JP5507292B2 - 地中熱交換用チューブの埋設方法 - Google Patents
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Description
本発明1の地中熱交換用チューブの埋設方法は、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(1)を構成する地中熱交換用チューブ(地中熱交換用Uチューブ23)の埋設方法であって、前記地中熱交換用チューブは、地中に設けられたソイルセメント連続壁(10)内に設置されるものであり、前記地中熱交換用チューブの底部を保護する保護部材(26)を備える埋設ユニット(20)に前記地中熱交換用チューブを固定した状態とし、未硬化状態のソイルセメントに前記埋設ユニットを挿入することにより、当該地中熱交換用チューブの設置を芯材(H形鋼12)の設置と分離して行い、前記ソイルセメント連続壁には前記芯材が隔孔設置され、前記地中熱交換用チューブは、前記芯材が設置されない孔に設置され、前記地中熱交換用チューブは、前記芯材が設置されない孔の中心を基準として、建造物とは反対側の地盤寄りに設置されることを特徴とする。
1は、ECO−MW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。
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12が複数本建て込まれているものとする。また、H形鋼12から独立して、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。
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。
本発明では上記Uチューブ23をソイルセメント壁11に設置する際に図4に示す埋設ユニット20を使用している。埋設ユニット20は、図4に示すように基体となる鋼板21、保護部材26、及びストッパー27によって構成される。この埋設ユニット20にUチューブ23を取り付けてソイルセメント壁11に挿入し、未硬化のソイルセメント内を降下させ、ソイルセメント壁11の底部で固定する。その後、ソイルセメントが硬化することによって、Uチューブ23が固定された埋設ユニット20は、ソイルセメント壁11内に埋め込まれることになる。
図5は、ソイルセメント連続壁10において、H形鋼12を隔孔設置し、H形鋼12を設置していない孔にUチューブ23を設置したときの平面図である。本発明では、H形鋼12が設置される前又は設置された後にUチューブ23の設置作業を独立して行うことが可能であるため、H形鋼12が設置されていない孔にUチューブ23を設置することが可能である。この図5に示すように、Uチューブ23を、H形鋼12が設置されていない孔の中心を基準として、建造物とは反対側の地盤寄り(建造物から遠い位置)に設置することも可能であり、これにより建造物が障害とならない地盤近くで熱交換を効率よく行うことができる。
10…ソイルセメント連続壁
11…ソイルセメント壁
12…H形鋼
2…地中熱交換器
21…鋼板
21a…下端部
23、23A、23B・・23N…地中熱交換用Uチューブ
23a…Uチューブ取付部
25…Uチューブ連結ネジ
26…保護部材
27…ストッパー
30…押込ロッド
31…シャーピン
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
Claims (4)
- 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を構成する地中熱交換用チューブの埋設方法であって、
前記地中熱交換用チューブは、地中に設けられたソイルセメント連続壁内に設置されるものであり、
前記地中熱交換用チューブの底部を保護する保護部材を備える埋設ユニットに前記地中熱交換用チューブを固定した状態とし、未硬化状態のソイルセメントに前記埋設ユニットを挿入することにより、当該地中熱交換用チューブの設置を芯材の設置と分離して行い、
前記ソイルセメント連続壁には前記芯材が隔孔設置され、
前記地中熱交換用チューブは、前記芯材が設置されない孔に設置され、
前記地中熱交換用チューブは、前記芯材が設置されない孔の中心を基準として、建造物とは反対側の地盤寄りに設置される
ことを特徴とする地中熱交換用チューブの埋設方法。 - 請求項1に記載した地中熱交換用チューブの埋設方法であって、
前記埋設ユニットの下端部は尖形である
ことを特徴とする地中熱交換用チューブの埋設方法。 - 請求項2に記載した地中熱交換用チューブの埋設方法であって、
前記埋設ユニットは前記下端部の上方に埋込防止部材を備えており、
前記ソイルセメントに挿入した前記埋設ユニットを下降させ、その下端部が前記ソイルセメント下方の地盤に一定の高さ食い込み、前記埋め込み防止部材が当該地盤に接した状態となることで当該埋設ユニットの下降を停止させる
ことを特徴とする地中熱交換用チューブの埋設方法。 - 請求項3に記載した地中熱交換用チューブの埋設方法であって、
前記埋設ユニットは、連結部材を介して押込ロッドに連結されており、
前記連結部材は、前記押込ロッドの押し込み力を前記埋設ユニットに伝達し、且つ前記押込ロッドを前記埋設ユニットから離脱可能とするものであり、
前記埋設ユニットを前記ソイルセメント中で下降させる際、前記押込ロッドを下方に押し込むことで前記埋設ユニットを下降させ、前記埋設ユニットの下降が停止した後、前記押込ロッドを前記埋設ユニットから離脱させ、当該押込ロッドを地上に回収する
ことを特徴とする地中熱交換用チューブの埋設方法。
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