calculate the heat exchange amount from the outlet temperature and flow rate.
・ Obtain the difference in the amount of heat exchange depending on the presence or absence of the inner pipe.
（４）結果
（実施例２）
実施例１と同様の二重管のパイプを使用して上記試験を行った。
（比較例２）
比較例１と同様のパイプを使用して上記試験を行った。
(4) Results (Example 2)
The above test was performed using the same double pipe as in Example 1.
(Comparative example 2)
The above test was performed using the same pipe as in Comparative Example 1.
試験時に得た測定データを図７に示す。縦軸（左）は温度（℃）を示し、縦軸（右）は流量（Ｌ／ｍｉｎ）を示し、横軸は時間を示す。
１０月４日の１６：００〜１０月５日の９：４５までは、実施例２の試験を行い、その後、１０月５日の１０：１５〜１０月６日の１４：００までは比較例２の試験を行った。
The measurement data obtained during the test are shown in FIG. The vertical axis (left) shows temperature (° C), the vertical axis (right) shows flow rate (L / min), and the horizontal axis shows time.
The test of Example 2 was conducted from 14:00 on October 4 to 9:45 on October 5, and then comparison was performed from 10:15 on October 5 to 14:00 on October 6. The test of Example 2 was performed.
循環流量は非常に安定しており、入口温度はおおむね安定していたが、１０月５日の４：００〜９：００の間は若干の増加がみられた。これは、水タンクの温度制御がうまくいかなかったためと考えられるが、温度の増加幅が１℃と小さく、後に示すように、この間の熱交換量は安定しているので、該温度増加の影響はないと考えている。 The circulating flow rate was very stable, and the inlet temperature was generally stable, but there was a slight increase between 4:00 and 9:00 on October 5. This is thought to be because the temperature control of the water tank did not work well, but the increase in temperature was as small as 1 ° C, and the amount of heat exchange during this period was stable, so the effect of the increase in temperature was I don't think so.
図７の測定データを用いて計算した熱交換量を図８に示す。実施例２では、１０月５日の０：００〜１０月５日の９：００を安定期間（入口温度が安定した期間）とし、比較例２では、１０月５日の１８：００〜１０月６日の１０：００を安定期間として、該安定期間における地中熱交換量（Ｗ）を求めた。 The heat exchange amount calculated using the measurement data of FIG. 7 is shown in FIG. In Example 2, 0:00 on October 5 to 9:00 on October 5 was set as the stable period (period during which the inlet temperature was stable), and in Comparative Example 2, 18:00 to 10 on October 5. The amount of underground heat exchange (W) during the stable period was calculated by setting 10:00 as the stable period on the 6th of each month.
地中熱交換量は、実施例２では、２４４９Ｗであり、比較例２では、１９１８Ｗであった。これより、二重管の熱交換パイプを使用することにより、熱交換量が２７％増加したことが分かった。これにより、井戸長さの削減が達成でき、非開削工法を用いた地中熱利用ヒートポンプシステムの経済性が大きく改善されると考えられる。 The amount of underground heat exchange was 2449 W in Example 2 and 1918 W in Comparative Example 2. From this, it was found that the heat exchange amount was increased by 27% by using the double pipe heat exchange pipe. As a result, it is considered that the reduction of the well length can be achieved and the economical efficiency of the geothermal heat pump system using the non-excavation method is greatly improved.
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