JP2021071234A - 熱交換装置 - Google Patents
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
【課題】長期的に安定した熱交換を可能とする。【解決手段】熱源水を貯留する貯水槽と、利用側の熱媒体が循環する熱交換器とを含み、上記熱交換器を上記貯水槽内に浸漬して、上記熱源水と上記熱媒体との熱交換を行う熱交換装置において、上記熱源水として、海水井戸から汲み上げられる地下浸透海水を使用する。【選択図】図１
Description
本発明は、熱源水と利用側の熱媒体との間で熱交換を行う熱交換装置に関し、さらに詳しく言えば、長期的に安定した熱交換を行うことができる揚水型の熱交換装置に関するものである。
地下水を汲み上げて利用する揚水型熱交換器としては、例えば特許文献１に記載されているように、井戸から地下水を汲み上げるための揚水ポンプと、揚水ポンプから汲み上げられた井戸水と利用側の熱媒体との間で熱交換する熱交換器とを備え、地下水と利用側との間で熱交換した地下水を再び井戸に戻すようにしたものがある。
しかしながら、この揚水型熱交換装置には、次のような課題がある。すなわち、新しく地下水の揚水施設（井戸）を設置する場合は、設置する井戸の深さや径、揚水ポンプの吐出口の断面積やモータ出力、さらに１日の揚水量などに対して規制がある。また、既存の井戸に関しても３００ワットを超える揚水ポンプを使用している場合には、自治体に年間揚水量を報告する例が多い。
本発明者らは、臨海部（沿岸部）に豊富に存在し比較的容易に取水できる地下浸透海水に着目して本発明をなすに至った。すなわち、本発明の課題は、地下浸透海水を熱源水として使用することにより、長期的に安定した熱交換を行うことができる揚水型の熱交換装置を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明は、熱源水を貯留する貯水槽と、利用側の熱媒体が循環する熱交換器とを含み、上記熱交換器を上記貯水槽内に浸漬して、上記熱源水と上記熱媒体との熱交換を行う熱交換装置において、上記熱源水として、海水井戸から汲み上げられる地下浸透海水を使用することを特徴としている。
本発明において、上記熱源水として上記貯水槽に入れられる地下浸透海水は、水産業等で洗浄水もしくは冷却水等として使用された排水であってもよい。
上記熱交換器には、熱媒体流入側の第１端管と熱媒体流出側の第２端管との間に可撓性を有する複数本の熱交換チューブを並列に接続してなる面状熱交換器が用いられる。
熱源水が地下浸透海水であることから、上記熱交換器は、上記第１端管、上記第２端管および上記熱交換チューブがポリエチレン樹脂製であることが好ましいが、ポリプロピレン樹脂製もしくは架橋ポリエチレン樹脂製であってもよい。
本発明によれば、地下浸透海水を熱源水として使用することにより、長期的に安定した熱交換を行うことができる揚水型の熱交換装置が提供される。
次に、図１および図２により、本発明の一実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。
まず、図１を参照して、この熱交換装置は、臨海部（沿岸部）に設けられ、その地下浸透海水を熱源水として使用する。
そのため、この熱交換装置は、熱源水としての地下浸透海水を取水するための海水井戸１と、地下浸透海水を貯留する貯水槽２と、ヒートポンプユニット３とを備えている。
貯水槽２内には、ヒートポンプユニット３から所定の熱媒体が循環する熱交換器２０が浸漬されている。この実施形態において、熱交換器２０は空調システムの室外機で、ヒートポンプユニット３には空調システムの室内機３０が接続されている。室内機３０は例えば食物栽培用の温室内に配置されてもよい。
図１に示すように、臨海部において、海水井戸１は、上層側の淡水ゾーンＦＷから塩淡境界面ＩＦを突き抜けて下層側の地下海水ゾーンＳＷに至る深さにまで掘削され、揚水ポンプ１０により、地下海水ゾーンＳＷ内の地下浸透海水が汲み上げられ、貯水槽２内に貯留される。
地下浸透海水は、基本的に海底の礫混じりの砂質層を通過してくる海水で、砂質層が濾過装置の役割を果たすことから、清澄な海水が取水できる。また、フジツボやイガイ等の付着生物も濾過されるため、これら生物の導水管等への付着がなく、維持管理費を低減することができる。
このほか、地下浸透海水には次のような特徴がある。まず、取水深度にもよるが、表層水に比べて低水温の海水が得られる。時化や河川からの濁流時でも濁りのない海水が取水できる。水温や水質がほぼ一定で変動幅が小さく、安定した海水が得られる。
また、海水の融点は−１．８℃で真水よりも低いため、特に冬場の暖房運転時の稼働範囲が拡げられる。さらに、地下浸透海水の取水は漁業権等の問題を発生させない。
付着生物の取り込みを防止できるため、管の目詰まりや貯水槽への海藻の繁茂等が解消され、安定した取水が可能である。表層水取水に比べて濾過装置等が不要となるため、処理設備が簡素化でき工事費が比較的安価となる。
陸上でのさく井工事のため、施工が比較的用意である。陸上施設のみのため、管理が容易になる。また、船からの油分流出、赤潮、浮遊ゴミ等による取水障害を回避することができる。
地下浸透海水の取水方法には、大きく分けて、さく井方式と海底集水管埋設方式とがある。このうち、さく井方式は、陸上よりさく井して地下浸透海水を取水するもので、陸上工事のみでよく、コンパクトな施設となるため、工事費を低く抑えることができる。
これに対して、海底集水管埋設方式は、海底の砂の中に集水管を埋設し、浸透してきた海水を集めるものであるため、施工は港外からの表層水方式よりも大掛かりとなる。したがって、さく井方式が好ましい。
本発明において、熱交換器２０には、図２に示すように、熱媒体流入側の第１端管２１１と、熱媒体流出側の第２端管２１２との間に複数本の熱交換チューブ２１３を並列的に接続してなる面状熱交換器２１が用いられる。第１端管２１１は下端に熱媒体流入口を有し、これに対して、第２端管２１２は上端に熱媒体流出口を備えている。
各熱交換チューブ２１３は、第１端管２１１と第２端管２１２とに連通しており、ヒートポンプユニット３３からの熱媒体は、第１端管２１１に供給され、各熱交換チューブ２１３を通って第２端管２１２に向けて流れつつ地下浸透海水（熱源水）との間で熱交換し、第２端管２１２からヒートポンプユニット３３に戻される。
第１端管２１１および第２端管２１２は硬質管で、各熱交換チューブ２１３は可撓性を有するが、ともにその材質は、海水に対して５０年以上の耐腐食性を有するポリエチレンであることが好ましい。貯水槽２もポリエチレン製であることが好ましい。なお、ポリエチレンに代えて、ポリプロピレンや架橋ポリエチレンが用いられてもよい。
一例として、熱交換チューブ２１３は、φ６ｍｍ×長さ５．６ｍのチューブで、第１端管２１１と第２端管２１２の間に１１７本が梁部材２１４により間隔を揃えて平行に配置され、見かけ上１枚のシート状を呈していることから、面状熱交換器２１は熱交換シートとも呼ばれる。
面状熱交換器２１は、ジグザグ状に折り畳まれた状態、もしくは螺旋状に丸められた状態で貯水槽２内に入れられるが、貯水槽２内の底部に図示しないエアフロー手段としての空気噴出管を配置し、噴出される空気によって貯水槽２内の貯留水の対流を促進させることが好ましい。
揚水ポンプ１０により地下浸透海水が貯水槽２内に汲み上げられるが、貯水槽２にはオーバーフロー管２２が設けられており、貯水槽２の上限水面が一定に保たれるようになっている。
揚水ポンプ１０により地下浸透海水を連続的に汲み上げて掛け流し方式としてもよいが、貯水槽２内に水温センサーを設けて、貯留槽２内の水温が所定のしきい値以上もしくはそれ未満となった時点で揚水ポンプ１０を運転して新たな地下浸透海水を貯留槽２内に補充するようにしてもよい。
この実施形態では、海水井戸１内の地下浸透海水を揚水ポンプ１０によって貯水槽２に汲み上げるようにしているが、揚水ポンプ１０によって汲み上げた地下浸透海水を水産業等で例えば洗浄水や冷却水として使用し、その排水を熱源水として貯水槽２に貯留するようにしてもよい。
１ 海水井戸
１０ 揚水ポンプ
２ 貯留槽
２０ 熱交換器
２１ 面状熱交換器
３ ヒートポンプユニット
３０ 室内機
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Claims (4)
- 熱源水を貯留する貯水槽と、利用側の熱媒体が循環する熱交換器とを含み、上記熱交換器を上記貯水槽内に浸漬して、上記熱源水と上記熱媒体との熱交換を行う熱交換装置において、
上記熱源水として、海水井戸から汲み上げられる地下浸透海水を使用することを特徴とする熱交換装置。 - 上記熱源水として上記貯水槽に入れられる地下浸透海水は、水産業等で洗浄水もしくは冷却水等として使用された排水であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
- 上記熱交換器には、熱媒体流入側の第１端管と熱媒体流出側の第２端管との間に可撓性を有する複数本の熱交換チューブを並列に接続してなる面状熱交換器が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換装置。
- 上記熱交換器は、上記第１端管、上記第２端管および上記熱交換チューブがポリエチレン、ポリプロピレンもしくは架橋ポリエチレンのいずれかの樹脂からなることを特徴とする請求項３に記載の熱交換装置。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09149A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-07 | T R P:Kk | 生鮮品の鮮度の保持用の浸漬水及びその製造方法及びその製造装置 |
| KR100954233B1 (ko) * | 2009-07-08 | 2010-04-21 | (주)이에스 | 해수를 이용한 복합 기능 히트 펌프 냉난방 장치 |
| KR20130104433A (ko) * | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 주식회사 탑솔 | 해수열 히트펌프장치의 해수취수 심정장치 |
| KR101551911B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2015-09-09 | (주)인기엔지니어링 | 해변여과정을 이용한 건물용 냉난방 시스템 |
| JP2016169932A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | ダイカポリマー株式会社 | 熱交換ユニット |
| JP2016211765A (ja) * | 2015-05-01 | 2016-12-15 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | ヒートパイプシステム |
| CN106403330A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 湖南中大经纬地热开发科技有限公司 | 基于海水源的地热利用方法 |
| KR101871198B1 (ko) * | 2017-06-12 | 2018-06-27 | 김윤호 | 해수열 이용 냉난방 시스템 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09149A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-07 | T R P:Kk | 生鮮品の鮮度の保持用の浸漬水及びその製造方法及びその製造装置 |
| KR100954233B1 (ko) * | 2009-07-08 | 2010-04-21 | (주)이에스 | 해수를 이용한 복합 기능 히트 펌프 냉난방 장치 |
| KR20130104433A (ko) * | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 주식회사 탑솔 | 해수열 히트펌프장치의 해수취수 심정장치 |
| KR101551911B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2015-09-09 | (주)인기엔지니어링 | 해변여과정을 이용한 건물용 냉난방 시스템 |
| JP2016169932A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | ダイカポリマー株式会社 | 熱交換ユニット |
| JP2016211765A (ja) * | 2015-05-01 | 2016-12-15 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | ヒートパイプシステム |
| CN106403330A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 湖南中大经纬地热开发科技有限公司 | 基于海水源的地热利用方法 |
| KR101871198B1 (ko) * | 2017-06-12 | 2018-06-27 | 김윤호 | 해수열 이용 냉난방 시스템 |
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