JP5401248B2 - Geothermal heat collection system - Google Patents

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Description

本発明は地中熱採熱システムに関し、特に継続して地中熱を採熱可能な地中熱採熱システムに関する。   The present invention relates to a geothermal heat collection system, and more particularly to a geothermal heat collection system capable of continuously collecting geothermal heat.

いわゆる地球環境問題を背景に、自然エネルギー活用の一形態として、地中熱を採取し利用するシステムが近年採用され始めている。地中熱を採取する手法として、内部に流体の熱媒体を流す地中熱採熱管を地中に埋設し、熱媒体と地中とで熱交換させるものがある。このような手法で地中熱を採熱する際、地中熱の採取が進むにつれて熱媒体と地中との温度差が小さくなり、やがて地中熱が採取できなくなる熱飽和の状態が生じ得る。この、熱飽和により地中熱の採熱が不能になることを回避するべく、地中熱採熱管周辺の地下水を揚水し、その地中熱採熱管の上方に放出して、地中熱採熱管まわりの地下水を流動させた地中熱採熱システムがある(例えば、特許文献1参照。)。   In the background of so-called global environmental problems, a system that collects and uses geothermal heat has recently begun to be adopted as a form of natural energy utilization. As a technique for collecting ground heat, there is a method in which a ground heat collecting pipe through which a fluid heat medium flows is buried in the ground and heat is exchanged between the heat medium and the ground. When collecting geothermal heat with such a technique, the temperature difference between the heat medium and the ground becomes smaller as the collection of geothermal heat proceeds, and eventually a state of thermal saturation where geothermal heat cannot be collected may occur. . In order to prevent the ground heat from becoming impossible due to this thermal saturation, the groundwater around the underground heat collection pipe is pumped up and discharged above the underground heat collection pipe to obtain the underground heat collection. There is a geothermal heat collection system in which groundwater around a heat pipe is made to flow (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−24342号公報(図9等)JP 2007-24342 A (FIG. 9 etc.)

しかしながら、上述の地中熱採熱システムでは、地下水を流動させた当初はよいものの、最終的には熱飽和してしまう場合があった。   However, in the above-described geothermal heat collection system, although the groundwater flow is initially good, it may eventually be thermally saturated.

本発明は上述の課題に鑑み、継続して地中熱を採熱可能な地中熱採熱システムを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a geothermal heat collection system capable of continuously collecting geothermal heat.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る地中熱採熱システムは、例えば図1に示すように、揚水する前の地下水面である原地下水面S0よりも上方に地下水Gwを揚水する第1の揚水井戸11と、第1の揚水井戸11からの地下水Gwの揚水によって低下した地下水面である第1の低下水面S1と原地下水面S0とで囲まれた第1の地下水枯渇領域T1に主に配設された第1の地中熱採熱管12であって、地中熱と熱交換する熱媒体Hmを内部に流す第1の地中熱採熱管12と、を有する第1の地中熱採熱ユニット10と;地表から見て第1の地下水枯渇領域T1の外側に設けられた第2の地中熱採熱ユニット20であって、原地下水面S0よりも上方に地下水Gwを揚水する第2の揚水井戸21と、第2の揚水井戸21からの地下水Gwの揚水によって低下した地下水面である第2の低下水面S2(例えば図3参照)と原地下水面S0とで囲まれた第2の地下水枯渇領域T2(例えば図3参照)に主に配設された第2の地中熱採熱管22であって、地中熱と熱交換する熱媒体Hmを内部に流す第2の地中熱採熱管22と、を有する第2の地中熱採熱ユニット20と;第1の揚水井戸11から揚水した地下水Gwを、地表から見て第1の地下水枯渇領域T1の外側に導く第1の搬出管13、33、14と;第2の揚水井戸21から揚水した地下水Gwを、地表から見て第2の地下水枯渇領域T2(例えば図3参照)の外側に導く第2の搬出管23、33、24とを備える。   In order to achieve the above object, the geothermal heat collection system according to the first aspect of the present invention has a groundwater above the original groundwater surface S0, which is the groundwater surface before pumping, as shown in FIG. A first pumping well 11 that pumps Gw, and a first lowered water surface S1 that is a groundwater surface that has been lowered by pumping groundwater Gw from the first pumping well 11, and a first groundwater surface S0 that is surrounded by the first groundwater surface S0. A first geothermal heat collection pipe 12 mainly disposed in the groundwater depletion region T1, wherein the first geothermal heat collection pipe 12 flows a heat medium Hm that exchanges heat with the ground heat. A first geothermal heat collecting unit 10 having: a second geothermal heat collecting unit 20 provided outside the first groundwater depleted region T1 as viewed from the ground surface, which is more than the original groundwater surface S0. From the second pumping well 21 that pumps the groundwater Gw upward and the second pumping well 21 Arranged mainly in the second groundwater depletion region T2 (see, for example, FIG. 3) surrounded by the second lowered water surface S2 (for example, see FIG. 3) and the original groundwater surface S0, which is the groundwater surface that has been lowered by the pumping of the groundwater Gw. A second geothermal heat collecting pipe 22, which is provided with a second geothermal heat collecting pipe 22 through which a heat medium Hm that exchanges heat with the ground heat flows. A thermal unit 20; first discharge pipes 13, 33, 14 for guiding the groundwater Gw pumped from the first pumping well 11 to the outside of the first groundwater depletion region T1 when viewed from the surface; and a second pumping well The second discharge pipes 23, 33, and 24 guide the groundwater Gw pumped from 21 to the outside of the second groundwater depletion region T <b> 2 (see, for example, FIG. 3) when viewed from the ground surface.

このように構成すると、第1の地中熱採熱管における熱媒体と地中との交換熱量が少なくなったときに、第1の地中熱採熱管の周囲の地下水を第1の揚水井戸から揚水して、地表から見て第1の地下水枯渇領域の外側に導くことにより、新たな地下水を第1の地下水枯渇領域に誘導することができて再び第1の地中熱採熱管における熱媒体と地中との交換熱量を増加させることができると共に、第1の地下水枯渇領域が新たな地下水で満たされるまでは第2の地中熱採熱管において熱媒体と地中との熱交換を行わせることができて、継続して地中熱を採熱することができる。   When comprised in this way, when the amount of heat exchanged between the heat medium and the underground in the first underground heat sampling pipe decreases, the groundwater around the first underground heat sampling pipe is removed from the first pumping well. By pumping the water and guiding it to the outside of the first groundwater depleted region as seen from the ground surface, new groundwater can be guided to the first groundwater depleted region, and again the heat medium in the first underground heat collecting pipe The amount of heat exchanged with the ground can be increased, and heat exchange between the heat medium and the ground is performed in the second ground heat collection pipe until the first groundwater depleted region is filled with new groundwater. And can continue to collect geothermal heat.

また、本発明の第2の態様に係る地中熱採熱システムは、例えば図4に示すように、上記本発明の第1の態様に係る地中熱採熱システムにおいて、第1の揚水井戸11が複数本あり、複数の第1の揚水井戸11A、11Bの間に第1の地中熱採熱管12が配設されている。   Moreover, the geothermal heat collection system which concerns on the 2nd aspect of this invention is a 1st pumping well in the geothermal heat collection system which concerns on the said 1st aspect of this invention, for example, as shown in FIG. There are a plurality of 11, and a first underground heat collecting pipe 12 is disposed between the plurality of first pumping wells 11 </ b> A and 11 </ b> B.

このように構成すると、複数の第1の揚水井戸から同時に地下水を揚水することで、第1の地下水枯渇領域の深部側をより拡大することが可能になり、第1の地中熱採熱管まわりの地下水の入れ替えをより確実に行うことが可能になる。   If comprised in this way, it will become possible to expand further the deep part side of a 1st groundwater depletion area | region by pumping groundwater from several 1st pumping wells simultaneously, The 1st geothermal heat collection pipe circumference The groundwater can be replaced more reliably.

また、本発明の第3の態様に係る地中熱採熱システムは、例えば図1に示すように、上記本発明の第1の態様又は第2の態様に係る地中熱採熱システム1において、原地下水面S0よりも上方の、地表から見て第1の地下水枯渇領域T1の外側に設けられた浸透水槽25であって、導入した地下水を地中に浸透させる浸透水槽25を備え;第1の搬出管14の末端が浸透水槽25に接続されている。   Moreover, the geothermal heat collection system which concerns on the 3rd aspect of this invention is in the geothermal heat collection system 1 which concerns on the said 1st aspect or this 2nd aspect of this invention, for example, as shown in FIG. A seepage water tank 25 provided outside the first groundwater depletion region T1 when viewed from the ground surface above the original groundwater surface S0, and comprising an seepage water tank 25 for infiltrating the introduced groundwater into the ground; One end of the carry-out pipe 14 is connected to the permeate tank 25.

このように構成すると、浸透水槽に導入された地下水のヘッドで地下水を地中へ浸透させることができると共に、地下水を地中に戻すこととなって地下水の汲み上げによって生じる地盤沈下等の悪影響を抑制することができる。   With this configuration, the groundwater head introduced into the seepage water tank can infiltrate the groundwater into the ground, and the groundwater is returned to the ground, which suppresses adverse effects such as ground subsidence caused by pumping up the groundwater. can do.

本発明によれば、第1の地中熱採熱管における熱媒体と地中との交換熱量が少なくなったときに、第1の地中熱採熱管の周囲の地下水を第1の揚水井戸から揚水して、地表から見て第1の地下水枯渇領域の外側に導くことにより、新たな地下水を第1の地下水枯渇領域に誘導することができて再び第1の地中熱採熱管における熱媒体と地中との交換熱量を増加させることができると共に、第1の地下水枯渇領域が新たな地下水で満たされるまでは第2の地中熱採熱管において熱媒体と地中との熱交換を行わせることができて、継続して地中熱を採熱することができる。   According to the present invention, when the amount of heat exchanged between the heat medium and the ground in the first underground heat sampling pipe decreases, groundwater around the first underground heat sampling pipe is removed from the first pumping well. By pumping the water and guiding it to the outside of the first groundwater depleted region as seen from the ground surface, new groundwater can be guided to the first groundwater depleted region, and again the heat medium in the first underground heat collecting pipe The amount of heat exchanged with the ground can be increased, and heat exchange between the heat medium and the ground is performed in the second ground heat collection pipe until the first groundwater depleted region is filled with new groundwater. And can continue to collect geothermal heat.

本発明の実施の形態に係る地中熱採熱システムの、一方の地中熱採熱ユニット側の地下水面が低下した状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state which the groundwater surface by the side of one underground heat collection unit of the underground heat collection system which concerns on embodiment of this invention fell. 本発明の実施の形態に係る地中熱採熱システムの構成要素の図であり、(a)は地中熱採熱ユニットの平面図、(b)は地中熱採熱管の透視斜視図、(c)は変形例に係る地中熱採熱管の透視斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure of the component of the geothermal heat collection system which concerns on embodiment of this invention, (a) is a top view of a geothermal heat collection unit, (b) is a perspective view of a geothermal heat collection pipe, (C) is a see-through | perspective perspective view of the underground heat collecting pipe which concerns on a modification. 本発明の実施の形態に係る地中熱採熱システムの、他方の地中熱採熱ユニット側の地下水面が低下した状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state which the groundwater surface by the side of the other geothermal heat collection unit of the geothermal heat collection system which concerns on embodiment of this invention fell. 本発明の実施の形態の変形例に係る地中熱採熱システムを構成する地中熱採熱ユニットの部分概略構成図である。It is a partial schematic block diagram of the geothermal heat collection unit which comprises the geothermal heat collection system which concerns on the modification of embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、図1を参照して、本発明の実施の形態に係る地中熱採熱システム1を説明する。図1は、地中熱採熱システム1の概略構成図である。地中熱採熱システム1は、第1の地中熱採熱ユニットとしての第1採熱ユニット10と、第2の地中熱採熱ユニットとしての第2採熱ユニット20と、第1の搬出管を構成する第1搬出管13、14と、第2の搬出管を構成する第2搬出管23、24と、共通搬出管33と、第1水槽15と、第2水槽25とを備えている。共通搬出管33は、第1の搬出管の一部及び第2の搬出管の一部を兼ねるものである。本実施の形態では、第1採熱ユニット10と第2採熱ユニット20とが、同様の構成となっている。   First, with reference to FIG. 1, the underground heat collection system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a geothermal heat collection system 1. The geothermal heat collection system 1 includes a first heat collection unit 10 as a first geothermal heat collection unit, a second heat collection unit 20 as a second geothermal heat collection unit, and a first First discharge pipes 13 and 14 constituting a carry-out pipe, second carry-out pipes 23 and 24 constituting a second carry-out pipe, a common carry-out pipe 33, a first water tank 15 and a second water tank 25 are provided. ing. The common carry-out pipe 33 serves as a part of the first carry-out pipe and a part of the second carry-out pipe. In the present embodiment, the first heat collecting unit 10 and the second heat collecting unit 20 have the same configuration.

第1採熱ユニット10は、第1の揚水井戸としての第1揚水井戸11と、第1の地中熱採熱管としての第1採熱管12とを有している。第1採熱ユニット10は、地表Gsよりも下部である地中に設置されている。本実施の形態では、第1揚水井戸11及び第1採熱管12が帯水層に埋設されている。帯水層は、地層を構成する粒子の間隙が大きく、地下水によって飽和されている透水層である。地下水は、地質(地層)に応じて被圧地下水又は自由地下水となっている。本実施の形態では、地中に原地下水面S0が存在している。原地下水面S0は、地下水Gwが揚水井戸を介して揚水される前の地下水面である。本実施の形態の第1採熱ユニット10は、1本の第1揚水井戸11と複数本の第1採熱管12とを有している。   The 1st heat collecting unit 10 has the 1st pumping well 11 as a 1st pumping well, and the 1st heat collecting pipe 12 as a 1st underground heat collecting pipe. The first heat collecting unit 10 is installed in the ground below the ground surface Gs. In the present embodiment, the first pumping well 11 and the first heat collecting pipe 12 are embedded in the aquifer. The aquifer is a permeable layer that has a large gap between the particles forming the formation and is saturated with groundwater. The groundwater is pressurized groundwater or free groundwater depending on the geology (stratum). In the present embodiment, the original groundwater surface S0 exists in the ground. The original groundwater surface S0 is a groundwater surface before the groundwater Gw is pumped through the pumping well. The first heat collecting unit 10 of the present embodiment has one first pumping well 11 and a plurality of first heat collecting tubes 12.

第1揚水井戸11は、揚水ポンプ11p及びこれに接続された揚水管11vがスリーブ11sの中に配設されて構成されている。スリーブ11sは、典型的には円筒状の部材でその軸線が鉛直になるように配設されている。スリーブ11sは、典型的には、地下水Gwは通すが土を通さないスリット状の細孔が側面に形成されているが、細孔はなくてもよい。スリーブ11sの内部は、土が入らずに地下水Gwが充填されており、原地下水面S0が現れるようになっている。本実施の形態では、スリーブ11sの上端が第1水槽15の底面により塞がれている。揚水ポンプ11pは、原地下水面S0よりも深部の帯水層に設置されており、例えば原地下水面S0から30m〜60mの深さに設置されている。揚水管11vは、一端が揚水ポンプ11pの吐出側に接続されており、他端が第1水槽15の底面を貫通している。   The first pumping well 11 includes a pumping pump 11p and a pumping pipe 11v connected to the pumping pump 11p in a sleeve 11s. The sleeve 11s is typically a cylindrical member and is disposed such that its axis is vertical. The sleeve 11s typically has slit-like pores formed on the side surface through which the groundwater Gw passes but does not pass through the soil, but the pores may be omitted. The inside of the sleeve 11s is filled with groundwater Gw without entering soil, and the original groundwater surface S0 appears. In the present embodiment, the upper end of the sleeve 11 s is closed by the bottom surface of the first water tank 15. The pumping pump 11p is installed in an aquifer deeper than the original groundwater surface S0, and is installed, for example, at a depth of 30 m to 60 m from the original groundwater surface S0. One end of the pumping pipe 11v is connected to the discharge side of the pumping pump 11p, and the other end penetrates the bottom surface of the first water tank 15.

第1揚水井戸11が1本である本実施の形態では、揚水ポンプ11pの起動により地下水Gwが揚水されると、第1揚水井戸11まわりの地下水面が低下して、第1揚水井戸11上のある点を頂点とする逆円錐状の地下水面が現れる。この、第1揚水井戸11からの地下水Gwの揚水によって低下した地下水面を第1の低下水面S1といい(以下「第1低下水面S1」という。)、原地下水面S0と第1低下水面S1とによって囲まれた領域を第1の地下水枯渇領域である第1枯渇領域T1ということとする。原地下水面S0と第1低下水面S1とは、同時に現れずに時間差で現れるが、第1枯渇領域T1の概念における原地下水面S0は揚水開始前のものとして考える。第1枯渇領域T1は、第1揚水井戸11からの地下水Gwの揚水によって出現し、揚水前には出現していない。   In the present embodiment in which there is one first pumping well 11, when the groundwater Gw is pumped by starting the pumping pump 11 p, the groundwater surface around the first pumping well 11 is lowered and the first pumping well 11 is An inverted conical groundwater surface with a certain point at the top appears. The groundwater surface that has been lowered by pumping the groundwater Gw from the first pumping well 11 is referred to as a first lowered water surface S1 (hereinafter referred to as “first lowered water surface S1”), the original groundwater surface S0 and the first lowered water surface S1. The area surrounded by is referred to as a first depletion area T1 which is a first groundwater depletion area. The original groundwater surface S0 and the first lowered water surface S1 do not appear at the same time but appear with a time difference. However, the original groundwater surface S0 in the concept of the first depletion region T1 is considered to be before the start of pumping. The first depletion region T1 appears due to the pumping of the groundwater Gw from the first pumping well 11, and does not appear before the pumping.

第1採熱管12は、地中熱を利用場所に搬送する熱媒体Hmを内部に流す部材であり、典型的には軸線を鉛直に向けて、第1枯渇領域T1に主に配設されている。「主に配設され」とは、表面積の少なくとも半分以上が、好ましくは70%以上が、より好ましくは90%以上が第1枯渇領域T1に存在する状態である。第1採熱管12の全体が第1枯渇領域T1に存在(つまり表面積の100%が第1枯渇領域T1に存在)していてもよい。   The first heat collecting pipe 12 is a member that flows a heat medium Hm that conveys underground heat to a use place, and is typically disposed mainly in the first depletion region T1 with its axis line directed vertically. Yes. “Mainly disposed” means a state in which at least half of the surface area is present in the first depletion region T1, preferably 70% or more, more preferably 90% or more. The entire first heat collecting tube 12 may exist in the first depletion region T1 (that is, 100% of the surface area exists in the first depletion region T1).

ここで図2を参照して第1採熱管12の詳細を説明する。図2は、地中熱採熱システム1の構成要素である第1採熱管12まわりを説明する図であり、(a)は第1採熱ユニット10の平面図、(b)は第1採熱管12が透明であると仮定したときの透視斜視図である。まず、図2(a)を参照して第1採熱管12の平面的な配置について説明する。本実施の形態では、地表から見て(平面視において)正方形の第1水槽15を囲むように、8本の第1採熱管12が配設されている。第1水槽15の中央(対角線の交点)には第1揚水井戸11が配設されている。隣り合う第1採熱管12の間の距離L1は、隣接する第1採熱管12における熱媒体Hmと地中との熱交換に影響を与えない距離以上とすることが好ましい。また、第1揚水井戸11と第1採熱管12との距離は、第1低下水面S1(図1参照)が逆円錐状となることに鑑みて、第1採熱管12の表面積が第1枯渇領域T1(図1参照)に極力多く存在することとなる距離にとどめることが好ましい。これらの事情を考慮して、本実施の形態では、隣り合う第1採熱管12の軸線間の距離L1を4〜5m、第1揚水井戸11を中心とする半径L2が7.1mの仮想円の中にすべての第1採熱管12の軸線が含まれる態様で、第1採熱管12を配設している。なお、距離L1は、地質の熱伝導率によって適宜調節することができ(例えば熱伝導率が小さければ間隔を狭くする)、それに応じて半径L2も調節することができる。   Here, the details of the first heat collecting tube 12 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view for explaining the periphery of the first heat collecting pipe 12 that is a component of the geothermal heat collecting system 1. FIG. 2A is a plan view of the first heat collecting unit 10, and FIG. It is a see-through | perspective perspective view when it assumes that the heat pipe | tube 12 is transparent. First, the planar arrangement of the first heat collecting tubes 12 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, eight first heat collecting tubes 12 are arranged so as to surround the square first water tank 15 when viewed from the ground surface (in plan view). A first pumping well 11 is disposed at the center (intersection of diagonal lines) of the first water tank 15. The distance L1 between the adjacent first heat collecting tubes 12 is preferably equal to or longer than the distance that does not affect the heat exchange between the heat medium Hm and the ground in the adjacent first heat collecting tubes 12. In addition, the distance between the first pumping well 11 and the first heat collecting pipe 12 is such that the surface area of the first heat collecting pipe 12 is first depleted in view of the fact that the first lowered water surface S1 (see FIG. 1) has an inverted conical shape. It is preferable to limit the distance to exist as much as possible in the region T1 (see FIG. 1). Considering these circumstances, in the present embodiment, the distance L1 between the axes of the adjacent first heat collecting tubes 12 is 4 to 5 m, and the radius L2 centered on the first pumping well 11 is 7.1 m. The first heat collecting tubes 12 are arranged in such a manner that the axes of all the first heat collecting tubes 12 are included in the inside. The distance L1 can be adjusted as appropriate according to the thermal conductivity of the geology (for example, if the thermal conductivity is small, the interval is narrowed), and the radius L2 can be adjusted accordingly.

図2(b)に示すように、第1採熱管12は、地中に接する外管12sと、外管12s内に配設されて外管12sに熱媒体Hmを導入する導入管12cと、外管12sの上部側壁に接続されて外管12s内の熱媒体Hmを第1採熱管12の外に導出する導出管12dとを有している。本実施の形態では、導入管12cが外管12sと同軸に配設されている。導入管12cは、外管12s内の下部であって外管12sの底面のやや上方で下端が開口しており、上端は外管12sの上端に設けられた蓋(不図示)又は外管12sの上部側面を貫通して外管12sの外側に延びている。外管12sは、地中との熱伝達率を向上させる観点から比較的熱伝導率が高い材料である鋼管を用いるとよい。導入管12cは、導入管12c内外における熱媒体Hm間の熱伝達を抑制する観点から樹脂管を用いるのが好ましいが、強度を向上させる観点から鋼管を用いてもよい。図2(a)の平面図に示すように、複数の第1採熱管12のそれぞれは、導入管12cの上端が導入枝管41cに接続され、導出管12dが導出枝管46dに接続されている。各導入枝管41cは第1往管41に接続されており、1つの流路を構成する第1往管41から各導入枝管41cに熱媒体Hmが分配されるように構成されている。各導出枝管46dは第1還管46に接続されており、1つの流路を構成する第1還管46に各導出枝管46dからの熱媒体Hmが集合するように構成されている。熱媒体Hmは典型的には水であり、熱媒体Hmの系統は地中の地下水Gwと混合しないように構成されている。   As shown in FIG. 2 (b), the first heat collecting pipe 12 includes an outer pipe 12s in contact with the ground, an introduction pipe 12c disposed in the outer pipe 12s and introducing the heat medium Hm into the outer pipe 12s, A lead-out pipe 12d connected to the upper side wall of the outer pipe 12s and leading out the heat medium Hm in the outer pipe 12s to the outside of the first heat collecting pipe 12 is provided. In the present embodiment, the introduction pipe 12c is disposed coaxially with the outer pipe 12s. The introduction pipe 12c is a lower part in the outer pipe 12s and has a lower end opened slightly above the bottom surface of the outer pipe 12s, and an upper end is a lid (not shown) provided on the upper end of the outer pipe 12s or the outer pipe 12s. Is extended to the outside of the outer tube 12s. The outer pipe 12s may be a steel pipe that is a material having a relatively high thermal conductivity from the viewpoint of improving the heat transfer coefficient with the ground. The introduction pipe 12c is preferably a resin pipe from the viewpoint of suppressing heat transfer between the heat medium Hm inside and outside the introduction pipe 12c, but a steel pipe may be used from the viewpoint of improving the strength. As shown in the plan view of FIG. 2A, each of the plurality of first heat collecting pipes 12 has an upper end of the introduction pipe 12c connected to the introduction branch pipe 41c, and a lead-out pipe 12d connected to the lead-out branch pipe 46d. Yes. Each introduction branch pipe 41c is connected to the first outgoing pipe 41, and is configured such that the heat medium Hm is distributed from the first outgoing pipe 41 constituting one flow path to each introduction branch pipe 41c. Each lead-out branch pipe 46d is connected to the first return pipe 46, and is configured such that the heat medium Hm from each lead-out branch pipe 46d gathers in the first return pipe 46 constituting one flow path. The heat medium Hm is typically water, and the system of the heat medium Hm is configured not to mix with the underground groundwater Gw.

なお、図2(c)に示す変形例に係る第1採熱管12Aのように、第1採熱管12(図2(b)参照)における導出管12dに相当する導出管12eを、外管12sの側壁に接続することに代えて、外管12s内に導入管12cと並べて配設してもよい。このとき、導出管12eの下端は、導入管12cの下端よりも上方で、典型的には外管12s内の極力上部で開口することが好ましい。また、導出管12eの上端は外管12sを貫通して外管12sの外側に延びている。   In addition, like the 1st heat collection pipe | tube 12A which concerns on the modification shown in FIG.2 (c), the derivation | leading-out pipe | tube 12e equivalent to the derivation | leading-out pipe | tube 12d in the 1st heat collection pipe | tube 12 (refer FIG.2 (b)) is 12 s of outer tubes. Instead of being connected to the side wall, it may be arranged side by side with the introduction pipe 12c in the outer pipe 12s. At this time, it is preferable that the lower end of the outlet pipe 12e is opened above the lower end of the introduction pipe 12c, typically at the top of the outer pipe 12s as much as possible. Further, the upper end of the outlet tube 12e extends through the outer tube 12s to the outside of the outer tube 12s.

再び図1に戻って、適宜図2を参照して、地中熱採熱システム1の構成の説明を続ける。第1水槽15は、導入した地下水Gwを地中に浸透させる浸透水槽である。第1水槽15は、例えば地中と接する面に透水シートや浸透孔を有していて内部の地下水Gwを外側の地中に浸透させることができるように構成されているが、その他公知の地下水を浸透可能な構造が採用されていてもよい。第1水槽15は、原地下水面S0よりも上方に設置されている。本実施の形態では、第1水槽15の底面も含めて全体が原地下水面S0よりも上方に設置されている。このように構成されていると、内部の地下水Gwを帯水層に拡散する際の位置ヘッドを大きくとることができる。第1水槽15の底面には上述のようにスリーブ11sが接触しているが、揚水管11vは第1水槽15の底面を貫通して第1水槽15内に配設された第1搬出管13に接続されている。   Returning to FIG. 1 again, referring to FIG. 2 as appropriate, the description of the configuration of the geothermal heat collection system 1 will be continued. The first water tank 15 is an osmotic water tank that allows the introduced groundwater Gw to penetrate into the ground. The first water tank 15 has, for example, a water-permeable sheet and a permeation hole on the surface in contact with the ground, and is configured so that the internal ground water Gw can permeate into the outside ground. The structure which can permeate may be employ | adopted. The first water tank 15 is installed above the original groundwater surface S0. In the present embodiment, the entirety including the bottom surface of the first water tank 15 is installed above the original groundwater surface S0. If comprised in this way, the position head at the time of diffusing internal groundwater Gw to an aquifer can be taken large. As described above, the sleeve 11 s is in contact with the bottom surface of the first water tank 15, but the pumping pipe 11 v penetrates the bottom surface of the first water tank 15 and is disposed in the first water tank 15. It is connected to the.

第2採熱ユニット20は、本実施の形態では、上述のように第1採熱ユニット10と同一構造に構成されている。具体的には、第2採熱ユニット20は、第1採熱ユニット10の第1揚水井戸11及び第1採熱管12に対応する構成として、第2揚水井戸21及び第2採熱管22を有している。第2揚水井戸21は、第1揚水井戸11の揚水ポンプ11p、揚水管11v及びスリーブ11sに対応する、揚水ポンプ21p、揚水管21v及びスリーブ21sをそれぞれ有している。第2採熱管22は、第1採熱管12の外管12s、導入管12c及び導出管12dに対応する、外管22s、導入管22c及び導出管22dをそれぞれ有している。第2採熱ユニット20と第1採熱ユニット10とが、揚水ポンプ11p、21pの容量や浸透水槽のサイズ等も含めて同一構造(対称の配置も含む)であると、設計が共通となり、施工も容易になる。   In the present embodiment, the second heat collecting unit 20 is configured in the same structure as the first heat collecting unit 10 as described above. Specifically, the second heat collecting unit 20 has a second pumping well 21 and a second heat collecting pipe 22 as a configuration corresponding to the first pumping well 11 and the first heat collecting pipe 12 of the first heat collecting unit 10. doing. The second pumping well 21 includes a pumping pump 21p, a pumping pipe 21v, and a sleeve 21s corresponding to the pumping pump 11p, the pumping pipe 11v, and the sleeve 11s of the first pumping well 11, respectively. The second heat collecting tube 22 has an outer tube 22s, an introducing tube 22c, and an outlet tube 22d corresponding to the outer tube 12s, the introducing tube 12c, and the outlet tube 12d of the first heat collecting tube 12, respectively. When the second heat collecting unit 20 and the first heat collecting unit 10 have the same structure (including symmetrical arrangement) including the capacity of the pumps 11p and 21p, the size of the permeate tank, and the like, the design becomes common, Construction is also easy.

図3も併せて参照して理解されるように、第2採熱ユニット20においては、第1採熱ユニット10における第1低下水面S1及び第1枯渇領域T1に対応する概念として、第2の低下水面S2(第2揚水井戸21からの地下水Gwの揚水によって低下した地下水面であり、以下「第2低下水面S2」という。)及び第2の地下水枯渇領域である第2枯渇領域T2が存在する。第2枯渇領域T2は、原地下水面S0と第2低下水面S2とによって囲まれた領域である。また、スリーブ21sの上方の原地下水面S0よりも上方には、第2水槽25が設置されている。第2水槽25の底面にはスリーブ21sが接触しているが、揚水管21vは第2水槽25の底面を貫通して第2水槽25内に配設された第2搬出管23に接続されている。また、地表Gsから見て(平面視において)、第1採熱ユニット10は第2枯渇領域T2の外側に設けられており、第2採熱ユニット20は第1枯渇領域T1の外側に設けられている。   As will be understood with reference to FIG. 3 as well, in the second heat collecting unit 20, as a concept corresponding to the first lowered water surface S1 and the first depleted region T1 in the first heat collecting unit 10, There is a lowered water surface S2 (a groundwater surface that has been lowered by pumping the groundwater Gw from the second pumping well 21, and hereinafter referred to as a “second lowered water surface S2”) and a second depleted region T2 that is a second groundwater depleted region. To do. The second depletion region T2 is a region surrounded by the original groundwater surface S0 and the second lowered water surface S2. A second water tank 25 is installed above the original groundwater surface S0 above the sleeve 21s. The sleeve 21s is in contact with the bottom surface of the second water tank 25, but the pumping pipe 21v passes through the bottom surface of the second water tank 25 and is connected to the second carry-out pipe 23 disposed in the second water tank 25. Yes. Further, when viewed from the ground surface Gs (in plan view), the first heat collection unit 10 is provided outside the second depletion region T2, and the second heat collection unit 20 is provided outside the first depletion region T1. ing.

第2採熱管22は、本実施の形態では、平面視において正方形の第2水槽25を囲むように8本が、典型的には軸線を鉛直に向けて、第2枯渇領域T2に主に配設されている。複数の第2採熱管22のそれぞれは、導入管22cの上端が導入枝管42cに接続され、導出管22dが導出枝管47dに接続されている。各導入枝管42cは第2往管42に接続されており、1つの流路を構成する第2往管42から各導入枝管42cに熱媒体Hmが分配されるように構成されている。各導出枝管47dは第2還管47に接続されており、1つの流路を構成する第2還管47に各導出枝管47dからの熱媒体Hmが集合するように構成されている。   In the present embodiment, eight second heat collection tubes 22 are mainly arranged in the second depletion region T2 so as to surround the square second water tank 25 in a plan view, typically with the axis line oriented vertically. It is installed. In each of the plurality of second heat collecting tubes 22, the upper end of the introduction pipe 22c is connected to the introduction branch pipe 42c, and the lead-out pipe 22d is connected to the lead-out branch pipe 47d. Each introduction branch pipe 42c is connected to the second forward pipe 42, and is configured such that the heat medium Hm is distributed from the second forward pipe 42 constituting one flow path to each introduction branch pipe 42c. Each lead-out branch pipe 47d is connected to the second return pipe 47, and is configured such that the heat medium Hm from each lead-out branch pipe 47d gathers in the second return pipe 47 constituting one flow path.

第1水槽15を通った第1搬出管13は、共通搬出管33及び第2搬出管24に接続されている。第2搬出管24の他端(末端)は第1水槽15内で開口している。第2搬出管24には、内部を流れる地下水Gwの流路を遮断可能な開閉弁24vが配設されている。共通搬出管33の他端は、第2水槽25側で第2搬出管23及び第1搬出管14に接続されている。第1搬出管14の他端は第2水槽25内で開口している。第1搬出管14には、内部を流れる地下水Gwの流路を遮断可能な開閉弁14vが配設されている。開閉弁14vを開けて開閉弁24vを閉じることで第1揚水井戸11から揚水された地下水Gwを第2水槽25に流入させることができ、開閉弁24vを開けて開閉弁14vを閉じることで第2揚水井戸21から揚水された地下水Gwを第1水槽15に流入させることができるように構成されている。このとき、共通搬出管33は第1の搬出管と第2の搬出管とを兼ねるので、イニシャルコストの低減及び施工の簡素化を図ることができる。   The first carry-out pipe 13 that has passed through the first water tank 15 is connected to the common carry-out pipe 33 and the second carry-out pipe 24. The other end (terminal) of the second carry-out pipe 24 opens in the first water tank 15. The second carry-out pipe 24 is provided with an on-off valve 24v capable of blocking the flow path of the groundwater Gw flowing inside. The other end of the common carry-out pipe 33 is connected to the second carry-out pipe 23 and the first carry-out pipe 14 on the second water tank 25 side. The other end of the first carry-out pipe 14 opens in the second water tank 25. The first carry-out pipe 14 is provided with an on-off valve 14v that can block the flow path of the groundwater Gw flowing inside. By opening the on-off valve 14v and closing the on-off valve 24v, the groundwater Gw pumped from the first pumping well 11 can be caused to flow into the second water tank 25, and the on-off valve 24v is opened to close the on-off valve 14v. The groundwater Gw pumped from the two pumping wells 21 is configured to flow into the first water tank 15. At this time, since the common carry-out pipe 33 serves as both the first carry-out pipe and the second carry-out pipe, the initial cost can be reduced and the construction can be simplified.

地中熱採熱システム1は、熱源機器としてのヒートポンプチラー51をも備えている。ヒートポンプチラー51は、熱媒体Hmを熱源として冷温水CHの温度を調節する機器である。冷温水CHは、典型的には二次側配管49を介して冷房や暖房が行われる熱利用場所とヒートポンプチラー51との間を循環する。冷温水CHは、二次側ポンプ49pの起動により熱利用場所へ搬送されて利用され、熱が利用された後に再びヒートポンプチラー51に戻る。ヒートポンプチラー51には、二次側配管49のほか、熱媒体Hmを導出する主往管43と、熱媒体Hmを導入する主還管48とが接続されている。主還管48には、熱媒体Hmを流動させる熱媒体ポンプ48pが配設されている。なお、地中熱採熱システム1で用いられるヒートポンプチラー51は汎用品で足りる。   The underground heat collection system 1 also includes a heat pump chiller 51 as a heat source device. The heat pump chiller 51 is a device that adjusts the temperature of the cold / hot water CH using the heat medium Hm as a heat source. The cold / hot water CH typically circulates between the heat pump chiller 51 and the heat use place where cooling or heating is performed via the secondary side pipe 49. The cold / hot water CH is transported to and used by the start of the secondary pump 49p, and returns to the heat pump chiller 51 after the heat is used. In addition to the secondary side pipe 49, the main pump pipe 43 that leads out the heat medium Hm and the main return pipe 48 that introduces the heat medium Hm are connected to the heat pump chiller 51. The main return pipe 48 is provided with a heat medium pump 48p for flowing the heat medium Hm. The heat pump chiller 51 used in the geothermal heat collection system 1 may be a general-purpose product.

主往管43の他端には、第1往管41及び第2往管42が接続されている。第1往管41は主往管43と各導入枝管41cとを仲介する配管であり、第2往管42は主往管43と各導入枝管42cとを仲介する配管である。第1往管41には、内部を流れる熱媒体Hmの流路を遮断可能な開閉弁41vが配設されている。第2往管42には、内部を流れる熱媒体Hmの流路を遮断可能な開閉弁42vが配設されている。主還管48の他端には、第1還管46及び第2還管47が接続されている。第1還管46は主還管48と各導出枝管46dとを仲介する配管であり、第2還管47は主還管48と各導出枝管47dとを仲介する配管である。第1還管46には、内部を流れる熱媒体Hmの流路を遮断可能な開閉弁46vが配設されている。第2還管47には、内部を流れる熱媒体Hmの流路を遮断可能な開閉弁47vが配設されている。   A first outgoing pipe 41 and a second outgoing pipe 42 are connected to the other end of the main outgoing pipe 43. The first outgoing pipe 41 is a pipe that mediates between the main outgoing pipe 43 and each introducing branch pipe 41c, and the second outgoing pipe 42 is a pipe that mediates between the main outgoing pipe 43 and each introducing branch pipe 42c. The first forward pipe 41 is provided with an on-off valve 41v capable of blocking the flow path of the heat medium Hm flowing inside. The second forward pipe 42 is provided with an on-off valve 42v capable of blocking the flow path of the heat medium Hm flowing inside. A first return pipe 46 and a second return pipe 47 are connected to the other end of the main return pipe 48. The first return pipe 46 is a pipe that mediates between the main return pipe 48 and each outlet branch pipe 46d, and the second return pipe 47 is a pipe that mediates between the main return pipe 48 and each outlet branch pipe 47d. The first return pipe 46 is provided with an on-off valve 46v capable of blocking the flow path of the heat medium Hm flowing inside. The second return pipe 47 is provided with an on-off valve 47v capable of blocking the flow path of the heat medium Hm flowing inside.

引き続き図1乃至図3を参照して地中熱採熱システム1の作用を説明する。地中の帯水層の温度は、年間を通じて約15℃〜18℃程度で安定している。以下に、地中から冷熱を採取する例を説明する。当初、地下水Gwの水面は原地下水面S0にあり、原地下水面S0より上方の第1揚水井戸11及び第2用水井戸21は内部が空になっており、第1水槽15及び第2水槽25の内部が空になっている。第1採熱管12及び第2採熱管22は、熱媒体Hmの流路を構成するクローズド流路であるため、地下水Gwの水面変動にかかわらず熱媒体Hmが充満している。   The operation of the underground heat collection system 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The temperature of the underground aquifer is stable at about 15 ° C to 18 ° C throughout the year. Below, the example which extract | collects cold from underground is demonstrated. Initially, the surface of the groundwater Gw is on the original groundwater surface S0, and the first pumping well 11 and the second water well 21 above the original groundwater surface S0 are empty, and the first water tank 15 and the second water tank 25 are empty. The interior of is empty. Since the 1st heat collecting pipe 12 and the 2nd heat collecting pipe 22 are closed flow paths which constitute the flow path of the heat medium Hm, the heat medium Hm is filled regardless of the water surface fluctuation of the groundwater Gw.

まず、第1採熱ユニット10側から冷熱を採取する場合を説明する。第1採熱ユニット10から地中熱を採熱する場合は、開閉弁41v及び開閉弁46vを開にし、開閉弁42v及び開閉弁47vを閉にする。この状態で熱媒体ポンプ48pを起動すると、熱媒体Hmは流動する。このとき、ヒートポンプチラー51の熱媒体Hmは、主往管43を介して第1往管41を流れ、各導入枝管41cに分配される。導入枝管41cに流入した熱媒体Hmは、第1採熱管12の導入管12cに流入する。このときの熱媒体Hmは、地中の温度よりも高い温度になっている。導入管12cを流れる熱媒体Hmは、下端の開口から外管12s内に流出し、上部に接続されている導出管12dに向かって上昇する。   First, the case where cold heat | fever is extract | collected from the 1st heat collecting unit 10 side is demonstrated. When the ground heat is collected from the first heat collecting unit 10, the on-off valve 41v and the on-off valve 46v are opened, and the on-off valve 42v and the on-off valve 47v are closed. When the heat medium pump 48p is started in this state, the heat medium Hm flows. At this time, the heat medium Hm of the heat pump chiller 51 flows through the first forward pipe 41 via the main forward pipe 43 and is distributed to each introduction branch pipe 41c. The heat medium Hm flowing into the introduction branch pipe 41 c flows into the introduction pipe 12 c of the first heat collecting pipe 12. At this time, the heat medium Hm is at a temperature higher than the underground temperature. The heat medium Hm flowing through the introduction pipe 12c flows out from the opening at the lower end into the outer pipe 12s and rises toward the outlet pipe 12d connected to the upper part.

熱媒体Hmは、外管12s内を上昇しているときに地中と熱交換することにより地中熱を採熱する。ここでは、両者の熱交換により熱媒体Hmの温度が低下して地中の温度が上昇する。つまり、ここでの熱媒体Hmは、地中から冷熱を採熱する。冷熱を採取して温度が低下した熱媒体Hmは、導出管12dを介して第1採熱管12から流出し、導出枝管46dを流れて第1還管46に至る。第1還管46には、各導出枝管46dから熱媒体Hmが集合する。第1還管46を流れる熱媒体Hmは、主還管48を介してヒートポンプチラー51に流入する。ヒートポンプチラー51に流入した熱媒体Hmは、ヒートポンプチラー51内で冷凍サイクルを行う冷媒(不図示)を冷却し、自身は温度が上昇して、ヒートポンプチラー51から導出される。温度が上昇した熱媒体Hmは、上述の要領で、第1採熱管12に搬送され、地中との熱交換により冷却された後に再びヒートポンプチラー51に戻されるという作用を繰り返す。なお、ヒートポンプチラー51内で熱媒体Hmに冷却された冷媒(不図示)は、液体の状態で減圧されたうえで冷温水CHと熱交換し、蒸発する際の潜熱を冷温水CHから奪うことにより冷温水CHを冷却する。冷却された冷温水CHは、熱利用場所に搬送されて冷房等の利用(蓄熱を含む)に供される。地中熱の採熱は、地質にもよるが、およそ1日〜5日程度かけて、長い場合は半月程度かけて、さらに長い場合は1月程度かけて行われる。   The heat medium Hm collects ground heat by exchanging heat with the ground when rising in the outer pipe 12s. Here, the temperature of the heat medium Hm decreases due to the heat exchange between the two, and the underground temperature increases. That is, the heat medium Hm here collects cold from the ground. The heat medium Hm whose temperature has been reduced by collecting the cold heat flows out from the first heat collecting pipe 12 through the outlet pipe 12d, flows through the outlet branch pipe 46d, and reaches the first return pipe 46. In the first return pipe 46, the heat medium Hm gathers from each outlet branch pipe 46d. The heat medium Hm flowing through the first return pipe 46 flows into the heat pump chiller 51 through the main return pipe 48. The heat medium Hm flowing into the heat pump chiller 51 cools a refrigerant (not shown) that performs a refrigeration cycle in the heat pump chiller 51, and the temperature of the heat medium Hm rises and is derived from the heat pump chiller 51. The heat medium Hm whose temperature has increased is transported to the first heat collecting pipe 12 in the above-described manner, and after being cooled by heat exchange with the ground, it is returned to the heat pump chiller 51 again. The refrigerant (not shown) cooled to the heat medium Hm in the heat pump chiller 51 is depressurized in a liquid state, exchanges heat with the cold / hot water CH, and takes away the latent heat when evaporating from the cold / hot water CH. To cool cold / hot water CH. The cooled cold / hot water CH is transported to a heat utilization place and used for cooling (including heat storage). Depending on the geology, geothermal heat is collected for about 1 to 5 days, about half a month if it is long, and about a month if it is longer.

さて、上述の要領で熱媒体Hmが地中の冷熱を採取していると、地中の温度が次第に上昇して行き、地中と熱媒体Hmとの温度差が小さくなって、期待するほど地中の冷熱を採取することができなくなる。それでも地中熱の採熱を続けると、最終的には地中が熱的に飽和してしまい、地中の冷熱で熱媒体Hmを冷却することができなくなってしまう。このような不都合を回避するために、地中熱採熱システム1では、地中と熱媒体との交換熱量が低下してきたら、地中熱の採取先を第1採熱ユニット10から第2採熱ユニット20へと切り替える。地中熱の採取先を切り替えるタイミングは、ヒートポンプチラー51に流入する熱媒体Hmの温度を計測する温度センサ(不図示)を設け、その温度センサ(不図示)で計測した温度が所定の温度以下になったときに行ってもよく、あるいは熱媒体ポンプ48pを起動してから予め決められた時間が経過したときに行ってもよい。   Now, when the heat medium Hm collects the cold in the ground in the above-described manner, the temperature in the ground gradually rises, and the temperature difference between the ground and the heat medium Hm becomes smaller, and as expected. It becomes impossible to collect the cold heat in the ground. Still, if geothermal heat is continuously collected, the ground will eventually be thermally saturated, and the heat medium Hm cannot be cooled by the cold in the ground. In order to avoid such inconvenience, in the geothermal heat collection system 1, when the exchange heat amount between the underground and the heat medium is decreased, the second heat collection unit 10 is used as the ground heat collection destination. Switch to thermal unit 20. The timing for switching the ground heat collection destination is provided with a temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the heat medium Hm flowing into the heat pump chiller 51, and the temperature measured by the temperature sensor (not shown) is below a predetermined temperature. Or when the predetermined time has elapsed since the heat medium pump 48p was started.

地中熱の採取先を切り替える際は、開閉弁42v及び開閉弁47vを開にし、次いで開閉弁41v及び開閉弁46vを閉にする。すると、ヒートポンプチラー51から流出して主往管43を流れる熱媒体Hmは、第2往管42を流れ、各導入枝管42cに分配される。導入枝管42cに流入した熱媒体Hmは、第2採熱管22の導入管22cに流入する。導入管22cを流れる熱媒体Hmは、下端の開口から外管22s内に流出し、上部に向かって上昇する。熱媒体Hmは、外管22s内を上昇しながら地中と熱交換し、熱媒体Hmの温度が低下して地中の温度が上昇する。冷熱を採取して温度が低下した熱媒体Hmは、導出管22dを介して第2採熱管22から流出し、導出枝管47dを流れて第2還管47に至る。各導出枝管47dから第2還管47に熱媒体Hmが集合し、第2還管47を流れる熱媒体Hmは、主還管48を介してヒートポンプチラー51に流入する。ヒートポンプチラー51に流入した熱媒体Hmは、ヒートポンプチラー51内で冷凍サイクルを行う冷媒(不図示)を冷却し、自身は温度が上昇して、ヒートポンプチラー51から導出され、以下同様の作用を繰り返す。   When switching the ground heat collection destination, the on-off valve 42v and the on-off valve 47v are opened, and then the on-off valve 41v and the on-off valve 46v are closed. Then, the heat medium Hm flowing out from the heat pump chiller 51 and flowing through the main forward pipe 43 flows through the second forward pipe 42 and is distributed to the respective introduction branch pipes 42c. The heat medium Hm flowing into the introduction branch pipe 42 c flows into the introduction pipe 22 c of the second heat collection pipe 22. The heat medium Hm flowing through the introduction pipe 22c flows out from the opening at the lower end into the outer pipe 22s and rises toward the top. The heat medium Hm exchanges heat with the ground while rising in the outer tube 22s, and the temperature of the heat medium Hm decreases and the temperature of the ground increases. The heat medium Hm whose temperature has been reduced by collecting the cold heat flows out from the second heat collecting pipe 22 through the outlet pipe 22d, flows through the outlet branch pipe 47d, and reaches the second return pipe 47. The heat medium Hm gathers from each outlet branch pipe 47d to the second return pipe 47, and the heat medium Hm flowing through the second return pipe 47 flows into the heat pump chiller 51 via the main return pipe 48. The heat medium Hm that has flowed into the heat pump chiller 51 cools a refrigerant (not shown) that performs a refrigeration cycle in the heat pump chiller 51, and the temperature of the heat medium Hm rises and is derived from the heat pump chiller 51. .

このように、地中熱の採取先を第1採熱ユニット10から第2採熱ユニット20へ適切に切り替えることにより、継続して地中熱を採熱することができる。ところで、上述のように、熱媒体Hmとの交換熱量が減少した第1採熱ユニット10から、地中熱を採熱可能な第2採熱ユニット20に地中熱の採取先を切り替えた後、第1採熱ユニット10の第1採熱管12まわりの地中温度が元通りの地中熱を採熱可能な温度(例えば15℃〜18℃)に戻るまでには、相当の時間を要することが多い。第1採熱管12まわりの地中温度が地中熱を採熱可能な温度に戻る前に、第2採熱ユニット20の第2採熱管22まわりの地中が熱飽和してしまうと、継続した地中熱の採熱が困難になる。そこで、地中熱採熱システム1では、地中熱の採取先を第1採熱ユニット10から第2採熱ユニット20へと切り替えた後の適切な時期(典型的には第2採熱管22まわりの地中が熱飽和する前に第1採熱ユニット10の第1採熱管12まわりの地中温度が元通りになるタイミング)に、以下のような運転を行う。   As described above, by appropriately switching the ground heat collection destination from the first heat collecting unit 10 to the second heat collecting unit 20, the ground heat can be continuously collected. By the way, after switching the collection source of geothermal heat from the 1st heat collection unit 10 whose exchange heat quantity with the heat carrier Hm decreased as mentioned above to the 2nd heat collection unit 20 which can collect geothermal heat. It takes a considerable time for the underground temperature around the first heat collecting tube 12 of the first heat collecting unit 10 to return to the temperature at which the original underground heat can be collected (for example, 15 ° C. to 18 ° C.). There are many cases. If the underground around the second heat collecting tube 22 of the second heat collecting unit 20 is thermally saturated before the underground temperature around the first heat collecting tube 12 returns to a temperature at which the underground heat can be collected, it continues. It becomes difficult to collect ground heat. Therefore, in the geothermal heat collection system 1, an appropriate time (typically, the second heat collection pipe 22) after the geothermal heat collection destination is switched from the first heat collection unit 10 to the second heat collection unit 20. The following operation is performed at a timing when the underground temperature around the first heat collecting pipe 12 of the first heat collecting unit 10 is restored before the surrounding ground is thermally saturated.

まず、開閉弁24vを閉じ、開閉弁14vを開けたうえで、揚水ポンプ11pを起動する。すると、揚水ポンプ11pによって揚水された地下水Gwは、第1採熱ユニット10側の第1搬出管13、共通搬出管33、第2採熱ユニット20側の第1搬出管14を流れて第2水槽25に流入する。これにより、地下水Gwの水面が、原地下水面S0から第1揚水井戸11を中心として徐々に低下して行き、いずれ図1に示すように第1低下水面S1となる。本実施の形態では、およそ1日〜2日程度かけて原地下水面S0から第1低下水面S1に低下する流量で揚水ポンプ11pを運転することとしている。地質にもよるが、一般に帯水層における地下水の含有率は10〜15%であるため、揚水ポンプ11pの吐出流量は比較的少なく、本実施の形態の揚水ポンプ11pは1.5kW〜2.2kW程度のもので足りる。さらに地下水Gwの流動速度を考慮して、第1枯渇領域T1分の地下水Gwを約1日〜2日程度かけて第1水槽15に搬送する。揚水ポンプ11pの起動により比較的温度が高い地下水Gwが第1搬出管14から第2水槽25に流入するが、第1搬出管14から第2水槽25に流入する地下水Gwの流量が少ないため、第2採熱管22まわりの地中熱の採熱に影響を及ぼさない。   First, the open / close valve 24v is closed and the open / close valve 14v is opened, and then the pumping pump 11p is activated. Then, the groundwater Gw pumped by the pumping pump 11p flows through the first carry-out pipe 13 on the first heat collection unit 10 side, the common carry-out pipe 33, and the first carry-out pipe 14 on the second heat collection unit 20 side to be second. It flows into the water tank 25. Thereby, the water surface of the groundwater Gw gradually decreases from the original groundwater surface S0 around the first pumping well 11, and eventually becomes the first reduced water surface S1 as shown in FIG. In the present embodiment, the pumping pump 11p is operated at a flow rate that decreases from the original groundwater surface S0 to the first reduced water surface S1 over approximately one to two days. Although depending on the geology, since the groundwater content in the aquifer is generally 10 to 15%, the discharge flow rate of the pumping pump 11p is relatively small, and the pumping pump 11p of the present embodiment is 1.5 kW to 2. About 2kW is enough. Further, considering the flow rate of the groundwater Gw, the groundwater Gw for the first depletion region T1 is transported to the first water tank 15 over about 1 to 2 days. Although the groundwater Gw having a relatively high temperature flows into the second water tank 25 from the first carry-out pipe 14 by the activation of the pumping pump 11p, the flow rate of the groundwater Gw flowing into the second water tank 25 from the first carry-out pipe 14 is small. It does not affect the heat collection of the underground heat around the second heat collection tube 22.

地下水Gwの水面が第1低下水面S1まで低下することで、第1採熱管12の主な部分のまわりの地下水Gwが一旦取り除かれて第1枯渇領域T1が現れる。このとき、揚水ポンプ11pで揚水された地下水Gwの搬送先である第2水槽25が、平面視において第1枯渇領域T1の外側に設置されているので、揚水ポンプ11pで揚水された地下水Gwが直ちに第1枯渇領域T1へとショートサーキットすることがない。第1採熱管12の主な部分のまわりの地下水Gwが取り除かれたら、揚水ポンプ11pを停止する。すると、第1低下水面S1まで低下した地下水Gwの水面は原地下水面S0まで戻ろうとし、第1枯渇領域T1の外側の地下水Gwが被圧により第1枯渇領域T1内に流入してくる。このとき、第2水槽25周辺は第2水槽25内の水位だけ位置ヘッドが加わっているが、一般にこの位置ヘッドよりも被圧の方が大きいため、第1枯渇領域T1外側の地下水Gwが第1枯渇領域T1内に入る。第2水槽25内の地下水Gwは、周囲の地中にゆっくりと拡散して行く過程で地中の温度(例えば15℃〜18℃)に近づいて行き、いずれ元の地中温度となる。地下水Gwが地中を流動する速度は地質により異なるが、本実施の形態では、揚水ポンプ11pを停止してからおよそ2日〜4日程度かけて、地下水Gwの水面が第1低下水面S1から原地下水面S0に戻る。新たに流入してきた第1採熱管12まわりの地下水Gwは、先に第1採熱管12まわりで行われた熱交換の影響を受けていないものなので、元の地中温度に戻っている。このように熱交換が行われた地下水Gwを入れ替えることで、入れ替えない場合に比べて早く地中温度を元の温度に戻すことができる。   When the water surface of the groundwater Gw is lowered to the first lowered water surface S1, the groundwater Gw around the main portion of the first heat collecting pipe 12 is once removed, and the first depletion region T1 appears. At this time, since the second water tank 25 that is a destination of the groundwater Gw pumped by the pumping pump 11p is installed outside the first depletion region T1 in a plan view, the groundwater Gw pumped by the pumping pump 11p is There is no immediate short circuit to the first depletion region T1. When the groundwater Gw around the main part of the first heat collecting pipe 12 is removed, the pumping pump 11p is stopped. Then, the water surface of the groundwater Gw that has decreased to the first lowered water surface S1 tries to return to the original groundwater surface S0, and the groundwater Gw outside the first depleted region T1 flows into the first depleted region T1 due to pressure. At this time, a position head is added to the periphery of the second water tank 25 only by the water level in the second water tank 25, but since the pressure is generally larger than this position head, the groundwater Gw outside the first depletion region T1 is the first. 1 enters the depletion region T1. The groundwater Gw in the second water tank 25 approaches the underground temperature (for example, 15 ° C. to 18 ° C.) in the process of slowly diffusing into the surrounding ground, and eventually becomes the original underground temperature. Although the speed at which the groundwater Gw flows in the ground varies depending on the geology, in this embodiment, the surface of the groundwater Gw from the first lowered water surface S1 takes about 2 to 4 days after the pumping pump 11p is stopped. Return to the original groundwater surface S0. The newly introduced groundwater Gw around the first heat collecting pipe 12 has not been affected by the heat exchange performed around the first heat collecting pipe 12, and has returned to the original underground temperature. By exchanging the groundwater Gw subjected to heat exchange in this way, the underground temperature can be returned to the original temperature earlier than in the case where it is not exchanged.

このように、第1採熱ユニット10側の地中温度が元に戻っていると、現在地中熱を採取している第2採熱ユニット20側の採取冷熱量が減少してきたときに、地中熱の採取先を第2採熱ユニット20から第1採熱ユニット10へと切り替えることにより、継続して地中熱を採熱することができる。そして、今度は第2採熱ユニット20側の地中温度を元に戻すべく、開閉弁14vを閉じ、開閉弁24vを開けたうえで、揚水ポンプ21pを起動して、揚水ポンプ21pで揚水した地下水Gwを第1水槽15に搬送し、地下水Gwの水面を図3に示すように第2低下水面S2まで低下させて、第2採熱管22の主な部分のまわりの地下水Gwを一旦取り除く。第2採熱管22の主な部分のまわりの地下水Gwが取り除かれたら、揚水ポンプ21pを停止して、第2枯渇領域T2の外側の地下水Gwを第2枯渇領域T2内に流入させ、第2採熱ユニット20側の地中温度を早期に元に戻す。このように、地中熱の採取先の切り替え及び地下水Gwの入れ替えを、第1採熱ユニット10側と第2採熱ユニット20側とで適宜行うことにより、安定的に継続して地中熱を採熱することが可能となる。なお、地下水Gwの入れ替えを考慮すると、地中熱の採取先を切り替えるタイミングは、上述した、温度センサ(不図示)で計測した温度が所定の温度以下になったときや、熱媒体ポンプ48pを起動してから予め決められた時間が経過したときのほか、揚水ポンプ11p(又は揚水ポンプ21p)を停止してから、第1枯渇領域T1(又は第2枯渇領域T2)に地中熱を採熱可能な程度に再び地下水Gwが満たされるまでの時間を予め計測しておいた、当該時間が経過したときとしてもよい。   Thus, when the underground temperature on the first heat collecting unit 10 side has returned to the original state, when the amount of collected cold heat on the second heat collecting unit 20 side currently collecting the underground heat has decreased, By switching the medium heat collection destination from the second heat collection unit 20 to the first heat collection unit 10, the underground heat can be continuously collected. Then, in order to restore the underground temperature on the second heat collecting unit 20 side this time, the open / close valve 14v is closed, the open / close valve 24v is opened, the pumping pump 21p is started, and pumping is performed by the pumping pump 21p. The groundwater Gw is conveyed to the first water tank 15, and the water surface of the groundwater Gw is lowered to the second lowered water surface S2 as shown in FIG. 3 to temporarily remove the groundwater Gw around the main portion of the second heat collecting pipe 22. When the groundwater Gw around the main portion of the second heat collecting pipe 22 is removed, the pumping pump 21p is stopped, and the groundwater Gw outside the second depletion region T2 flows into the second depletion region T2, and the second The ground temperature on the heat collection unit 20 side is returned to the original temperature at an early stage. As described above, the geothermal heat can be stably and continuously maintained by appropriately switching the ground heat collection destination and replacing the groundwater Gw on the first heat collection unit 10 side and the second heat collection unit 20 side. It is possible to collect heat. In consideration of the replacement of the groundwater Gw, the timing for switching the ground heat collection destination is when the temperature measured by the temperature sensor (not shown) is equal to or lower than the predetermined temperature, or when the heat medium pump 48p is turned on. In addition to when a predetermined time has elapsed since startup, the pumping pump 11p (or pumping pump 21p) is stopped, and then ground heat is collected in the first depletion region T1 (or second depletion region T2). The time until the groundwater Gw is filled again to such an extent that it can be heated may be measured in advance.

これまで説明したように、本発明の本実施の形態に係る地中熱採熱システム1は、従来のように単に地中熱採熱管まわりで地下水を循環させるのではなく、地中熱の採取先の切り替え及び地下水Gwの入れ替えを、第1採熱ユニット10側と第2採熱ユニット20側とで適宜行うので、安定的に継続して地中熱を採熱することができる。また、地下水Gwを直接ヒートポンプチラー51に導入せずに熱媒体Hmを介して地中熱を利用しているので、地下水Gwの揚水流量とヒートポンプチラー51への熱媒体Hmの導入流量とを個別に制御することができて安定した地中熱の採熱ができると共に、異物が混入した水がヒートポンプチラー51に導入されることを回避することができて熱源機器の長寿命化を図ることができる。   As explained so far, the geothermal heat collection system 1 according to the present embodiment of the present invention does not simply circulate groundwater around the geothermal heat collection pipe as in the prior art, but collects ground heat. Since the previous switching and the replacement of the groundwater Gw are appropriately performed on the first heat collecting unit 10 side and the second heat collecting unit 20 side, the underground heat can be collected stably and continuously. In addition, since ground heat is used through the heat medium Hm without directly introducing the groundwater Gw into the heat pump chiller 51, the pumping flow rate of the groundwater Gw and the introduction flow rate of the heat medium Hm into the heat pump chiller 51 are individually set. It is possible to control the temperature of the heat source device stably and to collect stable underground heat and to avoid introduction of water mixed with foreign matter into the heat pump chiller 51, thereby extending the life of the heat source device. it can.

以上では冷熱を採取する場合で説明したが、温熱を採取する場合も適用できることはいうまでもない。温熱を採取する際は、導入管12c、22cから外管12s、22sに流入する熱媒体Hmの温度が地中の温度よりも低くなっており、地中熱を採熱して温度が上昇した熱媒体Hmは、ヒートポンプチラー51においてヒートポンプサイクルを行う冷媒(不図示)に温熱を与えて自身は温度が低下することとなる。   Although the case where cold heat is collected has been described above, it goes without saying that the present invention can also be applied when heat is collected. When collecting the heat, the temperature of the heat medium Hm flowing from the introduction pipes 12c and 22c into the outer pipes 12s and 22s is lower than the temperature in the ground, and the heat that has been raised by collecting the ground heat. The medium Hm gives heat to a refrigerant (not shown) that performs a heat pump cycle in the heat pump chiller 51, and the temperature of the medium Hm decreases.

以上の説明では、地中熱採熱システム1は第1水槽15と第2水槽25とを備えているとしたが、第1(第2)揚水井戸11(12)から揚水した地下水Gwを第1(第2)枯渇領域T1(T2)の外側に導くこととすれば、第1水槽15及び/又は第2水槽25を設けずに、揚水した地下水Gwを直接地中に戻してもよく、あるいは揚水した地下水Gwを地中に戻す必要がない場合は生活用水等として使用してもよい。また、第1水槽15及び/又は第2水槽25を設ける場合も、例えば第1(第2)枯渇領域T1(T2)の外側に位置する建物のピットを第1(第2)水槽15(25)として用いてもよい。   In the above description, the geothermal heat collection system 1 is provided with the first water tank 15 and the second water tank 25, but the groundwater Gw pumped from the first (second) pumping well 11 (12) is the first. If the 1 (second) depletion region T1 (T2) is led outside, the pumped groundwater Gw may be directly returned to the ground without providing the first water tank 15 and / or the second water tank 25. Alternatively, when it is not necessary to return the pumped groundwater Gw to the ground, it may be used as domestic water. Moreover, also when providing the 1st water tank 15 and / or the 2nd water tank 25, the pit of the building located in the outer side of 1st (2nd) depletion area | region T1 (T2) is made into 1st (2nd) water tank 15 (25, for example. ).

以上の説明では、スリーブ11s(21s)及び第1(第2)採熱管12(22)が、その軸線が鉛直になるように配設されているとしたが、軸線が斜めあるいは水平になるように配設されていてもよい。しかしながら、第1(第2)採熱管12(22)の主な部分のまわりの地下水Gwを取り除くのが容易となるように平面における地下水除去部分の面積を小さくする観点から及び地中熱採熱システム1の設置面積を小さくする観点から、軸線が鉛直になるように配設されていることが好ましい。   In the above description, the sleeve 11s (21s) and the first (second) heat collection tube 12 (22) are arranged so that their axes are vertical, but the axes are diagonal or horizontal. It may be arranged. However, from the viewpoint of reducing the area of the groundwater removal part in the plane so that it is easy to remove the groundwater Gw around the main part of the first (second) heat collection pipe 12 (22) and underground heat collection From the viewpoint of reducing the installation area of the system 1, it is preferable that the system is disposed so that the axis is vertical.

以上の説明では、複数の第1採熱管12が地表から見て正方形に設置されているとしたが、第1揚水井戸11を中心とした半径L2の円周上に設置されていてもよく、あるいは第1枯渇領域T1内に主な部分が存在することとなれば熱汚染(ここでは、ある第1採熱管12が他の第1採熱管12によって地中との熱交換が阻害されることをいう。)を生じない範囲でランダムに設置されていてもよい。   In the above description, the plurality of first heat collecting tubes 12 are installed in a square shape as viewed from the ground surface, but may be installed on the circumference of the radius L2 centered on the first pumping well 11, Alternatively, if a main portion is present in the first depletion region T1, heat contamination (here, one first heat collecting tube 12 is inhibited from heat exchange with the ground by another first heat collecting tube 12). May be installed at random within the range that does not generate.

以上の説明では、地中熱採熱システム1がヒートポンプチラー51を備えることしたが、熱媒体Hmが保有する冷熱又は温熱を直接利用してもよい。また、熱源機器がヒートポンプチラー51であるとしたが、冷凍機等その他の熱源機器であってもよい。   In the above description, the geothermal heat collection system 1 is provided with the heat pump chiller 51, but the cold or warm heat possessed by the heat medium Hm may be directly used. Further, although the heat source device is the heat pump chiller 51, other heat source devices such as a refrigerator may be used.

以上の説明では、第1採熱ユニット10が、地表から見て(平面視において)、1本の第1揚水井戸11を複数本の第1採熱管12が囲んで配置されているとしたが、以下のように構成されていてもよい。
図4は、本発明の実施の形態の変形例に係る地中熱採熱システムを構成する地中熱採熱ユニット(以下「第1採熱ユニット10A」という。)の部分概略構成図である。第1採熱ユニット10Aの、第1採熱ユニット10(図1〜3参照)と異なる点は、第1揚水井戸11(図1〜3参照)と同様の構成の揚水井戸を2つ備え(第1揚水井戸11A、11B)、2つの第1揚水井戸11A、11Bの間に第1採熱管12が設置されている点である。なお、図4では第1採熱管12が1本になっているが、図示されているのは最低限設置される第1採熱管12であり、実際には図示していない第1採熱管12も設置されている。このとき、典型的には、各第1揚水井戸11A、11Bをそれぞれ囲むように複数の第1採熱管12が設置されており、複数設置された第1採熱管12のうちの少なくとも1つ(典型的には複数)が2つの第1揚水井戸11A、11Bの間に設置される第1採熱管12となる。2つの第1揚水井戸11A、11Bの間隔は、距離L1(図2(a)参照)の1.3〜3倍程度、好ましくは2倍とするとよい。上記以外の第1搬出管13等の構成は第1採熱ユニット10(図1〜3参照)と同様である。
In the above description, the first heat collecting unit 10 is arranged so that one first pumping well 11 is surrounded by a plurality of first heat collecting tubes 12 when viewed from the ground surface (in plan view). The configuration may be as follows.
FIG. 4 is a partial schematic configuration diagram of a geothermal heat collection unit (hereinafter referred to as “first heat collection unit 10 </ b> A”) constituting a geothermal heat collection system according to a modification of the embodiment of the present invention. . The first heat collecting unit 10A is different from the first heat collecting unit 10 (see FIGS. 1 to 3) in that it includes two pumping wells having the same configuration as the first pumping well 11 (see FIGS. 1 to 3) ( 1st pumping well 11A, 11B) The point which the 1st heat collecting pipe 12 is installed between the two 1st pumping wells 11A, 11B. In FIG. 4, the number of the first heat collecting tubes 12 is one, but what is shown is the first heat collecting tube 12 that is installed at a minimum, and the first heat collecting tube 12 that is not actually illustrated is shown. Is also installed. At this time, typically, a plurality of first heat collecting tubes 12 are installed so as to surround each of the first pumping wells 11A and 11B, and at least one of the plurality of first heat collecting tubes 12 ( Typically, a plurality of) are the first heat collecting tubes 12 installed between the two first pumping wells 11A and 11B. The interval between the two first pumping wells 11A and 11B may be about 1.3 to 3 times, preferably twice the distance L1 (see FIG. 2A). The configuration of the first carry-out pipe 13 and the like other than the above is the same as that of the first heat collecting unit 10 (see FIGS. 1 to 3).

上記のように構成された第1採熱ユニット10Aでは、熱媒体Hmと地中との交換熱量が減少して地中熱の採取先を第2の地中熱採熱ユニット側に切り替えたときに、2つの第1揚水井戸11A、11Bがそれぞれ有する揚水ポンプ11pA、11pBを同時に起動する。両揚水ポンプ11pA、11pBで地下水Gwが揚水されることによって、地下水Gwの水面が、原地下水面S0から徐々に低下して行き、いずれ図4に示すような第1低下水面S1Aとなる。第1採熱ユニット10Aにおける第1低下水面S1Aは、図4に示すように、2つの第1揚水井戸11A、11Bの間で水平に近い上方に凸のアーチ状となる。図4から明らかなように、第1採熱ユニット10Aでは、2つの第1揚水井戸11A、11Bの間の第1枯渇領域T1が、当該間の第1低下水面S1Aが下がる分だけ大きくなる。これにより、当該部分に設置された第1採熱管12のまわりの地下水Gwを取り除く部分を大きくすることができ、第1採熱管12のまわりの地下水Gwの入れ替えを確実に行うことが可能になる。なお、第2の地中熱採熱ユニット側も、第1採熱ユニット10Aと同様の構成の第2採熱ユニット20Aとしてもよい。   In the first heat collecting unit 10A configured as described above, when the heat exchange amount between the heat medium Hm and the ground is reduced and the ground heat collecting destination is switched to the second ground heat collecting unit side. In addition, the pumps 11pA and 11pB included in the two first pumping wells 11A and 11B are simultaneously activated. When the groundwater Gw is pumped by both the pumps 11pA and 11pB, the surface of the groundwater Gw gradually decreases from the original groundwater surface S0, and eventually becomes the first lowered water surface S1A as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the first lowered water surface S1A in the first heat collecting unit 10A has an upwardly convex arch shape between the two first pumping wells 11A and 11B. As is clear from FIG. 4, in the first heat collecting unit 10A, the first depletion region T1 between the two first pumping wells 11A and 11B is increased by the amount of the first lowered water surface S1A falling. Thereby, the part which removes the groundwater Gw around the 1st heat collecting pipe 12 installed in the said part can be enlarged, and it becomes possible to replace | exchange the groundwater Gw around the 1st heat collecting pipe 12 reliably. . The second underground heat collecting unit side may also be the second heat collecting unit 20A having the same configuration as the first heat collecting unit 10A.

以上の説明では、地中熱採熱システム1は第1採熱ユニット10(10A)と第2採熱ユニット20(20A)とが同様の構成となっているとしたが、第1(第2)揚水井戸11(21)及び/又は第1(第2)採熱管12(22)の配置や数、あるいは周囲の第1(第2)水槽15(25)の有無、第1(第2)搬出管13、14(23、24)の構成等を適宜変更して、第1採熱ユニット10(10A)と第2採熱ユニット20(20A)とが異なる構成となることとしてもよい。   In the above description, the geothermal heat collection system 1 is configured so that the first heat collection unit 10 (10A) and the second heat collection unit 20 (20A) have the same configuration, but the first (second) ) Arrangement and number of pumping wells 11 (21) and / or first (second) heat collection pipes 12 (22), presence / absence of surrounding first (second) water tank 15 (25), first (second) The configuration and the like of the carry-out pipes 13 and 14 (23 and 24) may be appropriately changed so that the first heat collecting unit 10 (10A) and the second heat collecting unit 20 (20A) are different from each other.

1 地中熱採熱システム
10 第1採熱ユニット
11 第1揚水井戸
12 第1採熱管
13、14 第1搬出管
15 第1水槽
20 第2採熱ユニット
21 第2揚水井戸
22 第2採熱管
23、24 第2搬出管
25 第2水槽
33 共通搬出管
Hm 熱媒体
S0 原地下水面
S1 第1低下水面
S2 第2低下水面
T1 第1枯渇領域
T2 第2枯渇領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Geothermal heat collecting system 10 1st heat collecting unit 11 1st pumping well 12 1st heat collecting pipes 13 and 14 1st carrying-out pipe 15 1st water tank 20 2nd heat collecting unit 21 2nd pumping well 22 2nd heat collecting pipe 23, 24 Second unloading pipe 25 Second water tank 33 Common unloading pipe Hm Heat medium S0 Original groundwater surface S1 First lowered water surface S2 Second lowered water surface T1 First depletion region T2 Second depletion region

Claims (3)

揚水する前の地下水面である原地下水面よりも上方に地下水を揚水する第1の揚水井戸と、
前記第1の揚水井戸からの地下水の揚水によって低下した地下水面である第1の低下水面と前記原地下水面とで囲まれた第1の地下水枯渇領域に主に配設された第1の地中熱採熱管であって、地中熱と熱交換する熱媒体を内部に流す第1の地中熱採熱管と、
を有する第1の地中熱採熱ユニットと;
地表から見て前記第1の地下水枯渇領域の外側に設けられた第2の地中熱採熱ユニットであって、
前記原地下水面よりも上方に地下水を揚水する第2の揚水井戸と、
前記第2の揚水井戸からの地下水の揚水によって低下した地下水面である第2の低下水面と前記原地下水面とで囲まれた第2の地下水枯渇領域に主に配設された第2の地中熱採熱管であって、地中熱と熱交換する熱媒体を内部に流す第2の地中熱採熱管と、
を有する第2の地中熱採熱ユニットと;
前記第1の揚水井戸から揚水した地下水を、地表から見て前記第1の地下水枯渇領域の外側に導く第1の搬出管と;
前記第2の揚水井戸から揚水した地下水を、地表から見て前記第2の地下水枯渇領域の外側に導く第2の搬出管とを備える;
地中熱採熱システム。
A first pumping well that pumps groundwater above the original groundwater surface, which is the groundwater surface before pumping,
A first ground mainly disposed in a first groundwater depleted region surrounded by a first lowered water surface that is a groundwater surface lowered by pumping groundwater from the first pumping well and the original groundwater surface. A first heat collecting pipe, which is a medium heat collecting pipe, and causes a heat medium to exchange heat with the ground heat to flow inside;
A first geothermal heat collecting unit having:
A second geothermal heat collecting unit provided outside the first groundwater depleted region as seen from the ground surface,
A second pumping well for pumping up groundwater above the original groundwater surface;
The second ground mainly disposed in the second groundwater depleted region surrounded by the second lowered water surface which is the groundwater surface lowered by the groundwater pumping from the second pumping well and the original groundwater surface. A second heat collecting pipe, which is a medium heat collecting pipe, and causes a heat medium to exchange heat with the ground heat to flow inside;
A second underground heat collection unit having:
A first discharge pipe that guides groundwater pumped from the first pumping well to the outside of the first groundwater depleted region as viewed from the ground surface;
A second discharge pipe for guiding the groundwater pumped from the second pumping well to the outside of the second groundwater depleted region as seen from the ground surface;
Geothermal heat collection system.
前記第1の揚水井戸が複数本あり、複数の前記第1の揚水井戸の間に前記第1の地中熱採熱管が配設された;
請求項1に記載の地中熱採熱システム。
A plurality of the first pumping wells, and the first geothermal heat collecting pipe is disposed between the plurality of the first pumping wells;
The geothermal heat collection system according to claim 1.
前記原地下水面よりも上方の、地表から見て前記第1の地下水枯渇領域の外側に設けられた浸透水槽であって、導入した地下水を地中に浸透させる浸透水槽を備え;
前記第1の搬出管の末端が前記浸透水槽に接続された;
請求項1又は請求項2に記載の地中熱採熱システム。
An osmotic water tank provided outside the first groundwater depletion region as seen from the ground surface above the original groundwater surface, and comprising an osmotic water tank that permeates the introduced groundwater into the ground;
The end of the first carry-out pipe was connected to the permeate tank;
The geothermal heat collection system according to claim 1 or 2.
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