JP2533244Y2 - 下水熱の利用システム - Google Patents
下水熱の利用システムInfo
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- JP2533244Y2 JP2533244Y2 JP1991025725U JP2572591U JP2533244Y2 JP 2533244 Y2 JP2533244 Y2 JP 2533244Y2 JP 1991025725 U JP1991025725 U JP 1991025725U JP 2572591 U JP2572591 U JP 2572591U JP 2533244 Y2 JP2533244 Y2 JP 2533244Y2
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- Japan
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- heat
- sewage
- pipe
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
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- Sewage (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、下水から回収した低
レベルの熱エネルギを、ヒートポンプで昇温し、高レベ
ルの熱エネルギにして利用する下水熱の利用システムに
関するものである。
レベルの熱エネルギを、ヒートポンプで昇温し、高レベ
ルの熱エネルギにして利用する下水熱の利用システムに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水道を流れる下水は、冬期において摂
氏約５〜１５度の温度を有している。したがって、この
下水の熱を効率よく取り出して利用することができれ
ば、省エネに大きく貢献することができる。
氏約５〜１５度の温度を有している。したがって、この
下水の熱を効率よく取り出して利用することができれ
ば、省エネに大きく貢献することができる。
【０００３】そこで従来においては、ヒートポンプの冷
凍サイクルの凝縮器と圧縮機との間に、受熱面積を大き
くするためのコイル状の吸熱部を形成し、このコイル状
の吸熱部を下水の中に浸漬して、この下水熱を熱源とし
て下水から吸収した熱をヒートポンプで昇温させて、摂
氏約５０〜８０度の高温の高レベルの熱エネルギとし
て、冬期であれば暖房等の熱源として利用していた。
凍サイクルの凝縮器と圧縮機との間に、受熱面積を大き
くするためのコイル状の吸熱部を形成し、このコイル状
の吸熱部を下水の中に浸漬して、この下水熱を熱源とし
て下水から吸収した熱をヒートポンプで昇温させて、摂
氏約５０〜８０度の高温の高レベルの熱エネルギとし
て、冬期であれば暖房等の熱源として利用していた。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うにコイル状の吸熱部を、直接下水中に浸漬して熱を取
り出す方法では、下水中を流れるごみ類がコイル状の部
分に引掛り、下水の円滑な流れを阻害したり、下水をご
み詰りさせる原因となるという問題があった。
うにコイル状の吸熱部を、直接下水中に浸漬して熱を取
り出す方法では、下水中を流れるごみ類がコイル状の部
分に引掛り、下水の円滑な流れを阻害したり、下水をご
み詰りさせる原因となるという問題があった。
【０００５】この考案は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、下水をごみ詰りさせることなく下水熱を効率よく
採取できる下水熱の利用システムを提供することを目的
としている。
ので、下水をごみ詰りさせることなく下水熱を効率よく
採取できる下水熱の利用システムを提供することを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としてこの考案は、下水から低レベルの熱エネ
ルギを回収し、これを昇温させて高レベルの熱エネルギ
にして利用する下水熱の利用システムにおいて、下水熱
を吸収する吸熱部と吸収した熱を放出する放熱部との間
で熱媒体が循環する熱回収サイクルと、前記放熱部に熱
交換可能に接近させて蒸発器を配設したヒートポンプ式
の熱集積サイクルとが備えられるとともに、前記吸熱部
が、内管の外周部に空間をあけて外管を設け、かつ前記
空間を密閉した二重管構造の凝縮部と、前記内管と前記
外管との間の空間に連通し、かつ一端部を密閉した管状
蒸発部とをコンテナとしたヒートパイプによって形成さ
れ、前記内管の内側に前記熱媒体を流通させるととも
に、下水路の周壁に、前記管状蒸発部を前記凝縮部に対
して下方に位置させた姿勢で、かつ流路内に突出しない
ように埋設されていることを特徴とするものである。
めの手段としてこの考案は、下水から低レベルの熱エネ
ルギを回収し、これを昇温させて高レベルの熱エネルギ
にして利用する下水熱の利用システムにおいて、下水熱
を吸収する吸熱部と吸収した熱を放出する放熱部との間
で熱媒体が循環する熱回収サイクルと、前記放熱部に熱
交換可能に接近させて蒸発器を配設したヒートポンプ式
の熱集積サイクルとが備えられるとともに、前記吸熱部
が、内管の外周部に空間をあけて外管を設け、かつ前記
空間を密閉した二重管構造の凝縮部と、前記内管と前記
外管との間の空間に連通し、かつ一端部を密閉した管状
蒸発部とをコンテナとしたヒートパイプによって形成さ
れ、前記内管の内側に前記熱媒体を流通させるととも
に、下水路の周壁に、前記管状蒸発部を前記凝縮部に対
して下方に位置させた姿勢で、かつ流路内に突出しない
ように埋設されていることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】したがって、この考案によれば、熱回収サイク
ルの吸熱部にヒートパイプを用いるとともに、下水路の
周壁内に、流路内に突出しないように配置したので、ご
み等が引掛ることがなく、下水の円滑な流れが阻害され
ない。その結果、効率的に下水熱を回収できる。他方、
下水路内を流れる下水の熱が吸熱部である各管状蒸発部
に伝達されると、封入されている作動流体が蒸発し、そ
の作動流体蒸気は、上方の凝縮部に向けて流動するとと
もに、内管の内部を流通する熱媒体に熱を奪われて凝縮
する。その場合、作動流体蒸気の集中し易い高い位置に
配置されているため、作動流体の運んだ下水の熱が熱媒
体に良好に伝達される。また、凝縮部が二重管構造であ
って、実質的な凝縮部となる内管の外面が外管の内面と
離隔しているから、内管の熱が下水路に対して伝達され
にくい。すなわち、内管を覆う空間によって、内管から
外部への放熱が抑制される。この点からも、高い熱抽出
能力を得ることができる。また、熱回収サイクルを循環
する熱媒体に伝達された作動流体の熱は、蒸発器におい
てヒートポンプ式の熱集積サイクルに伝達され、昇温さ
れた後、高温の温水等として取り出されて利用される。
ルの吸熱部にヒートパイプを用いるとともに、下水路の
周壁内に、流路内に突出しないように配置したので、ご
み等が引掛ることがなく、下水の円滑な流れが阻害され
ない。その結果、効率的に下水熱を回収できる。他方、
下水路内を流れる下水の熱が吸熱部である各管状蒸発部
に伝達されると、封入されている作動流体が蒸発し、そ
の作動流体蒸気は、上方の凝縮部に向けて流動するとと
もに、内管の内部を流通する熱媒体に熱を奪われて凝縮
する。その場合、作動流体蒸気の集中し易い高い位置に
配置されているため、作動流体の運んだ下水の熱が熱媒
体に良好に伝達される。また、凝縮部が二重管構造であ
って、実質的な凝縮部となる内管の外面が外管の内面と
離隔しているから、内管の熱が下水路に対して伝達され
にくい。すなわち、内管を覆う空間によって、内管から
外部への放熱が抑制される。この点からも、高い熱抽出
能力を得ることができる。また、熱回収サイクルを循環
する熱媒体に伝達された作動流体の熱は、蒸発器におい
てヒートポンプ式の熱集積サイクルに伝達され、昇温さ
れた後、高温の温水等として取り出されて利用される。
【０００８】
【実施例】以下、この考案の下水熱の利用システムを、
熱回収サイクルの熱回収部に二重管式ヒートパイプを用
いた場合の一実施例を図１および図２に基づいて説明す
る。
熱回収サイクルの熱回収部に二重管式ヒートパイプを用
いた場合の一実施例を図１および図２に基づいて説明す
る。
【０００９】この実施例の下水熱の利用システム１は、
下水熱を回収する熱回収サイクル２と、回収した熱を温
度上昇させる熱集積サイクル３とからなり、前記熱回収
サイクル２は、熱媒体が循環する配管４のラインポンプ
５の下流側に熱回収部６が形成されている。
下水熱を回収する熱回収サイクル２と、回収した熱を温
度上昇させる熱集積サイクル３とからなり、前記熱回収
サイクル２は、熱媒体が循環する配管４のラインポンプ
５の下流側に熱回収部６が形成されている。
【００１０】この熱回収部６は、二重管７の内管７ａと
外管７ｂとの間の空間（図示せず）を密閉して、内管７
ａ内に熱媒体Ｌを流通させて、この内管７ａの外側面を
ヒートパイプの凝縮部９とするとともに、この二重管７
の下部には、それぞれの上部を気密に接続して管状の蒸
発部１０が複数形成されており、各蒸発部１０内には作
動流体Ｆが封入されている。
外管７ｂとの間の空間（図示せず）を密閉して、内管７
ａ内に熱媒体Ｌを流通させて、この内管７ａの外側面を
ヒートパイプの凝縮部９とするとともに、この二重管７
の下部には、それぞれの上部を気密に接続して管状の蒸
発部１０が複数形成されており、各蒸発部１０内には作
動流体Ｆが封入されている。
【００１１】そして、上記のように構成される熱回収部
６は、二重管７をほぼ水平に配設するとともに、管状の
各蒸発部１０をほぼ垂直に配設させた状態で、下水溝１
１の両側壁１２，１２内にそれぞれ埋設されている。す
なわち、熱回収部６は、二重管７を各蒸発部１０に対し
て上方に配置した姿勢となっている。また、二重管７
は、下水の液面よりも上方位置に設けられている。な
お、下水溝１１は、一例としてコンクリートによって形
成されている。
６は、二重管７をほぼ水平に配設するとともに、管状の
各蒸発部１０をほぼ垂直に配設させた状態で、下水溝１
１の両側壁１２，１２内にそれぞれ埋設されている。す
なわち、熱回収部６は、二重管７を各蒸発部１０に対し
て上方に配置した姿勢となっている。また、二重管７
は、下水の液面よりも上方位置に設けられている。な
お、下水溝１１は、一例としてコンクリートによって形
成されている。
【００１２】一方、熱集積サイクル３はヒートポンプと
して作動するもので、熱入力される蒸発器１３と、モー
タ１４で駆動される圧縮機１５と、熱を放出する凝縮器
１６および膨張弁１７が介設され、前記熱回収サイクル
２の配管４の一部が、この熱集積サイクル３の蒸発器１
３に、互いに熱交換可能に配設されている。
して作動するもので、熱入力される蒸発器１３と、モー
タ１４で駆動される圧縮機１５と、熱を放出する凝縮器
１６および膨張弁１７が介設され、前記熱回収サイクル
２の配管４の一部が、この熱集積サイクル３の蒸発器１
３に、互いに熱交換可能に配設されている。
【００１３】次に、上記のように構成されるこの実施例
の作用を説明する。
の作用を説明する。
【００１４】下水溝１１を流れる下水の温度が、冬期に
おいても摂氏約１０〜２０度あるとすると、熱回収サイ
クル２の熱回収部６は、下水溝１１の側壁に埋設された
ヒートパイプの作用で熱回収され、熱回収サイクル２を
循環する熱媒体Ｌは摂氏約５〜１５度となる。
おいても摂氏約１０〜２０度あるとすると、熱回収サイ
クル２の熱回収部６は、下水溝１１の側壁に埋設された
ヒートパイプの作用で熱回収され、熱回収サイクル２を
循環する熱媒体Ｌは摂氏約５〜１５度となる。
【００１５】より詳細に説明すると、下水の熱は、下水
溝１１の両側壁１２を介して各蒸発部１０に伝達され
る。すると、蒸発部１０の底部に滞留する液相作動流体
Ｆが加熱されて蒸発し、その作動流体蒸気Ｆは内部圧力
と温度が共に低い二重管７に向けて上昇するとともに、
熱媒体Ｌに熱を奪われるなどして内管７ａの内面で凝縮
する。すなわち、作動流体Ｆから熱媒体Ｌに熱が伝達さ
れる。その場合、熱媒体Ｌが蒸発部１０に対して上方に
配置されていて、作動流体蒸気Ｆの集中する箇所を流通
しているから、両者の熱伝達が良好に行われる。また、
凝縮部９となる内管７ａの外面は、下水溝１１と直接に
は接触していないため、内管７ａから低温の外気中に向
けた放熱が抑制される。その結果、下水の熱を無駄なく
熱媒体Ｌに供給することができる。他方、蒸発部１０が
下水溝１１の両側壁１２，１２内に埋設され、下水の流
路内に突出しない構成であるから、従来のコイル型の熱
交換器を下水中に浸漬して熱回収する場合と比べて、ご
みの引掛りあるいはごみ詰りが生じることがなく、下水
の円滑な流れを確保することができる。
溝１１の両側壁１２を介して各蒸発部１０に伝達され
る。すると、蒸発部１０の底部に滞留する液相作動流体
Ｆが加熱されて蒸発し、その作動流体蒸気Ｆは内部圧力
と温度が共に低い二重管７に向けて上昇するとともに、
熱媒体Ｌに熱を奪われるなどして内管７ａの内面で凝縮
する。すなわち、作動流体Ｆから熱媒体Ｌに熱が伝達さ
れる。その場合、熱媒体Ｌが蒸発部１０に対して上方に
配置されていて、作動流体蒸気Ｆの集中する箇所を流通
しているから、両者の熱伝達が良好に行われる。また、
凝縮部９となる内管７ａの外面は、下水溝１１と直接に
は接触していないため、内管７ａから低温の外気中に向
けた放熱が抑制される。その結果、下水の熱を無駄なく
熱媒体Ｌに供給することができる。他方、蒸発部１０が
下水溝１１の両側壁１２，１２内に埋設され、下水の流
路内に突出しない構成であるから、従来のコイル型の熱
交換器を下水中に浸漬して熱回収する場合と比べて、ご
みの引掛りあるいはごみ詰りが生じることがなく、下水
の円滑な流れを確保することができる。
【００１６】そして、熱回収サイクル２を循環する熱媒
体Ｌの熱は、ヒートポンプとして作動する熱集積サイク
ル３の蒸発器１３で熱交換され、圧縮機１５で加圧され
て昇温した状態で、凝縮器１６において放熱し、温水器
等の熱源に利用される。このとき得られる温水の温度
は、摂氏約５０〜８０度まで高温となる。
体Ｌの熱は、ヒートポンプとして作動する熱集積サイク
ル３の蒸発器１３で熱交換され、圧縮機１５で加圧され
て昇温した状態で、凝縮器１６において放熱し、温水器
等の熱源に利用される。このとき得られる温水の温度
は、摂氏約５０〜８０度まで高温となる。
【００１７】このように、下水から回収した低レベルの
熱エネルギを、高レベルの熱エネルギとして取り出し
て、道路の融雪や暖房機あるいは給湯機等の熱源として
利用される。
熱エネルギを、高レベルの熱エネルギとして取り出し
て、道路の融雪や暖房機あるいは給湯機等の熱源として
利用される。
【００１８】なお、夏期において熱集積サイクル３のヒ
ートポンプが、冬期とは逆に作動するようにしておけ
ば、熱集積サイクル３の凝縮部１６が蒸発部に、蒸発部
１３が凝縮部にそれぞれなって作動する。すなわち蒸発
部で室内等の高温の空気から熱を奪い、これを凝縮器で
放出すると、熱回収サイクル２を循環する熱媒体Ｌがこ
の熱を吸収し、熱回収部６の二重管７の内管７ａ内を流
通する際に、ヒートパイプの凝縮部９が蒸発部に、また
複数本の蒸発部１０がそれぞれ凝縮部となることによっ
て、熱媒体Ｌの熱を奪って凝縮部で放熱させ、また下水
溝１１の側壁１２から低温の下水中に放熱することによ
って、室内冷房等に利用することができる。
ートポンプが、冬期とは逆に作動するようにしておけ
ば、熱集積サイクル３の凝縮部１６が蒸発部に、蒸発部
１３が凝縮部にそれぞれなって作動する。すなわち蒸発
部で室内等の高温の空気から熱を奪い、これを凝縮器で
放出すると、熱回収サイクル２を循環する熱媒体Ｌがこ
の熱を吸収し、熱回収部６の二重管７の内管７ａ内を流
通する際に、ヒートパイプの凝縮部９が蒸発部に、また
複数本の蒸発部１０がそれぞれ凝縮部となることによっ
て、熱媒体Ｌの熱を奪って凝縮部で放熱させ、また下水
溝１１の側壁１２から低温の下水中に放熱することによ
って、室内冷房等に利用することができる。
【００１９】
【考案の効果】以上、説明したようにこの考案の下水熱
の利用システムは、吸熱部が、内管の外周部に空間をあ
けて外管を設けかつ空間を密閉した二重管構造の凝縮部
と、空間に連通しかつ一端部を密閉した管状蒸発部とを
コンテナとしたヒートパイプによって形成され、内管の
内側に熱媒体を流通させるとともに、下水路の周壁に、
管状蒸発部を凝縮部に対して下方に位置させた姿勢で、
かつ流路内に突出しないように埋設した構成だから、下
水流路のごみ詰りの発生を防止して、熱源水である下水
の円滑な流通が確保でき、安定した熱回収が可能とな
る。
の利用システムは、吸熱部が、内管の外周部に空間をあ
けて外管を設けかつ空間を密閉した二重管構造の凝縮部
と、空間に連通しかつ一端部を密閉した管状蒸発部とを
コンテナとしたヒートパイプによって形成され、内管の
内側に熱媒体を流通させるとともに、下水路の周壁に、
管状蒸発部を凝縮部に対して下方に位置させた姿勢で、
かつ流路内に突出しないように埋設した構成だから、下
水流路のごみ詰りの発生を防止して、熱源水である下水
の円滑な流通が確保でき、安定した熱回収が可能とな
る。
【図１】この考案の熱回収部の断面図である。
【図２】この考案の下水熱の利用システムの配管図であ
る。
る。
１ 下水熱の利用システム ２ 熱回収サイクル ３ 熱集積サイクル ６ 熱回収部 ７ 二重管 ７ａ 内管 ７ｂ 外管 ９ 凝縮部 １０ 管状の蒸発部 １１ 下水溝 １２ 側壁 １３ 蒸発器 １５ 圧縮機 １６ 凝縮器 １７ 膨張弁 Ｆ 作動流体 Ｌ 熱媒体
Claims (1)
- 【請求項１】 下水から低レベルの熱エネルギを回収
し、これを昇温させて高レベルの熱エネルギにして利用
する下水熱の利用システムにおいて、 下水熱を吸収する吸熱部と吸収した熱を放出する放熱部
との間で熱媒体が循環する熱回収サイクルと、前記放熱
部に熱交換可能に接近させて蒸発器を配設したヒートポ
ンプ式の熱集積サイクルとが備えられるとともに、前記
吸熱部が、内管の外周部に空間をあけて外管を設け、か
つ前記空間を密閉した二重管構造の凝縮部と、前記内管
と前記外管との間の空間に連通し、かつ一端部を密閉し
た管状蒸発部とをコンテナとしたヒートパイプによって
形成され、前記内管の内側に前記熱媒体を流通させると
ともに、下水路の周壁に、前記管状蒸発部を前記凝縮部
に対して下方に位置させた姿勢で、かつ流路内に突出し
ないように埋設されていることを特徴とする下水熱の利
用システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991025725U JP2533244Y2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 下水熱の利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991025725U JP2533244Y2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 下水熱の利用システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04113861U JPH04113861U (ja) | 1992-10-06 |
| JP2533244Y2 true JP2533244Y2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=31910394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991025725U Expired - Fee Related JP2533244Y2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 下水熱の利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533244Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5060042A (ja) * | 1973-09-28 | 1975-05-23 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP1991025725U patent/JP2533244Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04113861U (ja) | 1992-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |