JP4034220B2

JP4034220B2 - Underground heat sampling test equipment

Info

Publication number: JP4034220B2
Application number: JP2003096656A
Authority: JP
Inventors: 和夫柴田; 克則長野
Original assignee: 和夫柴田; 克則長野
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004301750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地中熱の利用可能量を推定するのに必要な地層の有効熱伝導率と地中熱交換器と土壌との熱抵抗を、電力を受けずとも、独立して自動的に簡単かつ容易に、そして精密に測定できるようにした地中採熱試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の暖房や冷房、または融雪などに地中熱を利用するシステムは海外では二十年以上前から実際に利用されてきており、急速な普及が進んでいる。一方、国内では、最近になって地中熱利用システムの導入が見られるようになってきたが、まだ数は少ない。
【０００３】
地中熱の利用を行うにあたって、地中からの採熱可能量を把握することは重要であるが、採熱量を把握するための地中採熱試験装置は、一般的に大きな電源が必要であったり、大規模なものであり、電力供給を受けずに独立して試験を行うことができる試験装置は、国内外においては例がない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５５９４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在、スウエーデンやドイツ、米国においては、電気ヒータを熱源とした地中採熱試験装置が開発され、使用されてきているが、ヒータ容量は３ｋＷ〜１２ｋＷと大きく、また地中採熱試験を行うには電気設備が整った場所あるいは大型の数日間運転できる発電機が必要であり、どこでも簡易に試験を行える地中採熱試験装置はないのが現状である。
【０００６】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、従来の大掛かりな装置でなく、装置本体が軽量かつ、コンパクトで頑丈なパッケージに収められており、持ち運びや、設置に容易であり、しかも、電力供給を受けずに無人独自で試験運転ができ、データも自動的に無線転送して遠隔監視が可能な地中採熱試験装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の地中採熱試験装置は、地上に設けられた燃料タンクと地上に設けられた灯油ボイラとバッテリまたはＡＣ入力出力部よりスイッチの切換えにより接続されて２通りに使用される電源とを備えた加熱ユニットと、地中内に適宜の深さで掘られたボアホールと、このボアホール内に埋設されたＵ字形状のパイプと、前記灯油ボイラに備えられた循環ポンプと、この循環ポンプに一端が接続されると共に前記パイプの一端が接ぎ手を介して他端が接続された入り側用パイプと、この循環ポンプに一端が接続されると共に前記パイプの他端が接ぎ手を介して他端が接続された出側用パイプと、前記入り側用パイプの途中に設けられ、地中内の前記パイプへ送られる流体の第１温度を測定する第１温度センサと、出側用パイプの途中に設けられ、地中内の前記パイプから戻される流体の第２温度を測定する第２温度センサと、出側用パイプの途中に設けられ、前記地中内の前記パイプと前記循環ポンプとを循環される流体の流量を測定する流量計と、前記入り側用パイプの途中における循環ポンプと第１温度センサとの間に設けられ、流体の温度および流量を均一化するためのクッションタンクと、前記第１、第２温度センサで測定された第１温度と第２温度および、それらの差を演算して地中の熱伝導率を求めるための演算手段と、この演算手段の演算結果をデータ転送する無線通信手段と、を備えたことを特徴とする構成である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１を参照するに、地中採熱試験装置１としては地中３内に例えば６０〜２００φ程度のボアホール５が地表面より例えば１００ｍ程度の深さで掘られ、このボアホール５には地中熱交換器としてのＵ字形状のパイプ９が埋設されている。このパイプ９の一端にはクイックカプラなどの継ぎ手１１を介して入り側用パイプ１３の一端が連結されていると共にパイプ９の他端にはクイックカプラなどの継ぎ手１５を介して出側用パイプ１７の一端が連結されている。そして、入り側用パイプ１３の他端および出側用パイプ１７の他端が灯油ボイラ１９に連結されている。
【００１１】
この灯油ボイラ１９には燃料配管２１を介して例えば９０Ｌの燃料タンク２３が接続されている。また、灯油ボイラ１９にはスイッチＳ１を介してＤＣ／ＡＣインバータ２４、バッテリ２５、さらにスイッチＳ２を介してＡＣ／ＤＣインバータ２６およびＡＣ入力出力部２７が順に直列で接続されている。前記バッテリ２５にはチャージコントローラ２８を介してＰＶ（太陽光発電パネル）２９が接続されている。そして、ＤＣ／ＡＣインバータ２４、バッテリ２５、ＤＣ／ＡＣインバータ２６、ＡＣ入力出力部２７、チャージコントローラ２８およびＰＶ２９を総称して電源３１としている。燃料タンク２３と灯油ボイラ１９と電源３１とで加熱ユニット３３を構成している。
【００１２】
前記電源３１の使用方法としてスイッチＳ１をＡＣ入力出力部２７側に切換えると、ＡＣ入力出力部２７が灯油ボイラ１９に接続されて使用される。また、図１に示されているように、スイッチＳ１をＤＣ／ＡＣインバータ２４側に切換え、スイッチＳ２をＯＦＦにすることで、ＰＶ２９またはＡＣ／ＤＣ入力出力部２７によって充電されたバッテリ２５がＤＣ／ＡＣインバータ２４を経て灯油ボイラ１９に接続されて使用される。このように電源３１は必要に応じて２通りに使い分けられる。前記バッテリ２５はスイッチＳ２をＯＮにすると、ＡＣ入力出力部２７がＡＣ／ＤＣインバータ２６を経てバッテリ２５に接続されて充電されるほか、晴天時などの日照時間にＰＶ２９からチャージコントローラ２８を介して充電され満たされる。
【００１３】
前記入り側用パイプ１３の途中には順次灯油ボイラ１９側から循環ポンプ３５、例えば２０Ｌのクッションタンク３７、第１温度センサ３９が直列に設けられている。また、出側用パイプ１５の途中には順次灯油ボイラ１９側から精密流量計４１、第２温度センサ４３が直列に設けられている。
【００１４】
前記第１温度センサ３９および第２温度センサ４３には温度変換器４７が接続されている。そして、温度変換器４７には演算手段としての計測装置４９が接続されていると共に前記精密流量計４１、外気温センサー５５も前記計測装置４９に接続されている。前記計測装置４９にはパソコン５１が接続され、このパソコン５１にはデータ転送するするための無線通信手段としての例えば携帯電話５３が接続されている。
【００１５】
上記構成により、電源３１を２通りのいずれかにＯＮせしめると、燃料タンク２３から灯油ボイラ１９へ灯油が供給され、灯油ボイラ１９が作動する。循環ポンプ３５が作動し、不凍液または水などの流体が入り側用パイプ１３へ送られ、さらに、クッションタンク３７、第１温度センサ３９を経てパイプ９に送られる。流体はパイプ９を通り、第２温度センサ４３、精密流量計４１を経て灯油ボイラ１９に戻される。こうして、循環ポンプ３５を作動させている間、前記流体がパイプ９内を循環されることになる。したがって、従来の電気ヒータ使用時と同等な一定加熱性能を得るために、灯油ボイラ１９の燃焼制御とクッションタンク３７を用いているのが重要なポイントである。
【００１６】
そして、流体がパイプ９内を循環しているときに、パイプ９内の循環液体温度の変化を測定する。すなわち、定期的に、第１温度センサ３９でパイプ９内に送られる第１温度Ｔ１が測定されると共に第２温度センサ４１でパイプ９内から送出される第２温度Ｔ２が測定される。この第１温度センサ３９で測定された第１温度Ｔ１と第２温度センサ４３で測定された第２温度Ｔ２とがそれぞれ温度変換器４７を経てある時間毎に計測装置４９に送られると共に精密流量計４１で測定された流量が計測装置４９に送られる。
【００１７】
この計測装置４９において、図２に示されているように、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２の変化がグラフ化されている。横軸に経過時間の対数ｌｎ（ｔ）をとり、縦軸にＴ１とＴ２の対数平均温度Ｔｆをとると図３中の実線のように示される。なお、試験時間は１ｎ（ｔ）に対するＴｆの変化幅が一定に達した後、さらに数十時間を要し、通常は６０〜７２ｈ連続的に注熱を行う必要がある。
【００１８】
ここで、線状熱源の理論（Ｋｅｌｖｉｎの線源理論）がすでに知られている。
この理論を基にして、ボアホール５に長期的に連続して一定の加熱を行うとき、次のようにあらわせる。
【００１９】
【数１】

Ｔｆ：対数平均温度ａ：熱拡散係数（λ／ｃ：は比熱）
Ｑ：加熱量ｒｏ：ボアホール半径
λ：有効熱伝導率 γ：オイラー数（０．５７７２）
Ｈ：ボアホール深さＲｂ：熱抵抗
ｔ：時間Ｔｓｕｒ：地盤温度
上記（１）式において、総熱抵抗は、地盤の熱抵抗、自然対流などのボアホール周辺の様々な条件の影響を受けるが、図２に示されているように、Ｔｆとｌｎ（ｔ）には次の一次の関係が成り立つ。
【００２０】
Ｔｆ＝ｋｌｎ（ｔ）＋ｍ・・・・（２）
熱搬送流体とボアホール壁とのボアホール熱抵抗Ｒｂは、下記の（３）式の関係が成立する。
【００２１】
Ｔｆ−Ｔｂ＝Ｒｂ・Ｑ／Ｈ・・・（３）
但し、Ｔｆ：対数平均温度Ｔｂ：ボアホール壁温度で明らかとなる。
【００２２】
図３のごとく、Ｔ１とＴ２の対数平均温度Ｔｆの経過時間の対数ｌｎ（ｔ）をあらわすと、ある経過時間以降はＴｆの変化の傾きはほぼ一定となる。このときの傾きから、熱移動特性を判断できる。すなわち、地中の平均的な有効熱伝導率λは、加熱量Ｑ、ボアホール深さＨ、前述の傾きｋがわかれば、次式から求めることができる。
【００２３】
すなわち、λ＝Ｑ／（４πｋＨ）により有効熱伝導率λの値を求めることができる。
【００２４】
この求められた有効熱伝導率λから採熱能力を予測することができるので、地中熱利用によって、建物の暖冷房や給湯、または融雪などを行う際に、対象となる規模の熱量を確保できる地中熱交換器の総延長を決定するのに利用でき、熱交換器設計精度の向上とコストの縮減を図ることを可能とするものである。
【００２５】
したがって、パイプ９に供給した液体である温水の吐出温度である第１温度Ｔ１、戻り温度である第２温度Ｔ２を、従来の大掛かりな装置を使わなくても、簡単、かつ容易に測定することができる。
【００２６】
この地中採熱試験を精密に試験を行うためには長時間にわたって地中に一定の熱量を連続的に加えることが重要であり、そのために、従来は電気ヒータを使っていたが、燃焼制御可能な灯油ボイラー１９とクッションタンク３７を使うことで、山間部や僻地のリゾートなどの建設予定地、また、都市部の工事現場などにおいて試験をする場合にも、配電設備がなかったり、また、あった場合でも使用電力が限られる場合が多いので、外から電力供給を受けなくても試験を無人独自で運転でき、かつ精密に試験できる。従来の大掛かりな装置に比べて装置本体を軽量に製作ができると共にコンパクトで頑丈なパッケージに収められ、持ち運や、設置を容易にすることができる。
【００２７】
また、精密制御可能な灯油ボイラ１９と第１温度センサ３９との間に、クッションタンク３７が備えられているから、電気ヒータで一定加熱したのと同程度の精度で加熱量を得ることができ、しかも、流体の温度および流量のバラツキをなくし、均一化を図ることができる。
【００２８】
無線通信手段である例えば携帯電話５３を用いて転送することにより、測定したデータも自動的に遠隔地でも監視することができる。なお、燃料タンク２３として９０Ｌ用、バッテリ２５の補充電源としてＰＶ２９を用いることで、１〜２週間連続して稼働することが可能である。なお、パソコン５１にてデータを保存せしめることができる。
【００２９】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、地中内のパイプに供給した流体の吐出温度である第１温度Ｔ１、戻り温度である第２温度を、従来の大掛かりな装置を使わなくても、簡単、かつ容易に測定することができる。しかも、山間部や僻地のリゾートなどの建設予定地、また、都市部の工事現場などにおいて試験をする場合にも、配電設備がなかったり、また、あった場合でも使用電力が限られる場合が多いので、外から電力供給を受けなくても試験を独立して、かつ精密に試験できる。従来の大掛かりな装置に比べて装置本体を軽量に製作ができると共にコンパクトでコンパクトで頑丈なパッケージに収められ、持ち運びや、設置を容易にすることができる。
【００３１】
無線通信手段である例えば携帯電話を用いることで、測定したデータも自動的に遠隔地でも監視することができる。さらに、電気設備としては燃料タンクと灯油ボイラと電源とで加熱ユニットが構成されているから、従来のような大掛かりな電気設備が必要でなく、自立型の地中採熱試験装置を提供することができる。また、精密制御可能な灯油ボイラと第１温度センサとの間に、クッションタンクが備えられているから、電気ヒータで一定加熱したのと同程度の精度で加熱量を得ることができ、流体の温度および流量のバラツキをなくし、均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の地中採熱試験装置の正面図である。
【図２】測定時間に対する第１温度センサ、第２温度センサで測定された第１温度、第２温度の関係を示したグラフである。
【図３】対数時間における平均流体温度分布を示したグラフである。
【符号の説明】
１地中採熱試験装置
３地中
５ボアホール
９パイプ（熱交換器）
１１、１５継ぎ手
１３入り側用パイプ
１７出側用パイプ
１９灯油ボイラ
２１燃料配管
２３燃料タンク
２４ＤＣ／ＡＣインバータ
２５バッテリ
２６ＡＣ／ＤＣインバータ（蓄電制御付）
２７ＡＣ入力出力部
２８チャージコントローラ
２９ＰＶ（太陽光発電パネル）
３１電源
３３加熱ユニット
３５循環ポンプ
３７クッションタンク
３９第１温度センサ
４１精密流量計
４３第２温度センサ
４７温度変換器
４９計測装置（演算手段）
５１パソコン
５３携帯電話（無線通信手段）
５５外気温センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention automatically and independently determines the effective thermal conductivity of the formation necessary to estimate the available amount of geothermal heat and the thermal resistance between the underground heat exchanger and the soil without receiving power. The present invention relates to an underground heat sampling test apparatus capable of measuring easily, easily and precisely.
[0002]
[Prior art]
Systems that use geothermal heat for building heating and cooling, snow melting, etc. have been actually used overseas for more than two decades, and are rapidly spreading. On the other hand, the introduction of geothermal heat utilization systems has recently been seen in Japan, but the number is still small.
[0003]
When using geothermal heat, it is important to know the amount of heat that can be collected from the ground, but underground heat collection test equipment for grasping the amount of heat collected generally requires a large power source. There are no test equipments in Japan and overseas that are large-scale and capable of independently testing without receiving power supply.
[0004]
[Patent Document 1]
JP2002-5594
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in Sweden, Germany, and the United States, an underground heat sampling test apparatus using an electric heater as a heat source has been developed and used, but the heater capacity is as large as 3 kW to 12 kW, and an underground heat sampling test is performed. To do this, a place with electrical facilities or a large generator that can be operated for several days is required, and there is currently no underground heat collection test equipment that can easily perform tests anywhere.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is not a conventional large-scale device, but the device main body is housed in a lightweight, compact and sturdy package for carrying and installation. It is an object of the present invention to provide an underground heat sampling test apparatus that is easy and that can perform unmanned and independent test operation without receiving power supply, and that can automatically transmit data wirelessly and perform remote monitoring.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the underground heat sampling test apparatus of the present invention according to claim 1 is connected by switching a switch from a fuel tank provided on the ground, a kerosene boiler provided on the ground, a battery, or an AC input output unit. A heating unit having a power source that is used in two ways, a borehole dug into the ground at an appropriate depth, a U-shaped pipe embedded in the borehole, and the kerosene boiler The provided circulation pump, one end connected to the circulation pump and one end of the pipe connected to the other end via a joint, and one end connected to the circulation pump and one end connected to the circulation pump Measure the first temperature of the fluid that is provided in the middle of the outlet side pipe with the other end of the pipe connected to the other end via a joint and the inlet side pipe and is sent to the pipe in the ground 1st temperature A sensor, provided in the middle of the outlet side pipe, a second temperature sensor for measuring a second temperature of the fluid is returned from the pipe in the ground, provided in the middle of exit-side pipe, said ground A flow meter for measuring a flow rate of the fluid circulated through the pipe and the circulation pump, and a circulation pump and a first temperature sensor in the middle of the incoming pipe, A cushion tank for equalizing, and a calculating means for calculating the first and second temperatures measured by the first and second temperature sensors and the difference between them to determine the thermal conductivity in the ground And wireless communication means for transferring data of the calculation result of the calculation means.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
Referring to FIG. 1, as an underground heat sampling test apparatus 1, a bore hole 5 having a depth of, for example, about 60 to 200φ is dug in the underground 3 at a depth of, for example, about 100 m from the ground surface. A U-shaped pipe 9 is embedded as a heat exchanger. One end of the inlet side pipe 13 is connected to one end of the pipe 9 via a joint 11 such as a quick coupler, and the other side of the pipe 9 is connected to an outlet side pipe 17 via a joint 15 such as a quick coupler. Are connected at one end. The other end of the inlet side pipe 13 and the other end of the outlet side pipe 17 are connected to a kerosene boiler 19.
[0011]
For example, a 90 L fuel tank 23 is connected to the kerosene boiler 19 via a fuel pipe 21. Further, the kerosene boiler 19 is connected in series with a DC / AC inverter 24, a battery 25 through a switch S1, and an AC / DC inverter 26 and an AC input / output unit 27 through a switch S2. A PV (solar power generation panel) 29 is connected to the battery 25 via a charge controller 28. The DC / AC inverter 24, the battery 25, the DC / AC inverter 26, the AC input / output unit 27, the charge controller 28, and the PV 29 are collectively referred to as a power source 31. The fuel tank 23, the kerosene boiler 19, and the power source 31 constitute a heating unit 33.
[0012]
When the switch S1 is switched to the AC input output unit 27 side as a method of using the power supply 31, the AC input output unit 27 is connected to the kerosene boiler 19 and used. Further, as shown in FIG. 1, the switch 25 is switched to the DC / AC inverter 24 side and the switch S2 is turned OFF. / Used by being connected to the kerosene boiler 19 via the AC inverter 24. In this way, the power supply 31 can be used in two ways as required. When the switch S2 is turned ON, the AC input / output unit 27 is connected to the battery 25 via the AC / DC inverter 26 to be charged, and the battery 25 is charged from the PV 29 via the charge controller 28 during sunshine hours such as in fine weather. Charged and charged.
[0013]
A circulation pump 35, for example, a 20 L cushion tank 37 and a first temperature sensor 39 are provided in series from the kerosene boiler 19 side in the middle of the inlet side pipe 13. A precision flow meter 41 and a second temperature sensor 43 are provided in series from the kerosene boiler 19 side in the middle of the outlet side pipe 15.
[0014]
A temperature converter 47 is connected to the first temperature sensor 39 and the second temperature sensor 43. The temperature converter 47 is connected to a measuring device 49 as a calculation means, and the precision flow meter 41 and the outside air temperature sensor 55 are also connected to the measuring device 49. A personal computer 51 is connected to the measuring device 49, and a mobile phone 53 as a wireless communication means for transferring data is connected to the personal computer 51.
[0015]
With the above configuration, when the power supply 31 is turned on in one of two ways, kerosene is supplied from the fuel tank 23 to the kerosene boiler 19 and the kerosene boiler 19 is activated. The circulation pump 35 is activated, and a fluid such as antifreeze or water is sent to the inlet side pipe 13, and further sent to the pipe 9 via the cushion tank 37 and the first temperature sensor 39. The fluid passes through the pipe 9 and returns to the kerosene boiler 19 through the second temperature sensor 43 and the precision flow meter 41. Thus, the fluid is circulated in the pipe 9 while the circulation pump 35 is operated. Therefore, it is important to use the combustion control of the kerosene boiler 19 and the cushion tank 37 in order to obtain a constant heating performance equivalent to that when using a conventional electric heater.
[0016]
Then, when the fluid is circulating in the pipe 9, the change in the circulating liquid temperature in the pipe 9 is measured. That is, periodically, the first temperature sensor 39 measures the first temperature T1 sent into the pipe 9 and the second temperature sensor 41 measures the second temperature T2 sent from the pipe 9. The first temperature T1 measured by the first temperature sensor 39 and the second temperature T2 measured by the second temperature sensor 43 are respectively sent to the measuring device 49 through the temperature converter 47 and at a precise flow rate. The flow rate measured by the total 41 is sent to the measuring device 49.
[0017]
In this measuring device 49, as shown in FIG. 2, changes in the first temperature T1 and the second temperature T2 are graphed. When the logarithm ln (t) of elapsed time is taken on the horizontal axis and the logarithmic average temperature Tf of T1 and T2 is taken on the vertical axis, it is shown as a solid line in FIG. The test time takes several tens of hours after the change width of Tf with respect to 1 n (t) reaches a certain value, and it is usually necessary to perform heat injection continuously for 60 to 72 hours.
[0018]
Here, the theory of a linear heat source (Kelvin's source theory) is already known.
Based on this theory, when constant heating is continuously performed on the borehole 5 over a long period of time, the following is expressed.
[0019]
[Expression 1]

Tf: Logarithmic average temperature a: Thermal diffusion coefficient (λ / c: specific heat)
Q: heating amount ro: borehole radius λ: effective thermal conductivity γ: Euler number (0.5772)
H: Depth of borehole Rb: Thermal resistance t: Time Tsur: Ground temperature In equation (1) above, the total thermal resistance is affected by various conditions around the borehole, such as thermal resistance of the ground and natural convection. As shown in FIG. 2, the following linear relationship holds between Tf and ln (t).
[0020]
Tf = kln (t) + m (2)
The borehole thermal resistance Rb between the heat transfer fluid and the borehole wall satisfies the relationship of the following expression (3).
[0021]
Tf−Tb = Rb · Q / H (3)
However, Tf: logarithmic average temperature Tb: borehole wall temperature
[0022]
As shown in FIG. 3, when the logarithm ln (t) of the elapsed time of the logarithmic average temperature Tf of T1 and T2 is expressed, the slope of the change in Tf becomes substantially constant after a certain elapsed time. The heat transfer characteristic can be determined from the inclination at this time. That is, the average effective thermal conductivity λ in the ground can be obtained from the following equation if the heating amount Q, the bore hole depth H, and the inclination k described above are known.
[0023]
That is, the value of the effective thermal conductivity λ can be obtained from λ = Q / (4πkH).
[0024]
Since the heat collection capacity can be predicted from the obtained effective thermal conductivity λ, the amount of heat of the target scale can be secured when heating or cooling a building, melting water, or melting snow by using underground heat. It can be used to determine the total extension of the underground heat exchanger that can be made, and it is possible to improve the heat exchanger design accuracy and reduce the cost.
[0025]
Therefore, the first temperature T1 that is the discharge temperature of the hot water that is the liquid supplied to the pipe 9 and the second temperature T2 that is the return temperature can be measured easily and easily without using a conventional large-scale apparatus. Can do.
[0026]
It is important to apply a certain amount of heat continuously to the ground for a long time in order to perform this underground heat sampling test precisely. For this reason, an electric heater was used in the past, but combustion control By using a possible kerosene boiler 19 and cushion tank 37, there are no distribution facilities even when testing in mountainous areas, remote resorts such as remote resorts, and construction sites in urban areas. Even in such cases, the power used is often limited, so the test can be run unattended and precisely tested without receiving external power supply. Compared to conventional large-scale devices, the device body can be made lighter and housed in a compact and sturdy package, making it easy to carry and install.
[0027]
In addition, since the cushion tank 37 is provided between the kerosene boiler 19 and the first temperature sensor 39 that can be precisely controlled, the amount of heating can be obtained with the same degree of accuracy as if it was heated by an electric heater. In addition, variations in the temperature and flow rate of the fluid can be eliminated and uniformization can be achieved.
[0028]
By transferring data using, for example, the mobile phone 53 which is a wireless communication means, the measured data can be automatically monitored even at a remote place. In addition, by using 90L for the fuel tank 23 and PV29 as a supplementary power source for the battery 25, it is possible to operate continuously for 1 to 2 weeks. Data can be saved by the personal computer 51.
[0029]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement in another aspect by making an appropriate change.
[0030]
【The invention's effect】
As can be understood from the description of the embodiment of the invention as described above, according to the invention of claim 1, the first temperature T1 which is the discharge temperature of the fluid supplied to the underground pipe and the first temperature which is the return temperature. Two temperatures can be measured easily and easily without using a conventional large-scale apparatus. Moreover, there are many cases where there is no power distribution equipment and the power consumption is limited even when testing is conducted in mountainous areas, remote areas such as resorts in remote areas, and construction sites in urban areas. Therefore, the test can be performed independently and precisely without receiving power supply from the outside. Compared to conventional large-scale devices, the device body can be made lighter and housed in a compact, compact and sturdy package, making it easy to carry and install.
[0031]
By using, for example, a mobile phone as a wireless communication means, measured data can be automatically monitored even at a remote place. Furthermore, since a heating unit is composed of a fuel tank, a kerosene boiler, and a power source as electrical equipment, a large-scale electrical equipment is not required, and a self-supporting underground heat sampling test apparatus is provided. Can do. In addition, since a cushion tank is provided between the kerosene boiler capable of precise control and the first temperature sensor, the amount of heating can be obtained with the same degree of accuracy as if it was heated by an electric heater. Uniformity can be achieved by eliminating variations in temperature and flow rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an underground heat sampling test apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a first temperature and a second temperature measured by a first temperature sensor and a second temperature sensor with respect to a measurement time.
FIG. 3 is a graph showing an average fluid temperature distribution in logarithmic time.
[Explanation of symbols]
1 underground heat sampling test equipment 3 underground 5 borehole 9 pipe (heat exchanger)
11, 15 Joint 13 Inlet pipe 17 Outlet pipe 19 Kerosene boiler 21 Fuel pipe 23 Fuel tank 24 DC / AC inverter 25 Battery 26 AC / DC inverter (with storage control)
27 AC input / output unit 28 Charge controller 29 PV (solar power generation panel)
31 Power supply 33 Heating unit 35 Circulation pump 37 Cushion tank 39 First temperature sensor 41 Precision flow meter 43 Second temperature sensor 47 Temperature converter 49 Measuring device (calculation means)
51 PC 53 Mobile phone (wireless communication means)
55 Outside air temperature sensor

Claims

The fuel tank (23) provided on the ground, the kerosene boiler (19) provided on the ground, and the battery (25) or the AC input / output unit (27) are connected by switching the switch (S1) and used in two ways. that a power supply (31) a heating unit and a (33),
A borehole (5) dug at an appropriate depth in the ground (3);
A U-shaped pipe (9) embedded in the borehole (5);
A circulation pump (35) provided in the kerosene boiler (19);
An inlet pipe (13) having one end connected to the circulation pump (35) and one end of the pipe (9) connected to the other end via a joint (11);
An outlet pipe (13) having one end connected to the circulation pump (35) and the other end of the pipe (9) connected to the other end via a joint (11);
A first temperature sensor (39) for measuring a first temperature (T1) of a fluid provided in the middle of the entry side pipe (13) and sent to the pipe (9) in the ground;
A second temperature sensor (43) for measuring a second temperature (T2) of the fluid provided in the middle of the outlet pipe (13) and returned from the pipe (9) in the ground;
A flow meter (41) which is provided in the middle of the outlet side pipe (13) and measures the flow rate of the fluid circulated through the pipe (9) in the underground (3) and the circulation pump (35); ,
A cushion tank (37) provided between the circulation pump (35) and the first temperature sensor (39) in the middle of the entry side pipe (13), for equalizing the temperature and flow rate of the fluid;
The first and second temperature (T1) and second temperature (T2) measured by the first and second temperature sensors (39, 43) and the difference (T1-T2) are calculated to calculate the thermal conductivity in the ground. Computing means (49) for determining (λ);
Wireless communication means (53) for data transfer of the calculation results of the calculation means (49);
An underground heat sampling test apparatus characterized by comprising: