JP6157816B2

JP6157816B2 - 雪冷熱利用設備

Info

Publication number: JP6157816B2
Application number: JP2012187008A
Authority: JP
Inventors: 正和吾孫子; 昇平菅野; 古史郎中島
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: JP2014044009A

Description

本発明は、雪山の冷熱を冷房熱源として利用する雪冷熱利用設備に関するものである。

従来、夏期の冷房や冷蔵のために、冬の間に貯めた雪を利用する雪冷熱利用として、融雪水を直接利用する方法が知られている。この場合、容器等に貯めた雪の底部にコンクリート製等の板状、又は溝状の構造部材を設置することで、融雪水を集めて熱交換器等で熱交換を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、貯雪容器の容器底部に底盤から上側に間隔をあけて第１熱交換器を水平に配設し、その第１熱交換器の上方に雪を貯え、さらに第１熱交換器の下方に第１熱交換器に接触して融けた融雪水を貯め、その貯まった融雪水内に常に接触可能な状態で配設される第２熱交換器が設けられ、第２熱交換器と第１熱交換器との間に前記貯まった融雪水用のオーバーフロー孔を設け、貯まった融雪水が貯めてある雪に接触しないようにした構成の冷却装置について開示されている。

特開平７−２４３７３９号公報

しかしながら、上述した雪冷熱設備では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１の冷却装置では、第１熱交換器の配管上に雪が直接載置されているので、雪に含まれる異物や融雪剤等によって配管材が損耗し、設備を交換したり、メンテナンスを行う手間がかかるうえ、設備費が増大するという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、熱交換部を地盤内に埋設することにより、簡単な設備とすることができ、しかも設備の損耗を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる雪冷熱利用設備を提供することを課題とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る雪冷熱利用設備では、雪山の冷熱を冷房熱源として利用する雪冷熱利用設備であって、雪山直下の地盤内の土壌に埋設され、閉路を形成して熱交換液体を循環させるとともに、流路の一部を地上部分に配設させた熱交換配管と、熱交換配管の地上部分に設けられ熱交換液体に流通動力を与える循環ポンプと、熱交換配管の、循環ポンプの上流側又は下流側の地上部分に設けられた熱交換部と、を備え、前記熱交換配管は、外周面に、長さ方向に沿って間隔をあけてリブが形成された樹脂管であることを特徴としている。

本発明では、地中部分と地上部分とにわたって循環する熱交換配管内の熱交換液体が地上部分に設けられた循環ポンプにより一方向に流れ、熱交換配管の地中部分に送られると、その地中部分を通過する際に、雪山直下で融雪水によって冷やされた地盤内の土壌を通過するので、その低温土壌と地上で温められた熱交換液体との間で熱交換される。つまり、熱交換配管の地中部分を通過した熱交換液体は、冷却されて再び熱交換配管の地上部分に送られ、地上部分に設けられた熱交換部で室内空気又は外気との間で熱交換される。そして、温度が上昇した熱交換液体は熱交換部の下流側又は上流側に配置される循環ポンプによって再び熱交換配管の地中部分へ送られる熱交換による循環が行われる。

このように、本発明では、熱交換配管が地盤内の土壌に埋設されているので、熱交換配管に対して直接雪山が載置されたり、接触することがなく、また融雪水が貯まった水中に浸かった状態となることもないので、熱交換配管が雪山に混入される異物によって損耗したり、あるいは雪山を積み上げて貯める際に地中部分の配管設備に荷重や衝撃を与えることがないという利点がある。そのため、設備の交換やメンテナンスにかかる手間や時間を少なくすることができる。

また、熱交換配管を雪山直下に埋設するだけの簡単な構成となるので、従来のように融雪水を貯留するためのピット等の工事費の高い構造が不要となることから、コストの低減を図ることができる。

また、本発明では、リブによって熱交換配管の外周面の表面積が大きくなり、地盤に対する接触面積が増大することから、熱交換配管の地中部分における熱交換効率をより一層向上させることができる。

本発明の雪冷熱利用設備によれば、熱交換配管を地盤内に埋設することにより、簡単な設備とすることができ、しかも設備の損耗を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。

本発明の実施の形態による雪冷熱利用設備の概略構成を示す斜視図である。図１に示す雪冷熱利用設備を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施の形態による雪冷熱利用設備について、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本第１の実施の形態による雪冷熱利用設備１は、冬場に積み上げて形成した雪山Ｓの冷熱を冷房熱源として利用し、建物６にその冷熱を送るためのものである。
なお、雪山Ｓとしては、例えば除雪による雪を利用することができ、冷熱の利用目的に応じた大きさで積み上げられる。

具体的に雪冷熱利用設備１は、雪山直下の地盤Ｇ内に埋設され、閉路を形成して熱交換液体５を循環するとともに、流路の一部が地上に突出する熱交換配管２と、この熱交換配管２の地上部分２Ｂに設けられ、熱交換液体５に一方向への流通動力を与える循環ポンプ３と、熱交換配管２の、循環ポンプ３の上流側の地上部分２Ｂに設けられた熱交換器４（熱交換部）と、を備えている。

熱交換配管２は、地上部分２Ｂと地中部分２Ａの間を循環する閉路をなし、地中部分２Ａは雪山Ｓの直下地盤の範囲であって雪山Ｓの配置面積とほぼ同じ範囲にわたって蛇行して配置されている。そして、熱交換配管２の地上部分２Ｂには、前記熱交換器４と、循環ポンプ３が接続されている。つまり、熱交換配管２の地上部分２Ｂは、熱交換器４と、循環ポンプ３とが熱交換液体５の流通方向でその順に接続されている。

熱交換配管２の地中部分２Ａの深さは、雪山Ｓの融雪水が浸透し、例えば雪下温度で５℃程度となる所定の深さに設定される。

また、熱交換配管２は、外周面に一定間隔ごとに環状リブ２ａを有する硬質塩化ビニルであり、その管内に熱交換液体５を循環させて熱交換することにより、熱交換液体５が熱交換の媒体になるため、熱交換の媒体が空気である場合に比べて管内の結露水の処理が不要になるという利点があり、設備全体の簡素化を図ることができる。
具体的に硬質塩化ビニル製の管として、例えば下水道に使用されるリブ付き硬質塩化ビニル管であることが好ましい。

地上に配置される熱交換器４は、建物６内に設けられ、熱交換配管２内の熱交換液体５と建物６内の空気との間で熱交換されるようになっている。

以上説明した本実施形態による雪冷熱利用設備によれば、以下の作用効果を奏する。
すなわち、図１に示すように、本実施の形態の雪冷熱利用設備１では、地中部分２Ａと地上部分２Ｂとにわたって循環する熱交換配管２内の熱交換液体５が地上部分２Ｂに設けられた循環ポンプ３により一方向に流れ、熱交換配管２の地中部分２Ａに送られると、その地中部分２Ａを通過する際に、雪山直下で融雪水によって冷やされた地盤Ｇ内を通過するので、その低温土壌と地上で温められた熱交換液体５との間で熱交換される。

つまり、熱交換配管２の地中部分２Ａを通過した熱交換液体５は、冷却されて再び熱交換配管２の地上部分２Ａに送られ、その地上部分２Ａに設けられた熱交換器４で外気（本実施の形態では建物６内であるため室内空気）との間で熱交換される。そして、温度が上昇した熱交換液体５は熱交換器４の下流側に配置される循環ポンプ３によって再び熱交換配管２の地中部分２Ａへ送られる熱交換による循環が行われる。

このように、本実施の形態では、熱交換配管２が地盤Ｇ内に埋設されているので、熱交換配管２に対して直接雪山Ｓが載置されたり、接触することがなく、また融雪水が貯まった水中に浸かった状態となることもないので、熱交換配管２が雪山Ｓに混入される異物によって損耗したり、あるいは雪山Ｓを積み上げて貯める際に地中部分の配管設備に荷重や衝撃を与えることがないという利点がある。そのため、設備の交換やメンテナンスにかかる手間や時間を少なくすることができる。

また、熱交換配管２を雪山直下に埋設するだけの簡単な構成となるので、従来のように融雪水を貯留するためのピット等の工事費の高い構造が不要となることから、コストの低減を図ることができる。

また、熱交換配管２の外周面に複数の環状リブ２ａが形成されており、環状リブ２ａによって熱交換配管２の外周面の表面積が大きくなり、地盤に対する接触面積が増大することから、熱交換配管２の地中部分２Ａにおける熱交換効率をより一層向上させることができる。

上述のように本実施の形態による雪冷熱利用設備では、熱交換配管２を地盤Ｇ内に埋設することにより、簡単な設備とすることができ、しかも設備の損耗を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。

以上、本発明による雪冷熱利用設備の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上述の本実施の形態では、熱交換配管２として、外周面に一定間隔ごとに環状リブ２ａを有する硬質塩化ビニルを採用しているが、このような構成であることに制限されることはなく、例えば環状リブ２ａが一定間隔でないものでもよいし、リブが環状であることにも限定されることはない。さらに、リブ自体を省略した配管であってもかまわない。

また、本実施の形態では、熱交換配管２の地中部分２Ａにおいて、複数回にわたって蛇行させているが、このような配置であることに制限されることはない。

さらに、本実施の形態では、１つの雪山Ｓを対象としてその直下に熱交換配管２を埋設しているが、このような構成に制限されることはなく、複数の雪山Ｓの直下の範囲にわたって熱交換配管を配設することも可能である。

また、本実施の形態では、熱交換器４を建物６内に配置しているが、これに限定されることもない。熱交換器４、循環ポンプ３の位置、形状、構成については適宜設定することができる。例えば、本実施の形態では、循環ポンプ３の上流側に熱交換器４を配置しているが、循環ポンプ３の下流側に熱交換器４を設けるようにしても良い。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１雪冷熱利用設備
２熱交換配管
２ａ環状リブ（リブ）
２Ａ地中部分
２Ｂ地上部分
３循環ポンプ
４熱交換器（熱交換部）
５熱交換液体
６建物
Ｓ雪山

Claims

雪山の冷熱を冷房熱源として利用する雪冷熱利用設備であって、
雪山直下の地盤内の土壌に埋設され、閉路を形成して熱交換液体を循環させるとともに、流路の一部を地上部分に配設させた熱交換配管と、
該熱交換配管の地上部分に設けられ前記熱交換液体に流通動力を与える循環ポンプと、
前記熱交換配管の、該循環ポンプの上流側又は下流側の前記地上部分に設けられた熱交換部と、
を備え、
前記熱交換配管は、外周面に、長さ方向に沿って間隔をあけてリブが形成された樹脂管であることを特徴とする雪冷熱利用設備。