JP2020176745A - Geo hybrid system - Google Patents

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Koji Ishiguro
幸治 石黒
雄司 城下
Yuji Shiroshita
雄司 城下
孝 石上
Takashi Ishigami
孝 石上
敦史 渡部
Atsushi Watabe
敦史 渡部
啓雄 柳田
Hiroo Yanagida
啓雄 柳田
聡子 谷口
Satoko Taniguchi
聡子 谷口
美香 日畑
Mika Hibata
美香 日畑
篤 木村
Atsushi Kimura
篤 木村
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Abstract

To provide an underground heat utilization system capable of combining the advantages of an open-loop system and a closed-loop system while solving the drawbacks of them.SOLUTION: An underground well 1 is provided in an aquifer. A pumping pipe 3 for pumping groundwater from the underground well 1 passes through a heat exchanger 11 and is connected to one port of a motor valve 5. To the other port of the motor valve 5, a return pipe 6 that returns to the underground well 1 via the heat exchanger 11 and the ground is connected. To the other port, a branch pipe 12 communicating with a water tank 14 is connected. A refrigerant circulation pipe 8 that supplies heat to a heat pump 16 is configured to exchange heat with the pumping pipe 3 and the return pipe 6 in the heat exchanger 11. In addition, switching the motor valve 5 to the return pipe 6 or the branch pipe 12 is automatically performed by a control device 15 based on the water level of the underground well 1 and then the heat load of the heat pump 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地中熱利用システムに関し、より詳細にはオープンループ方式とクローズドループ方式のそれぞれの欠点を解決しながら互いの利点を併せ持つことが可能な地中熱利用システムに関する。 The present invention relates to a geothermal heat utilization system, and more particularly to a geothermal heat utilization system capable of having advantages of each other while solving the drawbacks of the open loop method and the closed loop method.

地中熱利用ヒートポンプシステムは、夏季においては室内から採熱した熱を地中に排熱することにより室内を冷房し、逆に冬季においては地中から採熱した熱を室内に排熱することにより室内を暖房する室内の冷暖房空調システムに適用することができる。 The geothermal heat pump system cools the room by exhausting the heat collected from the room to the ground in the summer, and conversely exhausts the heat collected from the ground into the room in the winter. It can be applied to an indoor heating / cooling air conditioning system that heats a room.

また、地中熱利用ヒートポンプシステムは、通常の空気熱源ヒートポンプシステムのように大気中に熱を排熱することがないため、ヒートアイランド現象抑制の効果が期待されている。また、地中熱を熱源とし、化石燃料を使用しないため、二酸化炭素削減効果も期待されている。このように、地中熱利用ヒートポンプシステムは、近年の原油価格の高騰および世界規模の環境保全への配慮から、有効活用が注目されている地中熱利用システムである。 Further, since the geothermal heat utilization heat pump system does not exhaust heat to the atmosphere unlike a normal air heat source heat pump system, it is expected to have an effect of suppressing the heat island phenomenon. In addition, since it uses geothermal heat as a heat source and does not use fossil fuels, it is expected to have a carbon dioxide reduction effect. As described above, the geothermal heat pump system is a geothermal heat utilization system that is attracting attention for its effective utilization due to the recent rise in crude oil prices and consideration for environmental conservation on a global scale.

地中熱利用システムは、循環パイプ内を不凍液等(熱媒体)が循環しながらヒートポンプ等の負荷機器との間で熱交換を行うクローズドループ方式と、地下水(熱媒体)を揚水井から揚水し還元井等に戻しながらヒートポンプ等の負荷機器との間で熱交換を行うオープンループ方式とに大別することができる。 The geothermal heat utilization system is a closed loop method in which antifreeze liquid (heat medium) circulates in the circulation pipe and exchanges heat with load equipment such as a heat pump, and ground water (heat medium) is pumped from a pumping well. It can be roughly divided into an open loop method in which heat is exchanged with a load device such as a heat pump while returning to a reduction well or the like.

オープンループ方式は、さらに揚水した地下水を帯水層に戻す還元型と、揚水した地下水を地下排水溝などを利用して河川等の公共の水域に放流する放流型とに大別することができる。還元型は、さらに地下水を還元井に戻す還元井型と、地下水を浸透枡や浸透池などを利用して地中へ浸透させる浸透枡型とに細別することができる。 The open loop method can be broadly divided into a reduction type that returns the pumped groundwater to the aquifer and a discharge type that discharges the pumped groundwater to public water areas such as rivers using underground drainage ditches. .. The reduction type can be further subdivided into a reduction well type in which groundwater is returned to the reduction well and a infiltration well type in which groundwater is infiltrated into the ground using an infiltration basin or a infiltration pond.

オープンループ方式は、地下水をくみ上げて熱媒体(熱源水)として使用するため、地下水の過度の汲み上げにより地盤沈下を引き起こす虞がある。また、オープンループ方式では、揚水井から汲み上げられた地下水は、熱交換した後に還元井に戻されることになっているが、実際は地下水が還元井に戻らずに、地下排水溝に排出されている。従って、水源である揚水井に鉛、ヒ素等の有害物質が含まれる場合、これにより河川等の水質を汚染してしまう虞がある。従って、運用に際し、国・自治体における揚水規制等の地下水利用に関わる法令等を遵守し、周辺の地下水利用や放流先水質への影響等に留意する必要がある。 Since the open loop method draws up groundwater and uses it as a heat medium (heat source water), there is a risk of causing land subsidence due to excessive pumping of groundwater. In the open loop method, the groundwater pumped from the pumping well is to be returned to the reduction well after heat exchange, but in reality, the groundwater is discharged to the underground drainage ditch without returning to the reduction well. .. Therefore, if the pumping well, which is the water source, contains harmful substances such as lead and arsenic, there is a risk of polluting the water quality of rivers and the like. Therefore, it is necessary to comply with the laws and regulations related to the use of groundwater such as pumping regulations in the national and local governments, and pay attention to the use of groundwater in the surrounding area and the impact on the quality of the discharge destination water.

一方、クローズドループ方式は、循環パイプを地面に対し垂直に埋設する垂直埋設型と、水平に埋設する水平埋設型に大別することができる。垂直埋設型は、さらにボーリングの掘削孔を利用して循環パイプを埋設するボアホール方式と、建物の基礎を安定させることを目的として地盤の固い岩盤層に打設される鋼管杭等を利用して鋼管杭の内部に循環パイプを埋設する基礎杭方式とに細別することができる。 On the other hand, the closed loop method can be roughly divided into a vertically buried type in which the circulation pipe is buried perpendicular to the ground and a horizontally buried type in which the circulation pipe is buried horizontally. The vertical burial type uses a borehole method in which a circulation pipe is buried using a drilling hole in the boring, and a steel pipe pile placed in a hard rock layer for the purpose of stabilizing the foundation of the building. It can be subdivided into a foundation pile method in which a circulation pipe is buried inside a steel pipe pile.

クローズドループ方式は、循環パイプを介して地中とパイプ内の熱媒体との間で熱のやり取りが行われるため、採排熱量が循環パイプの長さに依存することになる。そのため、事前に地中と循環パイプとの間の熱伝導率を確認する熱応答試験(サーマルレスポンステスト)を実施する必要がある。 In the closed loop method, heat is exchanged between the ground and the heat medium in the pipe via the circulation pipe, so that the amount of heat extracted and exhausted depends on the length of the circulation pipe. Therefore, it is necessary to carry out a thermal response test (thermal response test) to confirm the thermal conductivity between the underground and the circulation pipe in advance.

特開2018−145606号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-14506 特開2015−113992号公報JP-A-2015-113992 特開2018−071949号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-071949

上述した通り、オープンループ方式の地中熱利用システムは、地下水を帯水層から汲み上げるため、地下水の過度の汲み上げは地盤沈下を引き起こす虞がある、そのため、設置場所については、揚水の汲み上げ規制のない水源が豊富な地域に限定される。従って、揚水の汲み上げ規制の有る都市部においてオープンループ方式は普及していないという問題がある。 As mentioned above, the open-loop geothermal heat utilization system pumps groundwater from the aquifer, and excessive pumping of groundwater may cause land subsidence. Therefore, the installation location is regulated by pumping water. Limited to areas with abundant water sources. Therefore, there is a problem that the open loop method is not widely used in urban areas where pumping water is regulated.

また、オープンループ方式の地中熱利用システムは、地下水を汲み上げる揚水井に鉛、ヒ素等の有害物質が含まれる場合、河川等の公共水域の水質を汚染してしまう虞がある。 In addition, the open-loop geothermal heat utilization system may pollute the water quality of public water areas such as rivers when the pumping wells that pump up groundwater contain harmful substances such as lead and arsenic.

他方、クローズドループ方式においては、循環パイプ内を流れる熱媒体が外部に流出することはないため、オープンループ方式に見られる地下水の過度の汲み上げによる地盤沈下、河川等の公共水域の水質汚染の問題は起こることはない。 On the other hand, in the closed loop method, the heat medium flowing in the circulation pipe does not flow out to the outside, so there are problems of land subsidence due to excessive pumping of groundwater and water pollution in public water bodies such as rivers, which are seen in the open loop method. Will never happen.

しかしながら、熱媒体が循環パイプを介して地中から採熱する或いは地中に排熱する採排熱量については、循環パイプの長さに依存する。そのため、地中との間で熱交換を行うための十分なパイプ長さを確保する必要があり、例えばパイプが多重に巻かれて水平方向又は垂直方向に沿って敷設された大規模な地中熱交換器(熱交換井)を設置しなければならなくなる。そのため、地中熱交換器の設置に対し多額の費用と広い設置スペースが必要となるという問題がある。 However, the amount of heat collected and exhausted by the heat medium from the ground through the circulation pipe or exhausted to the ground depends on the length of the circulation pipe. Therefore, it is necessary to secure a sufficient pipe length for heat exchange with the ground. For example, a large-scale underground where pipes are wound multiple times and laid along the horizontal or vertical direction. A heat exchanger (heat exchange well) will have to be installed. Therefore, there is a problem that a large amount of cost and a large installation space are required for the installation of the geothermal heat exchanger.

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的はオープンループ方式とクローズドループ方式のそれぞれの欠点を解決しながら互いの利点を併せ持つことが可能な地中熱利用システムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is geothermal heat that can have advantages of each other while solving the drawbacks of the open loop method and the closed loop method. It is to provide a utilization system.

上記目的を達成するための本発明に係る地中熱利用システムは、地中に設置されながら内部を地下水が流れる第1パイプ系統(3、6)と、前記第1パイプ系統(3、6)に接続される第1ポンプ(2)と、地中熱を利用する負荷機器(16)と、前記負荷機器(16)に地中熱を供給しながら内部を熱媒体が循環する第2パイプ系統(8)と、前記第2パイプ系統(8)に接続される第2ポンプ(9)と、前記第1パイプ系統(3、6)と前記第2パイプ系統(8)との間で熱交換を行わせる熱交換部(11)とを備えた地中熱利用システムであって、前記第1パイプ系統(3、6)は、地下水を水源とする井戸(1)又は揚水井を始点とし、前記熱交換部(11)及び地中を通過して再び前記井戸(1)又は前記揚水井に戻るように敷設され、且つ前記第1パイプ系統(3、6)を流れる地下水は、前記第1ポンプ(2)によって前記井戸(1)又は前記揚水井から揚水され前記第1パイプ系統(3、6)を循環して前記井戸(1)又は揚水井に吐出されることを特徴とする。 The underground heat utilization system according to the present invention for achieving the above object is a first pipe system (3, 6) in which ground water flows inside while being installed in the ground, and the first pipe system (3, 6). A first pump (2) connected to, a load device (16) that uses underground heat, and a second pipe system in which a heat medium circulates inside while supplying underground heat to the load device (16). Heat exchange between (8), the second pump (9) connected to the second pipe system (8), and the first pipe system (3, 6) and the second pipe system (8). This is an underground heat utilization system provided with a heat exchange unit (11) for performing the above, and the first pipe system (3, 6) has a well (1) or a pumping well whose water source is ground water as a starting point. The groundwater that has passed through the heat exchange section (11) and the ground and is laid so as to return to the well (1) or the pumping well and flows through the first pipe system (3, 6) is the first. It is characterized in that water is pumped from the well (1) or the pumping well by a pump (2), circulates through the first pipe system (3, 6), and discharged to the well (1) or the pumping well.

上記構成では、第1パイプ系統(3、6)を流れる地下水は、第1パイプ系統(3、6)を1周(循環)する毎に井戸(1)内に直に戻され、井戸(1)内の新たな地下水に置換されることになる。なお、地下水を水源とする井戸(1)は、熱容量の大きい温度が地中の温度に近く安定した熱源として機能する。第1ポンプ系統(3、6)を1周しながら地中との間で熱交換した地下水は、その安定した熱源である井戸(1)と直に熱交換することになる。その結果、第1ポンプ系統(3、6)は、地中熱交換器の他に井戸(1)でも熱交換が行われるので、従来のクローズドループよりパイプ長が短くて済むことになる。つまり、クローズドループである第1パイプ系統(3、6)は、従来のクローズドループと異なり、地中に設置される地中熱交換器の規模を縮小することが可能となる。 In the above configuration, the groundwater flowing through the first pipe system (3, 6) is directly returned to the well (1) every time it goes around (circulates) around the first pipe system (3, 6), and is returned directly to the well (1). ) Will be replaced with new groundwater. The well (1) using groundwater as a water source functions as a stable heat source in which the temperature having a large heat capacity is close to the temperature in the ground. The groundwater that has exchanged heat with the ground while making one round of the first pump system (3, 6) will directly exchange heat with the well (1), which is its stable heat source. As a result, in the first pump system (3, 6), heat exchange is performed not only in the geothermal heat exchanger but also in the well (1), so that the pipe length can be shorter than that of the conventional closed loop. That is, unlike the conventional closed loop, the first pipe system (3, 6), which is a closed loop, can reduce the scale of the underground heat exchanger installed in the ground.

本発明に係る地中熱利用システムの第2の特徴は、前記第1パイプ系統(3、6)は前記熱交換部(11)から下流側において、貯水槽(14)に連通した第3パイプ系統(12)に連通可能に敷設されていることである。 The second feature of the geothermal heat utilization system according to the present invention is that the first pipe system (3, 6) communicates with the water storage tank (14) on the downstream side from the heat exchange unit (11). It is laid so that it can communicate with the system (12).

上記構成では、井戸(1)より汲み上げた地下水を第3パイプ系統(12)を介して一方向に放流しながら、負荷機器(16)に地中熱を供給することが可能となる。つまり、地下水の熱交換方式について、クローズドループ方式からオープンループ方式へ或いはオープンループ方式からクローズドループ方式への相互切換が可能となる。 With the above configuration, it is possible to supply geothermal heat to the load device (16) while discharging the groundwater pumped from the well (1) in one direction via the third pipe system (12). That is, the groundwater heat exchange method can be switched from the closed loop method to the open loop method or from the open loop method to the closed loop method.

本発明に係る地中熱利用システムの第3の特徴は、前記第1パイプ系統(3、6)は、前記第3パイプ系統(12)に対する開度を0〜100[%]の範囲内で設定可能な方向切換手段(5)によって前記第3パイプ系統(12)に連通されることである。 The third feature of the geothermal heat utilization system according to the present invention is that the first pipe system (3, 6) has an opening degree with respect to the third pipe system (12) within a range of 0 to 100 [%]. It is communicated with the third pipe system (12) by the settable direction switching means (5).

上記構成では、地下水の熱交換方式について、クローズドループ方式、オープンループ方式、又はクローズド・オープン併用方式の間で相互切換が可能となる。 In the above configuration, the heat exchange method of groundwater can be switched between the closed loop method, the open loop method, and the closed / open combined method.

本発明に係る地中熱利用システムの第4の特徴は、前記井戸(1)の水位を計測する水位センサ(4)と、前記方向切換手段(5)を制御する制御装置(15)とを備え、前記制御装置(15)は前記水位センサ(4)から送信される計測信号に基づいて前記方向切換手段(5)の前記第3パイプ系統(12)に対する開度を決定することである。 A fourth feature of the geothermal heat utilization system according to the present invention is a water level sensor (4) for measuring the water level of the well (1) and a control device (15) for controlling the direction switching means (5). The control device (15) determines the opening degree of the direction switching means (5) with respect to the third pipe system (12) based on the measurement signal transmitted from the water level sensor (4).

上記構成では、井戸(1)の水位に応じて、クローズドループ方式、オープンループ方式、又はクローズド・オープン併用方式の内から最適な1つの熱交換方式が適時選択されることになる。 In the above configuration, one optimum heat exchange method is timely selected from the closed loop method, the open loop method, and the closed / open combined method according to the water level of the well (1).

本発明に係る地中熱利用システムの第5の特徴は、前記第1パイプ系統(3、6)を流れる前記地下水の流量を計測する第1流量センサ(7)と、前記第2パイプ系統(8)を流れる前記熱媒体の流量を計測する第2流量センサ(10)と、前記第3パイプ系統(12)を流れる前記地下水の流量を計測する第3流量センサ(13)とを備え、前記制御装置(15)は、前記各流量センサ(7、10、13)から送信される各計測信号に基づいて前記方向切換手段(5)の前記第3パイプ系統(12)に対する開度を決定することである。 The fifth feature of the underground heat utilization system according to the present invention is the first flow rate sensor (7) for measuring the flow rate of the ground water flowing through the first pipe system (3, 6) and the second pipe system (the second pipe system). A second flow rate sensor (10) for measuring the flow rate of the heat medium flowing through 8) and a third flow rate sensor (13) for measuring the flow rate of the groundwater flowing through the third pipe system (12) are provided. The control device (15) determines the opening degree of the direction switching means (5) with respect to the third pipe system (12) based on the measurement signals transmitted from the flow rate sensors (7, 10, 13). That is.

上記構成では、井戸(1)の水位の他に負荷機器(16)の熱的負荷を考慮して、クローズドループ方式、オープンループ方式、又はクローズド・オープン併用方式の内から最適な1つの熱交換方式が適時選択されることになる。これにより、地下水の過度の揚水による地盤沈下を防止すると共に、無理のない少量の揚水で安定した熱供給が可能となる。 In the above configuration, considering the thermal load of the load device (16) in addition to the water level of the well (1), one of the most suitable heat exchanges is the closed loop method, the open loop method, or the closed / open combined method. The method will be selected in a timely manner. This prevents ground subsidence due to excessive pumping of groundwater, and enables stable heat supply with a reasonably small amount of pumping.

本発明に係る地中熱利用システムの第6の特徴は、前記第2ポンプ(9)、前記熱交換部(11)、前記方向切換手段(5)、前記制御装置(15)、前記第1流量センサ(7)、前記第2流量センサ(10)、及び前記第3流量センサ(13)の全部又は一部は共通の地上設備(18)の内部に集合化されて構成されていることである。 The sixth feature of the geothermal heat utilization system according to the present invention is the second pump (9), the heat exchange unit (11), the direction switching means (5), the control device (15), and the first. All or part of the flow rate sensor (7), the second flow rate sensor (10), and the third flow rate sensor (13) are assembled and configured inside a common ground facility (18). is there.

上記構成では、制御系統及び熱交換部が地上設備としてユニット化されることになる。その結果、新築建屋は勿論、既存建屋に対しても地中熱の供給が可能となる。これにより、建設コストの削減、省スペース化、施工スケジュールの短縮等が可能となる。 In the above configuration, the control system and the heat exchange unit are unitized as ground equipment. As a result, geothermal heat can be supplied not only to new buildings but also to existing buildings. This makes it possible to reduce construction costs, save space, shorten construction schedules, and so on.

本発明に係る地中熱利用システムの第7の特徴は、前記第3パイプ系統(12)から前記貯水槽(14)に放流された前記地下水は、生活用水又は防災用水として利用されることである。 The seventh feature of the geothermal heat utilization system according to the present invention is that the groundwater discharged from the third pipe system (12) to the water storage tank (14) is used as domestic water or disaster prevention water. is there.

上記構成では、熱交換した地下水を更に日常・防災用雑用水として有効利用することにより水道料金を節約すること、貯水槽の大型化を好適に防止することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to save water charges and preferably prevent the water tank from becoming large by effectively using the heat-exchanged groundwater as miscellaneous water for daily life and disaster prevention.

本発明の地中熱利用システムによれば、オープンループ方式とクローズドループ方式のそれぞれの欠点を解決しながら互いの利点を併せ持つことが可能になる。 According to the geothermal heat utilization system of the present invention, it is possible to have the advantages of each other while solving the drawbacks of the open loop method and the closed loop method.

本発明の一実施形態に係るハイブリッド型地中熱利用システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the hybrid type geothermal heat utilization system which concerns on one Embodiment of this invention. ハイブリッド型地中熱利用システムの制御系統を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control system of the hybrid type geothermal heat utilization system. クローズドループ方式で運転しているハイブリッド型熱利用システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the hybrid type heat utilization system which operates in a closed loop system. オープンループ方式で運転しているハイブリッド型熱利用システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the hybrid type heat utilization system which operates by an open loop system. クローズド・オープン併用方式で運転しているハイブリッド型熱利用システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the hybrid type heat utilization system which operates by the closed open combination system. 本発明に係る電動弁の開度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the opening degree of the electric valve which concerns on this invention.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型地中熱利用システム100を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a hybrid type geothermal heat utilization system 100 according to an embodiment of the present invention.

このハイブリッド型地中熱利用システム100は、帯水層を流れる地下水を地下井戸1によって集水し、集水した地下水をクローズドループ方式、又はオープンループ方式、或いはクローズド・オープン併用方式の何れかのパイプ系統で選択的に流しながら、熱交換対象機器(例えばヒートポンプ16)の冷媒循環パイプ8との間で熱交換を行うことにより、地下水に含まれる地中熱を公共施設(例えば、保育園、老人施設、地区公民館等の小規模公共施設、望ましくは、災害発生時の防災拠点・避難場所としても利用可能な小規模公共施設)の空調設備又は給湯設備の熱源として利用するものである。 In this hybrid type geothermal heat utilization system 100, the groundwater flowing through the water zone is collected by the underground well 1, and the collected groundwater is collected by either a closed loop method, an open loop method, or a closed / open combined method. By exchanging heat with the refrigerant circulation pipe 8 of the heat exchange target device (for example, heat pump 16) while selectively flowing in the pipe system, the geothermal heat contained in the groundwater is transferred to public facilities (for example, nursery school, elderly people). It is used as a heat source for air conditioning equipment or hot water supply equipment of small public facilities such as facilities and district public halls, preferably small public facilities that can also be used as disaster prevention bases and evacuation sites in the event of a disaster.

なお、ここで言う「クローズドループ方式のパイプ系統」とは、揚水パイプ3と戻りパイプ6が電動弁5を介して連通したパイプ系統である。また、「オープンループ方式のパイプ系統」とは、揚水パイプ3と分岐パイプ12が電動弁5を介して連結したパイプ系統である。また、「クローズド・オープン併用方式のパイプ系統」とは、揚水パイプ3が電動弁5を介して戻りパイプ6と分岐パイプ12の双方に連通したパイプ系統である。 The "closed loop type pipe system" referred to here is a pipe system in which a pumping pipe 3 and a return pipe 6 communicate with each other via an electric valve 5. Further, the "open loop type pipe system" is a pipe system in which the pumping pipe 3 and the branch pipe 12 are connected via an electric valve 5. Further, the "closed / open combined type pipe system" is a pipe system in which the pumping pipe 3 communicates with both the return pipe 6 and the branch pipe 12 via the electric valve 5.

また、クローズドループ方式、オープンループ方式、又はクローズド・オープン併用方式の各パイプ系統の切り換えは、地下井戸1の水位が所定の安定水位にあることを最優先チェック項目とし、熱交換対象機器(ヒートポンプ16)の熱負荷に応じて自動的に行われるように構成されている。 In addition, when switching between closed-loop, open-loop, or closed-open combined pipe systems, the highest priority check item is that the water level in the underground well 1 is at a predetermined stable water level, and the equipment subject to heat exchange (heat pump). It is configured to be performed automatically according to the heat load of 16).

従って、本ハイブリッド型地中熱利用システム100では、オープンループ方式で運転している場合であっても、地下水の過度の汲上による地盤沈下を引き起こすことがなくなる。また、汲み上げた地下水は貯水槽14に貯水され日常・防災用雑用水として有効利用されるため、地下排水溝等の水域の水質を悪化させることについても起きなくなる。 Therefore, in this hybrid type geothermal heat utilization system 100, even when operating in the open loop system, ground subsidence due to excessive pumping of groundwater is not caused. Further, since the pumped groundwater is stored in the water tank 14 and effectively used as miscellaneous water for daily life and disaster prevention, it does not occur to deteriorate the water quality of the water area such as the underground drainage ditch.

それに加えて、本ハイブリッド型地中熱利用システム100では、地下井戸1より汲み上げられた地下水は、地中熱交換器において地中との間で熱交換した後、地下井戸1に戻され、地下井戸1において直接的に熱交換が行われる。その結果、本ハイブリッド型地中熱利用システム100において使用される地中熱交換器は、従来のクローズドループ方式の地中熱交換器に比べ小型化されることになる。その結果、従来のクローズドループ方式の地中熱交換器に比べ、設置コスト及び設置スペースを好適に削減することが可能となる。 In addition, in this hybrid type geothermal heat utilization system 100, the ground water pumped from the underground well 1 is returned to the underground well 1 after exchanging heat with the ground in the underground heat exchanger, and is underground. Heat exchange takes place directly in the well 1. As a result, the geothermal heat exchanger used in the hybrid geothermal heat utilization system 100 will be smaller than the conventional closed-loop geothermal heat exchanger. As a result, the installation cost and the installation space can be suitably reduced as compared with the conventional closed-loop type geothermal heat exchanger.

本ハイブリッド型地中熱利用システム100の構成については、帯水層から地下水を取り出すための地下井戸1と、地下水を地上に汲み上げるための水井戸ポンプ2と、地下水を熱交換器11に移送する揚水パイプ3と、地下井戸1の水位を計測する水位センサ4と、地下水の移送方向を切り換える電動弁5と、地下水を熱交換器11及び地中を経由して地下井戸1に戻す戻りパイプ6と、戻りパイプ6を流れる地下水の流量を計測する第1流量センサ7と、揚水パイプ3又は戻りパイプ6を流れる地下水から地中熱を採熱する又は地下水に室内の熱を排熱する冷媒循環パイプ8と、冷媒を循環させる循環ポンプ9と、冷媒循環パイプ8を流れる冷媒の流量を計測する第2流量センサ10と、揚水パイプ3又は戻りパイプ6を流れる地下水と冷媒循環パイプ8を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換器11と、地下水を貯水槽に移送する分岐パイプ12と、分岐パイプ12を流れる地下水の流量を計測する第3流量センサ13と、地下水を貯水する貯水槽14と、水位センサ4および各流量センサ7,10,13の各計測信号を取り込んで水井戸ポンプ2、電動弁5および循環ポンプ9を各々制御する制御装置15と、室内に熱または冷熱を供給するヒートポンプ16とを具備して構成される。以下、各構成について更に説明する。 Regarding the configuration of the hybrid type underground heat utilization system 100, an underground well 1 for taking out groundwater from a submerged layer, a water well pump 2 for pumping groundwater to the ground, and a groundwater are transferred to a heat exchanger 11. The pumping pipe 3, the water level sensor 4 that measures the water level of the underground well 1, the electric valve 5 that switches the transfer direction of the groundwater, and the return pipe 6 that returns the groundwater to the underground well 1 via the heat exchanger 11 and the ground. A first flow sensor 7 that measures the flow rate of groundwater flowing through the return pipe 6, and a refrigerant circulation that collects underground heat from the groundwater flowing through the pumping pipe 3 or the return pipe 6 or exhausts indoor heat to the groundwater. A pipe 8, a circulation pump 9 for circulating a refrigerant, a second flow sensor 10 for measuring the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 8, groundwater flowing through the pumping pipe 3 or the return pipe 6, and a refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 8. A heat exchanger 11 that exchanges heat between the two, a branch pipe 12 that transfers groundwater to a water storage tank, a third flow sensor 13 that measures the flow rate of groundwater flowing through the branch pipe 12, and a water storage that stores groundwater. The tank 14, the control device 15 that takes in the measurement signals of the water level sensor 4 and the flow sensors 7, 10 and 13 to control the water well pump 2, the electric valve 5 and the circulation pump 9, respectively, and heat or cold heat in the room. It is configured to include a heat pump 16 to supply. Hereinafter, each configuration will be further described.

地下井戸1は、例えば全体が一端開口のケーシング管から成り、側部が地下水を浸水させるためのスリット又は貫通孔を有するストレーナ部から成る。地下井戸1は帯水層に設けられ、地下水がストレーナ部を通してケーシング管内部に流入する。なお、帯水層とは、地下水が蓄えられている地層のことである。通常は粘土などの不透水層(水が流れにくい地層)にはさまれた、砂や礫(れき)からなる多孔質浸透性の地層を意味している。 The underground well 1 is composed of, for example, a casing pipe having an opening at one end, and a strainer portion having a slit or a through hole for allowing groundwater to enter the side portion. The underground well 1 is provided in the aquifer, and the groundwater flows into the casing pipe through the strainer portion. The aquifer is a stratum in which groundwater is stored. It usually means a porous permeable layer consisting of sand and gravel sandwiched between impermeable layers such as clay (a layer in which water does not easily flow).

水井戸ポンプ2は、例えばターボ式ポンプである。吸込口には、砂・小石等の侵入を阻止するフィルタ(図示せず)が取り付けられている。水井戸ポンプ2は地下井戸1内部の地下水中に設置され、羽根車の回転によって地下水を吸い込み、吸い込んだ地下水に所定のヘッド(水頭)を付与して吐出する。水井戸ポンプ2は防水仕様の電動機によって駆動される。水井戸ポンプ2の制御は、制御装置15によって自動的に行われる。 The water well pump 2 is, for example, a turbo pump. A filter (not shown) is attached to the suction port to prevent sand, pebbles, etc. from entering. The water well pump 2 is installed in the groundwater inside the underground well 1, sucks the groundwater by the rotation of the impeller, attaches a predetermined head (head) to the sucked groundwater, and discharges it. The water well pump 2 is driven by a waterproof electric motor. The control of the water well pump 2 is automatically performed by the control device 15.

なお、水井戸ポンプ2は、地下水を地下井戸1から揚水パイプ3を介して地上に汲み上げるだけでなく、汲み上げた地下水を戻りパイプ6内を所定の流量で流して地下井戸1に戻す循環ポンプとしても機能する。従って、水井戸ポンプ2の全揚程については、ポンプ吐出口から地上までの最大高さ(実揚程)、水井戸ポンプ2を通過する際の損失ヘッド、戻りパイプ6を通過す際の損失ヘッド、及び戻りパイプ6から吐出する際の速度ヘッドを加えた揚程以上が必要となる。 The water well pump 2 is a circulation pump that not only pumps groundwater from the underground well 1 to the ground via a pumping pipe 3 but also flows the pumped groundwater through the return pipe 6 at a predetermined flow rate and returns it to the underground well 1. Also works. Therefore, regarding the total head of the water well pump 2, the maximum height (actual lift) from the pump discharge port to the ground, the loss head when passing through the water well pump 2, the loss head when passing through the return pipe 6, And the lift including the speed head when discharging from the return pipe 6 is required.

本ハイブリッド型地中熱利用システム100がクローズドループ方式で運転している場合、地下水は、水井戸ポンプ2によって地下井戸1→揚水パイプ3→電動弁5→戻りパイプ6→(水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、ボアホール方式地中熱交換器6C)→地下井戸1という経路で循環させられる。一方、本ハイブリッド型地中熱利用システム100がオープンループ方式で運転している場合、地下水は水井戸ポンプ2によって地下井戸1→揚水パイプ3→電動弁5→分岐パイプ12→貯水槽14という経路で一方向に流される。 When this hybrid type geothermal utilization system 100 is operated in a closed loop system, groundwater is collected by a water well pump 2 from underground well 1 → pumping pipe 3 → electric valve 5 → return pipe 6 → (horizontal system geothermal heat). It is circulated in the route of exchanger 6A, foundation pile type geothermal heat exchanger 6B, borehole type geothermal heat exchanger 6C) → underground well 1. On the other hand, when the hybrid type geothermal heat utilization system 100 is operated by the open loop method, the groundwater is routed by the water well pump 2 from the underground well 1 → the pumping pipe 3 → the electric valve 5 → the branch pipe 12 → the water tank 14. It is swept in one direction.

また、本ハイブリッド型地中熱利用システム100がクローズド・オープン併用方式で運転している場合、水井戸ポンプ2によって地下水は、電動弁5によって一部が分岐パイプ12に流され、その残部が戻りパイプ6に流され地下井戸1に戻される。 Further, when the hybrid type geothermal heat utilization system 100 is operated in a closed / open combined system, a part of the groundwater is flowed to the branch pipe 12 by the electric valve 5 by the water well pump 2, and the rest is returned. It is flushed through the pipe 6 and returned to the underground well 1.

揚水パイプ3は、地下水を水井戸ポンプ2→熱交換器11→電動弁5という経路で流す流路であり、クローズドループ方式、オープンループ方式、又はクローズド・オープン併用方式の何れの場合においても使用される共通パイプである。揚水パイプ3を流れる地下水は、熱交換器11を通過する際に冷媒循環パイプ8を流れる冷媒(熱媒体)との間で熱交換が行われる。揚水ポンプ3の材質については、耐久性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた高密度ポリエチレン(例えばPE100)を使用することができる。 The pumping pipe 3 is a flow path for flowing groundwater through a route of a water well pump 2 → a heat exchanger 11 → an electric valve 5, and is used in any of the closed loop method, the open loop method, and the closed / open combined method. It is a common pipe to be used. When the groundwater flowing through the pumping pipe 3 passes through the heat exchanger 11, heat exchange is performed with the refrigerant (heat medium) flowing through the refrigerant circulation pipe 8. As the material of the pump 3, high-density polyethylene (for example, PE100) having excellent durability, impact resistance, and chemical resistance can be used.

水位センサ4は、地下水の水位が下がることにより地盤沈下を引き起こすことを防止するために、地下井戸1内の水位を常時監視するセンサである。水位センサが出力する計測信号(計測値)は、制御装置15に取り込まれる。制御装置15は、水位の計測値が予め設定された閾値を超えそうな場合、電動弁5を駆動してオープンループ方式をクローズドループ方式に切り換えるか、或いはクローズド・オープン併用方式に切り換える。 The water level sensor 4 is a sensor that constantly monitors the water level in the underground well 1 in order to prevent ground subsidence due to a decrease in the groundwater level. The measurement signal (measured value) output by the water level sensor is taken into the control device 15. When the measured value of the water level is likely to exceed a preset threshold value, the control device 15 drives the electric valve 5 to switch the open loop method to the closed loop method, or switches to the closed / open combined method.

電動弁5は、揚水パイプ3を流れる地下水を、戻りパイプ6又は分岐パイプ12のどちらか一方に、或いは分岐パイプ12と戻りパイプ6の双方に連通させる三方弁である。分岐パイプ12と戻りパイプ6の双方に連通させる場合(クローズド・オープン併用方式の場合)、分岐パイプ12に対する開度がX[%](0[%]<X<100[%])である時、戻りパイプ6に対する開度は100[%]−X[%]となる。なお、電動弁5の開度は、地下井戸1の水位に関する水位センサの計測値、ヒートポンプ16の熱的負荷に応じて制御装置15によって決定される。詳細については、図2を参照しながら後述する。 The motorized valve 5 is a three-way valve that communicates the groundwater flowing through the pumping pipe 3 to either the return pipe 6 or the branch pipe 12, or to both the branch pipe 12 and the return pipe 6. When communicating with both the branch pipe 12 and the return pipe 6 (in the case of the closed / open combined method), when the opening degree with respect to the branch pipe 12 is X [%] (0 [%] <X <100 [%]). The opening degree with respect to the return pipe 6 is 100 [%] −X [%]. The opening degree of the motorized valve 5 is determined by the control device 15 according to the measured value of the water level sensor regarding the water level of the underground well 1 and the thermal load of the heat pump 16. Details will be described later with reference to FIG.

戻りパイプ6は、電動弁5→熱交換器11→(水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、ボアホール方式地中熱交換器6C)→地下井戸1という流路であり、クローズドループ方式とクローズド・オープン併用方式の場合に利用される。従って、戻りパイプ6を流れる地下水は、熱交換器11において冷媒循環パイプ14を流れる冷媒との間で熱交換をした後、水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、及びボアホール方式地中熱交換器6Cにおいて地中との間で熱交換を行い、そして地下井戸1に戻る。戻りパイプ6の材質については、耐久性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた高密度ポリエチレン(例えばPE100)を使用することができる。 The return pipe 6 is a flow path of electric valve 5 → heat exchanger 11 → (horizontal type geothermal heat exchanger 6A, foundation pile type geothermal heat exchanger 6B, borehole type geothermal heat exchanger 6C) → underground well 1. It is used in the case of the closed loop method and the closed / open combined method. Therefore, the ground water flowing through the return pipe 6 exchanges heat with the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 14 in the heat exchanger 11, and then the horizontal type geothermal heat exchanger 6A and the foundation pile type geothermal heat exchanger 6B. , And a borehole type geothermal heat exchanger 6C exchanges heat with the ground and returns to the underground well 1. As the material of the return pipe 6, high-density polyethylene (for example, PE100) having excellent durability, impact resistance, and chemical resistance can be used.

水平方式地中熱交換器6Aは、水平方向に沿って敷設されたコイル形状のパイプから構成される(説明の都合上、パイプは垂直方向に沿って敷設されているが、実際は水平方向に沿って敷設されている。)。なお、水平方式地中熱交換器6Aのパイプ形状については、地中に対する接触面積が増加する形状であれば良く、コイル形状の他に、蛇行形状、螺旋形状等を採用することも可能である。 The horizontal geothermal heat exchanger 6A is composed of coil-shaped pipes laid along the horizontal direction (for convenience of explanation, the pipes are laid along the vertical direction, but in reality, they are laid along the horizontal direction. It is laid.) The pipe shape of the horizontal geothermal heat exchanger 6A may be a shape that increases the contact area with the ground, and a meandering shape, a spiral shape, or the like can be adopted in addition to the coil shape. ..

基礎杭方式地中熱交換器6Bは、垂直方向に沿って敷設されたU字形状のパイプから構成される。U字形状パイプは、建物の基礎補強用の基礎杭の内部に埋設される。パイプ外周面と基礎杭内周面との隙間には砂利、珪砂等が充填される。なお、基礎杭方式地中熱交換器6Bのパイプ形状についても、地中に対する接触面積が増加する形状であれば良く、U字形状の他に、ダブルU形状、螺旋形状等を採用することも可能である。 The foundation pile type geothermal heat exchanger 6B is composed of U-shaped pipes laid along the vertical direction. The U-shaped pipe is buried inside the foundation pile for reinforcing the foundation of the building. The gap between the outer peripheral surface of the pipe and the inner peripheral surface of the foundation pile is filled with gravel, silica sand, etc. The pipe shape of the foundation pile type geothermal heat exchanger 6B may be a shape that increases the contact area with the ground, and a double U shape, a spiral shape, or the like may be adopted in addition to the U shape. It is possible.

ボアホール方式地中熱交換器6Cは、垂直方向に沿って、基礎杭方式よりも地中深くに敷設されたU字形状のパイプから構成される。パイプは、地中のボーリングによって形成されたボアホール(掘削孔)に埋設される。パイプ外周面とボアホールとの隙間には砂利、珪砂等が充填される。なお、ボアホール方式地中熱交換器6Cのパイプ形状についても、地中に対する接触面積が増加する形状であれば良く、U字形状の他に、ダブルU形状、螺旋形状等を採用することも可能である。 The borehole type geothermal heat exchanger 6C is composed of U-shaped pipes laid deeper in the ground than the foundation pile type along the vertical direction. The pipe is buried in a borehole (excavation hole) formed by boring in the ground. The gap between the outer peripheral surface of the pipe and the bore hole is filled with gravel, silica sand, or the like. The pipe shape of the borehole type geothermal heat exchanger 6C may be a shape that increases the contact area with the ground, and a double U shape, a spiral shape, or the like can be adopted in addition to the U shape. Is.

第1流量センサ7は、流量の計測値が電気信号で出力されるものであれば良く、測定方式については特に問わない。第2流量センサ10及び第3流量センサ13についても同様である。 The first flow rate sensor 7 may be any as long as the measured value of the flow rate is output as an electric signal, and the measurement method is not particularly limited. The same applies to the second flow rate sensor 10 and the third flow rate sensor 13.

冷媒循環パイプ8は、ヒートポンプ16と熱交換器11との間を冷媒が循環する密閉された循環パイプである。従って、この冷媒循環パイプ8を介して地中熱(地下水の熱)がヒートポンプ16に供給されると共に、室内の熱が地下水に排熱される。 The refrigerant circulation pipe 8 is a sealed circulation pipe in which the refrigerant circulates between the heat pump 16 and the heat exchanger 11. Therefore, the geothermal heat (heat of groundwater) is supplied to the heat pump 16 through the refrigerant circulation pipe 8, and the heat in the room is exhausted to the groundwater.

循環ポンプ9は、冷媒(熱媒体)を冷媒循環パイプ8に沿って循環させるポンプである。循環ポンプ9の制御は、地下井戸1の水位に関する水位センサの計測値、ヒートポンプ16の熱的負荷に応じて制御装置15によって自動的に行われる。 The circulation pump 9 is a pump that circulates a refrigerant (heat medium) along a refrigerant circulation pipe 8. The control of the circulation pump 9 is automatically performed by the control device 15 according to the measured value of the water level sensor regarding the water level of the underground well 1 and the thermal load of the heat pump 16.

熱交換器11は、オープンループ方式では冷媒循環パイプ8と揚水パイプ3との間で熱交換が行われる。クローズドループ方式とクローズド・オープン併用方式では冷媒循環パイプ8と揚水パイプ3及び戻りパイプ6との間で熱交換がそれぞれ行われる。 In the open loop system, the heat exchanger 11 exchanges heat between the refrigerant circulation pipe 8 and the pumping pipe 3. In the closed loop method and the closed / open combined method, heat exchange is performed between the refrigerant circulation pipe 8, the pumping pipe 3, and the return pipe 6, respectively.

分岐パイプ12は、電動弁5から貯水槽14に至る流路であり、オープンループ方式とクローズド・オープン併用方式の場合に利用される。分岐パイプ12の材質については、耐久性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた高密度ポリエチレン(例えばPE100)を使用することができる。 The branch pipe 12 is a flow path from the motorized valve 5 to the water storage tank 14, and is used in the case of the open loop method and the closed / open combined method. As the material of the branch pipe 12, high-density polyethylene (for example, PE100) having excellent durability, impact resistance, and chemical resistance can be used.

貯水槽14は、水井戸ポンプ2によって地下井戸1より汲み上げられた地下水が蓄えられるタンクである。貯水槽14に蓄えられた地下水は、日常・防災用雑用水(トイレ、散水、風呂等)として使用される。なお、使用に際し、例えば濾過装置(図示せず)、殺菌装置(図示せず)、イオン交換装置(図示せす)、浄化装置(図示せず)を通過させることにより、有害な物質は除去されるようになっている。 The water storage tank 14 is a tank in which the groundwater pumped from the underground well 1 by the water well pump 2 is stored. The groundwater stored in the water tank 14 is used as daily / disaster prevention miscellaneous water (toilet, watering, bath, etc.). In use, harmful substances are removed by passing through, for example, a filtration device (not shown), a sterilizer (not shown), an ion exchange device (not shown), and a purification device (not shown). It has become so.

制御装置15は、水位センサ4、第1流量センサ7、第2流量センサ10、及び第3流量センサ13から計測信号を受信し、水井戸ポンプ2、電動弁5及び循環ポンプ9に対し制御信号を送信している。 The control device 15 receives measurement signals from the water level sensor 4, the first flow sensor 7, the second flow sensor 10, and the third flow sensor 13, and controls the water well pump 2, the electric valve 5, and the circulation pump 9. Is being sent.

ヒートポンプ16は、圧縮器(図示せず)、凝縮器(図示せず)、膨張弁(図示せず)、蒸発器(図示せず)、ファン(図示せず)を有し且つ冷媒が流れる冷媒循環パイプ(図示せず)によって構成される。ヒートポンプ16が室内を暖房する場合は、冷媒を圧縮機によって圧縮して液化させることにより、冷媒が液化する際に放熱する熱によって室内の空気を暖め、暖めた空気をファンによって送風する。 The heat pump 16 has a compressor (not shown), a condenser (not shown), an expansion valve (not shown), an evaporator (not shown), a fan (not shown), and a refrigerant through which the refrigerant flows. It is composed of a circulation pipe (not shown). When the heat pump 16 heats the room, the refrigerant is compressed by a compressor and liquefied, so that the heat radiated when the refrigerant is liquefied warms the air in the room and blows the warmed air by a fan.

一方、ヒートポンプ16が室内を冷房する場合、冷媒を膨張弁によって膨張させ蒸発器において気化させることにより、冷媒が気化する際に室内の熱を採熱することによって室内の空気を冷やし、冷やした空気をファンによって送風する。 On the other hand, when the heat pump 16 cools the room, the refrigerant is expanded by the expansion valve and vaporized in the evaporator, and when the refrigerant vaporizes, the heat in the room is collected to cool the air in the room and the cooled air. Is blown by a fan.

小規模施設17は、例えば保育園、老人施設、公民館(災害発生時の防災拠点、避難所)である。 The small-scale facility 17 is, for example, a nursery school, a facility for the elderly, and a public hall (disaster prevention base, evacuation center in the event of a disaster).

建屋18は、電動弁5、循環ポンプ9、熱交換器11、制御装置15、第1流量センサ7、第2流量センサ10、及び第3流量センサ13をユニット化するものである。建屋18は揚水パイプ3、戻りパイプ6、冷媒循環パイプ8、及び分岐パイプ12に対するインターフェースを有している。 The building 18 unitizes an electric valve 5, a circulation pump 9, a heat exchanger 11, a control device 15, a first flow rate sensor 7, a second flow rate sensor 10, and a third flow rate sensor 13. The building 18 has interfaces for the pumping pipe 3, the return pipe 6, the refrigerant circulation pipe 8, and the branch pipe 12.

図2は、ハイブリッド型熱利用システム100の制御系統を示す説明図である。
制御装置15は、水位センサ4の計測信号、並びに第1流量センサ7、第2流量センサ10及び第3流量センサ13の各計測信号を取り込んで、水井戸ポンプ2、電動弁5、循環ポンプ9及びヒートポンプ16をそれぞれ制御する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a control system of the hybrid heat utilization system 100.
The control device 15 takes in the measurement signals of the water level sensor 4 and the measurement signals of the first flow sensor 7, the second flow sensor 10 and the third flow sensor 13, and takes in the water well pump 2, the electric valve 5, and the circulation pump 9. And the heat pump 16 are controlled respectively.

水位センサ4は、地下井戸1の水位を常時計測している。また、第1流量センサ7は戻りポンプ6を流れる地下水の流量を常時計測している。第2流量センサ10は冷媒循環パイプ8を流れる冷媒の流量を常時計測している。第2流量センサ13は分岐パイプ12を流れる地下水の流量を常時計測している。 The water level sensor 4 constantly measures the water level of the underground well 1. Further, the first flow rate sensor 7 constantly measures the flow rate of groundwater flowing through the return pump 6. The second flow rate sensor 10 constantly measures the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 8. The second flow rate sensor 13 constantly measures the flow rate of groundwater flowing through the branch pipe 12.

電動弁5は、揚水パイプ3が接続される揚水パイプ用ポート51aと、戻りパイプ6が接続される戻りパイプ用ポート51bと、分岐パイプ12が接続される分岐パイプ用ポート51cとを備えた弁座51と、各ポートを連通させる開口部52aを備えた弁体52と、弁体52を長手方向(軸方向)に移動させるスライド機構53とから構成される。スライド機構53はエンコーダ(図示せず)を備え、エンコーダの計測信号は制御装置15に取り込まれる。従って、弁体52の分岐パイプ12に対する開度は、エンコーダの計測信号を介して制御装置15によって検知される。 The motorized valve 5 includes a pumping pipe port 51a to which the pumping pipe 3 is connected, a return pipe port 51b to which the return pipe 6 is connected, and a branch pipe port 51c to which the branch pipe 12 is connected. It is composed of a seat 51, a valve body 52 having an opening 52a for communicating each port, and a slide mechanism 53 for moving the valve body 52 in the longitudinal direction (axial direction). The slide mechanism 53 includes an encoder (not shown), and the measurement signal of the encoder is taken into the control device 15. Therefore, the opening degree of the valve body 52 with respect to the branch pipe 12 is detected by the control device 15 via the measurement signal of the encoder.

弁体52の開口部52aと戻りパイプ用ポート51bとの重複長さXと、弁体52の開口部52aと分岐パイプ用ポート51cとの重複長さYとの比に応じて、揚水パイプ3を流れる地下水が戻りパイプ6と分岐パイプ12に分配される。従って、分岐パイプ12に対する電動弁5の開度は、Y/(X+Y)×100[%]によって規定される。つまり、分岐パイプ12に対する開度が0[%]の場合、地下水は全て、地下井戸1→水井戸ポンプ2→揚水パイプ3→電動弁5→戻りパイプ6→(水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、ボアホール方式地中熱交換器6C)→地下井戸1というクローズドループで地下井戸1に戻される。 The pumping pipe 3 depends on the ratio of the overlapping length X of the opening 52a of the valve body 52 and the port 51b for the return pipe to the overlapping length Y of the opening 52a of the valve body 52 and the port 51c for the branch pipe. The groundwater flowing through the pipe is distributed to the return pipe 6 and the branch pipe 12. Therefore, the opening degree of the motorized valve 5 with respect to the branch pipe 12 is defined by Y / (X + Y) × 100 [%]. That is, when the opening degree with respect to the branch pipe 12 is 0 [%], all the groundwater is underground well 1 → water well pump 2 → pumping pipe 3 → electric valve 5 → return pipe 6 → (horizontal underground heat exchanger 6A). , Foundation pile type underground heat exchanger 6B, borehole type underground heat exchanger 6C) → It is returned to the underground well 1 in a closed loop of underground well 1.

一方、分岐パイプ12に対する開度が100[%]の場合、地下水は全て、地下井戸1→水井戸ポンプ2→揚水パイプ3→電動弁5→分岐パイプ12→貯水槽14というオープンループで貯水槽14に放流される。また、分岐パイプ12に対する開度が50[%]の場合、汲み上げた地下水の内で半分はクローズドループで地下井戸1に戻され、残り半分がオープンループで貯水槽14に放流される。 On the other hand, when the opening degree with respect to the branch pipe 12 is 100 [%], all the groundwater is stored in an open loop of underground well 1 → water well pump 2 → pumping pipe 3 → electric valve 5 → branch pipe 12 → water storage tank 14. It is released to 14. When the opening degree with respect to the branch pipe 12 is 50 [%], half of the pumped groundwater is returned to the underground well 1 in a closed loop, and the other half is discharged to the water tank 14 in an open loop.

制御装置15は、地下井戸1の水位とヒートポンプ16の熱的負荷に応じて、分岐パイプ12に対する電動弁5の開度を決定する。なお、ヒートポンプ16の熱的負荷は、例えば冷媒循環パイプ8を流れる冷媒の流量(第2流量センサ10の計測信号)、冷媒の温度(ヒートポンプ16の上流側と下流側)等から検知することができる。 The control device 15 determines the opening degree of the electric valve 5 with respect to the branch pipe 12 according to the water level of the underground well 1 and the thermal load of the heat pump 16. The thermal load of the heat pump 16 can be detected, for example, from the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 8 (measurement signal of the second flow rate sensor 10), the temperature of the refrigerant (upstream side and downstream side of the heat pump 16), and the like. it can.

図3は、クローズドループ方式で運転しているハイブリッド型熱利用システム100を示す説明図である。ハイブリッド型熱利用システム100がクローズドループで運転しているときの電動弁5の開度は0[%]である(図6(a))。また、ヒートポンプ16は暖房で運転しているものとする。以降において同じ。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hybrid heat utilization system 100 operating in a closed loop system. The opening degree of the motor-operated valve 5 when the hybrid heat utilization system 100 is operating in a closed loop is 0 [%] (FIG. 6A). Further, it is assumed that the heat pump 16 is operated by heating. The same applies thereafter.

地中熱を含んだ地下水は、水井戸ポンプ2によって揚水・圧送され、揚水パイプ3を流れている途中で熱交換器11において冷媒循環パイプ8に地中熱を排熱する。排熱した地下水は電動弁5を通過した後、戻りパイプ6を流れている途中で再び熱交換器11において冷媒循環パイプ8に地中熱を排熱する。 The groundwater containing the geothermal heat is pumped and pumped by the water well pump 2, and the geothermal heat is exhausted to the refrigerant circulation pipe 8 in the heat exchanger 11 while flowing through the pumping pipe 3. After the exhausted groundwater passes through the electric valve 5, the underground heat is exhausted to the refrigerant circulation pipe 8 again in the heat exchanger 11 while flowing through the return pipe 6.

熱交換器11において地中熱を冷媒(冷媒循環パイプ8)に排熱した地下水は、水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、及びボアホール方式地中熱交換器6Cを通過する際に地中から地中熱を採熱した後に、地下井戸1に戻される。 The underground water exhausted from the underground heat to the refrigerant (refrigerator circulation pipe 8) in the heat exchanger 11 is a horizontal type geothermal heat exchanger 6A, a foundation pile type geothermal heat exchanger 6B, and a borehole type geothermal heat exchanger. After collecting geothermal heat from the ground when passing through 6C, it is returned to the underground well 1.

熱交換器11において地下水から地中熱を採熱した冷媒は、循環ポンプ9によってヒートポンプ16に移送され、圧縮機によって圧縮されて地中熱を放熱して液化する。放熱された地中熱はファン等の送風機によって室内に供給される。地中熱を放熱した冷媒は循環ポンプ9によって熱交換器11に移送され、再び揚水パイプ3及び戻りパイプ6との間で熱交換を行い、地下水から地中熱を採熱する。以後冷媒は上記動作を繰り返す。 The refrigerant that has collected the geothermal heat from the ground water in the heat exchanger 11 is transferred to the heat pump 16 by the circulation pump 9, compressed by the compressor, dissipates the geothermal heat, and is liquefied. The radiated geothermal heat is supplied indoors by a blower such as a fan. The refrigerant that has dissipated the geothermal heat is transferred to the heat exchanger 11 by the circulation pump 9, heat is exchanged again between the pumping pipe 3 and the return pipe 6, and the geothermal heat is collected from the ground water. After that, the refrigerant repeats the above operation.

図4は、オープンループ方式で運転しているハイブリッド型熱利用システム100を示す説明図である。ハイブリッド型熱利用システム100がオープンループで運転しているときの電動弁5の開度は100[%]である(図6(b))。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a hybrid heat utilization system 100 operating in an open loop system. The opening degree of the motor-operated valve 5 when the hybrid heat utilization system 100 is operating in an open loop is 100 [%] (FIG. 6 (b)).

地中熱を含んだ地下水は、水井戸ポンプ2によって揚水・圧送され、揚水パイプ3を流れている途中で熱交換器11において冷媒循環パイプ8に地中熱を排熱する。排熱した地下水は、電動弁5を通過した後、分岐パイプ12を流れて貯水槽14に放流され日常・防災用雑用水(トイレ、散水、風呂等)として使用される。 The groundwater containing the geothermal heat is pumped and pumped by the water well pump 2, and the geothermal heat is exhausted to the refrigerant circulation pipe 8 in the heat exchanger 11 while flowing through the pumping pipe 3. After passing through the motorized valve 5, the exhausted groundwater flows through the branch pipe 12 and is discharged to the water storage tank 14 for daily / disaster prevention miscellaneous water (toilet, watering, bath, etc.).

熱交換器11において地下水から地中熱を採熱した冷媒は、循環ポンプ9によってヒートポンプ16に移送され、圧縮機によって圧縮されて地中熱を放熱して液化する。放熱された地中熱はファン等の送風機によって室内に供給される。地中熱を放熱した冷媒は循環ポンプ9によって熱交換器11に移送され、再び揚水パイプ3及び戻りパイプ6との間で熱交換を行い地下水から地中熱を採熱する。地中熱を採熱した冷媒は同様な動作を繰り返す。 The refrigerant that has collected the geothermal heat from the ground water in the heat exchanger 11 is transferred to the heat pump 16 by the circulation pump 9, compressed by the compressor, dissipates the geothermal heat, and is liquefied. The radiated geothermal heat is supplied indoors by a blower such as a fan. The refrigerant that has dissipated the geothermal heat is transferred to the heat exchanger 11 by the circulation pump 9, and the heat is exchanged again between the pumping pipe 3 and the return pipe 6 to collect the geothermal heat from the ground water. The refrigerant that collects geothermal heat repeats the same operation.

図5は、クローズド・オープン併用方式で運転しているハイブリッド型熱利用システム100を示す説明図である。ハイブリッド型熱利用システム100がクローズド・オープン併用方式で運転しているときの電動弁5の開度は、地下井戸1の水位、ヒートポンプ16の熱的負荷等に基づいて制御装置15によって決定される。ここでは、一例として電動弁5の開度は50[%]としている(図6(c))。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing a hybrid heat utilization system 100 operating in a closed / open combined system. The opening degree of the electric valve 5 when the hybrid heat utilization system 100 is operated in a closed / open combined system is determined by the control device 15 based on the water level of the underground well 1, the thermal load of the heat pump 16, and the like. .. Here, as an example, the opening degree of the motor-operated valve 5 is set to 50 [%] (FIG. 6 (c)).

地中熱を含んだ地下水は、水井戸ポンプ2によって揚水・圧送され、揚水パイプ3を流れている途中で熱交換器11において冷媒循環パイプ8に地中熱を排熱する。排熱した地下水は電動弁5において、その半分が戻りパイプ6を流れ、残りの半分が分岐パイプ12を流れる。 The groundwater containing the geothermal heat is pumped and pumped by the water well pump 2, and the geothermal heat is exhausted to the refrigerant circulation pipe 8 in the heat exchanger 11 while flowing through the pumping pipe 3. Half of the exhausted groundwater flows through the return pipe 6 and the other half flows through the branch pipe 12 in the motorized valve 5.

戻りパイプ6を流れる地下水は、途中で再び熱交換器11において冷媒循環パイプ8に地中熱を排熱する。排熱した地下水は、水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、及びボアホール方式地中熱交換器6Cを通過する際に地中から地中熱を採熱した後に、地下井戸1に戻される。 The groundwater flowing through the return pipe 6 exhausts the geothermal heat to the refrigerant circulation pipe 8 again in the heat exchanger 11 on the way. The exhausted ground water is collected after collecting underground heat from the ground when passing through the horizontal type geothermal heat exchanger 6A, the foundation pile type underground heat exchanger 6B, and the borehole type geothermal heat exchanger 6C. , Returned to underground well 1.

一方、分岐パイプ12を流れる地下水は、貯水槽14に放流され日常・防災用雑用水(トイレ、散水、風呂等)として使用される。 On the other hand, the groundwater flowing through the branch pipe 12 is discharged to the water storage tank 14 and used as daily / disaster prevention miscellaneous water (toilet, watering, bath, etc.).

熱交換器11において地下水から地中熱を採熱した冷媒は、循環ポンプ9によってヒートポンプ16に移送され、圧縮機によって圧縮されて地中熱を放熱して液化する。放熱された地中熱はファン等の送風機によって室内に供給される。地中熱を放熱した冷媒は循環ポンプ9によって熱交換器11に移送され、再び揚水パイプ3及び戻りパイプ6との間で熱交換を行い地下水から地中熱を採熱する。地中熱を採熱した冷媒は同様な動作を繰り返す。 The refrigerant that has collected the geothermal heat from the ground water in the heat exchanger 11 is transferred to the heat pump 16 by the circulation pump 9, compressed by the compressor, dissipates the geothermal heat, and is liquefied. The radiated geothermal heat is supplied indoors by a blower such as a fan. The refrigerant that has dissipated the geothermal heat is transferred to the heat exchanger 11 by the circulation pump 9, and the heat is exchanged again between the pumping pipe 3 and the return pipe 6 to collect the geothermal heat from the ground water. The refrigerant that collects geothermal heat repeats the same operation.

以上の通り、本発明のハイブリッド型熱利用システム100によれば、揚水パイプ3と戻りパイプ6の系統は、地下水を水源とする地下井戸1を始点とし、熱交換器11及び地中を通過して再び地下井戸1に戻るように敷設され、且つ揚水パイプ3と戻りパイプ6を流れる地下水は、水井戸ポンプ2によって地下井戸1から揚水され、揚水パイプ3と戻りパイプ6を流れて地下井戸1に吐出されるように構成されている。 As described above, according to the hybrid heat utilization system 100 of the present invention, the system of the pumping pipe 3 and the return pipe 6 starts from the underground well 1 whose water source is underground water, passes through the heat exchanger 11 and the ground. The underground water that is laid so as to return to the underground well 1 and flows through the pumping pipe 3 and the return pipe 6 is pumped from the underground well 1 by the water well pump 2, flows through the pumping pipe 3 and the return pipe 6, and flows through the underground well 1. It is configured to be discharged to.

地下井戸1内の地下水は、熱容量が大きいためその温度は地中の温度に近く安定している。熱交換した地下水は、その地下井戸1に直に戻されるため、従来の密閉型のクローズドループに比べ地中における必要採排熱量(熱交換量)が小さくなる。その結果、地中に設置される熱交換器(水平方式地中熱交換器6A、基礎杭方式地中熱交換器6B、ボアホール方式地中熱交換器6C)の規模を縮小・小型化することが可能となる。これにより、地中熱交換器を設置するためのコスト及びスペースを削減することが可能となる。 Since the groundwater in the underground well 1 has a large heat capacity, its temperature is close to the underground temperature and is stable. Since the heat-exchanged groundwater is directly returned to the underground well 1, the required amount of heat collected and exhausted (heat exchange amount) in the ground is smaller than that of the conventional closed loop. As a result, the scale of the heat exchangers installed in the ground (horizontal type geothermal heat exchanger 6A, foundation pile type geothermal heat exchanger 6B, borehole type geothermal heat exchanger 6C) should be reduced and downsized. Is possible. This makes it possible to reduce the cost and space for installing the geothermal heat exchanger.

揚水パイプ3と戻りパイプ6の系統は熱交換器11から下流側において、貯水槽14に連通した分岐パイプ12に電動弁5を介して連通可能に敷設されている。電動弁5は、分岐パイプ12に対する開度を0〜100[%]の範囲内で自動的に設定することができる。これにより、地下井戸1から揚水された地下水は、貯水槽14に貯水され、地中の還元井等に戻されることがなくなる。その結果、地下水に含まれる有害物質による水域の水質汚染が起きなくなる。 The system of the pumping pipe 3 and the return pipe 6 is laid on the downstream side of the heat exchanger 11 so as to communicate with the branch pipe 12 communicating with the water storage tank 14 via the electric valve 5. The motorized valve 5 can automatically set the opening degree with respect to the branch pipe 12 within the range of 0 to 100 [%]. As a result, the groundwater pumped from the underground well 1 is stored in the water storage tank 14 and is not returned to the reduction well or the like in the ground. As a result, water pollution in the water area due to harmful substances contained in groundwater does not occur.

また、分岐パイプ12に対する電動弁5の開度は、地下井戸1の水位に基づいて制御装置15によって決定される。これにより、地下水の過度の汲み上げによる地盤沈下が起きなくなる。 Further, the opening degree of the electric valve 5 with respect to the branch pipe 12 is determined by the control device 15 based on the water level of the underground well 1. This prevents land subsidence due to excessive pumping of groundwater.

また、分岐パイプ12に対する電動弁5の開度は、地下井戸1の水位に加えヒートポンプ16の熱的負荷も考慮して制御装置15によって決定される。これにより、少量の揚水で効率の良い地中熱の供給が可能となる。 Further, the opening degree of the motorized valve 5 with respect to the branch pipe 12 is determined by the control device 15 in consideration of the thermal load of the heat pump 16 in addition to the water level of the underground well 1. This makes it possible to efficiently supply geothermal heat with a small amount of pumped water.

また、貯水槽14に放流された地下水は、殺菌、濾過、浄化されるため、緊急時の生活用水又は防災用水として有効利用される。 Further, since the groundwater discharged into the water tank 14 is sterilized, filtered, and purified, it is effectively used as water for daily life or disaster prevention in an emergency.

このように、本発明のハイブリッド型熱利用システム100は、従来のオープンループ方式に見られた地下水の過度の汲み上げによる地盤沈下、並びに地下水に含まれる有害物資による公共水域の水質汚染の各問題を解決すると共に、従来のクローズドループ方式に見られた地中熱交換器の大型化に伴う設置コストの増大及び設置スペースの拡大という問題をも解決することができる。 As described above, the hybrid heat utilization system 100 of the present invention solves the problems of ground subsidence due to excessive pumping of groundwater and water pollution of public water areas due to harmful substances contained in groundwater, which are seen in the conventional open loop method. In addition to solving the problem, it is possible to solve the problems of an increase in installation cost and an increase in installation space due to an increase in the size of the geothermal heat exchanger, which is seen in the conventional closed loop method.

また、本発明のハイブリッド型熱利用システム100は、地下井戸1の水位とヒートポンプ16の熱的負荷に基づいて、クローズドループ方式、オープンループ方式又はクローズド・オープン併用方式の内から最適な方式を適宜選択することができるため、少量の揚水で効率の良い地中熱の供給が可能となる。 Further, the hybrid heat utilization system 100 of the present invention appropriately selects the optimum method from the closed loop method, the open loop method, and the closed / open combined method based on the water level of the underground well 1 and the thermal load of the heat pump 16. Since it can be selected, it is possible to efficiently supply underground heat with a small amount of pumping water.

従って、本発明のハイブリッド型熱利用システム100によれば、オープンループ方式とクローズドループ方式のそれぞれの欠点を解決しながら互いの利点を併せ持つことが可能となる。地下水の汲み上げ規制のある都市部においてもオープンループ方式で地中熱を利用することができるようになる。 Therefore, according to the hybrid heat utilization system 100 of the present invention, it is possible to have advantages of each other while solving the drawbacks of the open loop method and the closed loop method. Even in urban areas where there are restrictions on the pumping of groundwater, geothermal heat can be used in an open-loop system.

なお、地下水については、地下井戸1に代えて揚水井から地下水を揚水するようにしても良い。この場合、揚水するポンプは建屋18内に据え付けることが可能である。 As for the groundwater, the groundwater may be pumped from the pumping well instead of the underground well 1. In this case, the pump for pumping water can be installed in the building 18.

1 地下井戸
2 水井戸ポンプ
3 揚水パイプ
4 水位センサ
5 電動弁
6 戻りパイプ
7 第1流量センサ
8 冷媒循環パイプ
9 循環ポンプ
10 第2流量センサ
11 熱交換器
12 分岐パイプ
13 第3流量センサ
14 貯水槽
15 制御装置
16 ヒートポンプ
17 小規模施設
18 建屋
100 ハイブリッド型地中熱利用システム
1 Underground well 2 Water well pump 3 Pumping pipe 4 Water level sensor 5 Electric valve 6 Return pipe 7 1st flow sensor 8 Coolant circulation pipe 9 Circulation pump 10 2nd flow sensor 11 Heat exchanger 12 Branch pipe 13 3rd flow sensor 14 Water storage Tank 15 Control device 16 Heat pump 17 Small facility 18 Building 100 Hybrid type underground heat utilization system

Claims (7)

地中に設置されながら内部を地下水が流れる第1パイプ系統(3、6)と、
前記第1パイプ系統(3、6)に接続される第1ポンプ(2)と、
地中熱を利用する負荷機器(16)と、
前記負荷機器(16)に地中熱を供給しながら内部を熱媒体が循環する第2パイプ系統(8)と、
前記第2パイプ系統(8)に接続される第2ポンプ(9)と、
前記第1パイプ系統(3、6)と前記第2パイプ系統(8)との間で熱交換を行わせる熱交換部(11)と、を備えた地中熱利用システムであって、
前記第1パイプ系統(3、6)は、地下水を水源とする井戸(1)又は揚水井を始点とし、前記熱交換部(11)及び地中を通過して再び前記井戸(1)又は前記揚水井に戻るように敷設され、且つ
前記第1パイプ系統(3、6)を流れる地下水は、前記第1ポンプ(2)によって前記井戸(1)又は前記揚水井から揚水され前記第1パイプ系統(3、6)を圧送されて前記井戸(1)又は前記揚水井に吐出される
ことを特徴とする地中熱利用システム。
The first pipe system (3, 6) where groundwater flows inside while being installed underground,
The first pump (2) connected to the first pipe system (3, 6) and
Load equipment (16) that uses geothermal heat,
A second pipe system (8) in which a heat medium circulates inside while supplying geothermal heat to the load device (16).
The second pump (9) connected to the second pipe system (8) and
A geothermal heat utilization system including a heat exchange unit (11) for exchanging heat between the first pipe system (3, 6) and the second pipe system (8).
The first pipe system (3, 6) starts from a well (1) or a pumping well whose water source is groundwater, passes through the heat exchange section (11) and the ground, and again passes through the well (1) or the well. The groundwater laid so as to return to the pumping well and flowing through the first pipe system (3, 6) is pumped from the well (1) or the pumping well by the first pump (2) and is pumped from the first pipe system. A groundwater heat utilization system characterized in that (3, 6) is pumped and discharged to the well (1) or the pumping well.
請求項1に記載の地中熱利用システムにおいて、
前記第1パイプ系統(3、6)は前記熱交換部(11)から下流側において、貯水槽(14)に連通した第3パイプ系統(12)に連通可能に敷設されている
ことを特徴とする地中熱利用システム。
In the geothermal heat utilization system according to claim 1,
The first pipe system (3, 6) is laid downstream from the heat exchange unit (11) so as to be able to communicate with the third pipe system (12) communicating with the water storage tank (14). Geothermal heat utilization system.
請求項2に記載の地中熱利用システムにおいて、
前記第1パイプ系統(3、6)は、前記第3パイプ系統(12)に対する開度を0〜100[%]の範囲内で設定可能な方向切換手段(5)によって前記第3パイプ系統(12)に連通される
ことを特徴とする地中熱利用システム。
In the geothermal heat utilization system according to claim 2,
The first pipe system (3, 6) is the third pipe system (3, 6) by the direction switching means (5) in which the opening degree with respect to the third pipe system (12) can be set within the range of 0 to 100 [%]. A geothermal heat utilization system characterized by communicating with 12).
請求項1から3の何れか1項に記載の地中熱利用システムにおいて、
前記井戸(1)の水位を計測する水位センサ(4)と、
前記方向切換手段(5)を制御する制御装置(15)とを備え、
前記制御装置(15)は前記水位センサ(4)から送信される計測信号に基づいて前記方向切換手段(5)の前記第3パイプ系統(12)に対する開度を決定する
ことを特徴とする地中熱利用システム。
In the geothermal heat utilization system according to any one of claims 1 to 3,
A water level sensor (4) that measures the water level of the well (1) and
A control device (15) for controlling the direction switching means (5) is provided.
The control device (15) determines the opening degree of the direction switching means (5) with respect to the third pipe system (12) based on the measurement signal transmitted from the water level sensor (4). Medium heat utilization system.
請求項4に記載の地中熱利用システムにおいて、
前記第1パイプ系統(3、6)を流れる前記地下水の流量を計測する第1流量センサ(7)と、
前記第2パイプ系統(8)を流れる前記熱媒体の流量を計測する第2流量センサ(10)と、
前記第3パイプ系統(12)を流れる前記地下水の流量を計測する第3流量センサ(13)とを備え、
前記制御装置(15)は、前記各流量センサ(7、10、13)から送信される各計測信号に基づいて前記方向切換手段(5)の前記第3パイプ系統(12)に対する開度を決定する
ことを特徴とする地中熱利用システム。
In the geothermal heat utilization system according to claim 4,
A first flow rate sensor (7) that measures the flow rate of the groundwater flowing through the first pipe system (3, 6), and
A second flow rate sensor (10) that measures the flow rate of the heat medium flowing through the second pipe system (8), and
A third flow rate sensor (13) for measuring the flow rate of the groundwater flowing through the third pipe system (12) is provided.
The control device (15) determines the opening degree of the direction switching means (5) with respect to the third pipe system (12) based on the measurement signals transmitted from the flow rate sensors (7, 10, 13). A geothermal heat utilization system characterized by
請求項1から5の何れか1項に記載の地中熱利用システムにおいて、
前記第2ポンプ(9)、前記熱交換部(11)、前記方向切換手段(5)、前記制御装置(15)、前記第1流量センサ(7)、前記第2流量センサ(10)、及び前記第3流量センサ(13)の全部又は一部は共通の建物(18)の内部に集合されて構成されている
ことを特徴とする地中熱利用システム。
In the geothermal heat utilization system according to any one of claims 1 to 5,
The second pump (9), the heat exchange unit (11), the direction switching means (5), the control device (15), the first flow rate sensor (7), the second flow rate sensor (10), and the like. A geothermal heat utilization system characterized in that all or part of the third flow rate sensor (13) is assembled inside a common building (18).
請求項2に記載の地中熱利用システムにおいて、
前記第3パイプ系統(12)から前記貯水槽(14)に放流された前記地下水は、生活用水又は防災用水として利用される
ことを特徴とする地中熱利用システム。
In the geothermal heat utilization system according to claim 2,
A geothermal heat utilization system characterized in that the groundwater discharged from the third pipe system (12) to the water storage tank (14) is used as domestic water or disaster prevention water.
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