JP5384058B2 - Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system - Google Patents

Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system Download PDF

Info

Publication number
JP5384058B2
JP5384058B2 JP2008228862A JP2008228862A JP5384058B2 JP 5384058 B2 JP5384058 B2 JP 5384058B2 JP 2008228862 A JP2008228862 A JP 2008228862A JP 2008228862 A JP2008228862 A JP 2008228862A JP 5384058 B2 JP5384058 B2 JP 5384058B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
tube
underground
heat exchanger
underground heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008228862A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010060247A (en
Inventor
和夫 大島
崇浩 篠澤
Original Assignee
三菱マテリアルテクノ株式会社
成幸利根株式会社
中村土木株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱マテリアルテクノ株式会社, 成幸利根株式会社, 中村土木株式会社 filed Critical 三菱マテリアルテクノ株式会社
Priority to JP2008228862A priority Critical patent/JP5384058B2/en
Publication of JP2010060247A publication Critical patent/JP2010060247A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5384058B2 publication Critical patent/JP5384058B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/10Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13Geothermal 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
    • F24T10/15Geothermal 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 bent tubes; using tubes assembled with connectors or with return headers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Description

本発明は、地中熱交換井の地中熱を利用して熱制御対象物を加熱又は冷却する地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器に関する。さらに詳しくは、土留め用などとして構築される連続ソイルセメント壁内に構築可能な地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器に関する。   The present invention relates to a geothermal heat exchanger for a geothermal heat pump system that heats or cools an object to be thermally controlled using the geothermal heat of a geothermal heat exchange well. More specifically, the present invention relates to a ground heat exchanger of a heat pump system using ground heat that can be built in a continuous soil cement wall that is built for earth retaining or the like.
従来から、地中熱を利用する地中熱交換井の方式としては、地中熱交換井内にポリエチレン製パイプをU字状に曲げて構成された地中熱交換用Uチューブ(以下、Uチューブと記載する)を埋設する方式、地中熱交換井内に、ステンレス管を外管にし、ポリエチレン製パイプを内管とする二重管等を埋設する方式等が知られている。   Conventionally, as a method of underground heat exchange well using geothermal heat, a U-tube for underground heat exchange (hereinafter referred to as U tube) configured by bending a polyethylene pipe into a U-shape in the underground heat exchange well. And a method of burying a double pipe or the like having a stainless steel pipe as an outer pipe and a polyethylene pipe as an inner pipe, etc. are known.
地中の温度は、年間を通してほぼ一定であり、外気温度に比べると、夏は低く、冬は高くなっている。従って、外気との温度差を利用するために地中にUチューブ、同軸二重管等を埋設し、Uチューブ、同軸二重管等により、この地中熱を採熱し、ヒートポンプの熱源として利用することが行われており、これに関しては種々の提案がなされている。   The temperature in the ground is almost constant throughout the year, and is lower in summer and higher in winter than the outside air temperature. Therefore, in order to use the temperature difference from the outside air, a U tube, coaxial double pipe, etc. are buried in the ground, and this ground heat is collected by the U tube, coaxial double pipe, etc., and used as a heat source for the heat pump. There have been various proposals regarding this.
すなわち、地中においてほぼ一定である10〜15℃の恒温状態にある地中熱を利用して熱交換を行なうもので、例えば、冬であれば高温エネルギーとして暖房用熱源又は融雪用熱源等のため採熱し利用することができる。又、夏であれば低温エネルギーとして冷房用熱源等のために採熱し利用することができる。このような地中熱利用ヒートポンプシステムは、人工的な熱源、例えば冷暖房装置等からの排熱を大気に放熱しないため、自然エネルギー利用の1つとして例えば夏には都市部のヒートアイランド抑制対策としても注目されている。又、大気よりも安定した温度のエネルギーであるので、効率的な省エネルギーとなり且つCO(二酸化炭素)の発生の少ない冷暖房用熱源としても注目されている。
しかしながら、地中熱交換井の設置場所の確保、地中熱交換井等の多額な施工費用等の問題もあり、どのように普及拡大させていくのかが課題の一つとなっている。
In other words, heat exchange is performed using geothermal heat at a constant temperature of 10 to 15 ° C., which is almost constant in the ground. For example, in winter, high-temperature energy such as a heat source for heating or a heat source for melting snow is used. Therefore, heat can be collected and used. In summer, it can be collected and used as a low-temperature energy for a cooling heat source or the like. Such a geothermal heat pump system does not dissipate exhaust heat from an artificial heat source, such as an air conditioner, to the atmosphere, so as one of the uses of natural energy, for example, in summer as a heat island suppression measure in urban areas. Attention has been paid. Further, since the energy is stabler than the atmosphere, it is attracting attention as a heat source for cooling and heating, which is efficient energy saving and generates less CO 2 (carbon dioxide).
However, there are problems such as securing the installation location of the underground heat exchange well and large construction costs for the underground heat exchange well, etc., and one of the issues is how to spread and expand it.
一方、東京都のような都市部に建造される建造物である高層ビルに地中熱利用ヒートポンプシステムを設置しようとした場合、地中熱交換器をどのように構築するかが重要な課題となる。このような高層ビルに設置される地中熱利用ヒートポンプシステムの例として、高層ビルの基礎杭の鉄筋と一緒にUチューブを埋設しコンクリートで固定する場所打ちコンクリート杭タイプのものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、中空の基礎杭の中にUチューブを入れて地中熱と熱交換する方式の基礎杭タイプのものも知られている(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, when installing a geothermal heat pump system in a high-rise building that is built in an urban area such as Tokyo, how to build a geothermal heat exchanger is an important issue. Become. As an example of a heat pump system using underground heat installed in such a high-rise building, a cast-in-place concrete pile type in which a U tube is buried and fixed with concrete together with the reinforcing bar of the foundation pile of a high-rise building is known. (For example, refer to Patent Document 1). Moreover, the thing of the foundation pile type of the system which puts a U tube in a hollow foundation pile and heat-exchanges with underground heat is also known (for example, refer patent document 2).
しかしながら、東京都心部(以下、都心部と記載する)の高層ビルの場合、通常は地下3〜4階まで地下建造物が構築されていることが多い。このように地下深部まで地下建造物がある場合、建築用の基礎杭はほとんど必要がない地層状況となるため場所打ちコンクリート杭タイプ、基礎杭タイプの技術は採用できない。地中熱交換器を構築する場合、地下建造物の最下位の床面から、更に下に向けてボアホール(掘削孔)を掘削して地中熱交換井を設置する必要がある。   However, in the case of a high-rise building in the central part of Tokyo (hereinafter referred to as “the central part of the city”), underground structures are usually constructed up to 3 to 4 basements. In this way, when there is an underground building to the deep underground, the foundation pile for construction is in a stratum situation that is almost unnecessary, so the cast-in-place concrete pile type and foundation pile type technologies cannot be adopted. When building a ground heat exchanger, it is necessary to drill a borehole (drilling hole) from the lowest floor of the underground building and install a ground heat exchange well.
また、都心部においては、地下4階等の深度は地下水位面に当たり、地中熱交換井を掘削しようとした場合、ボアホールからの地下水の湧出等が問題となる。さらに、地中熱交換井を設置するに当たってはUチューブが出る口元部分の耐水圧性、水密構造等が問題となるおそれがあった。   Moreover, in the city center, the depth of the fourth floor, etc. hits the groundwater level, and when trying to excavate the underground heat exchange well, the outflow of groundwater from the borehole becomes a problem. Furthermore, when installing the underground heat exchanging well, there is a possibility that the water pressure resistance, the watertight structure, and the like of the mouth portion where the U tube comes out may become a problem.
そこで、建造物(例えば、高層ビル)の地下工事のために地中を掘削する際に周囲に構築する土留め壁に地中熱交換器を設置することが提案されている。
すなわち、土留め用、止水用の連続したソイルセメントからなる地中壁内に、地中熱交換器を埋設する施工方法であって、チェーン式カッターで一定幅の溝を掘削し、溝内に注入したソイルセメントが固化する前に地中熱交換器を挿入、配置する方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。
Therefore, it has been proposed to install an underground heat exchanger on the earth retaining wall built around when excavating underground for underground construction of a building (for example, a high-rise building).
In other words, it is a construction method in which an underground heat exchanger is embedded in the underground wall made of continuous soil cement for earth retaining and water stopping. A method is known in which a ground heat exchanger is inserted and placed before the soil cement injected into is solidified (see, for example, Patent Document 3).
さらに、H鋼がソイルセメントに立て込まれる前に、地熱熱交換パイプユニットがH鋼に固定され、H鋼が未硬化のソイルセメントに立て込まれるときH鋼と地熱熱交換パイプユニットとが共に立て込まれる地熱熱交換パイプユニットの施工方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。
特開2004−332330号公報 特開2003−148079号公報 特許第3870317号公報 特許第3935887号公報
Furthermore, before the H steel is stood in the soil cement, the geothermal heat exchange pipe unit is fixed to the H steel, and when the H steel is stood in the unhardened soil cement, the H steel and the geothermal heat exchange pipe unit are both A construction method of a geothermal heat exchange pipe unit that is stowed is known (for example, see Patent Document 4).
JP 2004-332330 A JP 2003-148079 A Japanese Patent No. 3870317 Japanese Patent No. 3935877
現在、地中連続壁を施工する工法として、ソイルセメント連続壁構築工法の一つであるいわゆるSMW工法(ソイルミキシングウォール工法)(登録商標)が多く採用されている。しかしながら、SMW工法では、H形鋼の両方のフランジ部、ウェブ部で形成される溝空間の外側に熱交換パイプであるUチューブがはみ出ると、掘削に障害を与えたり、設置したUチューブを損傷、破損等させたりするおそれがあった。言い換えると、特許文献4に開示されたH鋼に地中熱交換用Uチューブ(熱交換パイプ)を取り付けるための保持部、取付部材などの構成は、まだまだ改良改善の余地があるものであった。
そこで、H形鋼にUチューブを取り付けることができる取り付け構造を備え、SMW工法に構築されるソイルセメント連続壁に好適な地中熱交換器の開発が要望されている。
Currently, the so-called SMW method (Soil Mixing Wall Method) (registered trademark), which is one of the soil cement continuous wall construction methods, is widely used as a method for constructing underground continuous walls. However, in the SMW method, if the U tube, which is a heat exchange pipe, protrudes outside the groove space formed by both the flange and web portions of the H-section steel, it will hinder drilling or damage the installed U tube. There was a risk of damage. In other words, the structure of the holding part, the mounting member, etc. for attaching the underground heat exchange U tube (heat exchange pipe) to the H steel disclosed in Patent Document 4 still has room for improvement. .
Accordingly, there is a demand for the development of an underground heat exchanger having an attachment structure that can attach a U tube to an H-shaped steel and suitable for a soil cement continuous wall constructed by the SMW method.
本発明は、このような従来の技術における問題点を解決するために開発されたものであり、次の目的を達成する。   The present invention has been developed to solve such problems in the conventional technology, and achieves the following object.
本発明の目的は、芯材であるH形鋼に一体に設置された地中熱交換用チューブ(熱交換パイプ)を損傷等させることなくソイルセメント内に挿入可能で、ソイルセメント連続壁に好適な地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器を提供することにある。   The object of the present invention is that it can be inserted into soil cement without damaging the underground heat exchange tube (heat exchange pipe) installed integrally with the H-shaped steel, which is the core material, and is suitable for a soil cement continuous wall. Another object of the present invention is to provide a geothermal heat exchanger for a heat pump system using geothermal heat.
本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明1の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、
地中に所定深さまでソイルセメント連続壁構築工法で構築された連続土留め壁内に芯材として建て込まれるH形鋼に設置される地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器であって、前記H形鋼のフランジ部及びウェブ部で形成される溝空間の少なくとも一方に設けられ、前記地中と熱交換を行うための循環流体が循環する地中熱交換用チューと、前記H形鋼の前記フランジ部及び/または前記ウェブ部に取り付けられ、前記地中熱交換用チューブが前記溝空間より突出しないように、前記地中熱交換用チューブを保持する保持部または保持用空間を有するチューブ取付部材と、前記H形鋼を建て込む姿勢における前記H形鋼の下端または下端近傍に、前記地中熱交換用チューブより下方に位置するように、かつ、少なくとも前記地中熱交換用チューブが設けられた前記溝空間の下方側を覆うように設けられ、固化前の前記ソイルセメントに前記H形鋼及び前記地中熱交換用チューブを挿入する際、前記チューブ取付部材に保持された前記地中熱交換用チューブの保護を行う保護部材とを備えていることを特徴とする。
The present invention takes the following means in order to achieve the object.
The ground heat exchanger of the heat pump system using ground heat of the present invention 1 is
A ground heat exchanger for a heat pump system using underground heat installed in an H-shaped steel built as a core material in a continuous retaining wall constructed by a soil cement continuous wall construction method to a predetermined depth in the ground. , at least provided on one of the flange and groove space formed by the web portion of the H-shaped steel, and the underground heat exchange tubes which circulate fluid circulates for performing the underground heat exchanger, the H A holding portion or a holding space for holding the underground heat exchange tube is attached to the flange portion and / or the web portion of the shape steel so that the underground heat exchange tube does not protrude from the groove space. a tube mounting member having the the lower end or the vicinity of the lower end of the H-shaped steel in H-shape steel Tatekomu attitude, so as to be positioned below the underground heat exchanger tube, and at least the ground When the replacement tube is provided so as to cover the lower side of the groove space provided, inserting the H-shaped steel and the underground heat exchanger tube in the soil cement before solidification, held in the tube mounting member And a protective member for protecting the underground heat exchange tube.
本発明2の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、本発明1において、
前記保護部材は、両方の前記溝空間の下方側を覆う、側面視略V字状のものであることを特徴とする。
The ground heat exchanger of the ground heat utilization heat pump system of the present invention 2 is the present invention 1,
The protective member is substantially V-shaped in a side view and covers the lower side of both the groove spaces.
本発明3の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、本発明1または2において、
前記チューブ取付部材は、前記H形鋼の両方の前記フランジ部間、または、一方の前記フランジ部と前記ウェブ部との間に跨るように設けられる取付板部と、この取付板部から前記溝空間内に突出し、前記地中熱交換用チューブを保持可能な凸状の保持部とからなっているものであることを特徴とする。
The ground heat exchanger of the ground heat utilization heat pump system of the present invention 3 in the present invention 1 or 2,
The tube mounting member includes a mounting plate portion provided between the flange portions of the H-shaped steel or between one flange portion and the web portion, and the groove from the mounting plate portion. It protrudes in space and consists of the convex holding | maintenance part which can hold | maintain the said underground heat exchange tube, It is characterized by the above-mentioned.
本発明4の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、本発明1または2において、
前記チューブ取付部材は、前記H形鋼のウェブ部に取り付けられる取付板部と、この取付板部から前記溝空間内に突出し、前記地中熱交換用チューブを保持するためのC字形状またはU字形状の部位が形成された保持部とからなっているものであることを特徴とする。
The ground heat exchanger of the ground heat utilization heat pump system of the present invention 4 in the present invention 1 or 2,
The tube attachment member has an attachment plate portion attached to the web portion of the H-shaped steel and a C-shape or U shape that protrudes from the attachment plate portion into the groove space and holds the underground heat exchange tube. It is characterized by comprising a holding part in which a character-shaped part is formed.
本発明5の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、本発明1または2において、
前記チューブ取付部材は、折り曲げた板状の部材であって、前記H形鋼のフランジ部及び/または前記ウェブ部に取り付けられ、前記フランジ部及び/または前記ウェブ部との間に形成された前記保持用空間に、前記地中熱交換用チューブを保持可能なものであることを特徴とする。
The ground heat exchanger of the ground heat utilization heat pump system of the present invention 5 in the present invention 1 or 2,
The tube mounting member is a plate-like member bent, the flange portion of the H-shaped steel and / or attached to the web portion, which is formed between the flange portion and / or the web portion and the The underground heat exchange tube can be held in the holding space.
本発明6の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、本発明1から5において、
前記地中熱交換用チューブは、下端側がU字状に曲げられたU状部と、このU状部の下端側に被取付部が一体に形成されたものであり、最下方に位置する前記チューブ取付部材には、前記被取付部に形成された連結孔に係脱可能に係合されるUチューブ連結ピンが設けられていることを特徴とする。
The ground heat exchanger of the ground heat utilization heat pump system of the present invention 6 in the present invention 1 to 5,
The underground heat exchanging tube has a U-shaped portion whose lower end is bent in a U shape, and a mounted portion integrally formed on the lower end side of the U-shaped portion, and is located at the lowermost position. The tube attachment member is provided with a U tube connection pin that is detachably engaged with a connection hole formed in the attached portion.
以上のように、本発明の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器は、下端または下端近傍に保護部材が設けられているとともに、地中熱交換用チューブが芯材であるH形鋼の溝空間より突出しないように形成されている。そのため、H形鋼と一体に取り付けられた地中熱交換用チューブ(熱交換パイプ)を損傷、破損等させずに未固化ソイルセメント内に挿入させることができる。特に、U状の先端部の損傷、破損等を保護部材によって、防止することができる。従って、ソイルセメント連続壁構築工法において、容易に、地中熱交換器を構築することができる。   As described above, the underground heat exchanger of the underground heat utilization heat pump system of the present invention is provided with a protective member near the lower end or near the lower end, and the H-shaped steel whose underground heat exchange tube is the core material. It is formed so as not to protrude from the groove space. Therefore, the underground heat exchanging tube (heat exchanging pipe) attached integrally with the H-shaped steel can be inserted into the unsolidified soil cement without being damaged or broken. In particular, damage or breakage of the U-shaped tip can be prevented by the protective member. Therefore, the underground heat exchanger can be easily constructed in the soil cement continuous wall construction method.
また、都市部の建造物(高層ビル)等でも容易に地中熱利用ヒートポンプシステムによる冷暖房の熱源とすることができ、地球環境にやさしく、CO(二酸化炭素)の発生等がたいへん少ない冷暖房システムを構築することが可能となった。さらに、地中熱交換器構築のために、ボアホールを新たに掘削する作業等が不要となる。そのため、地中熱利用ヒートポンプシステムの構築する費用を大幅に低減することができ、普及拡大に大いに貢献することができる。 Moreover, buildings in urban areas easily even (skyscraper) or the like can be a heating and cooling of the heat source by geothermal heat pump system, environmentally friendly, CO 2 (carbon dioxide) occurrence is very small air conditioning system It became possible to build. Furthermore, work for newly excavating the borehole is not required for constructing the underground heat exchanger. Therefore, it is possible to greatly reduce the cost of constructing a heat pump system using geothermal heat, which can greatly contribute to the spread of the spread.
以下、本発明の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、ソイルミキシングウォール(登録商標)工法で、ソイルセメント連続壁を構築している状態を模式的に示した構成図、図2は、図1の平面図であり、(a)は隔孔設置、(b)は全孔設置を示した図である。図3は、地中熱利用ヒートポンプシステムを模式的に示した説明図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a ground heat exchanger of a ground heat heat pump system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a state in which a soil cement continuous wall is constructed by a soil mixing wall (registered trademark) method, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. Hole installation, (b) is a diagram showing all hole installation. FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a heat pump system using underground heat.
図4は、本発明の地中熱交換器の実施の形態1の部分正面図、図5は、図4の側面図、図6は、図4をA−A線で切断した断面図である。図7は、地中熱交換器の実施の形態2を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図8は、地中熱交換器の実施の形態2の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図9は、地中熱交換器の実施の形態2の他の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図10は、地中熱交換器の実施の形態3を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図11は、地中熱交換器の実施の形態3の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。   4 is a partial front view of Embodiment 1 of the underground heat exchanger according to the present invention, FIG. 5 is a side view of FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. . FIG. 7 is a cross-sectional view showing the second embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the second embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view showing another modification of the second embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the third embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the third embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment.
SMW工法(登録商標)は周知な技術であり、本実施の形態では詳細な説明を省略するが、本実施の形態の理解を容易にするために、その概略を図1、2に基づいて説明する。
図1に示すように、SMW工法は、地盤5を所定の深さまで掘削するとともにセメントスラリーを注入し、原位置土とセメントスラリーとを混合・攪拌してソイルセメント壁11を形成し、これらソイルセメント壁11を連続させてソイルセメント連続壁10を構築する工法である。ソイルセメント連続壁10は、建造物Bを建造する際の土留め用、止水用等の用途のために構築されるものである。ソイルセメント壁11内には、ソイルセメント固化前に芯材としてのH形鋼12が建て込まれている。H形鋼12は、隔孔設置(図2(a)参照)、全孔設置(図2(b)参照)、隔孔設置と全孔設置との組み合わせ(図示せず)のように設置されるものであり、地盤5の状態等により適宜所望の間隔で建て込まれるものである。
The SMW method (registered trademark) is a well-known technique, and detailed description thereof is omitted in the present embodiment. However, in order to facilitate understanding of the present embodiment, an outline thereof will be described with reference to FIGS. To do.
As shown in FIG. 1, the SMW method excavates the ground 5 to a predetermined depth and injects cement slurry, and mixes and agitates the in situ soil and cement slurry to form a soil cement wall 11. This is a construction method in which the cement wall 11 is made continuous to construct the soil cement continuous wall 10. The soil cement continuous wall 10 is constructed for uses such as earth retaining and water stopping when the building B is constructed. In the soil cement wall 11, an H-section steel 12 as a core material is built before the soil cement is solidified. The H-shaped steel 12 is installed in such a way as to install a hole (see FIG. 2 (a)), to set up a whole hole (see FIG. 2 (b)), or to a combination of a hole installation and a whole hole installation (not shown). It is built at a desired interval as appropriate depending on the state of the ground 5 and the like.
次に、地中熱利用ヒートポンプシステム1について説明を行う。
地中熱利用ヒートポンプシステム1は、周知な技術であるが、本実施の形態の理解を容易にするために、その概略を図3に基づいて説明する。
なお、ソイルセメント連続壁10には、H形鋼12A、12B・・12N、12が複数本建て込まれているものとする。また、H形鋼12A、12B・・12N、12に沿って、熱交換パイプとしてポリエチレン製パイプをU字状に曲げて構成されたU字状の管、すなわち地中熱交換用Uチューブ(以下、Uチューブと記載する)23A、23B・・23N、23が設けられている。そして、Uチューブ23A、23B・・23N、23は、内部に形成された管路が、順次、連続するように接続され、循環路を形成している。
Next, the geothermal heat pump system 1 will be described.
Although the geothermal heat pump system 1 is a well-known technique, an outline thereof will be described with reference to FIG. 3 in order to facilitate understanding of the present embodiment.
The soil cement continuous wall 10 is assumed to have a plurality of H-section steels 12A, 12B,. Further, a U-shaped tube formed by bending a polyethylene pipe in a U-shape as a heat exchange pipe along the H-shaped steels 12A, 12B,. 23A, 23B... 23N, 23 are provided. The U tubes 23A, 23B,... 23N, and 23 are connected so that the pipes formed inside are successively connected to form a circulation path.
Uチューブ23A、23B・・23N、23を含む第1循環路71を循環する第1循環流体73は、不凍液(ブライン)、水等であり、地中熱利用ヒートポンプ60内の第1熱交換部(凝縮器)62で熱交換をしながら、Uチューブ23A、23B・・23N、23を経て循環している。このような構成の第1循環路71を循環する第1循環流体73は、例えば冬季の場合、地上側の地中熱利用ヒートポンプ60の第1熱交換部62で熱交換し、Uチューブ23A、23B・・23N、23を含む第1循環路71を循環し、再び第1熱交換部62に戻る。Uチューブ23A、23B・・23N、23等が地中熱交換器20を構築する。   The first circulating fluid 73 that circulates in the first circulation path 71 including the U tubes 23A, 23B,... 23N, 23 is antifreeze (brine), water, etc., and the first heat exchange section in the geothermal heat pump 60. (Condenser) 62 circulates through U tubes 23A, 23B,. For example, in the winter season, the first circulating fluid 73 that circulates the first circulation path 71 having such a configuration exchanges heat with the first heat exchanging unit 62 of the ground side heat pump 60 that uses ground heat, and the U tube 23A, It circulates through the 1st circulation path 71 containing 23B * 23N and 23, and returns to the 1st heat exchange part 62 again. The U tubes 23A, 23B,... 23N, 23, etc. construct the underground heat exchanger 20.
このとき、地上の外気温度に比べ地中は恒温状態であり、地中温度が高くなっている。そのため、第1循環流体73は地上側から地中に送り込まれると、地中熱交換器20を構築するUチューブ23A、23B・・23N、23で採熱し、暖められて第1熱交換部62側に循環することになる。第1熱交換部62で、第1循環流体73と熱交換された熱媒体は地中熱利用ヒートポンプ60によってさらに暖められ、循環する。熱媒体は第2熱交換部(蒸発器)64で第2循環流体83と熱交換する。温水となった第2循環流体83は、熱制御対象物(例えば、建造物等)の暖房等の設備である熱交換装置84の負荷側熱交換部84aで暖房等のための熱源として利用される。第2循環流体83は、不凍液(ブライン)、水等であるとよい。   At this time, the underground is in a constant temperature state and the underground temperature is higher than the outside air temperature on the ground. For this reason, when the first circulating fluid 73 is fed into the ground from the ground side, the first heat exchanging part 62 is heated and heated by the U tubes 23A, 23B,. Will circulate to the side. The heat medium exchanged with the first circulating fluid 73 in the first heat exchanging unit 62 is further warmed and circulated by the underground heat utilization heat pump 60. The heat medium exchanges heat with the second circulating fluid 83 in the second heat exchange section (evaporator) 64. The second circulating fluid 83 that has become hot water is used as a heat source for heating or the like in the load-side heat exchanging portion 84a of the heat exchanging device 84 that is a facility for heating a heat control object (for example, a building or the like). The The second circulating fluid 83 may be antifreeze (brine), water, or the like.
次に、地中熱利用ヒートポンプ60の説明を行う。
地中熱利用ヒートポンプ60は、第1熱交換部(凝縮器)62、第2熱交換部(蒸発器)64、圧縮部(圧縮機)61、膨張部(膨張弁)63、熱媒体循環路65等から構成されている。暖房用の熱源とする場合、熱媒体〔例えば、冷媒番号(ISO817):R404A、R407C、R410A等〕が、熱媒体循環路65内を、実線で示した矢印方向に循環する。第1熱交換部62は、第1循環流体73と熱媒体との間で熱交換を行なう部位である。すなわち、第1循環路71を循環する第1循環流体73の熱量を熱媒体に熱移動させる。第2熱交換部64は、熱媒体と第2循環流体83との間で熱交換を行なう部位である。すなわち、熱媒体の熱量を第2循環流体83に熱移動させる。熱移動された第2循環流体83は、第2循環路81を循環し、負荷側熱交換部(例えば、床暖房、ファンコイルユニット等)84aで熱源として利用される。
Next, the geothermal heat pump 60 will be described.
The heat pump 60 using ground heat includes a first heat exchange unit (condenser) 62, a second heat exchange unit (evaporator) 64, a compression unit (compressor) 61, an expansion unit (expansion valve) 63, and a heat medium circulation path. 65 or the like. When using as a heat source for heating, a heat medium [for example, refrigerant number (ISO817): R404A, R407C, R410A, etc.] circulates in the heat medium circulation path 65 in the direction of the arrow indicated by a solid line. The first heat exchange unit 62 is a part that performs heat exchange between the first circulating fluid 73 and the heat medium. That is, the heat quantity of the first circulating fluid 73 circulating in the first circulation path 71 is transferred to the heat medium. The second heat exchange unit 64 is a part that performs heat exchange between the heat medium and the second circulating fluid 83. That is, the heat quantity of the heat medium is transferred to the second circulating fluid 83 by heat. The second circulating fluid 83 that has been thermally transferred circulates in the second circulation path 81 and is used as a heat source in a load-side heat exchange unit (for example, floor heating, fan coil unit, etc.) 84a.
Uチューブ23A、23B・・23N、23を含む第1循環路71を循環する第1循環流体73は、第1循環ポンプ72によって循環する。第1循環流体73は、H形鋼12A、12B・・12N、12に、各々、取り付けられたUチューブ23A、23B・・23N、23内を循環し、ソイルセメント壁11等を介して地中との間で熱交換(熱採取)を行う。地中との熱交換によって熱を得た第1循環流体73は中温水となって地上に戻り、地中熱利用ヒートポンプ60の第1熱交換部62を通過する。   The first circulating fluid 73 that circulates through the first circulation path 71 including the U tubes 23 </ b> A, 23 </ b> B,. The first circulating fluid 73 circulates in the U tubes 23A, 23B,... 23N, 23 attached to the H-section steels 12A, 12B,... 12N, 12, respectively, and underground through the soil cement wall 11 and the like. Heat exchange (heat collection) with The first circulating fluid 73 that has obtained heat by exchanging heat with the ground returns to the ground as medium-temperature water, and passes through the first heat exchanging unit 62 of the underground heat utilization heat pump 60.
第1循環流体73は、第1熱交換部62において熱媒体との間で熱交換を行なって低温水となってUチューブ23A、23B・・23N、23に戻り、再び、地中と熱交換(熱採取)を行なう。第1熱交換部62において、第1循環流体73との間で熱交換した熱媒体は、圧縮部61において圧縮されることによってさらに高温となり、第2熱交換部64に送られる。   The first circulating fluid 73 exchanges heat with the heat medium in the first heat exchanging unit 62 to become low-temperature water and returns to the U tubes 23A, 23B,. (Heat sampling) is performed. The heat medium that has exchanged heat with the first circulating fluid 73 in the first heat exchanging unit 62 is further heated by being compressed in the compressing unit 61, and is sent to the second heat exchanging unit 64.
第2熱交換部64で、熱媒体は、第2循環流体83との間で熱交換を行う。第2循環流体83は、第2循環ポンプ82によって第2循環路81を循環し、熱交換装置84の負荷側熱交換部84aに循環し熱源として利用される。すなわち、熱媒体との間で熱交換を行ない、熱を得た第2循環流体83は温水となって、負荷側熱交換部84aにおいて、暖房システム、暖房装置等の熱源として利用される。   In the second heat exchanging unit 64, the heat medium exchanges heat with the second circulating fluid 83. The second circulating fluid 83 circulates through the second circulation path 81 by the second circulation pump 82, circulates to the load side heat exchange unit 84a of the heat exchange device 84, and is used as a heat source. That is, the second circulating fluid 83 that exchanges heat with the heat medium and obtains heat becomes warm water, and is used as a heat source for a heating system, a heating device, and the like in the load-side heat exchange unit 84a.
一方、冷房用の熱源とする場合には、熱媒体が、熱媒体循環路65内を破線で示した矢印方向に循環する。第1循環流体73は、Uチューブ23A、23B・・23N、23を通過する際、外気温度より低い温度の地中と熱交換し、低い温度の第1循環流体73となる。第1循環流体73と熱交換した熱媒体は冷却され、膨張部63によって減圧されることによって、さらに低温となって第2熱交換部64に送られる。ここで、低温の熱媒体は、第2熱交換部64で第2循環流体83と熱交換する。低温になった第2循環流体83は負荷側熱交換部84aにおいて、冷房システム、冷房装置等の熱源として利用される。   On the other hand, when the heat source is used for cooling, the heat medium circulates in the heat medium circulation path 65 in the arrow direction indicated by a broken line. When the first circulating fluid 73 passes through the U tubes 23A, 23B,... 23N, 23, the first circulating fluid 73 exchanges heat with the ground at a temperature lower than the outside air temperature, and becomes the first circulating fluid 73 at a lower temperature. The heat medium that has exchanged heat with the first circulating fluid 73 is cooled and depressurized by the expansion unit 63, so that the temperature is further lowered and sent to the second heat exchange unit 64. Here, the low-temperature heat medium exchanges heat with the second circulating fluid 83 in the second heat exchange unit 64. The second circulating fluid 83 having a low temperature is used as a heat source for a cooling system, a cooling device, and the like in the load-side heat exchange unit 84a.
〔実施の形態1〕
地中熱交換器20の実施の形態1について図4〜6に従って説明を行う。
実施の形態1の地中熱交換器20は、図4に示すように前述したH形鋼12に設けられている。H形鋼12は、図6に示すように、「H」の縦2本の部位であるフランジ部12bと、中央の横1本の部位であるウェブ部12aとからなっている。フランジ部12bとウェブ部12a間に溝空間18が形成されている。
[Embodiment 1]
The first embodiment of the underground heat exchanger 20 will be described with reference to FIGS.
The underground heat exchanger 20 of Embodiment 1 is provided in the H-section steel 12 mentioned above, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the H-section steel 12 includes a flange portion 12 b that is two vertical portions of “H” and a web portion 12 a that is one horizontal portion in the center. A groove space 18 is formed between the flange portion 12b and the web portion 12a.
H形鋼12の溝空間18には、Uチューブ23が配置されている。なお、Uチューブは、耐性・防食性に優れ、高い熱伝導性、広い使用温度範囲を有し、高可撓性、管内面が滑らかである等の条件を満たすものであれば他の材質のものであってもよいことはいうまでもない。
Uチューブ23の下端側には、U字状のU状部と、U状部の下方側の被取付部23aとが一体に形成されている。被取付部23aには、Uチューブ側連結孔23bが形成されている。
A U tube 23 is disposed in the groove space 18 of the H-section steel 12. U-tubes are made of other materials as long as they have excellent resistance and corrosion resistance, high thermal conductivity, a wide operating temperature range, high flexibility, and smooth inner surface of the tube. Needless to say, it may be a thing.
On the lower end side of the U tube 23, a U-shaped U-shaped portion and a mounted portion 23a on the lower side of the U-shaped portion are integrally formed. A U-tube side connection hole 23b is formed in the attached portion 23a.
H形鋼12の溝空間18の開口部側に、Uチューブ取付部材21、24の取付板部21a、24aが、両方のフランジ部12bの端部に跨るように配置され溶接等で固定されている。Uチューブ取付部材24は、H形鋼12の下端側の位置に、Uチューブ取付部材21は、下端以外のその他の中間の所定の位置に設けられている。Uチューブ取付部材21は、所定の間隔毎に設けられているものであり、H形鋼12等の長さに対応して適宜の数量設けられている。Uチューブ取付部材21の取付板部21aには、凸状保持部を構成する凸状保持部材22が、溝空間18側に突出するように設けられている。Uチューブ取付部材24の取付板部24aには、凸状保持部材22、Uチューブ連結ピン26が、溝空間18側に突出するように設けられている。   At the opening side of the groove space 18 of the H-shaped steel 12, the mounting plate portions 21a and 24a of the U tube mounting members 21 and 24 are arranged so as to straddle the end portions of both flange portions 12b and fixed by welding or the like. Yes. The U tube attachment member 24 is provided at a position on the lower end side of the H-section steel 12, and the U tube attachment member 21 is provided at a predetermined intermediate position other than the lower end. The U tube mounting member 21 is provided at predetermined intervals, and an appropriate amount is provided corresponding to the length of the H-section steel 12 and the like. On the mounting plate portion 21a of the U tube mounting member 21, a convex holding member 22 constituting a convex holding portion is provided so as to protrude toward the groove space 18 side. The mounting plate portion 24a of the U tube mounting member 24 is provided with a convex holding member 22 and a U tube connecting pin 26 so as to protrude toward the groove space 18 side.
この実施の形態1の凸状保持部は、2本の凸状保持部材22がUチューブ23の外周面部を挟むようにして保持することで構成される。Uチューブ連結ピン26は、Uチューブ連結孔23bに、係脱可能に係合される。Uチューブ連結ピン26は、Uチューブ連結孔23bに挿入され、係合したとき、Uチューブ23の下端側を連結支持するものである。
なお、Uチューブ取付部材は、取付板部が、一方のフランジ部の端部とウェブ部との間に、跨るように設けられているものであってもよい。
The convex holding portion of the first embodiment is configured by holding the two convex holding members 22 so as to sandwich the outer peripheral surface portion of the U tube 23. The U tube connecting pin 26 is detachably engaged with the U tube connecting hole 23b. The U tube connecting pin 26 is connected to and supports the lower end side of the U tube 23 when inserted and engaged with the U tube connecting hole 23b.
In addition, the U tube attachment member may be provided so that the attachment plate portion straddles between the end portion of the one flange portion and the web portion.
H形鋼12の下端には、側面視の先端側がV字状に形成された保護部材25が溶接等で固定されている。この保護部材25は、Uチューブ23が取り付けられたH形鋼12をソイルセメントに挿入し、建て込む工程の作業を容易にするとともに、挿入・建て込み工程時に、Uチューブ23を損傷、破損等させないためのものである。なお、保護部材25は、例えば鉄板、鋼板など、H形鋼に固定が容易で、ソイルセメントに挿入時に変形などしない材料で形成されたものであればよい。保護部材は、平面状のものが好ましいが、曲面状のものなど他の形状のものであってもよい。また、保護部材は、H形鋼の下端近傍に設けられていてもよい。すなわち、保護部材は、Uチューブ、被取付部より下方の位置に設けられればよい。   At the lower end of the H-shaped steel 12, a protective member 25 having a V-shaped tip side in a side view is fixed by welding or the like. This protective member 25 inserts the H-section steel 12 to which the U tube 23 is attached into the soil cement to facilitate the construction process, and damages or breaks the U tube 23 during the insertion / construction process. It is for not letting. In addition, the protection member 25 should just be formed with the material which is easy to fix to H-shaped steel, such as an iron plate and a steel plate, for example, and does not deform | transform at the time of insertion in soil cement. The protective member is preferably planar, but may be other shapes such as a curved surface. Moreover, the protection member may be provided in the lower end vicinity of H-section steel. That is, the protective member may be provided at a position below the U tube and the attached portion.
なお、Uチューブ取付部材21、24、Uチューブ23、保護部材25等は、ソイルセメント連続壁10を構築する前に、工場、構築現場等で溶接等して一体に組み付けられているとよい。   In addition, before constructing the soil cement continuous wall 10, the U tube attachment members 21, 24, the U tube 23, the protection member 25, and the like may be integrally assembled by welding or the like at a factory, a construction site, or the like.
そして、Uチューブ23が保持されたH形鋼12は、今までと同様の方法で、固化前のソイルセメントに挿入・建て込む工程の作業を行えばよい。この時、保護部材25が下端または下端近傍に設けられているので、ソイルセメントへの挿入が容易である。言い換えると、従来のH形鋼のみを挿入しているときとほとんど差がない。また、保護部材25を設けているので、Uチューブ23、Uチューブ取付部材21、24、凸状保持部材22等をガードしているようになっており、Uチューブ23(特に、U状の先端部)等を損傷、破損させる可能性をたいへん低くすることができる。   And the H-section steel 12 in which the U tube 23 was hold | maintained should just perform the operation | work of the process of inserting and building in the soil cement before solidification by the same method as before. At this time, since the protective member 25 is provided at the lower end or in the vicinity of the lower end, the insertion into the soil cement is easy. In other words, there is almost no difference from when only conventional H-section steel is inserted. Further, since the protective member 25 is provided, the U tube 23, the U tube mounting members 21 and 24, the convex holding member 22 and the like are guarded, and the U tube 23 (in particular, the U-shaped tip) The possibility of damaging or damaging the part) or the like can be greatly reduced.
なお、この実施の形態1では、H形鋼の一方の溝空間にUチューブを設けた構成で説明を行っているが、両方の溝空間にUチューブを設けてもよい。
また、H形鋼の一方の溝空間にUチューブを設けた場合、保護部材は、Uチューブ側のみに設けられたものであってもよい。すなわち、ソイルセメントに挿入する姿勢において、フランジ部端部と、フランジ部端部より下方に位置するウェブ部との間に、平面または曲面状の保護部材が、Uチューブを設けた側(一方の側)にのみ設けられたものであってもよい。例えば、保護部材は、片矢印のような形状のものが、H形鋼に設けられたものであってもよい。
In the first embodiment, the description is given with the configuration in which the U tube is provided in one groove space of the H-section steel, but the U tube may be provided in both groove spaces.
Moreover, when the U tube is provided in one groove space of the H-shaped steel, the protective member may be provided only on the U tube side. That is, in a posture to be inserted into the soil cement, a planar or curved protective member is provided between the flange portion end and the web portion located below the flange portion end (the one side on which the U tube is provided) It may be provided only on the side). For example, the protective member having a shape like a single arrow may be provided on the H-section steel.
〔実施の形態2〕
図7〜9に従って、地中熱交換器20の実施の形態2の説明を行う。なお、実施の形態2におけるUチューブ23、H形鋼12等の構成は、前述した実施の形態1のものとほぼ同一であり、実施の形態1と同一の部位には同一の符号を付与し、詳細な説明を省略する。言い換えると、Uチューブ23を保持するためのUチューブ取付部材(取付板部、保持部)の形状等が異なるのみであるので、その異なる部分についてのみ説明を行う。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the underground heat exchanger 20 will be described with reference to FIGS. The configuration of the U tube 23, the H-section steel 12 and the like in the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same parts as in the first embodiment. Detailed description will be omitted. In other words, since only the shape of the U tube attachment member (attachment plate part, holding part) for holding the U tube 23 is different, only the different parts will be described.
図7は、地中熱交換器20の実施の形態2を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図7に示すように、この実施の形態2のUチューブ取付部材31(または34)は、取付板部31a(34a)とU字状保持部32とから構成されている。H形鋼12のウェブ部12aに、取付板部31a(34a)が溶接等で固定されている。この取付板部31a(または34a)には、先端がU字状に形成され、Uチューブ23の外周部を保持可能なU字状保持部32が突出するように設けられている。U字状保持部32は、Uチューブ23の外周部を包囲するようなものでも、弾性力で保持するようなものであってもよい。なお、Uチューブ取付部材34は、U字状保持部32のほか、Uチューブ連結ピンが設けられた実施の形態1のUチューブ取付部材24に相当するものである。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the second embodiment of the underground heat exchanger 20 and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. As shown in FIG. 7, the U-tube attachment member 31 (or 34) of the second embodiment includes an attachment plate portion 31a (34a) and a U-shaped holding portion 32. An attachment plate portion 31a (34a) is fixed to the web portion 12a of the H-section steel 12 by welding or the like. The mounting plate portion 31a (or 34a) has a U-shaped tip and is provided with a U-shaped holding portion 32 that can hold the outer peripheral portion of the U tube 23. The U-shaped holding part 32 may surround the outer periphery of the U tube 23 or may be held by an elastic force. The U tube mounting member 34 corresponds to the U tube mounting member 24 of the first embodiment in which a U tube connecting pin is provided in addition to the U-shaped holding portion 32.
なお、Uチューブ取付部材31、34、Uチューブ23、保護部材25等は、ソイルセメント連続壁10を構築する前に、工場、構築現場等で溶接等して一体に組み付けられているとよい。   In addition, before constructing the soil cement continuous wall 10, the U tube attachment members 31, 34, the U tube 23, the protection member 25, and the like may be integrally assembled by welding or the like at a factory, a construction site, or the like.
図8は、地中熱交換器20の実施の形態2の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図8に示すように、実施の形態2の変形例のUチューブ取付部材41(または44)は、コ字状の取付板部41a(44a)とU字状保持部42とから構成されている。H形鋼12のウェブ部12aに、断面コ字状の取付板部41a(または44a)が溶接等で固定されている。この取付板部41a(または44a)には、先端がU字状に形成され、Uチューブ23の外周部を保持可能なU字状保持部42が設けられている。U字状保持部42は、Uチューブ23の外周部を包囲するようなものでも、弾性力で保持するようなものであってもよい。なお、Uチューブ取付部材44は、U字状保持部42のほか、Uチューブ連結ピンが設けられた実施の形態1のUチューブ取付部材24に相当するものである。   FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a modification of the second embodiment of the underground heat exchanger 20 and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. As shown in FIG. 8, the U-tube attachment member 41 (or 44) of the modification of the second embodiment is composed of a U-shaped attachment plate portion 41a (44a) and a U-shaped holding portion 42. . An attachment plate portion 41a (or 44a) having a U-shaped cross section is fixed to the web portion 12a of the H-shaped steel 12 by welding or the like. The mounting plate portion 41 a (or 44 a) is provided with a U-shaped holding portion 42 that has a U-shaped tip and can hold the outer peripheral portion of the U tube 23. The U-shaped holding part 42 may surround the outer periphery of the U tube 23 or may be held by an elastic force. The U tube mounting member 44 corresponds to the U tube mounting member 24 of the first embodiment provided with a U tube connecting pin in addition to the U-shaped holding portion 42.
なお、Uチューブ取付部材41、44、Uチューブ23、保護部材25等は、ソイルセメント連続壁10を構築する前に、工場、構築現場等で溶接等して一体に組み付けられているとよい。   The U tube attachment members 41 and 44, the U tube 23, the protection member 25, and the like may be integrally assembled by welding or the like at a factory or a construction site before the soil cement continuous wall 10 is constructed.
図9は、地中熱交換器20の実施の形態2の他の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。図9に示すように、この他の変形例のUチューブ取付部材51(または54)は、取付板部51a(54a)とC(またはΩ)字状保持部52とが一体に形成されているものである。H形鋼12のウェブ部12aに、取付板部51a(または54a)が溶接等で固定されている。このC字状保持部52は、Uチューブ23の外周部を包囲するように形成されている。なお、Uチューブ取付部材54は、C字状保持部52のほか、Uチューブ連結ピンが設けられた実施の形態1のUチューブ取付部材24に相当するものである。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing another modification of the second embodiment of the underground heat exchanger 20 and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. As shown in FIG. 9, the U-tube mounting member 51 (or 54) of this other modified example has a mounting plate portion 51a (54a) and a C (or Ω) -shaped holding portion 52 formed integrally. Is. An attachment plate portion 51a (or 54a) is fixed to the web portion 12a of the H-shaped steel 12 by welding or the like. The C-shaped holding portion 52 is formed so as to surround the outer peripheral portion of the U tube 23. The U tube attachment member 54 corresponds to the U tube attachment member 24 of the first embodiment in which a U tube connection pin is provided in addition to the C-shaped holding portion 52.
なお、Uチューブ取付部材51、54、Uチューブ23、保護部材25等は、ソイルセメント連続壁10を構築する前に、工場、構築現場等で溶接等して一体に組み付けられているとよい。   The U tube attachment members 51 and 54, the U tube 23, the protection member 25, and the like may be integrally assembled by welding or the like at a factory or a construction site before the soil cement continuous wall 10 is constructed.
〔実施の形態3〕
図10、11に従って、地中熱交換器20の実施の形態3の説明を行う。
図10は、地中熱交換器20の実施の形態3を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。なお、実施の形態3におけるUチューブ23、H形鋼12等の構成は、前述した実施の形態1のものとほぼ同一であり、実施の形態1と同一の部位には同一の符号を付与し、詳細な説明を省略する。言い換えると、Uチューブ23を保持するためのUチューブ取付部材(取付板部、保持部)の形状等が異なるのみであるので、その異なる部分についてのみ説明を行う。
[Embodiment 3]
The third embodiment of the underground heat exchanger 20 will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the third embodiment of the underground heat exchanger 20 and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. The configurations of the U tube 23, the H-section steel 12 and the like in the third embodiment are almost the same as those in the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment. Detailed description will be omitted. In other words, since only the shape of the U tube attachment member (attachment plate part, holding part) for holding the U tube 23 is different, only the different parts will be described.
図10に示すように、H形鋼12のウェブ部12aに、段状に折り曲げられた板状のUチューブ取付部材57が溶接等で固定されている。フランジ部12b、ウェブ部12a、Uチューブ取付部材57で形成される保持用空間18aに、Uチューブ23が挿入され保持される。このように、Uチューブ23が、保持用空間18aに隙間をもって保持されるものであっても、ソイルセメント内に挿入するときに、例えば、Uチューブ23が溝空間18または保持用空間18aから飛び出て破損、損傷等しなければよい。   As shown in FIG. 10, a plate-like U-tube attachment member 57 bent in a step shape is fixed to the web portion 12a of the H-section steel 12 by welding or the like. The U tube 23 is inserted and held in a holding space 18a formed by the flange portion 12b, the web portion 12a, and the U tube mounting member 57. Thus, even when the U tube 23 is held in the holding space 18a with a gap, for example, the U tube 23 jumps out of the groove space 18 or the holding space 18a when inserted into the soil cement. If it is not broken or damaged.
図11は、地中熱交換器20の実施の形態3の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。
この変形例に示すように、折り曲げた板状のUチューブ取付部材58は、次のように成形してもよい。すなわち、L字状の板材(想像線で記載)をウェブ12aに溶接等で固定しておき、Uチューブ23を挿入後折り曲げて、板状のUチューブ取付部材58にしてもよい。
さらに、図示はしていないが、H形鋼12のフランジ部、ウェブ部の両方に、折り曲げた板状のUチューブ取付部材を溶接等で固定し、保持用空間を形成してもよい。
FIG. 11 is a sectional view showing a modification of the third embodiment of the underground heat exchanger 20 and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment.
As shown in this modification, the folded plate-shaped U tube attachment member 58 may be formed as follows. That is, an L-shaped plate material (described with imaginary lines) may be fixed to the web 12a by welding or the like, and the U-tube 23 may be bent after being inserted into the plate-shaped U-tube attachment member 58.
Further, although not shown, a folded plate-like U-tube attachment member may be fixed to both the flange portion and the web portion of the H-shaped steel 12 by welding or the like to form a holding space.
本発明の実施の形態について以上のとおり説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. Needless to say, changes can be made without departing from the scope and spirit of the present invention.
図1は、ソイルミキシングウォール工法で、ソイルセメント連続壁を構築している状態を模式的に示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a state in which a soil cement continuous wall is constructed by a soil mixing wall construction method. 図2は、図1の平面図であり、(a)に隔孔設置、(b)に全孔設置の平面図を示している。FIGS. 2A and 2B are plan views of FIG. 1, and FIG. 図3は、地中熱利用ヒートポンプシステムを模式的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a heat pump system using underground heat. 図4は、本発明の地中熱交換器の実施の形態1の部分正面図である。FIG. 4 is a partial front view of Embodiment 1 of the underground heat exchanger of the present invention. 図5は、図4の側面図である。FIG. 5 is a side view of FIG. 図6は、図4をA−A線で切断した断面図である。6 is a cross-sectional view of FIG. 4 taken along line AA. 図7は、地中熱交換器の実施の形態2を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the second embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. 図8は、地中熱交換器の実施の形態2の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the second embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. 図9は、地中熱交換器の実施の形態2の他の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing another modification of the second embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. 図10は、地中熱交換器の実施の形態3を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the third embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. 図11は、地中熱交換器の実施の形態3の変形例を示す断面図であって、実施の形態1の図6に相当する図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the third embodiment of the underground heat exchanger, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment.
符号の説明Explanation of symbols
1…地中熱利用ヒートポンプシステム
10…ソイルセメント連続壁
11…ソイルセメント壁
12、12A、12B・・12N…H形鋼
20…地中熱交換器
21…Uチューブ取付部材
22…凸状保持部材
23、23A、23B・・23N…地中熱交換用Uチューブ
24…Uチューブ取付部材
25…保護部材
26…Uチューブ連結ピン
60…地中熱利用ヒートポンプ
65…熱媒体循環路
71…第1循環路
81…第2循環路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Geothermal heat pump system 10 ... Soil cement continuous wall 11 ... Soil cement wall 12, 12A, 12B ... 12N ... H-shaped steel 20 ... Underground heat exchanger 21 ... U tube attachment member 22 ... Convex holding member 23, 23A, 23B,... 23N, U-tube 24 for underground heat exchange, U-tube mounting member 25, protective member 26, U-tube connecting pin 60, heat pump 65 using ground heat, heat medium circulation path 71, first circulation Path 81 ... Second circulation path

Claims (6)

  1. 地中に所定深さまでソイルセメント連続壁構築工法で構築された連続土留め壁内に芯材として建て込まれるH形鋼に設置される地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器であって、
    前記H形鋼のフランジ部及びウェブ部で形成される溝空間の少なくとも一方に設けられ、前記地中と熱交換を行うための循環流体が循環する地中熱交換用チューと、
    前記H形鋼の前記フランジ部及び/または前記ウェブ部に取り付けられ、前記地中熱交換用チューブが前記溝空間より突出しないように、前記地中熱交換用チューブを保持する保持部または保持用空間を有するチューブ取付部材と、
    前記H形鋼を建て込む姿勢における前記H形鋼の下端または下端近傍に、前記地中熱交換用チューブより下方に位置するように、かつ、少なくとも前記地中熱交換用チューブが設けられた前記溝空間の下方側を覆うように設けられ、固化前の前記ソイルセメントに前記H形鋼及び前記地中熱交換用チューブを挿入する際、前記チューブ取付部材に保持された前記地中熱交換用チューブの保護を行う保護部材とを備えている
    ことを特徴とする地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器。
    A ground heat exchanger for a heat pump system using underground heat installed in an H-shaped steel built as a core material in a continuous retaining wall constructed by a soil cement continuous wall construction method to a predetermined depth in the ground. ,
    Said provided at least one flange portion and the groove space formed by the web portion of the H-shaped steel, the ground and underground heat exchange tubes which circulate fluid circulates for exchanging heat,
    A holding part or a holding part which is attached to the flange part and / or the web part of the H-shaped steel and holds the underground heat exchange tube so that the underground heat exchange tube does not protrude from the groove space . A tube mounting member having a space ;
    The underground heat exchange tube is provided at the lower end or in the vicinity of the lower end of the H shape steel in a position to build the H shape steel so as to be positioned below the underground heat exchange tube. provided so as to cover the lower side of the groove chamber, wherein when inserting the H-shaped steel and the underground heat exchanger tube, for the underground heat exchanger, which is held by the tube mounting member to the soil cement before solidification A geothermal heat exchanger for a geothermal heat pump system, characterized by comprising a protective member that protects the tube.
  2. 請求項1に記載された地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器において、
    前記保護部材は、両方の前記溝空間の下方側を覆う、側面視略V字状のものである
    ことを特徴とする地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器。
    In the underground heat exchanger of the underground heat utilization heat pump system described in claim 1,
    The geothermal heat exchanger of the geothermal heat pump system, wherein the protective member is substantially V-shaped in side view and covers the lower sides of both the groove spaces.
  3. 請求項1または2に記載された地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器において、
    前記チューブ取付部材は、前記H形鋼の両方の前記フランジ部間、または、一方の前記フランジ部と前記ウェブ部との間に跨るように設けられる取付板部と、この取付板部から前記溝空間内に突出し、前記地中熱交換用チューブを保持可能な凸状の保持部とからなっているものである
    ことを特徴とする地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器。
    In the underground heat exchanger of the geothermal heat utilization heat pump system according to claim 1 or 2,
    The tube mounting member includes a mounting plate portion provided between the flange portions of the H-shaped steel or between one flange portion and the web portion, and the groove from the mounting plate portion. A ground heat exchanger for a heat pump system using ground heat, characterized by comprising a convex holding portion protruding into the space and capable of holding the underground heat exchange tube.
  4. 請求項1または2に記載された地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器において、
    前記チューブ取付部材は、前記H形鋼のウェブ部に取り付けられる取付板部と、この取付板部から前記溝空間内に突出し、前記地中熱交換用チューブを保持するためのC字形状またはU字形状の部位が形成された保持部とからなっているものである
    ことを特徴とする地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器。
    In the underground heat exchanger of the geothermal heat utilization heat pump system according to claim 1 or 2,
    The tube attachment member has an attachment plate portion attached to the web portion of the H-shaped steel and a C-shape or U shape that protrudes from the attachment plate portion into the groove space and holds the underground heat exchange tube. A geothermal heat exchanger for a heat pump system using geothermal heat, characterized by comprising a holding part in which a letter-shaped part is formed.
  5. 請求項1または2に記載の地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器において、
    前記チューブ取付部材は、折り曲げた板状の部材であって、前記H形鋼のフランジ部及び/または前記ウェブ部に取り付けられ、前記フランジ部及び/または前記ウェブ部との間に形成された前記保持用空間に、前記地中熱交換用チューブを保持可能なものである
    ことを特徴とする地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器。
    In the underground heat exchanger of the underground heat utilization heat pump system according to claim 1 or 2,
    The tube mounting member is a plate-like member bent, the flange portion of the H-shaped steel and / or attached to the web portion, which is formed between the flange portion and / or the web portion and the A geothermal heat exchanger for a heat pump system using geothermal heat, wherein the geothermal heat exchange tube can be held in a holding space.
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載された地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器において、
    前記地中熱交換用チューブは、下端側がU字状に曲げられたU状部と、このU状部の下端側に被取付部が一体に形成されたものであり、
    最下方に位置する前記チューブ取付部材には、前記被取付部に形成された連結孔に係脱可能に係合されるUチューブ連結ピンが設けられている
    ことを特徴とする地中熱利用ヒートポンプシステムの地中熱交換器。
    In the underground heat exchanger of the underground heat utilization heat pump system described in any one of Claim 1 to 5,
    The underground heat exchanging tube has a U-shaped part whose lower end is bent in a U-shape, and a mounted part integrally formed on the lower end of the U-shaped part.
    The tube mounting member located in the lowermost part is provided with a U tube connecting pin that is detachably engaged with a connecting hole formed in the attached portion. System ground heat exchanger.
JP2008228862A 2008-09-05 2008-09-05 Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system Active JP5384058B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008228862A JP5384058B2 (en) 2008-09-05 2008-09-05 Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008228862A JP5384058B2 (en) 2008-09-05 2008-09-05 Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010060247A JP2010060247A (en) 2010-03-18
JP5384058B2 true JP5384058B2 (en) 2014-01-08

Family

ID=42187237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008228862A Active JP5384058B2 (en) 2008-09-05 2008-09-05 Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5384058B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105525607A (en) * 2016-01-28 2016-04-27 三峡大学 Underground energy storage device arranged in underground diaphragm wall

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2374942B1 (en) * 2010-04-01 2015-01-07 SPS Energy GmbH Device and method for generating heat from the environment
JP5363399B2 (en) * 2010-04-01 2013-12-11 ヒロセ株式会社 Construction method of underground heat exchanger
JP5183703B2 (en) * 2010-09-06 2013-04-17 株式会社久米設計 Heat exchange pile and its installation structure
JP5712597B2 (en) * 2010-12-15 2015-05-07 株式会社大林組 Method of installing pipe member related to underground heat exchanger in ground excavation hole
JP6099889B2 (en) * 2012-06-22 2017-03-22 鹿島建設株式会社 Heat exchanger construction method and heat exchange construction unit
JP6059978B2 (en) * 2012-12-21 2017-01-11 清水建設株式会社 Adhesive tape for soil cement used in the mountain fastening method
JP2014185822A (en) * 2013-03-25 2014-10-02 Mitsui Kagaku Sanshi Kk Geothermal heat utilization heat exchanger and heat pump system using the same
JP5638111B2 (en) * 2013-06-28 2014-12-10 ヒロセ株式会社 Construction method of underground heat exchanger
JP6532643B2 (en) * 2013-09-25 2019-06-19 三谷セキサン株式会社 Apparatus and method for burying heat exchange pipe
JP2015081761A (en) * 2013-10-24 2015-04-27 清水建設株式会社 Underground heat exchanger, and construction method therefor
JP2015083911A (en) * 2013-10-26 2015-04-30 重信 宮本 Underground heat exchange pile
JP6165617B2 (en) * 2013-12-12 2017-07-19 東京瓦斯株式会社 Steel sheet pile

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0737723B2 (en) * 1991-06-25 1995-04-26 戸田建設株式会社 Soil column construction method
JPH11182942A (en) * 1997-12-25 1999-07-06 Kubota Corp Underground heat exchanger
JP2003206528A (en) * 2002-01-10 2003-07-25 Kubota Corp Civil engineering-construction pile for constructing ground heat exchange equipment and its construction method
JP2004101115A (en) * 2002-09-11 2004-04-02 Nippon Steel Corp Underground heat exchange system using underground continuous wall
JP3935887B2 (en) * 2004-02-13 2007-06-27 中村土木株式会社 Construction method of geothermal heat exchange pipe unit
JP4782462B2 (en) * 2005-04-13 2011-09-28 新日鉄エンジニアリング株式会社 Geothermal heat pump device, geothermal heat device equipped with the same, and control method for geothermal heat pump device
JP2006349295A (en) * 2005-06-17 2006-12-28 Takenaka Komuten Co Ltd Method of burying pipe for heat exchange

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105525607A (en) * 2016-01-28 2016-04-27 三峡大学 Underground energy storage device arranged in underground diaphragm wall

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010060247A (en) 2010-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5384058B2 (en) Geothermal heat exchanger for geothermal heat pump system
JP4535981B2 (en) Tunnel heat exchange panel and tunnel heat utilization heat exchange system
KR100654151B1 (en) Geothermal exchanger using hollow of pile and method of construction thereof
JP2008292107A (en) Heat exchanger, heat exchange system, and construction method of heat exchange system
GB2436582A (en) Geothermal energy pile / foundation
JP4459866B2 (en) Pile head structure
JP2005069538A (en) Buried pipe for heat exchange
JP5063669B2 (en) Tunnel construction method and its heat exchange path fixture.
JP6166061B2 (en) Construction method of heat exchange device for geothermal heat utilization system and geothermal heat utilization system
JP2011214798A (en) Underground heat exchanger using temporary underground continuous wall and method of constructing the same
JP5507292B2 (en) How to embed underground heat exchange tubes
KR100941731B1 (en) Geothermal exchanging system and constructing method the same
JP4602167B2 (en) Pile head structure
JP2009008320A (en) Bearing pile system for house-building-and-heat-exchange utilizing geothermal heat
JP6383339B2 (en) Heat exchange segment and tunnel heat exchange system
JP2007024395A (en) Subterranean heat utilizing device, and its manufacturing method
KR101088440B1 (en) Earth heat exchange pipe, earth heat exchange system and manufacturing method of the same
JP6087229B2 (en) Steel sheet pile with underground heat exchange function, underground heat exchange piping system
KR20100128371A (en) Individual lead-in equipment in machine room of earth tube heat exchanger
KR101046522B1 (en) Installation method of underground heat exchanger using underground continuous wall
JP5883685B2 (en) HEAT PUMP SYSTEM AND HEAT PUMP SYSTEM CONTROL METHOD
KR102114105B1 (en) Segment tunnel of solar heat exchange system
JP4859871B2 (en) Buried pipe for heat exchange
KR20120091883A (en) Geothermal exchanging pile
KR100873566B1 (en) Geothermal exchanger installing by penetrating rig and its construction method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091126

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20110816

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110816

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5384058

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250