JP2021131223A - 地中熱利用装置及び該地中熱利用装置の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 地下水を汲み上げることなく、地熱を効率的に利用する。
【解決手段】 地中に埋設される筒状ケーシング１０内の熱媒体流体Ｂの熱を地上設備にて利用するようにした地中熱利用装置において、筒状ケーシング１０は、熱媒体流体Ｂを貯溜するための熱媒体流体貯溜室１０Ａを内側に確保した内側筒部１１と、内側筒部１１を囲む外側筒部１２とを具備して二重筒状に構成され、外側筒部１２の周壁には、内外に貫通する通水路１２ａが設けられ、内側筒部１１と外側筒部１２の間には、通水路１２ａを介して流入する地下水を貯溜する地下水貯溜室１０Ｂが確保され、内側筒部１１は、熱媒体流体貯溜室１０Ａと地下水貯溜室１０Ｂとを水密に仕切っている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地中の熱を、融雪や空調機、冷凍機等の熱源（温熱源及び冷熱源を含む）として利用するようにした地中熱利用装置、及び該地中熱利用装置の使用方法に関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に記載されるように、鉛直状のケーシングと、このケーシング内に位置する開口から上方のケーシング外へ延設された往管と、ケーシング外からケーシング内へ入り下方へ延設された還管と備え、前記往管によりケーシング内の地下水をくみ上げて地上設備に流通させ熱交換等に利用した後、この利用後の水を前記還管によりケーシング内へ戻し更に地下水脈へ戻すようにした地下水往還装置がある。

特開2006-9335号公報

ところで、上記従来技術によれば、くみ上げた地下水を地上設備で利用した後に地下水脈に戻すことになるため、環境への悪影響が懸念され、自治体等による規制を受ける場合もある。

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
地中に埋設される筒状ケーシング内の熱媒体流体の熱を地上設備にて利用するようにした地中熱利用装置において、前記筒状ケーシングは、前記熱媒体流体を貯溜するための熱媒体流体貯溜室を内側に確保した内側筒部と、該内側筒部を囲む外側筒部とを具備して二重筒状に構成され、前記外側筒部の周壁には、内外に貫通する通水路が設けられ、前記内側筒部と前記外側筒部の間には、前記通水路を介して流入する地下水を貯溜する地下水貯溜室が確保され、前記内側筒部は、前記熱媒体流体貯溜室と前記地下水貯溜室とを水密に仕切っていることを特徴とする地中熱利用装置。

本発明は、以上説明したように構成されているので、地下水を汲み上げることなく、地熱を効率的に利用することができる。

本発明に係る地中熱利用装置の一例であって、地中に埋めた状態を示す縦断面図である。 本発明に係る地中熱利用装置の他例であって、地中に埋めた状態を示す縦断面図である。 本発明に係る地中熱利用装置の他例であって、地中に埋めた状態を示す縦断面図である。 本発明に係る地中熱利用装置の他例であって、地中に埋めた状態を示す縦断面図である。

本実施の形態では、以下の特徴を開示している。
第１の特徴は、地中に埋設される筒状ケーシング内の熱媒体流体の熱を地上設備にて利用するようにした地中熱利用装置において、前記筒状ケーシングは、前記熱媒体流体を貯溜するための熱媒体流体貯溜室を内側に確保した内側筒部と、該内側筒部を囲む外側筒部とを具備して二重筒状に構成され、前記外側筒部の周壁には、内外に貫通する通水路が設けられ、前記内側筒部と前記外側筒部の間には、前記通水路を介して流入する地下水を貯溜する地下水貯溜室が確保され、前記内側筒部は、前記熱媒体流体貯溜室と前記地下水貯溜室とを水密に仕切っている（図１及び図２参照）。

第２の特徴として、前記内側筒部と前記外側筒部の間には、その上端側に断熱材が設けられ、前記断熱材よりも下方側に前記地下水貯溜室及び前記通水路が設けられている（図３〜図４参照）。

第３の特徴として、前記通水路は、前記断熱材よりも下側で上下方向へわたるスリット状に形成され、前記外側筒部の周方向に間隔を置いて複数設けられる（図３〜図４参照）。

第４の特徴として、前記内側筒部の底壁部と前記外側筒部の底壁部との間には、前記内側筒部の周壁部を下方へ延長可能にする空間が確保されている（図３〜図４参照）。

第５の特徴は、前記内側筒部内の熱媒体流体を吸入して地上設備に導いて利用した後に前記内側筒部内に戻す循環流路を備えた（図１及び図２参照）。

第６の特徴は、前記循環流路を第一の循環流路とし、前記第一の循環流路とは異なる第二の循環流路を備え、前記第一の循環流路は、前記熱媒体流体を吸入するための吸入口を、前記内側筒部内に貯溜した熱媒体流体の上層寄りに配置し、前記第二の循環流路は、前記熱媒体流体を吸入するための吸入口を前記第一の循環流路の吸入口よりも下方側に配置し、この吸入口により吸入した前記熱媒体流体を、前記地上設備とは異なる他の地上設備に導いて利用した後に前記内側筒部内に戻すように構成されている（図２参照）。

第７の特徴として、前記循環流路は、前記内側筒部内の熱媒体流体を、吸入し分岐して複数の地上設備に導いて利用した後に、合流して前記内側筒部内に戻す（図３参照）。

第８の特徴として、前記循環流路は、前記内側筒部内から吸入した熱媒体流体を、直列的に配管接続された複数の地上設備に順次に流通して利用した後に、前記内側筒部内に戻す（図４参照）。

第９の特徴として、複数の前記地上設備のうち、下流側の地上設備の吐出側配管と、上流側の地上設備の吸入側配管との間に、前記下流側の地上設備で利用した熱媒体流体を前記上流側の地上設備で再利用するための再利用配管を設けた。

第１０の特徴は、上記地中熱利用装置の使用方法であって、前記熱媒体流体が不凍液であり、前記地下水貯溜室内の地下水を凍結させた後、前記内側筒部内の前記熱媒体流体の熱を利用する。

第１１の特徴は、上記地中熱利用装置の使用方法であって、地上が高温の時に、前記内側筒部内から汲み上げた熱媒体流体を外部熱により加熱して前記内側筒部内に戻し、この後、地上が前記高温よりも低温の時に、前記内側筒部内の熱媒体流体の熱を利用する。

＜第一の実施態様＞
次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る地中熱利用装置の一例を示している。
地中熱利用装置１は、地中に略鉛直状に埋設される筒状ケーシング１０と、この筒状ケーシング１０における内側筒部１１内の熱媒体流体を地上設備に導いて利用した後に前記内側筒部内に戻す第一の循環流路２０とを備える。

地中熱利用装置１が埋設される地中は、不透水層及び帯水層を有する。帯水層は、上下の不透水層の間に形成される水を含んだ地層であり、例えば、砂層、礫層などの多孔質浸透性の未固結地層、または割れ目を有した砂岩、礫岩、稀に玄武岩、分散した溶岩が重なり合った火成岩層、あるいは多孔質、空洞のある石灰岩の層等によって構成される。図示例の地中熱利用装置１は、不透水層及びその下側の帯水層に挿通されるようにして埋設される。

筒状ケーシング１０は、内側筒部１１と、内側筒部１１を囲む外側筒部１２とを具備する二重筒状に構成され、内側筒部１１内に熱媒体流体Ｂを貯溜するための熱媒体流体貯溜室１０Ａを確保するとともに、内側筒部１１の外周面と外側筒部１２の内周面との間に、通水路１２ａを介して流入する地下水を一時的に貯溜する地下水貯溜室１０Ｂを確保している。

内側筒部１１は、円筒状の周壁部とその下端の底部から有底筒状に形成される。
この内側筒部１１は、その周壁部及び底部により、周囲の空間に対し密閉状に仕切られ、その内部を熱媒体流体貯溜室１０Ａにしている。
内側筒部１１の周壁部は、例えば、金属製パイプを上下方向へ複数連結することで構成される。
内側筒部１１の周壁部及び底部は、熱媒体流体貯溜室１０Ａと地下水貯溜室１０Ｂとを水密に仕切っている。内側筒部１１の上端部は、円盤状の蓋部材１３によって閉鎖されている。

内側筒部１１内には、熱媒体流体Ｂが貯溜される。
熱媒体流体Ｂは、防食不凍液であり、ブライン等と呼称される場合もある。この熱媒体流体Ｂには、例えばエチレングリコール等を主成分としたブライン不凍液を用いればよいが、水やその他の液体を用いることも可能である。

また、外側筒部１２は、内側筒部１１の外径よりも大きい円筒状の周壁部の下端を底部により閉鎖した有底筒状に形成される。外側筒部１２の周壁部には、周方向に間隔を置いて複数の通水路１２ａが設けられる。

各通水路１２ａは、上下方向へわたって外側筒部１２の周壁部を貫通するスリット状に形成される。この通水路１２ａは、地中における不透水層からその下側の帯水層に跨るように長尺状に形成され、図示例によれば、外側筒部１２の上端近傍から同外側筒部１２の下端近傍まで連続している。
また、各通水路１２ａの周宇方向の幅は、外側筒部１２周囲の礫（小石）等を通過させ難いように適宜に設定される。

第一の循環流路２０は、内側筒部１１内の熱媒体流体Ｂを、比較的上層側で吸入し第一の地上設備Ｘ１に導いて利用した後に内側筒部１１内に戻すように構成される。
詳細に説明すれば、この第一の循環流路２０は、内側筒部１１内にて吸入口２０ａから上方へ延設され蓋部材１３を貫通し、さらに地上の第一の地上設備Ｘ１まで延設された往管２１と、往管２１の途中に設けられて管内の熱媒体流体Ｂを第一の地上設備Ｘ１へ強制搬送するポンプＰと、第一の地上設備Ｘ１を通過した熱媒体流体Ｂを内側筒部１１内へ戻す還管２２とを備える。

図１に示す一例によれば、往管２１の吸入口２０ａは、内側筒部１１内に貯溜された熱媒体流体Ｂの上層寄りに位置する。そして、還管２２の吐出口は、内側筒部１１内において熱媒体流体Ｂの液面よりも上側に位置する。

第一の地上設備Ｘ１は、往管２１及びポンプＰによって汲み上げられた熱媒体流体Ｂを熱交換器に通過させて熱利用し、その利用後の熱媒体流体Ｂを還管２２へ戻す。
例えば、図示の第一の地上設備Ｘ１は、融雪装置であり、地面に埋め込まれたコイル式熱交換器に、熱媒体流体Ｂを通過させるように構成される。

この第一の地上設備Ｘ１の他例としては、空調機器や、コールドチェーン機器、その他の冷凍装置とすることも可能である。この場合、往管２１及び還管２２は、この第一の地上設備Ｘ１の熱源側の熱交換器部分に接続される。

次に、上記構成の地中熱利用装置１について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
地中熱利用装置１を地中に埋め込むと、複数の通水路１２ａを介して、地下水貯溜室１０Ｂに地下水が浸入する。この地下水は、図１に示す一例によれば、帯水層と不透水層の境目よりも若干上側に液面を有する。
この地下水は、温度や液圧等の変化に応じて、地下水貯溜室１０Ｂ内へ侵入したり外側筒部１２外へ流出したりして、流動する。

地下水の熱は、内側筒部１１の管壁を介して、熱媒体流体Ｂへ伝達する。
そして、熱媒体流体Ｂは、第一の循環流路２０によって汲み上げられ、第一の地上設備Ｘ１を流通した後、内側筒部１１内へ戻される。

熱媒体流体貯溜室１０Ａと地下水貯溜室１０Ｂとは、内側筒部１１の管壁により仕切られている。このため、熱媒体流体貯溜室１０Ａの熱媒体流体Ｂが地下水貯溜室１０Ｂへ侵入することはない。

したがって、上記構成の地中熱利用装置１によれば、地下水を直接汲み上げたり、汲み上げた地下水を地中層に戻したりすることなく、地下水の熱を第一の地上設備Ｘ１で有効に利用することができ、環境への悪影響が少ない。

＜第二の実施態様＞
図２に示す地中熱利用装置２は、上記構成の地中熱利用装置１に対し、第二の循環流路３０を加えたものである。

第二の循環流路３０は、熱媒体流体Ｂを吸入するための吸入口３０ａを、第一の循環流路２０の吸入口２０ａよりも下方側に配置し、この吸入口３０ａにより吸入した熱媒体流体Ｂを、第一の地上設備Ｘ１とは異なる第二の地上設備Ｘ２に導いて利用した後に内側筒部１１内に戻す。
詳細に説明すれば、第二の循環流路３０は、内側筒部１１内の底部寄りの吸入口３０ａから上方へ延設され蓋部材１３を貫通して地上の第二の地上設備Ｘ２に接続された往管３１と、往管３１の途中に設けられて管内の熱媒体流体Ｂを第二の地上設備Ｘ２へ強制搬送するポンプＰと、第二の地上設備Ｘ２の下流側に接続されて、第二の地上設備Ｘ２を通過した熱媒体流体Ｂを内側筒部１１内へ戻す還管３２とを備える。

往管３１の吸入口３０ａは、内側筒部１１内に貯溜された熱媒体流体Ｂの下層寄りに位置する。そして、還管３２の吐出口は、内側筒部１１内において熱媒体流体Ｂの液面よりも上側に位置する。
第二の地上設備Ｘ２は、往管３１及びポンプＰによって汲み上げられた熱媒体流体Ｂを熱源側熱交換器に通過させて熱利用し、その利用後の熱媒体流体Ｂを還管３２へ戻す。この第二の地上設備Ｘ２は、例えば、冷暖切替が可能なヒートポンプ式冷凍空調機器やコールドチェーン機器、給湯器等とすればよい。

上記構成の地中熱利用装置２によれば、上記地中熱利用装置１と同様に、地下水を直接汲み上げたり、汲み上げた地下水を地中層に戻したりすることなく、地下水の熱を第一及び第二の地上設備Ｘ１，Ｘ２で有効に利用することができ、環境への悪影響が少ない。
しかも、例えば、冬場であれば、比較的温度の高い熱媒体流体Ｂの上層部の熱を利用して路面を融雪しながら、比較的温度の低い熱媒体流体Ｂの下層部の熱により、第二の地上設備Ｘ２の熱源側熱交換器を冷却することができる。したがって、地下水熱を効率的に利用することができる。

＜第三の実施態様＞
本発明に係る第三の実施態様は、上記構成の地中熱利用装置２（図２参照）の使用方法に関する。
この使用方法では、先ず、例えば冬場等、地中がほぼ零度以下になる時期に、その地中の低温熱により地下水貯溜室１０Ｂ内の地下水を凍結させる。
この後、夏場等、外気温が比較的高い時期に、地下水貯溜室１０Ｂ内で凍結した地下水の低温熱を、内側筒部１１の管壁を介して熱媒体流体Ｂへ伝達し、この熱媒体流体Ｂを第二の循環流路３０により汲み上げて、第二の地上設備Ｘ２（例えば、冷凍装置やコールドチェーン機器等）にて利用する。
よって、この方法によれば、冬場等における地下水の低温熱を夏場に有効利用することができる。

＜第四の実施態様＞
本発明に係る第四の実施態様は、上記構成の地中熱利用装置２（図２参照）の使用方法に関する。
この使用方法では、例えば、夏場、地上が比較的高温の時に、第一の循環流路２０の往管２１により内側筒部１１内から熱媒体流体Ｂを汲み上げ、この汲み上げた熱媒体流体Ｂを、路面の熱により高温になった第一の地上設備Ｘ１の熱交換器により加熱する。そして、この加熱された熱媒体流体Ｂを、還管２２によって内側筒部１１内に戻す。
この後、例えば夜間等、地上が前記高温よりも低温の時に、第二の循環流路３０の往管３１により熱媒体流体貯溜室１０Ａから熱媒体流体Ｂを汲み上げ、この汲み上げた熱媒体流体Ｂの熱を、第二の地上設備Ｘ２にて利用する。
よって、この方法によれば、地上が高温になった際の熱を、前記高温よりも低温の時に有効に利用することができる。

＜第五の実施態様＞
本発明に係る第五の実施態様は、図３に示す地中熱利用装置３のように、上記構成の地中熱利用装置１に対し、断熱材１４を加え、通水路１２ａを通水路１２ａ’に置換し、内側筒部１１を内側筒部１１’に置換し、第一の循環流路２０を循環流路４０に置換し、第二の地上設備Ｘ２’を加えたものである。

断熱材１４は、内側筒部１１’と外側筒部１２の間における上端側に、隙間がないように、円筒状に設けられる。
この断熱材１４は、不透水層中において外気温の影響を受け易い深度（外気温干渉深度）以内に設けられる。
図示例によれば、筒状ケーシング１０の全長が５０〜１００ｍ程度であり、断熱材１４の全長（深さ方向の寸法）ｄは約１０ｍである。
断熱材１４の材質は、水を吸収しない材料であることが好ましく、例えば、発泡ポリスチレンや、ウレタンフォーム等の発泡プラスチック系断熱材等とすればよい。

通水路１２ａ’は、外側筒部１２における断熱材１４よりも下方側の部分に、該部分の上下方向の略全長にわたってスリット状に形成される。この通水路１２ａ’は、外側筒部１２の周方向に間隔を置いて複数設けられる。

内側筒部１１’は、その周壁部が、上側の本体部１１ｃ’と、この本体部１１ｃ’の下端側に直列的に接続された複数の筒体１１ｂ’とから構成され、複数の筒体１１ｂ’の最下端部には底壁部１１ａ’が接続される。この構成によれば、筒体１１ｂ’の数の変更により、内側筒部１１’の上下方向の全長寸法を調節することができる。
筒体１１ｂ’を、隣接する他の部材（本体部１１ｃ’、他の筒体１１ｂ’又は底壁部１１ａ’）に接続する手段は、螺合接続や、複数のネジを用いた接続等、着脱可能なものであればよい。
なお、他例としては、上記内側筒部１１（図１参照）の下端側の切断と、筒体１１ｂ’及び底壁部１１ａ’の溶接とにより、前記全長寸法を調節するようにすることも可能である。

地下水貯溜室１０Ｂ’は、内側筒部１１’と外側筒部１２の間における断熱材１４よりも下側の円筒状の空間と、内側筒部１１’の底壁部１１ａ’と外側筒部１２の底壁部１２ｂとの間の空間とから構成される。
底壁部１１ａ’と底壁部１２ｂの間の上下寸法は、内側筒部１１’の周壁部を筒体１１ｂ’等により下方へ延長できるように、そして通水路１２ａ’から侵入した細砂等をある程度貯溜できるように、余裕をもった寸法に設定される。

次に、循環流路４０、第一の地上設備Ｘ１及び第二の地上設備Ｘ２’について説明する。
循環流路４０は、内側筒部１１’内（熱媒体流体貯溜室１０Ａ）の熱媒体流体Ｂを、往管２１及びポンプＰにより吸入し、三方弁４１により第一の分岐流路４２と第二の分岐流路４３に分岐して、複数（図示例によれば二つ）の地上設備Ｘ１，Ｘ２’に導き利用した後に、合流して還管２２より内側筒部１１’内へ戻す。

三方弁４１は、周知の電動式三方弁であり、図示しない制御回路に制御されて、上流側の熱媒体流体Ｂを第一の分岐流路４２と第二の分岐流路４３のうちの一方又は双方へ流す。

第一の分岐流路４２は、第一の地上設備Ｘ１を通過した後、還管２２を通って熱媒体流体貯溜室１０Ａ内へ入る。

第二の分岐流路４３は、第二の地上設備Ｘ２’の熱源側熱交換器を通過した後、第一の分岐流路４２と合流して還管２２へ入り、熱媒体流体貯溜室１０Ａ内へ入る。

図３に例示する第一の地上設備Ｘ１は、上記したものと同じものである。また、第二の地上設備Ｘ２’は、ヒートポンプ式冷凍空調機器であり、その利用側熱交換器の配管には、エアコン室内機やファンコイルユニット等の熱利用機器４４が接続される。

よって、上記構成の地中熱利用装置３及び循環流路４０等によれば、熱媒体流体Ｂが地上側の熱の影響で変動するようなことを断熱材１４により防ぐことができる上、断熱材１４よりも下側の地下水貯溜室１０Ｂ’に通水路１２ａ’を介して効率的に地下水を流通させることができる。

また、例えば、底壁部１２ｂに蓄積される細砂等が比較的少ない場合は、内側筒部１１’を筒体１１ｂ’を用いて下方へ延長して熱媒体流体Ｂを増やす等、内側筒部１１’の全長及び容量を容易に調節することができる。

熱媒体流体Ｂの熱を第一の地上設備Ｘ１と第二の地上設備Ｘ２’の双方で利用することができ、また、三方弁４１を切替え動作させて、熱媒体流体Ｂの熱を一方のみで利用することも可能である。
なお、図示例以外の他例としては、循環流路４０中の三方弁４１を、弁機構を有さない分岐管（チーズ等）に置換し、第一の分岐流路４２と第二の分岐流路４３のうちの一方ま又は双方に流路を開閉するための電動弁を設けるようにしてもよい。

＜第六の実施態様＞
本発明に係る第六の実施態様は、図４に示す地中熱利用装置４のように、上記地中熱利用装置３に対し、循環流路４０を循環流路５０に置換し、第二の地上設備Ｘ２’を第二の地上設備Ｘ２”に置換したものである。

循環流路５０は、内側筒部１１’内から往管２１及びポンプＰにより吸入した熱媒体流体Ｂを、直列的に配管接続された複数（図示例によれば二つ）の地上設備Ｘ１，Ｘ２”に順次に流通して利用した後に、前記内側筒部内に戻す。
複数の地上設備Ｘ１，Ｘ２”のうち、下流側の地上設備Ｘ２”の吐出側配管５４と、ポンプＰとの間には、下流側の地上設備Ｘ２”で利用した熱媒体流体Ｂを上流側の地上設備Ｘ１で再利用するための再利用配管５５が設けられる。

詳細に説明すれば、吸入口２０ａからポンプＰへ向かう往管２１中には、該流路を開閉するバルブ５１、バルブ５１の下流側の流体を第二の地上設備Ｘ２”の吐出側の流体と合流してポンプＰへ流す合流管５２が設けられる。そして、ポンプＰの下流側の配管は、第一の地上設備Ｘ１を通過して第二の地上設備Ｘ２”の熱源側熱交換器の吸入口に接続される。そして、この熱源側熱交換器の吐出口には、吐出側配管５４が接続され、この吐出側配管５４の下流側は三方弁５３に接続される。

バルブ５１は、図示しない制御回路に制御された周知の電動開閉弁であり、往管２１中の流路を必要に応じて開放又は閉鎖する。
三方弁５３は、図示しない制御回路により制御された周知の電動式三方弁であり、吐出側配管５４側から流入した流体を、還管２２と再利用配管５５とのうちの一方又は双方へ流す。

第二の地上設備Ｘ２”は、図示例によれば給湯器であり、その熱源側熱交換器が、循環流路５０の流路中に設けられる。
この第二の地上設備Ｘ２”の利用側熱交換器（図示せず）は、水道水等を過熱して温水にする。前記温水は、配管等を介してシャワーや蛇口等の利用側機器へ導かれる。
なお、第二の地上設備Ｘ２”及び前記利用側機器は、上述した第二の地上設備Ｘ２’（ヒートポンプ式冷凍空調機器等）及び熱利用機器４４（エアコン等）やその他の地上設備に置換することが可能である。

よって、上記構成によれば、吸入口２０ａから吸い込まれた熱媒体流体Ｂは、ポンプＰ及び第一の地上設備Ｘ１を流通し、さらに第二の地上設備Ｘ２”の熱源側熱交換器を通過した後、内側筒部１１’内へ戻されたり、第一の地上設備Ｘ１で再利用されたりする。
すなわち、例えば、三方弁５３を三方とも流通可能な状態にした場合には、吐出側配管５４を通過した熱媒体流体Ｂが三方弁５３により二つに分岐され、その一部は還管２２を介して内側筒部１１’内へ戻され、他の一部は再利用配管５５を介して第一の地上設備Ｘ１等に再利用される。
また、例えば、三方弁５３を吐出側配管５４と再利用配管５５の間のみ流通可能な状態にし、バルブ５１を閉鎖した場合には、循環流路５０内の熱媒体流体Ｂは、内側筒部１１’内へ戻されることなく、第一の地上設備Ｘ１と第二の地上設備Ｘ２”の間の配管を循環する。

このように、地中熱利用装置４及び循環流路５０等によれば、現場状況等に応じて、熱媒体流体Ｂの熱を効率的に利用することができる。

＜その他の変形例＞
なお、上記実施態様によれば、通水路１２ａが不透水層から帯水層に跨るように、この通水路１２ａを外側筒部１２の上端側から下端側にかけて設けたが、他例としては、この通水路１２ａを、帯水層のみに対応するように、外側筒部１２の下部側のみに設けるようにしてもよい。

また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

１，２：地中熱利用装置
１０：筒状ケーシング
１０Ａ：熱媒体流体貯溜室
１０Ｂ：地下水貯溜室
１１：内側筒部
１２：外側筒部
１２ａ：通水路
２０：第一の循環流路
２０ａ：吸入口
３０：第二の循環流路
３０ａ：吸入口
Ｘ１：第一の地上設備
Ｘ２：第二の地上設備

Claims (11)

1. 地中に埋設される筒状ケーシング内の熱媒体流体の熱を地上設備にて利用するようにした地中熱利用装置において、
   前記筒状ケーシングは、前記熱媒体流体を貯溜するための熱媒体流体貯溜室を内側に確保した内側筒部と、該内側筒部を囲む外側筒部とを具備して二重筒状に構成され、
   前記外側筒部の周壁には、内外に貫通する通水路が設けられ、
   前記内側筒部と前記外側筒部の間には、前記通水路を介して流入する地下水を貯溜する地下水貯溜室が確保され、
   前記内側筒部は、前記熱媒体流体貯溜室と前記地下水貯溜室とを水密に仕切っていることを特徴とする地中熱利用装置。
2. 前記内側筒部と前記外側筒部の間には、その上端側に断熱材が設けられ、前記断熱材よりも下方側に前記地下水貯溜室及び前記通水路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の地中熱利用装置。
3. 前記通水路は、前記断熱材よりも下側で上下方向へわたるスリット状に形成され、前記外側筒部の周方向に間隔を置いて複数設けられることを特徴とする請求項２記載の地中熱利用装置。
4. 前記内側筒部の底壁部と前記外側筒部の底壁部との間には、前記内側筒部の周壁部を下方へ延長可能にする空間が確保されていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載の地中熱利用装置。
5. 前記内側筒部内の熱媒体流体を吸入して地上設備に導いて利用した後に前記内側筒部内に戻す循環流路を備えたことを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載の地中熱利用装置。
6. 前記循環流路を第一の循環流路とし、
   前記第一の循環流路とは異なる第二の循環流路を備え、
   前記第一の循環流路は、前記熱媒体流体を吸入するための吸入口を、前記内側筒部内に貯溜した熱媒体流体の上層寄りに配置し、
   前記第二の循環流路は、前記熱媒体流体を吸入するための吸入口を前記第一の循環流路の吸入口よりも下方側に配置し、この吸入口により吸入した前記熱媒体流体を、前記地上設備とは異なる他の地上設備に導いて利用した後に前記内側筒部内に戻すように構成されていることを特徴とする請求項５記載の地中熱利用装置。
7. 前記循環流路は、前記内側筒部内の熱媒体流体を、吸入し分岐して複数の地上設備に導いて利用した後に、合流して前記内側筒部内に戻すことを特徴とする請求項５記載の地中熱利用装置。
8. 前記循環流路は、前記内側筒部内から吸入した熱媒体流体を、直列的に配管接続された複数の地上設備に順次に流通して利用した後に、前記内側筒部内に戻すことを特徴とする請求項５記載の地中熱利用装置。
9. 複数の前記地上設備のうち、下流側の地上設備の吐出側配管と、上流側の地上設備の吸入側配管との間に、前記下流側の地上設備で利用した熱媒体流体を前記上流側の地上設備で再利用するための再利用配管を設けたことを特徴とする請求項８記載の地中熱利用装置。
   
   
   
10. 請求項１〜９何れか１項記載の地中熱利用装置の使用方法であって、
    前記熱媒体流体が不凍液であり、
    前記地下水貯溜室内の地下水を凍結させた後、前記内側筒部内の前記熱媒体流体の熱を利用することを特徴とする地中熱利用装置の使用方法。
11. 請求項１〜９何れか１項記載の地中熱利用装置の使用方法であって、
    地上が高温の時に、前記内側筒部内から汲み上げた熱媒体流体を外部熱により加熱して前記内側筒部内に戻し、
    この後、地上が前記高温よりも低温の時に、前記内側筒部内の熱媒体流体の熱を利用することを特徴とする地中熱利用装置の使用方法。

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