JP4791895B2 - Geothermal air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、地中に埋設した横引き管内で外気を熱交換させ、その外気を室内に取り込み冷暖房を行う地熱利用空調システムに関する。 The present invention relates to a geothermal air-conditioning system that exchanges heat between outside air in a horizontal pipe buried in the ground, takes the outside air into a room, and performs cooling and heating.
従来より、フロンまたは代替フロンなどを使用したヒートポンプ式のエアコンが、集合住宅、一戸建て住宅、事務所、および、公共施設などの空調設備として使用されている。このヒートポンプ式のエアコンは高効率化が図られているとはいえ、エネルギー効率は300〜500%程度と低いレベルであるため、使用の際には電気やガスなどを多量に消費しており経済的だとはいえない。 Conventionally, heat pump type air conditioners using CFCs or alternative CFCs have been used as air conditioning equipment for apartment houses, detached houses, offices and public facilities. Although this heat pump type air conditioner is designed to be highly efficient, its energy efficiency is as low as about 300-500%, so it consumes a lot of electricity and gas when used. It's not right.
ところで、地面から数m程度深い地中では、外気温に左右されにくいため、一年を通して15℃前後の一定の温度を維持しており、この地中熱を利用した空調システムの研究が古くから行われている。この地中熱を利用した空調システムは、上記したヒートポンプ式のエアコンとは異なり、電気やガスなどをほとんど用いることがないために経済的で環境にもやさしいという利点を有している。 By the way, in the ground several meters deep from the ground, it is difficult to be influenced by the outside air temperature, so a constant temperature of around 15 ° C is maintained throughout the year, and research on air conditioning systems using this geothermal heat has long been conducted. Has been done. Unlike the heat pump type air conditioner described above, this air conditioning system using geothermal heat has the advantage of being economical and environmentally friendly because it hardly uses electricity or gas.
この地熱利用空調システムとしては、例えば、地中に略水平に埋設した管内に外気を導入して地中熱と熱交換させ、この外気を室内に取り込み冷暖房を行うといったものなどが既に実際に施工されており、また、このシステムを改良したものが特許文献1に提案されている。 As this geothermal air conditioning system, for example, an outside air is introduced into a pipe buried substantially horizontally in the ground to exchange heat with the underground heat, and this outside air is taken into the room and air-conditioning is already actually implemented. Further, Patent Document 1 proposes an improved version of this system.
特許文献1に示されている空調システムは、地中若しくは水中に埋設した熱交換装置に外気を導入して地中若しくは水中の熱と熱交換を行わせ、その外気を室内に取り込むようになされており、熱交換装置にはその内部で結露した水が集められる集水室と、この水を排水する排水手段とを備えている。この空調システムの熱交換装置は、夏場などの高温多湿の外気を内部に導入した場合に、熱交換によって外気が冷却され内壁に結露が発生してしまう。しかしながら、上記した集水室にその結露した水を集めることができる構造となっており、さらに、その水を排水手段によって外部に排水できるため、熱交換装置内でのカビなどの雑菌の発生を少なくすることができるというものである。
ところで、上記したような地熱利用空調システムにおいては、通常、高熱伝導率で高剛性である鋼管が用いられることが多い。しかしながら、鋼管は比較的高価であるだけでなく、重量が重いことから輸送や施工現場での取り扱いの際に多大な費用がかかってしまうため、地熱利用空調システムを導入する初期費用が高額となってしまう。そのため、比較的安価で軽量な硬質塩化ビニル管も用いられているが、硬質塩化ビニル管は鋼管より熱伝導率が劣り、また、地中に埋設するのに扁平強度の問題から肉厚を薄くできないため、管内の空気と地中熱との熱交換率が悪いという問題があった。 By the way, in the geothermal air conditioning system as described above, a steel pipe having high thermal conductivity and high rigidity is usually used in many cases. However, steel pipes are not only relatively expensive, but because they are heavy, they are very expensive to transport and handle on construction sites, so the initial cost of introducing a geothermal air conditioning system is high. End up. For this reason, hard vinyl chloride pipes that are relatively inexpensive and lightweight are also used, but hard vinyl chloride pipes have a lower thermal conductivity than steel pipes, and they are thin due to the problem of flat strength when buried in the ground. Since it was not possible, there was a problem that the heat exchange rate between the air in the pipe and the underground heat was poor.
また、上記特許文献1に示されている空調システムは、結露した水を集水室内に一度貯水し、ある程度貯まってからポンプによって排出する機構となっている。すなわち、集水室内では水が一定時間滞留するため、その間にカビなどの雑菌が繁殖する虞があり、雑菌の発生を抑制するには不十分であった。 In addition, the air conditioning system disclosed in Patent Document 1 has a mechanism in which condensed water is once stored in a water collection chamber, and is stored to some extent and then discharged by a pump. That is, since water stays in the water collection chamber for a certain period of time, there is a possibility that germs such as molds may propagate during that period, which is insufficient to suppress the generation of germs.
また、集水室内で上記のようにカビなどの雑菌が発生した場合、熱交換装置内の空気の経路から集水室が隔離されていないため、集水室内のカビなどの雑菌から生じる悪臭を住居などの室内に取り込んでしまうという問題があった。 In addition, when bacteria such as mold are generated in the water collection chamber as described above, the water collection chamber is not isolated from the air path in the heat exchange device, so that malodors generated from bacteria such as mold in the water collection chamber There was a problem that it was taken into a room such as a house.
本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的は、横引き管内に導入された外気と地中熱との熱交換率を向上させることができ、また、横引き管内にカビなどの雑菌が発生することを抑制することができる地熱利用空調システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the actual situation, and its purpose is to improve the heat exchange rate between the outside air introduced into the horizontal draw pipe and the underground heat, and the mold such as mold in the horizontal draw pipe. It is providing the geothermal utilization air conditioning system which can suppress generation | occurrence | production of various germs.
上記課題を解決するため、本発明の地熱利用空調システムは、地上に配置した送風手段から外気導入管を垂直に埋設し、前記外気導入管の下端に横引き管の一端を接続して地中に埋設し、前記横引き管の他端に垂直に埋設された給気管の下端を接続し、前記給気管の上端を地上に設置した室内機に接続することにより、前記横引き管を介して地中熱との間で熱交換を行わせた外気を前記室内機に取り込むことで、室内の冷暖房を行う地熱利用空調システムにおいて、前記横引き管は、硬質塩化ビニル樹脂からなる内面が円筒な円筒管であり、外周面に所定間隔を隔てて複数の環状リブが形成され、前記環状リブのない薄肉部分の肉厚が同一内径の汎用円筒管の1/2から1/4に形成された構成としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the geothermal air conditioning system of the present invention has an outside air introduction pipe vertically embedded from a blowing means arranged on the ground, and one end of a horizontal draw pipe is connected to the lower end of the outside air introduction pipe. And connecting the lower end of the air supply pipe embedded vertically to the other end of the horizontal pipe, and connecting the upper end of the air supply pipe to the indoor unit installed on the ground, through the horizontal pipe by taking the external air which has performed heat exchange between the geothermal heat to the indoor unit, the geothermal air conditioning system for cooling and heating the room, the lateral pulling tube inner surface ing from hard vinyl chloride resin cylinder a cylindrical tube der is, a plurality of annular ribs are formed at predetermined intervals on the outer circumferential surface, forming the thickness of the free thin-walled portion of the annular rib to 1/4 from 1/2 of the generic cylindrical tube of the same internal diameter The configuration is made.
このような構成によると、横引き管は、硬質塩化ビニル樹脂からなり、外周面に所定間隔を隔てて複数の環状リブが形成されたものであるから、通常の硬質塩化ビニル製の円筒管よりも扁平強度を著しく高くすることができる。 According to such a configuration , the horizontal pipe is made of a hard vinyl chloride resin, and a plurality of annular ribs are formed on the outer peripheral surface at a predetermined interval. Also, the flat strength can be remarkably increased.
また、横引き管の薄肉部分を上記の範囲の肉厚とした場合には、通常の円筒管よりも、横引き管内の空気と地中熱との熱交換率を著しく高くさせることができ、また、横引き管を大幅に軽量化することができるので、運搬および施工現場での取り扱いが容易となり、この空調システムを導入するための初期費用を抑えることができる。 In addition , when the thin portion of the horizontal pipe is in the above range, the heat exchange rate between the air in the horizontal pipe and the underground heat can be made significantly higher than the normal cylindrical pipe, Moreover, since the horizontal pulling tube can be significantly reduced in weight, it can be easily transported and handled on the construction site, and the initial cost for introducing this air conditioning system can be reduced.
また、前記横引き管は、熱伝導率が0.5〜3.0W/m・Kであって、且つ、熱放射率が0.8以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said horizontal draw tube is 0.5-3.0 W / m * K in thermal conductivity, and is 0.8 or more in thermal emissivity.
この場合、横引き管の熱伝導率は、通常の硬質塩化ビニル樹脂の熱伝導率0.18W/m・Kと比較して、土の熱伝導率0.7〜1.6W/m・Kに近い値であるから、横引き管内の空気と地中熱との熱交換が円滑に行われ、熱交換率が向上する。ここで、この横引き管の熱伝導率の下限値を0.5W/m・Kとしたのは、熱伝導率がこの値未満であると、横引き管がその内部の空気と地中熱との熱交換を阻害してしまう虞があるからである。また、横引き管の熱伝導率の上限値を3.0W/m・Kとしたのは、熱伝導率がこの値を超えると、硬質塩化ビニル樹脂の耐食性や成形性などの優れた機能を著しく低下させてしまう虞があるからである。 In this case, the thermal conductivity of the horizontal draw tube is 0.7 to 1.6 W / m · K of soil compared with 0.18 W / m · K of ordinary hard vinyl chloride resin. Therefore, the heat exchange between the air in the horizontal pipe and the underground heat is performed smoothly, and the heat exchange rate is improved. Here, the lower limit value of the thermal conductivity of the horizontal pipe is set to 0.5 W / m · K. If the thermal conductivity is less than this value, the horizontal pipe has air and underground heat. This is because there is a possibility of hindering heat exchange with. In addition, the upper limit of the thermal conductivity of the horizontal pipe is set to 3.0 W / m · K. If the thermal conductivity exceeds this value, the hard vinyl chloride resin has excellent functions such as corrosion resistance and moldability. It is because there exists a possibility of reducing remarkably.
また、横引き管は、熱放射率が0.8以上であるため、熱放射率0.8未満である通常の硬質塩化ビニル管とは異なり、横引き管自体に留まる熱量を減少でき、横引き管内の空気と地中熱との熱交換率を向上させることができる。 Also, since the horizontal pipe has a thermal emissivity of 0.8 or more, unlike a normal hard polyvinyl chloride pipe having a thermal emissivity of less than 0.8, the amount of heat remaining in the horizontal pipe itself can be reduced, The heat exchange rate between the air in the pulling tube and the underground heat can be improved.
また、本発明の地熱利用空調システムによれば、前記横引き管はその経路の途中に設けられた立坑に向かって下り勾配となるように埋設するとともに、前記横引き管における前記立坑内で露出した部分には細孔を設け、且つ、前記横引き管内を正圧とすることで、前記横引き管内壁で結露した水を前記細孔から前記立孔内に排出させる構成としている。 Further , according to the geothermal air conditioning system of the present invention, the horizontal pipe is embedded so as to be inclined downward toward a shaft provided in the middle of the path, and is exposed in the shaft in the horizontal pipe. The part is provided with pores, and the inside of the horizontal pulling tube is set to a positive pressure, so that water condensed on the inner wall of the horizontal pulling tube is discharged from the fine pores into the vertical hole .
この場合、横引き管がその経路の途中に設けられた立坑に向かって下り勾配となるように埋設されているため、夏場などの高温多湿の外気が横引き管内で熱交換によって冷却され横引き管内壁で結露しても、結露した水が立坑の方向へと向かって流れていく。そして、横引き管における立坑内で露出した部分には細孔を設け、且つ、横引き管内を正圧としているので、横引き管内で立坑の位置に到達した水を細孔から立坑内に排出することができる。 In this case, since the horizontal pipe is buried so as to be inclined downward toward the shaft provided in the middle of the route, hot and humid outside air such as in summer is cooled by heat exchange in the horizontal pipe and is laterally drawn. Even if condensation occurs on the inner wall of the pipe, the condensed water flows toward the shaft. In the horizontal pipe, the exposed part in the shaft is provided with pores, and the inside of the horizontal pipe is set at positive pressure, so water that has reached the position of the shaft in the horizontal pipe is discharged from the pores into the shaft. can do.
したがって、横引き管内に結露した水が滞留するといったことがないため、横引き管内でカビなどの雑菌が発生する虞がなく、また、横引き管内に多量の水が蓄積され横引き管内の通気が阻害されるといったことがない。 Therefore, the condensed water does not stay in the horizontal pipe, so there is no risk of mold and other germs in the horizontal pipe, and a large amount of water accumulates in the horizontal pipe and vents in the horizontal pipe. Is not disturbed.
また、前記立坑内に貯まった水を汲み上げる揚水手段と、この揚水手段により汲み上げられた水を前記横引き管を覆う土に対して供給する給水手段と、が設けられたものであってもよい。 Further, there may be provided pumping means for pumping up the water stored in the shaft and water supply means for supplying water pumped up by the pumping means to the soil covering the horizontal pipe. .
この場合、揚水手段によって汲み上げられた立孔内の水が、給水手段によって横引き管を覆う土に対して供給されるので、横引き管周辺の土の熱伝導率を上昇させることができる。 In this case, since the water in the vertical hole pumped up by the pumping means is supplied to the soil covering the horizontal pulling pipe by the water supply means, the thermal conductivity of the soil around the horizontal pulling pipe can be increased.
したがって、横引き管周辺のより多くの土の地中熱を横引き管へと伝えることができるため、横引き管内の空気と地中熱との熱交換率を向上させることができる。 Therefore, since more earth underground heat around the horizontal pipe can be transmitted to the horizontal pipe, the heat exchange rate between the air in the horizontal pipe and the underground heat can be improved.
本発明の地熱利用空調システムは、横引き管がその経路の途中に設けられた立坑に向かって下り勾配となるように埋設されているため、夏場などの高温多湿の外気が横引き管内で熱交換によって冷却され横引き管内壁で結露しても、結露した水が立坑の方向へと向かって流れていく。そして、横引き管における立坑内で露出した部分には細孔を設け、且つ、横引き管内を正圧としているので、横引き管内で立坑の位置に到達した水を細孔から立坑内に排出することができる。したがって、横引き管内に結露した水が滞留するといったことがないため、横引き管内でカビなどの雑菌が発生する虞がなく、また、横引き管内に多量の水が蓄積され横引き管内の通気が阻害されるといったことがない。 In the geothermal air conditioning system according to the present invention, the horizontal draw pipe is embedded so as to be inclined downward toward the shaft provided in the middle of the route, so that hot and humid outside air such as summertime is heated in the horizontal draw pipe. Even if it is cooled by exchange and dew condensation occurs on the inner wall of the horizontal pipe, the condensed water will flow toward the shaft. In the horizontal pipe, the exposed part in the shaft is provided with pores, and the inside of the horizontal pipe is set at positive pressure, so water that has reached the position of the shaft in the horizontal pipe is discharged from the pores into the shaft. can do. Therefore, the condensed water does not stay in the horizontal pipe, so there is no risk of mold and other germs in the horizontal pipe, and a large amount of water accumulates in the horizontal pipe and vents in the horizontal pipe. Is not disturbed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態における地熱利用空調システムを示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a geothermal air conditioning system in the present embodiment.
本実施の形態における地熱利用空調システム10は、横引き管20を備えている。また、図1に示す地熱利用空調システム10には、横引き管20内に外気を導入するための送風手段51が設けられている。
The geothermal
上記横引き管20は、地中に埋設され管内に導入された外気を地中熱と熱交換させるためのものである。
The
横引き管20は、硬質塩化ビニル樹脂を用いている。これは、硬質塩化ビニル樹脂が、酸やアルカリなど様々な環境下において良好な耐食性を有しており、また、材料コストおよび製造コストが比較的安価であるためである。
The
また、横引き管20の形状は、図2に示すように、外周面に所定間隔を隔てて複数の環状リブ21が形成されたものが用いられる。これにより、本実施の形態の横引き管20は、通常の円筒管に比べ扁平強度を飛躍的に向上させることができ、結果として、本実施の形態の横引き管20は通常の円筒管より高い扁平強度とした状態で、環状リブ21のない薄肉部分の肉厚を通常の円筒管の1/2〜1/4とすることができる。したがって、横引き管20の薄肉部分を上記の範囲の肉厚とした場合には、通常の円筒管よりも、横引き管20内の空気と地中熱との熱交換率を著しく高くすることができ、また、横引き管20を大幅に軽量化(例えば、60%前後くらいに)することができるので、運搬および施工現場での取り扱いを容易に行える。
Further, as shown in FIG. 2, the shape of the horizontal pulling
また、このように横引き管20は扁平強度が高いため、地面50を開削して横引き管20を地中に埋設する際の埋め戻し土に制約がない。したがって、開削した際に発生した土を再び埋め戻しに使用することができ、軽い砂などを新たに用意する必要がないため、工事の施工コストを削減することができる。
Further, since the horizontal pulling
上記横引き管20の環状リブ21同士の間隔は、横引き管20の内径に対して8〜15%の長さとなるように形成するとよく、また、環状リブ21の厚みは、3〜7mm程度とするとよく、さらに、環状リブ21の高さは、横引き管20の内径に対して2〜10%程度となるように形成するとよい。横引き管20の環状リブ21をこのような構造とすることにより、横引き管20は、地中に埋設するには十分な扁平強度が得られ、且つ、熱交換に最も寄与する横引き管20の薄肉部分の領域を十分に確保することができる。
The interval between the
また、横引き管20は、熱伝導率が0.5〜3.0W/m・Kであって、且つ、熱放射率が0.8以上であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the horizontal pulling
この場合、横引き管20の熱伝導率は、通常の硬質塩化ビニル樹脂の熱伝導率0.18W/m・Kと比較して、土の熱伝導率0.7〜1.6W/m・Kに近い値であるから、横引き管20内の空気と地中熱との熱交換が円滑に行われ、熱交換率が向上する。ここで、この横引き管20の熱伝導率の下限値を0.5W/m・Kとしたのは、熱伝導率がこの値未満であると、横引き管20がその内部の空気と地中熱との熱交換を阻害してしまう虞があるからである。また、横引き管20の熱伝導率の上限値を3.0W/m・Kとしたのは、熱伝導率がこの値を超えると、硬質塩化ビニル樹脂の耐食性や成形性などの優れた機能を著しく低下させてしまう虞があるからである。
In this case, the thermal conductivity of the horizontal pulling
また、横引き管20は、熱放射率が0.8以上であるため、熱放射率0.8未満である通常の硬質塩化ビニル管とは異なり、横引き管20自体に留まる熱量を減少でき、横引き管20内の空気と地中熱との熱交換率を向上させることができる。
In addition, since the
上記したように、横引き管20の熱伝導率を0.5〜3.0W/m・Kとし、且つ、熱放射率を0.8以上とするためには、硬質塩化ビニル樹脂に熱伝導率の高い材料および熱放射率の高い材料を含有させるとよい。
As described above, in order to set the thermal conductivity of the horizontal pulling
上記横引き管20の熱伝導率を向上させるために含有させる材料としては、特に限定するものではなく、例えば、鉄、すず、亜鉛、金、銅、銀、クロム、チタン、マグネシウムなどの金属やそれらの酸化物、アルミナや窒化珪素などの無機材料、および、カーボングラファイトなどをそれぞれ単体でまたは複数を混合したものなどがあげられる。
The material to be included for improving the thermal conductivity of the
この熱伝導率を上げる含有物の形状としては、特に限定するものではないが、例えば、粒状のものや針状のものなどがあげられる。 The shape of the inclusion that increases the thermal conductivity is not particularly limited, and examples thereof include a granular shape and a needle-like shape.
上記粒状の含有物を硬質塩化ビニル樹脂内に含有させた場合、この含有物は硬質塩化ビニル樹脂中で海島構造となってしまい、それぞれの含有物が硬質塩化ビニル樹脂中で分断された状態となることが多い。その場合、含有物を介した熱の伝導が不十分となるため、熱伝導率の高い材料を含有させても横引き管20の熱伝導率を向上させる効果が少なくなってしまう。
When the granular inclusions are contained in the hard vinyl chloride resin, the inclusions have a sea-island structure in the hard vinyl chloride resin, and the respective contents are separated in the hard vinyl chloride resin. Often becomes. In that case, since the heat conduction through the inclusions becomes insufficient, the effect of improving the thermal conductivity of the
このような場合には、硬質塩化ビニル樹脂内に、粒状の材料と針状の材料とを混在させて含有させるのが好ましい。これにより、粒状の含有物が硬質塩化ビニル樹脂中に海島構造となって含有物同士が互いに分断された状態となっていても、針状の含有物を混在させることで海島構造の粒状の含有物を針状の含有物がそれぞれ繋げることとなり、含有物の含有量をそれほど多くしなくても横引き管20の熱伝導率を向上させることができる。
In such a case, it is preferable to mix a granular material and an acicular material in the hard vinyl chloride resin. As a result, even if the granular inclusions are in a sea-island structure in the hard vinyl chloride resin and the inclusions are separated from each other, the inclusion of the needle-like inclusions in the granular form of the sea-island structure The needle-like inclusions are connected to each other, and the thermal conductivity of the horizontal pulling
この熱伝導率を上げる含有物の硬質塩化ビニル樹脂への含有量としては、上記熱伝導率を達成するためには1〜50wt%程度必要であるが、横引き管20の耐食性や扁平強度などの性能および成形性などを考慮すると3〜33wt%とするとよく、さらに3〜20wt%の範囲とするのが好ましい。 The content of the inclusion that increases the thermal conductivity in the hard vinyl chloride resin is required to be about 1 to 50 wt% in order to achieve the thermal conductivity. In view of the performance and moldability, the content is preferably 3 to 33 wt%, and more preferably 3 to 20 wt%.
また、上記横引き管20の熱放射率を向上させるために含有させる材料としては、特に限定するものではなく、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化マンガン、珪酸ナトリウム、炭化ケイ素、カーボンブラック、酸化マグネシウム、および、天然の蛇紋石などがあげられる。
In addition, the material to be included for improving the thermal emissivity of the
ここで、上記した熱放射率を向上させる材料のうち、酸化マグネシウム以外は硬質塩化ビニル樹脂に含有させても上記した熱伝導率を向上させることができず、さらには熱伝導率を低下させてしまうものもあるため、熱放射率を向上させる材料と熱伝導率を向上させる材料との含有量を調整することが重要である。 Here, among the materials for improving the thermal emissivity described above, it is not possible to improve the above-described thermal conductivity even if it is contained in a hard vinyl chloride resin other than magnesium oxide, and further, the thermal conductivity is lowered. Therefore, it is important to adjust the contents of the material that improves the thermal emissivity and the material that improves the thermal conductivity.
この放射率を上げる含有物の形状としては、特に限定するものではなく、例えば、粒状のものや針状のものなどがあげられる。 The shape of the inclusion that increases the emissivity is not particularly limited, and examples thereof include a granular shape and a needle shape.
この放射率を上げる含有物の硬質塩化ビニル樹脂への含有量は、少なすぎると放射率を上昇させる効果が少なく、多すぎると成形性が悪くなるため、1〜33wt%程度とするのが好ましく、さらには3〜20wt%程度とするのが好ましい。 If the content of the inclusion that increases the emissivity in the hard vinyl chloride resin is too small, the effect of increasing the emissivity is small, and if it is too large, the moldability deteriorates, so it is preferable to be about 1 to 33 wt%. Furthermore, it is preferable to set it as about 3-20 wt%.
また、硬質塩化ビニル樹脂に各種粘度調整剤や界面活性剤を添加して成形性を向上させてもよい。 In addition, various viscosity modifiers and surfactants may be added to the hard vinyl chloride resin to improve moldability.
さらに、硬質塩化ビニル樹脂に付加的機能を有する材料を添加してもよく、このような材料としては、例えば、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、耐光性改良剤、難燃剤、結露防止剤、充填剤、着色剤、補強剤、および、繊維などがあげられる。 Further, a material having an additional function may be added to the hard vinyl chloride resin. Examples of such a material include an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent, a light resistance improving agent, a flame retardant, and a dew condensation preventing agent. , Fillers, colorants, reinforcing agents, fibers and the like.
上記横引き管20の成形方法としては、特に限定するものではなく、例えば、押出成形によって硬質塩化ビニル樹脂の円筒体を成形した後、この樹脂が凝固する前に円筒体の外周面にコルゲートマシンで環状リブ21を成形する方法や、中空成形、回転成形、射出成形などによって横引き管20の最終形状を一気に成形する方法などがあげられる。
The method for forming the
横引き管20の内径としては、特に限定するものではなく、例えば、100〜300mmとするのが好ましい。この横引き管20の内径が100mm以下であった場合、後述する送風手段51によって横引き管20内の風速を制御する場合に、送風手段51の送風量を僅かに調節しただけで、横引き管20内の風速が大きく変化してしまうため、横引き管20内の風速の制御が難しくなってしまう。また、この横引き管20の内径が300mm以上であった場合、横引き管20の重量が重くなってしまうため、運搬および施工現場での取り扱いが容易でなくなってしまい、施工コストが高額になってしまう。
The inner diameter of the
上記送風手段51は、横引き管20内に外気を導入するためのものである。送風手段51としては、特に限定するものではなく、例えば、回転数を制御することができるファンなどを用いるのが好ましい。このようなファンを用いることで、横引き管20内の風速をファンの回転数を制御することによって行えるため、横引き管20内で空気の流速が速すぎて空気と地中熱との熱交換が不十分になるといったことがない。また、上記したような内径が100〜300mmの範囲の横引き管20を用いた場合、送風手段51によって横引き管20内の空気の流速を12m/s以下となるように制御すると、横引き管20内の空気と地中熱との熱交換を良好に行わせることができる。
The air blowing means 51 is for introducing outside air into the horizontal pulling
なお、図3に示すように、横引き管20はその経路の途中に設けられた立坑30に向かって下り勾配となるように埋設するとともに、横引き管20における立坑30内で露出した部分には細孔を設け、且つ、横引き管20内を正圧とすることで、横引き管20内壁で結露した水を細孔から立孔内に排出させるものであってもよい。
As shown in FIG. 3, the horizontal pulling
この場合、横引き管20がその経路の途中に設けられた立坑30に向かって下り勾配となるように埋設されているため、夏場などの高温多湿の外気が横引き管20内で熱交換によって冷却され横引き管20内壁で結露しても、結露した水が立坑30の方向へと向かって流れていく。そして、横引き管20における立坑30内で露出した部分には細孔を設け、且つ、横引き管20内を正圧としているので、横引き管20内で立坑30の位置に到達した水を細孔から立坑30内に排出することができる。
In this case, since the
したがって、横引き管20内に結露した水が滞留するといったことがないため、横引き管20内でカビなどの雑菌が発生する虞がなく、また、横引き管20内に多量の水が蓄積され横引き管20内の通気が阻害されるといったことがない。
Therefore, the condensed water does not stay in the horizontal pulling
上記立坑30としては、特に限定するものではないが、例えば、コンクリート製のマンホールなどが用いられる。
Although it does not specifically limit as the said
上記横引き管20のうち立坑30内で露出した部分には、外周面に環状リブ21が形成された管を用いてもよいし、また、通常の円筒管を用いてもよい。
A portion of the horizontal pulling
また、横引き管20のうち立坑30内で露出した部分に設けられる細孔は、横引き管20の下側に多数設けるのが好ましい。
In addition, it is preferable that a large number of pores provided in the exposed portion of the horizontal pulling
また、上記細孔の開口径は、5〜25mmとするとよく、さらには開口径を7〜15mmとするのが好ましい。細孔の開口径をこのような範囲とすることにより、送風手段51の全送風量の0.01〜5%程度の風量が細孔から排出されることとなる。これにより、細孔の開口径や細孔からの風量が大きすぎて横引き管20から熱交換された空気が漏れすぎてしまい室内40の冷暖房効率が悪くなるといったことがなく、また、小さすぎて横引き管20の細孔から水が十分に排出されないといったことがない。
The opening diameter of the pores is preferably 5 to 25 mm, and more preferably 7 to 15 mm. By setting the opening diameter of the pores in such a range, an air volume of about 0.01 to 5% of the total blowing volume of the blowing means 51 is discharged from the pores. As a result, the opening diameter of the pores and the air volume from the pores are not so large that the air exchanged from the horizontal pulling
また、立坑30内に貯まった水を汲み上げる揚水手段31と、この揚水手段31により汲み上げられた水を横引き管20を覆う土に対して供給する給水手段32とを設けてもよい。
Further, a pumping means 31 for pumping up the water stored in the
この場合、揚水手段31によって汲み上げられた立孔内の水が、給水手段32によって横引き管20を覆う土に対して供給されるので、横引き管20周辺の土の熱伝導率が上昇させることができる。したがって、横引き管20周辺のより多くの土の地中熱を横引き管20へと伝えることができるため、横引き管20内の空気と地中熱との熱交換率を向上させることができる。
In this case, since the water in the vertical hole pumped up by the pumping means 31 is supplied to the soil covering the
上記揚水手段31としては、汎用のポンプを用いることができ、このポンプとしては、特に限定するものではなく、例えば、立坑24内の水位を自動検出して自動的に水を汲み上げることができるものを用いるのが好ましい。
A general-purpose pump can be used as the pumping means 31, and the pump is not particularly limited. For example, the pump can automatically detect the water level in the
上記給水手段32としては、特に限定するものではなく、例えば、スプリンクラーや細孔を有する円筒管などを用いることができる。 The water supply means 32 is not particularly limited, and for example, a sprinkler or a cylindrical tube having a fine hole can be used.
ここで、横引き管20の直上の地面50が土などの場合には、給水手段32から供給された水を地面50に散水することで、横引き管20を覆っている土まで水を浸透させることができるが、横引き管20の直上の地面50がコンクリートなどである場合には、水を地面50に散水しても水は横引き管20と地面50との間の土まで浸透しない。その場合、コンクリートなどの地面50と横引き管20との間の地中に細孔を有する円筒管などの給水手段32を設けることで、横引き管20を覆う土へと水を供給させることができる。
Here, when the
なお、室内40からの排気管を送風手段51まで配設して、室内40から排気された空気と外気とを混合させ、この混合空気を横引き管20内に導入してもよい。これにより、横引き管20内に導入された混合空気が予め加熱または冷却されているので、熱交換後に室内40に取り込まれる空気の温度を、より地中の温度に近づけることができ、室内40の冷暖房の効率を向上させることができる。
Note that an exhaust pipe from the
次に、本実施の形態の地熱利用空調システム(実施例)と従来の地熱利用空調システム(比較例)とで比較実験を行った結果について説明する。 Next, the results of comparison experiments between the geothermal air conditioning system of the present embodiment (Example) and the conventional geothermal air conditioning system (Comparative Example) will be described.
表1は、実施例および比較例の地熱利用空調システム10の各構成を示す。
Table 1 shows each structure of the geothermal
また、横引き管20は、全ての実施例および比較例において内径250mmのものを用い、また、外気導入管23および室内40給気管24には、汎用VU管(硬質塩化ビニル薄肉管)を用いた。
Further, the horizontal pulling
また、すべての実施例で用いられた横引き管20は、硬質塩化ビニル樹脂からなり、外周面に所定間隔を隔てて複数の環状リブ21が形成されたものであり、比較例で用いられた横引き管20は、汎用VU管である。そのうち、実施例2および実施例5では、硬質塩化ビニル樹脂中に平均粒径12μmのアルミナを10wt%、長さ300μmのカーボン短繊維を3wt%、および、酸化マグネシウムを5wt%含有させて、熱伝導率0.6W/m・Kおよび熱放射率0.82とした横引き管20を用いた。
Further, the horizontal pulling
また、実施例1、2および比較例1の地熱利用空調システム10は、図1に示すように、横引き管20が一端側から他端側に向かって10‰の下り勾配となるように埋設した。
Further, as shown in FIG. 1, the geothermal
また、実施例3および比較例2の地熱利用空調システム10は、図3に示すように、横引き管20の他端側から2mの位置に深さ3mで内径900mmの立坑30を設け、また、横引き管20は立坑30に向かって5‰の下り勾配となるように埋設し、さらに、横引き管20における立坑30内で露出した部分には10mmの開口径の細孔を横引き管20の下側に35mm間隔で設けた。
Further, as shown in FIG. 3, the geothermal
また、実施例4および5の地熱利用空調システム10は、図4に示すように、実施例3の地熱利用空調システム10の立坑30に、その水位を自動検出して自動的に水を汲み上げることができる揚水手段31を設け、その汲み上げられた水を地面50に給水手段32により散水した。
Further, as shown in FIG. 4, the geothermal
本実験はこれらの実施例および比較例の地熱利用空調システム10を用いて、夏場に室内40を冷房することを目的として行った。また、本実験における評価項目としては、送風機における吸気温度および吸気湿度、室内機41の送風温度および送風湿度、室内40の臭気(100人の被験者中、臭気を感じた人数)、並びに、24時間連続運転後の結露水による送風影響を評価した。
This experiment was conducted for the purpose of cooling the
表2に本実験における実施例および比較例の評価結果を示す。 Table 2 shows the evaluation results of Examples and Comparative Examples in this experiment.
また、実施例3、4および5の地熱利用空調システム10では、横引き管20内で結露した水を立坑24へと排出する構造となっているため、室内40では臭気を感じることがなく、カビなどの雑菌の発生を抑制することができた。また、実施例3、4および5の地熱利用空調システム10では、24時間連続運転を行っても横引き管20内の水が十分に排出されているので、室内機41からの送風量が減少するといったことがなく良好な結果が得られた。
In addition, in the geothermal
10 地熱利用空調システム
20 横引き管
21 環状リブ
22 薄肉部分
30 立坑
31 揚水手段
32 給水手段
40 室内
50 地面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記横引き管は、硬質塩化ビニル樹脂からなる内面が円筒な円筒管であり、外周面に所定間隔を隔てて複数の環状リブが形成され、前記環状リブのない薄肉部分の肉厚が同一内径の汎用円筒管の1/2から1/4に形成されており、
前記横引き管はその経路の途中に設けられた立坑に向かって下り勾配となるように埋設するとともに、前記横引き管における前記立坑内で露出した部分には細孔を設け、且つ、前記横引き管内を正圧とすることで、前記横引き管内壁で結露した水を前記細孔から前記立孔内に排出させることを特徴とする地熱利用空調システム。 The outside air introduction pipe is vertically embedded from the blowing means arranged on the ground, and one end of the horizontal pulling pipe is connected to the lower end of the outside air introduction pipe and buried in the ground, and the other end of the horizontal drawing pipe is vertically buried. Connecting the lower end of the air supply pipe, and connecting the upper end of the air supply pipe to an indoor unit installed on the ground, the outside air that has exchanged heat with the ground heat through the horizontal pulling pipe In the geothermal air conditioning system that cools and heats the room by taking it into the indoor unit,
The horizontal pipe is a cylindrical pipe whose inner surface is made of hard polyvinyl chloride resin, and a plurality of annular ribs are formed on the outer peripheral surface at a predetermined interval, and the thickness of the thin portion without the annular rib is the same inner diameter. 1/2 is formed to 1/4 from the generic cylindrical tube,
The horizontal pipe is embedded so as to have a downward slope toward a shaft provided in the middle of the path, and a portion of the horizontal pipe that is exposed in the shaft is provided with a pore, and the horizontal pipe the pull tube by positive pressure, geothermal air conditioning system, characterized in Rukoto is discharged to the riser bore the water condensation in the lateral pulling pipe wall from the pores.
この揚水手段により汲み上げられた水を前記横引き管を覆う土に対して供給する給水手段と、が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の地熱利用空調システム。 Pumping means for pumping up the water stored in the shaft,
2. A geothermal air conditioning system according to claim 1 , further comprising a water supply means for supplying water pumped up by the pumping means to the soil covering the horizontal pipe.
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