JP3081843B1 - 地域冷暖房システム - Google Patents
地域冷暖房システムInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
- F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
- F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
【要約】
【目的】団地や集合住宅などの一定の地域内の複数の住
宅又は建物に、地熱を利用した低コストの冷暖房を行う
ことができる地域冷暖房システムを提供する。 【構成】駐車場や緑地公園などのような少なくとも約３
平方メートル以上の土地の地下に、少なくとも約３５ｃ
ｍ以上の深さに多数のくり石が充填されて成る、くり石
層と、戸外の空気を前記くり石層に送り込むための送風
機と、前記くり石層からの空気を重力方向に送りながら
地中の地熱と熱交換させるための複数の地中パイプと、
前記地中パイプからの熱交換された空気を所定の導管を
介して前記敷地の近傍の複数の建物に供給するための送
風機とを備えている。
宅又は建物に、地熱を利用した低コストの冷暖房を行う
ことができる地域冷暖房システムを提供する。 【構成】駐車場や緑地公園などのような少なくとも約３
平方メートル以上の土地の地下に、少なくとも約３５ｃ
ｍ以上の深さに多数のくり石が充填されて成る、くり石
層と、戸外の空気を前記くり石層に送り込むための送風
機と、前記くり石層からの空気を重力方向に送りながら
地中の地熱と熱交換させるための複数の地中パイプと、
前記地中パイプからの熱交換された空気を所定の導管を
介して前記敷地の近傍の複数の建物に供給するための送
風機とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、団地の中又は集合住宅
に隣接した（又はその近傍の）駐車場や緑地公園などの
敷地を利用して、一定の地域内の複数の建物に対して、
地熱を利用した冷暖房を集中的に行うための地域冷暖房
システムに関する。
に隣接した（又はその近傍の）駐車場や緑地公園などの
敷地を利用して、一定の地域内の複数の建物に対して、
地熱を利用した冷暖房を集中的に行うための地域冷暖房
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、マンションなどの集合住宅に
おいては、一つの冷暖房装置により全戸に冷風又は温風
を供給するシステムが知られている。
おいては、一つの冷暖房装置により全戸に冷風又は温風
を供給するシステムが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来のシステムは、電気や石油などを熱源とする冷暖房
装置を利用しているため、地熱などの自然力を利用して
多数の住宅に冷暖房を行うことはできないし、装置の設
置工事やメンテナンスなどが面倒で高コストであるとい
う難点がある。
従来のシステムは、電気や石油などを熱源とする冷暖房
装置を利用しているため、地熱などの自然力を利用して
多数の住宅に冷暖房を行うことはできないし、装置の設
置工事やメンテナンスなどが面倒で高コストであるとい
う難点がある。
【０００４】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するためのものであって、団地や集合住宅などの近傍で
地熱を利用した冷暖房を集中的に行い、その地熱利用の
冷暖房で得られた空気を一定の地域内の複数の住宅又は
建物に提供することができ、さらに、そのための装置の
設置工事やメンテナンスが容易且つ低コストであるよう
な、地域冷暖房システムを提供することを目的とする。
するためのものであって、団地や集合住宅などの近傍で
地熱を利用した冷暖房を集中的に行い、その地熱利用の
冷暖房で得られた空気を一定の地域内の複数の住宅又は
建物に提供することができ、さらに、そのための装置の
設置工事やメンテナンスが容易且つ低コストであるよう
な、地域冷暖房システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するための本発明による地域冷暖房システムは、駐車場
や緑地公園などのような、少なくとも約３平方メートル
以上（又は少なくとも約１０平方メートル以上）の広さ
を有し且つ少なくとも一部を除いて地上の建物が存在し
ない土地の地下に、少なくとも約３５ｃｍ以上（又は約
４０ｃｍ以上）の深さに多数のくり石が充填されて成
る、くり石層と、戸外の空気を前記くり石層に送り込む
ための送風機と、前記くり石層からの空気を重力方向に
送りながら地中の地熱と熱交換させるための複数の地中
パイプと、前記地中パイプからの熱交換された空気を所
定の導管を介して前記土地の近傍の複数の建物に供給す
るための送風機と、を備えたことを特徴とするものであ
る。また、本発明による地域冷暖房システムにおいて
は、前記地中パイプは、前記くり石層の内部から重力方
向に向けて約２ｍから約１０ｍまでの間の所定の長さだ
け延びるように地中に埋設された地中パイプであって、
前記くり石層からの空気に、地中からの地熱を伝導する
ためのものである、のがよい。また、本発明による地域
冷暖房システムにおいては、前記地中パイプは、外側パ
イプと、この外側パイプよりも半径が小さい内側パイプ
であって外側パイプの内部に外側パイプと所定の隙間を
介して配置される内側パイプと、を備えており、前記外
側パイプの前記くり石層と対向する部分には、前記くり
石層からの空気の流入を可能にするための開口部が形成
されており、前記内側パイプの下端部は前記外側パイプ
の底部に対して所定の隙間を有するように配置されてお
り、以上の構成により、前記くり石層内の空気が、前記
外側パイプの開口部から流入し、この流入した空気が、
まず前記外側パイプと内側パイプとの間の隙間を下降し
て行き、その後、前記外側パイプの底部と内側パイプの
下端部との間の隙間を介して前記内側パイプの内部に移
動し、その後、前記内側パイプの内部を上昇し、さら
に、前記導管を介して前記複数の建物に供給されるよう
になっている、のがよい。また、本発明においては、前
記地中パイプは、前記地中パイプ内を移動する空気に対
して地熱を効率的に伝達するための面接触部であって、
前記地中パイプ内を移動する空気が効率的に接触するよ
うに空気の移動方向に対して直交する方向又はその斜め
方向に延びる面を有する面接触部、を備えていることが
望ましい。また、本発明においては、前記地中パイプ
は、前記外側パイプの内壁面側に、空気に地熱を伝達す
るための面接触部としての多数のフィンを備えている、
ことが望ましい。また、本発明においては、前記地中パ
イプは、前記外側パイプと前記内側パイプとの間に、空
気に地熱を伝達するための面接触部としてのスパイラル
状帯体を備えている、ことが望ましい。
するための本発明による地域冷暖房システムは、駐車場
や緑地公園などのような、少なくとも約３平方メートル
以上（又は少なくとも約１０平方メートル以上）の広さ
を有し且つ少なくとも一部を除いて地上の建物が存在し
ない土地の地下に、少なくとも約３５ｃｍ以上（又は約
４０ｃｍ以上）の深さに多数のくり石が充填されて成
る、くり石層と、戸外の空気を前記くり石層に送り込む
ための送風機と、前記くり石層からの空気を重力方向に
送りながら地中の地熱と熱交換させるための複数の地中
パイプと、前記地中パイプからの熱交換された空気を所
定の導管を介して前記土地の近傍の複数の建物に供給す
るための送風機と、を備えたことを特徴とするものであ
る。また、本発明による地域冷暖房システムにおいて
は、前記地中パイプは、前記くり石層の内部から重力方
向に向けて約２ｍから約１０ｍまでの間の所定の長さだ
け延びるように地中に埋設された地中パイプであって、
前記くり石層からの空気に、地中からの地熱を伝導する
ためのものである、のがよい。また、本発明による地域
冷暖房システムにおいては、前記地中パイプは、外側パ
イプと、この外側パイプよりも半径が小さい内側パイプ
であって外側パイプの内部に外側パイプと所定の隙間を
介して配置される内側パイプと、を備えており、前記外
側パイプの前記くり石層と対向する部分には、前記くり
石層からの空気の流入を可能にするための開口部が形成
されており、前記内側パイプの下端部は前記外側パイプ
の底部に対して所定の隙間を有するように配置されてお
り、以上の構成により、前記くり石層内の空気が、前記
外側パイプの開口部から流入し、この流入した空気が、
まず前記外側パイプと内側パイプとの間の隙間を下降し
て行き、その後、前記外側パイプの底部と内側パイプの
下端部との間の隙間を介して前記内側パイプの内部に移
動し、その後、前記内側パイプの内部を上昇し、さら
に、前記導管を介して前記複数の建物に供給されるよう
になっている、のがよい。また、本発明においては、前
記地中パイプは、前記地中パイプ内を移動する空気に対
して地熱を効率的に伝達するための面接触部であって、
前記地中パイプ内を移動する空気が効率的に接触するよ
うに空気の移動方向に対して直交する方向又はその斜め
方向に延びる面を有する面接触部、を備えていることが
望ましい。また、本発明においては、前記地中パイプ
は、前記外側パイプの内壁面側に、空気に地熱を伝達す
るための面接触部としての多数のフィンを備えている、
ことが望ましい。また、本発明においては、前記地中パ
イプは、前記外側パイプと前記内側パイプとの間に、空
気に地熱を伝達するための面接触部としてのスパイラル
状帯体を備えている、ことが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の実施
形態１による地域冷暖房システムを示す概略断面図であ
る。図１において、１は団地の中央に備えられた緑地公
園の敷地、２はこの敷地１の地下に形成されたくり石層
である。このくり石層２は、地上から例えば約４０〜８
０ｃｍ程度の深さまで多数のくり石が充填されて成るも
のである。また、このくり石層２は、その上端部が地盤
面（ＧＬ）よりも少し上方に位置するように形成されて
いる（くり石層２の水はけを良くするなどのため）。ま
た、図１において、３は前記くり石層２の内部から重力
方向に向けて地中に埋設された複数本（図１の例では５
本）の地中パイプ、４は前記敷地１の周囲に建てられた
複数の住宅、５は前記くり石層２及び地中パイプ３など
の空気の流れを制御するための集中機械室、６は前記地
中パイプ３からの空気を各住宅４に送るための導管、で
ある。
形態１による地域冷暖房システムを示す概略断面図であ
る。図１において、１は団地の中央に備えられた緑地公
園の敷地、２はこの敷地１の地下に形成されたくり石層
である。このくり石層２は、地上から例えば約４０〜８
０ｃｍ程度の深さまで多数のくり石が充填されて成るも
のである。また、このくり石層２は、その上端部が地盤
面（ＧＬ）よりも少し上方に位置するように形成されて
いる（くり石層２の水はけを良くするなどのため）。ま
た、図１において、３は前記くり石層２の内部から重力
方向に向けて地中に埋設された複数本（図１の例では５
本）の地中パイプ、４は前記敷地１の周囲に建てられた
複数の住宅、５は前記くり石層２及び地中パイプ３など
の空気の流れを制御するための集中機械室、６は前記地
中パイプ３からの空気を各住宅４に送るための導管、で
ある。
【０００７】図１に示す地域冷暖房システムにおいて
は、戸外の空気は、いったん前記くり石層２に入って、
そこで前記くり石層２に蓄熱された地熱と熱交換され、
さらに、前記地中パイプ３に入って、そこで地中の地熱
と熱交換され、導管６を介して各住宅４に送られる。
は、戸外の空気は、いったん前記くり石層２に入って、
そこで前記くり石層２に蓄熱された地熱と熱交換され、
さらに、前記地中パイプ３に入って、そこで地中の地熱
と熱交換され、導管６を介して各住宅４に送られる。
【０００８】次に、図２は図１のくり石層２、地中パイ
プ３及びそれらの周辺部分を拡大して示す断面図であ
る。図２において、７は戸外の空気を導管８を介して前
記くり石層２内に送り込むための送風機、９及び１０は
前記地中パイプ３からの空気を導管６を介して各住宅４
に送るための送風機、である。これらの送風機７，９及
び１０は、前記集中機械室５内の制御装置１１により制
御されて、戸外の空気を地熱と熱交換して各住宅４に送
るように作動されている。
プ３及びそれらの周辺部分を拡大して示す断面図であ
る。図２において、７は戸外の空気を導管８を介して前
記くり石層２内に送り込むための送風機、９及び１０は
前記地中パイプ３からの空気を導管６を介して各住宅４
に送るための送風機、である。これらの送風機７，９及
び１０は、前記集中機械室５内の制御装置１１により制
御されて、戸外の空気を地熱と熱交換して各住宅４に送
るように作動されている。
【０００９】また、図２において、２１は、前記くり石
層２内の地熱を戸外の温度から遮断するために、前記く
り石層２の上面を覆うように張られた断熱シート（例え
ば２５〜３０ｍｍ厚の発泡ウレタン製シート）、であ
る。また、２２は、前記断熱シート２１の上面に形成さ
れたコンクリート層、である。また、２３は、前記くり
石層２１内の水分が下方の地中に移動（下降）すること
を許容しながら、地中の水分がくり石層２内に上昇する
ことを防止するために、前記くり石層２の下面に張られ
た防湿シート（例えばビニール製シート）である（すな
わち、前記防湿シート２３は、複数枚のシートが互いに
折り重なるように配置されているので、下方からの水分
の上昇は防止されるが、上方からの水分は前記複数枚の
シートの重なっている部分の隙間から下方に移動可能に
なっている）。
層２内の地熱を戸外の温度から遮断するために、前記く
り石層２の上面を覆うように張られた断熱シート（例え
ば２５〜３０ｍｍ厚の発泡ウレタン製シート）、であ
る。また、２２は、前記断熱シート２１の上面に形成さ
れたコンクリート層、である。また、２３は、前記くり
石層２１内の水分が下方の地中に移動（下降）すること
を許容しながら、地中の水分がくり石層２内に上昇する
ことを防止するために、前記くり石層２の下面に張られ
た防湿シート（例えばビニール製シート）である（すな
わち、前記防湿シート２３は、複数枚のシートが互いに
折り重なるように配置されているので、下方からの水分
の上昇は防止されるが、上方からの水分は前記複数枚の
シートの重なっている部分の隙間から下方に移動可能に
なっている）。
【００１０】次に、図３は図１及び図２の地中パイプ３
の構成を拡大して示す断面図である。図３に示すよう
に、前記地中パイプ３は、重力方向に向かって、その下
端が前記くり石層２の下面から約２〜７ｍ（望ましくは
約５ｍ）の深さに達するような長さに、形成されてい
る。また、この地中パイプ３は、その直径が例えば約３
００ｍｍに形成された外側パイプ１３と、この外側パイ
プ１３の内側に備えられた直径が例えば２００ｍｍの内
側パイプ１４との「２重パイプ構造」になっている。前
記外側パイプ１３及び内側パイプ１４は、例えばポリエ
チレン製（又は、周囲に亜鉛メッキが施されることによ
って錆防止処理された鉄などの金属製）である。また、
前記外側パイプ１３の下端部１３ｂは、地下水などがこ
の外側パイプ１３内に侵入したりしないように、閉鎖さ
れている。
の構成を拡大して示す断面図である。図３に示すよう
に、前記地中パイプ３は、重力方向に向かって、その下
端が前記くり石層２の下面から約２〜７ｍ（望ましくは
約５ｍ）の深さに達するような長さに、形成されてい
る。また、この地中パイプ３は、その直径が例えば約３
００ｍｍに形成された外側パイプ１３と、この外側パイ
プ１３の内側に備えられた直径が例えば２００ｍｍの内
側パイプ１４との「２重パイプ構造」になっている。前
記外側パイプ１３及び内側パイプ１４は、例えばポリエ
チレン製（又は、周囲に亜鉛メッキが施されることによ
って錆防止処理された鉄などの金属製）である。また、
前記外側パイプ１３の下端部１３ｂは、地下水などがこ
の外側パイプ１３内に侵入したりしないように、閉鎖さ
れている。
【００１１】また、図３に示すように、前記外側パイプ
１３の上方のくり石層２と接した部分には、複数の開口
部（穴）１３ａが形成されている。この開口部１３ａに
より、くり石層２内の空気が前記外側パイプ１３内に送
られるようになっている。また、図３に示すように、前
記内側パイプ１４は、その下端部が開放されていると共
に、その上端部はくり石層２内部に通されている前記導
管６に接続されている。
１３の上方のくり石層２と接した部分には、複数の開口
部（穴）１３ａが形成されている。この開口部１３ａに
より、くり石層２内の空気が前記外側パイプ１３内に送
られるようになっている。また、図３に示すように、前
記内側パイプ１４は、その下端部が開放されていると共
に、その上端部はくり石層２内部に通されている前記導
管６に接続されている。
【００１２】このように、本実施形態１では、前記地中
パイプ３が外側パイプ１３と内側パイプ１４との「２重
パイプ構造」となっているため、前記くり石層２内の空
気は、まず、前記開口部１３ａから、前記外側パイプ１
３と内側パイプ１４との間の通路（隙間）１５に入り、
その通路１５内をゆっくりと下降して行く。その後、前
記空気は、外側パイプ１３の底部１３ｂまで達すると、
底部１３ｂでＵターンして、内側パイプ１４内を上昇し
ていき、内側パイプ１４の上方から前記導管６内に送ら
れる。本実施形態では、前記のくり石層２からの空気が
前記通路１５を下降して行く過程で、地下の地熱が前記
外側パイプ１３及び内側パイプ１４を介して前記空気に
伝導される（熱交換が行われる）ことになる。
パイプ３が外側パイプ１３と内側パイプ１４との「２重
パイプ構造」となっているため、前記くり石層２内の空
気は、まず、前記開口部１３ａから、前記外側パイプ１
３と内側パイプ１４との間の通路（隙間）１５に入り、
その通路１５内をゆっくりと下降して行く。その後、前
記空気は、外側パイプ１３の底部１３ｂまで達すると、
底部１３ｂでＵターンして、内側パイプ１４内を上昇し
ていき、内側パイプ１４の上方から前記導管６内に送ら
れる。本実施形態では、前記のくり石層２からの空気が
前記通路１５を下降して行く過程で、地下の地熱が前記
外側パイプ１３及び内側パイプ１４を介して前記空気に
伝導される（熱交換が行われる）ことになる。
【００１３】また、本実施形態１では、前記外側パイプ
１３の内壁面側に、多数のフィン１６（例えばポリエチ
レン製又は金属製）が設けられている。前記多数のフィ
ン１６は、例えば、前記外側パイプ１３の内壁面に、例
えばスパイラル状（螺旋状）に点在するように設けられ
ている。本実施形態では、前記外側パイプ１３の内壁面
に多数のフィン１６が設けられているので、地下の地熱
が、前記外側パイプ１３を介して多数のフィン１６に伝
えられる。したがって、本実施形態では、前記くり石層
２内の空気が前記外側パイプ１３内に入って前記通路１
５を下降している間、前記空気は、前記多数のフィン１
６に接触・衝突しながら（その結果、空気が渦を巻くな
どの揺動をしながら）、ゆっくりと下降して行く。その
過程で、前記フィン１６及び外側パイプ１３から、前記
空気に、効率よく地熱が伝導されて行くようになる。す
なわち、本実施形態では、前記外側パイプ１３及びフィ
ン１６から地熱が空気に伝えられるため、夏季には前記
空気を冷す冷房作用が得られると共に、冬季には前記空
気を暖める暖房作用が得られるようになっている。
１３の内壁面側に、多数のフィン１６（例えばポリエチ
レン製又は金属製）が設けられている。前記多数のフィ
ン１６は、例えば、前記外側パイプ１３の内壁面に、例
えばスパイラル状（螺旋状）に点在するように設けられ
ている。本実施形態では、前記外側パイプ１３の内壁面
に多数のフィン１６が設けられているので、地下の地熱
が、前記外側パイプ１３を介して多数のフィン１６に伝
えられる。したがって、本実施形態では、前記くり石層
２内の空気が前記外側パイプ１３内に入って前記通路１
５を下降している間、前記空気は、前記多数のフィン１
６に接触・衝突しながら（その結果、空気が渦を巻くな
どの揺動をしながら）、ゆっくりと下降して行く。その
過程で、前記フィン１６及び外側パイプ１３から、前記
空気に、効率よく地熱が伝導されて行くようになる。す
なわち、本実施形態では、前記外側パイプ１３及びフィ
ン１６から地熱が空気に伝えられるため、夏季には前記
空気を冷す冷房作用が得られると共に、冬季には前記空
気を暖める暖房作用が得られるようになっている。
【００１４】なお、本実施形態においては、前記フィン
１６は、前記の空気の温度調整作用（空気の地熱との熱
交換による冷暖房作用）だけでなく、空気の調湿作用
（夏季には、前記フィン１６は、地熱により戸外よりも
比較的低温に保たれているので、低温のフィン１６に戸
外からの高温多湿の空気が衝突すると、結露が生じて、
前記空気に含まれる水分が前記フィン１６の表面に付着
し、その結果、前記空気が除湿される。他方、冬季に
は、前記フィン１６は、地熱により戸外や建物全体より
も比較的高温に保たれているので、高温のフィン１６
に、乾燥した空気が衝突すると、予めフィン１６の表面
に付着していた水分が前記空気に供給され、その結果、
前記空気はある程度湿気を含むようになる）、及び、空
気の清浄化作用（前記多数のフィン１６の表面には、通
常、結露などによりある程度の水分が付着しているの
で、戸外からの汚れた空気が地中パイプ３内に入って、
前記通路１５内を移動していく過程で、その空気中の汚
れの成分（微小な不純物）が前記フィン１６の表面の水
分に付着されて、前記空気が清浄化されるようになる）
などの作用をも果たすものである。
１６は、前記の空気の温度調整作用（空気の地熱との熱
交換による冷暖房作用）だけでなく、空気の調湿作用
（夏季には、前記フィン１６は、地熱により戸外よりも
比較的低温に保たれているので、低温のフィン１６に戸
外からの高温多湿の空気が衝突すると、結露が生じて、
前記空気に含まれる水分が前記フィン１６の表面に付着
し、その結果、前記空気が除湿される。他方、冬季に
は、前記フィン１６は、地熱により戸外や建物全体より
も比較的高温に保たれているので、高温のフィン１６
に、乾燥した空気が衝突すると、予めフィン１６の表面
に付着していた水分が前記空気に供給され、その結果、
前記空気はある程度湿気を含むようになる）、及び、空
気の清浄化作用（前記多数のフィン１６の表面には、通
常、結露などによりある程度の水分が付着しているの
で、戸外からの汚れた空気が地中パイプ３内に入って、
前記通路１５内を移動していく過程で、その空気中の汚
れの成分（微小な不純物）が前記フィン１６の表面の水
分に付着されて、前記空気が清浄化されるようになる）
などの作用をも果たすものである。
【００１５】なお、以上の本実施形態１においては、前
記くり石層２の上面は、地盤面（ＧＬ）よりも例えば４
０〜５０ｃｍ程度盛り上げるようにするのが望ましい
（くり石層２を常用水面以下として、水がくり石層２に
入り難くするなどの理由から）。ただ、本発明では、く
り石層２の上面を地盤面よりも下にすることも可能であ
る（その場合は、くり石層２に水抜き装置を付けておく
ことが望ましい）。また、集中機械室５内の制御装置
は、集合住宅又は団地の各戸(各室）の冷暖房用空気の
取り入れ量に応じて、自動的に、くり石層２への空気流
入量や地中パイプ３から各戸への空気供給量の風量をコ
ントロールするものである。また、本発明では、前記く
り石層２及び地中パイプ３により地熱利用に、太陽熱温
水器などを利用した太陽熱による給湯及び冬場の暖房を
組み合わせるようにしてもよい。また、本発明において
は、戸外の空気を前記くり石層に送り込むための送風機
と、前記地中パイプからの熱交換された空気を所定の導
管を介して前記土地の近傍の複数の建物に供給するため
の送風機とを、一つの送風機で兼用させることも可能で
ある。
記くり石層２の上面は、地盤面（ＧＬ）よりも例えば４
０〜５０ｃｍ程度盛り上げるようにするのが望ましい
（くり石層２を常用水面以下として、水がくり石層２に
入り難くするなどの理由から）。ただ、本発明では、く
り石層２の上面を地盤面よりも下にすることも可能であ
る（その場合は、くり石層２に水抜き装置を付けておく
ことが望ましい）。また、集中機械室５内の制御装置
は、集合住宅又は団地の各戸(各室）の冷暖房用空気の
取り入れ量に応じて、自動的に、くり石層２への空気流
入量や地中パイプ３から各戸への空気供給量の風量をコ
ントロールするものである。また、本発明では、前記く
り石層２及び地中パイプ３により地熱利用に、太陽熱温
水器などを利用した太陽熱による給湯及び冬場の暖房を
組み合わせるようにしてもよい。また、本発明において
は、戸外の空気を前記くり石層に送り込むための送風機
と、前記地中パイプからの熱交換された空気を所定の導
管を介して前記土地の近傍の複数の建物に供給するため
の送風機とを、一つの送風機で兼用させることも可能で
ある。
【００１６】実施形態２．次に、図４（ａ）は、本発明
の実施形態２による地中パイプ３Ａの構成を示す断面図
である。この実施形態２では、地中パイプの構成以外の
点は、実施形態１と同様である。この図４（ａ）の例で
は、地中パイプ３Ａは、例えばポリエチレンにより縦断
面が波状又はジグザク状に形成された４個の波付管（互
いに直径が異なる波付管）が、互いにほぼ同心円状に重
ねられて、構成されている。すなわち、本実施形態４の
地中パイプ３Ａは、図４に示すように、外側の第１の波
付管８１と、この第１の波付管８１の内側に配置されこ
れと対向する内側の第２の波付管８２と、この第２の波
付管８２の下部内側に配置され前記下部に対向する第３
の波付管８３と、この第３の波付管８３の下部内側に配
置され前記下部に対向する第４の波付管８４との、計４
つの波付管からなる「４層パイプ構造」になっている。
なお、前記第１の波付管８１には底部８１ｂが形成され
ているが、他の３つの波付管８２，８３，８４には底部
は形成されていない。
の実施形態２による地中パイプ３Ａの構成を示す断面図
である。この実施形態２では、地中パイプの構成以外の
点は、実施形態１と同様である。この図４（ａ）の例で
は、地中パイプ３Ａは、例えばポリエチレンにより縦断
面が波状又はジグザク状に形成された４個の波付管（互
いに直径が異なる波付管）が、互いにほぼ同心円状に重
ねられて、構成されている。すなわち、本実施形態４の
地中パイプ３Ａは、図４に示すように、外側の第１の波
付管８１と、この第１の波付管８１の内側に配置されこ
れと対向する内側の第２の波付管８２と、この第２の波
付管８２の下部内側に配置され前記下部に対向する第３
の波付管８３と、この第３の波付管８３の下部内側に配
置され前記下部に対向する第４の波付管８４との、計４
つの波付管からなる「４層パイプ構造」になっている。
なお、前記第１の波付管８１には底部８１ｂが形成され
ているが、他の３つの波付管８２，８３，８４には底部
は形成されていない。
【００１７】また、前記各波付管８１，８２，８３，８
４の相互間の各隙間８５，８６，８８には、それぞれ、
図４(ｂ）に示すような例えばポリエチレン製又は金属
製（例えばアルミ製）のスパイラル状帯体（コイル状・
螺旋状に曲げられた細長い帯状又は紐状の板で、図３の
フィン１６と同様の作用効果を果たすもの。）が、介設
されている（図４（ａ）では、前記スパイラル状帯体は
図示省略している）。図４（ｂ）は、この金属製例えば
アルミ製のスパイラル状帯体の一例を示す斜視図であ
る。このスパイラル状帯体５２は、帯状（又はリボン
状）のアルミ製シートがスパイラル状（コイル状）に形
成されることにより構成されている。このスパイラル状
帯体５２は、前記第１の波付管８１の内壁部などに当接
（接触）するように設置されて使用される。したがっ
て、このスパイラル状帯体５２は、前記第１の波付管８
１からの地熱が伝導されて、ほぼ地熱と同じ温度に保持
されるようになっている。
４の相互間の各隙間８５，８６，８８には、それぞれ、
図４(ｂ）に示すような例えばポリエチレン製又は金属
製（例えばアルミ製）のスパイラル状帯体（コイル状・
螺旋状に曲げられた細長い帯状又は紐状の板で、図３の
フィン１６と同様の作用効果を果たすもの。）が、介設
されている（図４（ａ）では、前記スパイラル状帯体は
図示省略している）。図４（ｂ）は、この金属製例えば
アルミ製のスパイラル状帯体の一例を示す斜視図であ
る。このスパイラル状帯体５２は、帯状（又はリボン
状）のアルミ製シートがスパイラル状（コイル状）に形
成されることにより構成されている。このスパイラル状
帯体５２は、前記第１の波付管８１の内壁部などに当接
（接触）するように設置されて使用される。したがっ
て、このスパイラル状帯体５２は、前記第１の波付管８
１からの地熱が伝導されて、ほぼ地熱と同じ温度に保持
されるようになっている。
【００１８】次に、本実施形態２による地中パイプ３の
動作を説明する。前記の外側の第１の波付管８１の上部
の前記くり石層２と対向する部分には、くり石層２から
の空気を流入させるための複数の穴８１ａが形成されて
いる。本実施形態２においては、前記くり石層２からの
空気は、前記穴８１ａから第１の波付管８１と第２の波
付管８２の間の隙間８５を下降しながら移動する。この
下降した空気は、前記第１の波付管８１の底部８１ｂに
衝突した後、前記第２の波付管８２の下端と第１の波付
管８１の底部８１ｂとの間の隙間から、前記第２の波付
管８２と第３の波付管８３との間の隙間８６に入り、こ
の中を上昇していく。また、前記第３の波付管８３及び
第４の波付管８４の上端には、カバー８７が備えられて
いる。前記の隙間８６の中を上昇していく空気は、この
カバー８７に衝突した後、第３の波付管８３の上部に形
成された複数の穴８３ａから、第３の波付管８３と第４
の波付管８４との間の隙間８８に入り、この中を下降し
ていく。そして、この下降中の空気は、前記第１の波付
管８１の底部８１ｂに衝突して、第４の波付管８４の下
端と第１の波付管８１の底部８１ｂとの間の隙間から、
第４の波付管８４の中に入り、その中を上昇していく。
以上のような過程で、前記地中パイプ３内の空気は地中
の地熱と熱交換される。そして、この熱交換された空気
は、前記第２の波付管８２の上部から、前記導管６を介
して、各住宅に送られる。なお、本実施形態２の前記ス
パイラル状帯体が、空気の温度調整（冷暖房）作用だけ
でなく、空気の調湿作用及び空気の清浄化作用をも果た
すことは、前記実施形態１のフィン１６と同様である。
動作を説明する。前記の外側の第１の波付管８１の上部
の前記くり石層２と対向する部分には、くり石層２から
の空気を流入させるための複数の穴８１ａが形成されて
いる。本実施形態２においては、前記くり石層２からの
空気は、前記穴８１ａから第１の波付管８１と第２の波
付管８２の間の隙間８５を下降しながら移動する。この
下降した空気は、前記第１の波付管８１の底部８１ｂに
衝突した後、前記第２の波付管８２の下端と第１の波付
管８１の底部８１ｂとの間の隙間から、前記第２の波付
管８２と第３の波付管８３との間の隙間８６に入り、こ
の中を上昇していく。また、前記第３の波付管８３及び
第４の波付管８４の上端には、カバー８７が備えられて
いる。前記の隙間８６の中を上昇していく空気は、この
カバー８７に衝突した後、第３の波付管８３の上部に形
成された複数の穴８３ａから、第３の波付管８３と第４
の波付管８４との間の隙間８８に入り、この中を下降し
ていく。そして、この下降中の空気は、前記第１の波付
管８１の底部８１ｂに衝突して、第４の波付管８４の下
端と第１の波付管８１の底部８１ｂとの間の隙間から、
第４の波付管８４の中に入り、その中を上昇していく。
以上のような過程で、前記地中パイプ３内の空気は地中
の地熱と熱交換される。そして、この熱交換された空気
は、前記第２の波付管８２の上部から、前記導管６を介
して、各住宅に送られる。なお、本実施形態２の前記ス
パイラル状帯体が、空気の温度調整（冷暖房）作用だけ
でなく、空気の調湿作用及び空気の清浄化作用をも果た
すことは、前記実施形態１のフィン１６と同様である。
【００１９】実施形態３．次に、図５は本発明の実施形
態３を示す概略断面図である。この実施形態３は、駐車
場（又は緑地公園など）の敷地１の地下に、くり石層２
を形成し、くり石層２の内部から重力方向に延びる複数
本の地中パイプ３を備えている。そして、本実施形態３
では、集中機械室５内の制御装置により送風機(図５で
は図示省略)を制御することにより、戸外の空気を、前
記くり石層２に流入させ、さらに地中パイプ３に流入さ
せて、地下の地熱と熱交換させる。そして、この熱交換
された空気を、導管６ａを介して前記敷地１に隣接した
マンションＡの各戸Ａ１〜Ａ６に送ると共に、導管６ｂ
を介して前記敷地１に隣接したアパートＢの各戸Ｂ１〜
Ｂ５に送るようにしている。前記地中パイプ３の構造な
どについては、実施形態１と同様であるので説明を省略
する。この実施形態３によっても、前記の実施形態１と
同様の作用効果を奏することができる。
態３を示す概略断面図である。この実施形態３は、駐車
場（又は緑地公園など）の敷地１の地下に、くり石層２
を形成し、くり石層２の内部から重力方向に延びる複数
本の地中パイプ３を備えている。そして、本実施形態３
では、集中機械室５内の制御装置により送風機(図５で
は図示省略)を制御することにより、戸外の空気を、前
記くり石層２に流入させ、さらに地中パイプ３に流入さ
せて、地下の地熱と熱交換させる。そして、この熱交換
された空気を、導管６ａを介して前記敷地１に隣接した
マンションＡの各戸Ａ１〜Ａ６に送ると共に、導管６ｂ
を介して前記敷地１に隣接したアパートＢの各戸Ｂ１〜
Ｂ５に送るようにしている。前記地中パイプ３の構造な
どについては、実施形態１と同様であるので説明を省略
する。この実施形態３によっても、前記の実施形態１と
同様の作用効果を奏することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の地域冷
暖房システムによれば、団地や集合住宅に隣接された
（又はその近傍に設置された）駐車場や緑地公園などの
敷地（その地上には、少なくとも一部を除いては、前記
地中パイプの設置工事や保守の妨げとなるような建物が
ほとんど存在しないような土地）を利用して、その場所
にくり石層と複数本の地中パイプを集中的に設置し、こ
れらを利用して戸外の空気を地熱と熱交換し、その熱交
換した空気を各戸に送ることにより、各戸の冷暖房を行
うようにしている。したがって、本発明によれば、団地
や集合住宅などのような一定の地域内の複数の建物に対
して、地熱利用の冷暖房を、駐車場や緑地公園などに集
中的に設置した装置を利用して集中的に行うことができ
る。特に、本発明では、前記くり石層と地中パイプを、
団地や集合住宅に隣接された（又はその近傍に設置され
た）駐車場や緑地公園などの敷地（建物の存在しない平
地）に集中的に設置するようにしているので、前記くり
石層と地中パイプなどの地域冷暖房のための装置の設置
工事や運用のメンテナンスが、極めて容易に且つ低コス
トで行えるようになる。また、本発明において、前記地
中パイプの外側パイプの内壁面側に多数のフィンやスパ
イラル状帯体などの前記面接触部を備えるようにすれ
ば、地中パイプを通過する空気に対して、地熱を効率的
に伝導させて温度調節を行うだけでなく、その調湿や空
気の清浄化をも行うことができる（すなわち、本出願人
による特願平１１−８３６０１号において詳細に説明し
ているように、前記くり石層からの空気が前記面接触部
に効率的に接触することにより、前記空気に含まれる水
分が面接触部に移動して結露したり、逆に、前記面接触
部の表面の水分が前記空気に供給されることにより、前
記空気の湿度が調整させる。また、前記くり石層からの
空気が前記面接触部に効率的に接触することにより、前
記空気に含まれる埃などの不純物が前記面接触部の表面
の水分に付着されて、前記空気が清浄化される。）。よ
って、本発明によれば、地熱を利用して温度調節され、
更に調湿され且つ清浄化された空気を、団地や集合住宅
などの一定地域の各戸に供給することができるようにな
る。
暖房システムによれば、団地や集合住宅に隣接された
（又はその近傍に設置された）駐車場や緑地公園などの
敷地（その地上には、少なくとも一部を除いては、前記
地中パイプの設置工事や保守の妨げとなるような建物が
ほとんど存在しないような土地）を利用して、その場所
にくり石層と複数本の地中パイプを集中的に設置し、こ
れらを利用して戸外の空気を地熱と熱交換し、その熱交
換した空気を各戸に送ることにより、各戸の冷暖房を行
うようにしている。したがって、本発明によれば、団地
や集合住宅などのような一定の地域内の複数の建物に対
して、地熱利用の冷暖房を、駐車場や緑地公園などに集
中的に設置した装置を利用して集中的に行うことができ
る。特に、本発明では、前記くり石層と地中パイプを、
団地や集合住宅に隣接された（又はその近傍に設置され
た）駐車場や緑地公園などの敷地（建物の存在しない平
地）に集中的に設置するようにしているので、前記くり
石層と地中パイプなどの地域冷暖房のための装置の設置
工事や運用のメンテナンスが、極めて容易に且つ低コス
トで行えるようになる。また、本発明において、前記地
中パイプの外側パイプの内壁面側に多数のフィンやスパ
イラル状帯体などの前記面接触部を備えるようにすれ
ば、地中パイプを通過する空気に対して、地熱を効率的
に伝導させて温度調節を行うだけでなく、その調湿や空
気の清浄化をも行うことができる（すなわち、本出願人
による特願平１１−８３６０１号において詳細に説明し
ているように、前記くり石層からの空気が前記面接触部
に効率的に接触することにより、前記空気に含まれる水
分が面接触部に移動して結露したり、逆に、前記面接触
部の表面の水分が前記空気に供給されることにより、前
記空気の湿度が調整させる。また、前記くり石層からの
空気が前記面接触部に効率的に接触することにより、前
記空気に含まれる埃などの不純物が前記面接触部の表面
の水分に付着されて、前記空気が清浄化される。）。よ
って、本発明によれば、地熱を利用して温度調節され、
更に調湿され且つ清浄化された空気を、団地や集合住宅
などの一定地域の各戸に供給することができるようにな
る。
【図１】本発明の実施形態１を示す概略断面図である。
【図２】図１のくり石層、地中パイプ、及びそれらの周
辺部分を拡大して示す断面図である。
辺部分を拡大して示す断面図である。
【図３】図１の地中パイプの構成を拡大して示す断面図
である。
である。
【図４】本発明の実施形態２の地中パイプを示す断面図
である。
である。
【図５】本発明の実施形態３を示す概略断面図である。
１ 敷地 ２ くり石層 ３ 地中パイプ ４，Ａ１〜Ａ６，Ｂ１〜Ｂ５ 住宅 ５ 集中機械室 ６，６ａ，６ｂ，８ 導管 ７，９，１０ 送風機 ８ 導管 １３ 外側パイプ １３ａ，８１ａ 開口部 １４ 内側パイプ １６ フィン ２１ 断熱シート ２２ コンクリート層 ２３ 防水シート ５２ スパイラル状帯体 Ａ マンション Ｂ アパート
Claims (6)
- 【請求項１】 駐車場や緑地公園などのような、少なく
とも約３平方メートル以上の広さを有し且つ少なくとも
一部を除いて地上の建物が存在しない土地の地下に、少
なくとも約３５ｃｍ以上の深さに多数のくり石が充填さ
れて成る、くり石層と、 戸外の空気を前記くり石層に送り込むための送風機と、 前記くり石層からの空気を重力方向に送りながら地中の
地熱と熱交換させるための複数の地中パイプと、 前記地中パイプからの熱交換された空気を所定の導管を
介して前記土地の近傍の複数の建物に供給するための送
風機と、を備えたことを特徴とする地域冷暖房システ
ム。 - 【請求項２】 請求項１において、前記地中パイプは、
前記くり石層の内部から重力方向に向けて約２ｍから約
１０ｍまでの間の所定の長さだけ延びるように地中に埋
設された地中パイプであって、前記くり石層からの空気
に、地中からの地熱を伝導するものである、ことを特徴
とする地域冷暖房システム。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記地中パイプは、 外側パイプと、この外側パイプよりも半径が小さい内側
パイプであって外側パイプの内部に外側パイプと所定の
隙間を介して配置される内側パイプと、を備えており、 前記外側パイプの前記くり石層と対向する部分には、前
記くり石層からの空気の流入を可能にするための開口部
が形成されており、 前記内側パイプの下端部は前記外側パイプの底部に対し
て所定の隙間を有するように配置されており、 以上の構成により、前記くり石層内の空気が、前記外側
パイプの開口部から流入し、この流入した空気が、まず
前記外側パイプと内側パイプとの間の隙間を下降して行
き、その後、前記外側パイプの底部と内側パイプの下端
部との間の隙間を介して前記内側パイプの内部に移動
し、その後、前記内側パイプの内部を上昇し、さらに、
前記導管を介して前記複数の建物に供給されるようにな
っている、ことを特徴とする地域冷暖房システム。 - 【請求項４】 請求項２又は３において、前記地中パイ
プは、前記地中パイプ内を移動する空気に対して地熱を
効率的に伝達するための面接触部であって、前記地中パ
イプ内を移動する空気が効率的に接触するように空気の
移動方向に対して直交する方向又はその斜め方向に延び
る面を有する面接触部、を備えていることを特徴とする
地域冷暖房システム。 - 【請求項５】 請求項４において、前記面接触部は、前
記外側パイプの内壁面に備えられた多数のフィンから成
る、ことを特徴とする地域冷暖房システム。 - 【請求項６】 請求項４において、前記面接触部は、前
記外側パイプと前記内側パイプとの間に備えられたスパ
イラル状帯体から成る、ことを特徴とする地域冷暖房シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11224204A JP3081843B1 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 地域冷暖房システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11224204A JP3081843B1 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 地域冷暖房システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3081843B1 true JP3081843B1 (ja) | 2000-08-28 |
| JP2001050608A JP2001050608A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16810165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11224204A Expired - Fee Related JP3081843B1 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 地域冷暖房システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081843B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4318516B2 (ja) * | 2003-09-22 | 2009-08-26 | 旭化成ホームズ株式会社 | 地熱交換装置 |
| JP2006029623A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Asahi Kasei Homes Kk | 地熱交換装置 |
| EP1974168B1 (en) * | 2006-01-27 | 2014-11-26 | Mateve OY | Pipe and system for utilizing low-energy |
| ES2326573B1 (es) * | 2006-11-24 | 2010-07-21 | Ortronic Technology, S.L. | Sistema de climatizacion de edificios. |
| JP5336929B2 (ja) * | 2009-05-22 | 2013-11-06 | パナホーム株式会社 | 地中熱利用の空調装置 |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP11224204A patent/JP3081843B1/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001050608A (ja) | 2001-02-23 |
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