JP3962793B2

JP3962793B2 - 有限敷地内における地中蓄熱槽

Info

Publication number: JP3962793B2
Application number: JP15833098A
Authority: JP
Inventors: 孝昭清水; 中村　　慎; 幹雄高橋; 雄一甲村; 典彦古寺; 俊明石瀬
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-05-22
Also published as: JPH11337280A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物直下の地下帯水層を利用した有限敷地内における地中蓄熱槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水位が高い砂礫層又は砂層に建設される大規模業務施設等の建築物では、１年中を通して温度の変動がほとんどない、熱容量の大きい、地下帯水層（自然地盤）を、地中蓄熱槽に利用することが考えられ、既に図６（平面図）に示す井戸配置が考えられている。
この地中蓄熱槽は、地下帯水層１内に２本の井戸３，４を設けて、夏季には、地下帯水層１の地下水を一方の井戸３から揚水して冷熱源として利用するとともに、利用後の温水を他方の井戸４から地下帯水層１へ注水し、また、冬季には、地下帯水層１の温水を他方の井戸４から揚水して温熱源として利用するとともに、利用後の冷水を一方の井戸３から地下帯水層１へ注水して、その地下帯水層１を季節間の排熱利用を可能とする蓄熱槽として活用し、省エネルギーを図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の地中蓄熱槽では、２本の井戸３，４を設けるのみで、井戸の配置が点分布であることから、平面的な地下水の流れ場は、図６に示すように、局所的な流れが卓越するショートサーキットとなり、敷地内の大半の水がほとんど動かないデッドゾーンを生じている。そのため、蓄熱利用も地下水の流れる範囲においてのみ行われ、有効利用できる容積が小さくなるため効果が半減している。なお、図６中、５は、冷水域、６は、温水域である。
そこで、本発明は、地下水の流れにショートサーキット及びデッドゾーンを生じないようにして、蓄熱槽の有効容積を増大させるとともに揚水量を増大させることによって地下帯水層を効率的に蓄熱槽として活用し、より一層の省エネルギーを達成しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、請求項１の発明は、敷地内の地下帯水層１を遮水壁２で囲い、該遮水壁内の帯水層１の両端部に、線状に分布する複数の井戸７，８から成る２群の井戸群９、１０を、相互に対峙させてそれぞれ配した有限敷地内における地中蓄熱槽であって、
２群の井戸群９，１０の井戸相互間に、残りの遮水壁内帯水層部分より高い透水性を有する高透水領域11を形成して、上記帯水層の両端部側の高透水領域 11 の間で地下水が流通するように設けたことを特徴としている。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１の有限敷地内における地中蓄熱槽にあって、上記２群の井戸群９，１０の井戸相互間に高透水領域11を形成している。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項３の有限敷地内における地中蓄熱槽にあって、上記高透水領域11につき、適数本の有孔管を用いて成る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、本発明の参考例（本発明の技術的意義の理解の参考に供するための例をいう。以下同じ。）の形態を示している。図示の有限敷地内における地中蓄熱槽は、敷地内の地盤において、地下帯水層１を不透水層12にまで達する遮水壁２で囲って敷地内外の地下水を遮断し、その遮水壁２内の地下帯水層１の一端部と他端部に、線分布に（線状に分布させるように）配置した各４本の井戸７，８から成る２群の井戸群９，10を相互に対峙させて配し、一方の井戸群９を冷水用、また、他方の井戸群10を温水用として用いることで、敷地内の地下帯水層１を蓄熱槽として利用している。図中、５は、冷水域、６は、温水域である。なお、両井戸群９，10の各井戸７，８の本数、大きさ、形状、間隔等は、敷地の広さや形態、地下帯水層１の状況等により適宜である。
【００１０】
而して、夏季には、地下帯水層１の地下水を一方の井戸群９の各井戸７から揚水して、これを冷熱源とし利用する。利用後の温水は、他方の井戸群10の各井戸８から地下帯水層１へと注水する。また、冬季には、地下帯水層１の温水を他方の井戸群10の各井戸８から揚水して、これを温熱源として利用し冷却させる。利用後の冷水は、一方の井戸群９の各井戸７から地下帯水層１へと注水し、季節間の排熱を蓄熱して利用することにより省エネルギーを図る。更に、夜間に蓄熱して、昼間に取り出す日サイクルの蓄熱にも対応できる。
【００１１】
図３、図４は、本発明の実施の形態を示している。この場合は、上述の図１、図２の有限敷地内における地中蓄熱槽にあって、線分布配置の２群の井戸群９，10の各井戸７，８をそれぞれ線分布両端の２本だけに止め、相互間に礫材15を充填したトレンチ13，14を設けて、井戸相互間の高透水領域11としている。こうすることで、井戸７，８の本数を最小限に少なくすることができる。この礫材15を充填したトレンチ13，14による高透水領域11は、図５に示すように、地下帯水層１における透水性のよい層部にのみに設けてもよい。
【００１２】
また、本発明の他の参考例として、適数本の有孔管を用いて高透水領域11を形成してもよい（図示せず）。これらにおける他の各部の構造、作用等は、上述の図１、図２の場合と同様であるから、説明を省略する。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、敷地内に井戸を線状に分布するように配置して敷地内の地下帯水層を蓄熱槽として利用するので、敷地内の地下帯水層にはショートサーキット及びデッドゾーンを生じることのない全般的に均一乃至ほぼ均一の良好な流れの場を形成できて、揚水量も増大することから地下帯水層（自然地盤）を効率的に蓄熱槽として活用でき、より一層の省エネルギーが可能となる。
【００１４】
また請求項１の発明によれば、既述構成により、各井戸群９，10内において各井戸７，８の水位を一定に保つことができ、流れの場を図１、図３に示す全般的なものとすることができ、その結果、敷地内にショートサーキット及びデッドゾーンを生じることがなくなり蓄熱槽としての有効容積を増大させ、かつ、揚水量が増大するので、敷地全体の地下帯水層１を効果的に蓄熱利用することができる。また、温水及び冷水が平面的に等分布で移動することに加え、地下水の流れが非常に遅いことにより、地下帯水層１中には水平面内にて左右に直線的に分割された冷水域５及び温水域６を形成させることができ、熱損失の少ない蓄熱利用が可能となる。更に、遮水壁２に囲まれた地下帯水層１のみを蓄熱槽として利用するので、温水、冷水が敷地外へと流出することはなく、周辺地盤に悪影響を及ぼすこともない。
【００１５】
加えて、請求項１の発明によれば、各群の井戸相互間に高透水領域11を形成しているので、井戸７，８の本数を少なくできる。
【００１６】
そして、本願請求項２の発明によれば、各群の井戸相互間に高透水領域11を、礫材15を充填したトレンチ13，14で形成しているので、井戸間の水頭損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す構成要領平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態を示す構成要領平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】当該実施の形態の変形例を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来例を示す構成要領平面図である。
【符号の説明】
１…地下帯水層２…遮水壁
３…井戸４…井戸
５…冷水域６…温水域
７…井戸８…井戸
９…一方の井戸群 10…他方の井戸群
11…高透水領域 12…不透水層
13…トレンチ 14…トレンチ
15…礫材

Claims

敷地内の地下帯水層１を遮水壁２で囲い、該遮水壁内の帯水層１の両端部に、線状に分布する複数の井戸７，８から成る２群の井戸群９、１０を、相互に対峙させてそれぞれ配した有限敷地内における地中蓄熱槽であって、
２群の井戸群９，１０の井戸相互間に、残りの遮水壁内帯水層部分より高い透水性を有する高透水領域11を形成して、上記帯水層の両端部側の高透水領域 11 の間で地下水が流通するように設けたことを特徴とする、有限敷地内における地中蓄熱槽。
上記高透水領域11につき、礫材15を充填したトレンチ13，14とした請求項１記載の有限敷地内における地中蓄熱槽。