JP6982952B2 - 地中熱交換器 - Google Patents
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
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Description
前記少なくとも3本の管は、少なくとも1本の往路管と、少なくとも1本の復路管を含み、
前記少なくとも3本の管は、前記往路管又は前記復路管としての、第1管と第2管と第3管を有し、
前記往路管の管軸方向の端部と、前記復路管の前記管軸方向の端部とを、所定間隔離間させて連結する連結管であって、前記第1管の流路と前記第2管の流路と前記第3管の流路を接続する連結管と、
前記連結管とは前記管軸方向の異なる位置に設けられ、前記第1管と前記第2管とを前記所定間隔よりも大きい間隔に拡幅して保持する第1拡幅保持部材と、
前記結管とは前記管軸方向の異なる位置に設けられ、前記第1管と前記第3管とを前記所定間隔よりも大きい間隔に拡幅して保持する第2拡幅保持部材と、
を備え、
前記管軸方向の第1位置には、第1拡幅保持部材が配置されており、且つ、前記第2拡幅保持部材が配置されておらず、
前記管軸方向の前記第1位置とは異なる第2位置では、前記第1拡幅保持部材が配置されておらず、且つ、前記第2拡幅保持部材が配置されている、
ことを特徴とする。
このような地中熱交換器によれば、ショートサーキットの発生を抑制でき、熱交換効率の向上を図ることができる。
このような地中熱交換器によれば、往路管と復路管の管軸方向の長さにかかわらず、往路管と復路管を安定して保持することができる。
このような地中熱交換器によれば、往路管と復路管との間隔を維持でき、ショートサーキットの発生を抑制することができる。
このような地中熱交換器によれば、往路管と復路管とを緩やかに離間させることができる。
このような地中熱交換器によれば、往路管や復路管に対しての拡幅保持部材の取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。また、接続部の長さを変えることにより拡幅保持部材の寸法(幅)を容易に設定することができる。
このような地中熱交換器によれば、両側から力を入れて嵌め込みすることができ、嵌め込みしやすい。
このような地中熱交換器によれば、座屈を抑制することができる。
このような地中熱交換器によれば、ボアホール方式における熱交換率の向上を図ることができる。
前記少なくとも3本の管は、少なくとも1本の往路管と、少なくとも1本の復路管を含み、
前記往路管の管軸方向の端部と、前記復路管の前記管軸方向の端部とを、所定間隔離間させて連結する連結管と、
前記連結管とは前記管軸方向の異なる位置に設けられ、前記少なくとも3本の管を保持し、且つ、前記往路管と前記復路管とを前記所定間隔よりも大きい間隔に拡幅して保持する単一の拡幅保持部材と、
を備えることを特徴とする地中熱交換器としてもよい。
<<<地中熱利用システムについて>>>
図1は、本実施形態に係る地中熱交換器30を用いた地中熱利用システム11の説明図である。この地中熱利用システム11は、地盤Gとの間で熱交換を行う地中熱交換器30と、地中熱交換器30を含めた所定ルートで循環される水又は不凍液等の液状の熱媒体26からの熱を利用して、建物1の暖房のための温水や冷房のための冷水を生成するヒートポンプ15と、熱媒体26を上記所定ルートで循環するための循環ポンプ17とを有する。なお、ヒートポンプ15の構成は周知なので、その説明は省略する。
本実施形態の地中熱交換器30について説明する前に、まず比較例について説明する。
図2Aは、地盤Gの竪孔23を透視して見た比較例の地中熱交換器30´の概略斜視図である。また、図2Bは、図2A中のB−B断面図である。図3は、流路接続部36の概略斜視図である。
竪孔23は、ボーリングマシンやオーガ等の掘削機により地盤Gに鉛直に掘削された平面形状が円形や多角形の孔である。この例では正円形状の孔であり、その直径は100〜200mm、深さは30〜150mである。
図4Aは、地盤Gの竪孔23を透視して見た本実施形態の地中熱交換器30の概略斜視図である。また、図4Bは、図4A中のB−B断面図である。また、図5は、スペーサー40の斜視図である。なお、本実施形態において、比較例と同一構成の部分には同一符号を付し、説明を省略する。
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
11 地中熱利用システム
15 ヒートポンプ
17 循環ポンプ
23 竪孔(掘削孔)
26 熱媒体
27 充填材
30 地中熱交換器
31 採放熱管
32 往路管
34 復路管
36 流路接続部(連結管)
40 スペーサー
42 把持部
44 接続部
G 地盤
SP23 空間(隙間)
Claims (8)
- 地中に埋設した少なくとも3本の管の内部に熱媒体を循環させ、地盤との間で熱交換を行う地中熱交換器であって、
前記少なくとも3本の管は、少なくとも1本の往路管と、少なくとも1本の復路管を含み、
前記少なくとも3本の管は、前記往路管又は前記復路管としての、第1管と第2管と第3管を有し、
前記往路管の管軸方向の端部と、前記復路管の前記管軸方向の端部とを、所定間隔離間させて連結する連結管であって、前記第1管の流路と前記第2管の流路と前記第3管の流路を接続する連結管と、
前記連結管とは前記管軸方向の異なる位置に設けられ、前記第1管と前記第2管とを前記所定間隔よりも大きい間隔に拡幅して保持する第1拡幅保持部材と、
前記連結管とは前記管軸方向の異なる位置に設けられ、前記第1管と前記第3管とを前記所定間隔よりも大きい間隔に拡幅して保持する第2拡幅保持部材と、
を備え、
前記管軸方向の第1位置には、第1拡幅保持部材が配置されており、且つ、前記第2拡幅保持部材が配置されておらず、
前記管軸方向の前記第1位置とは異なる第2位置では、前記第1拡幅保持部材が配置されておらず、且つ、前記第2拡幅保持部材が配置されている、
ことを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項1に記載の地中熱交換器であって、
前記往路管と前記復路管には、前記第1拡幅保持部材又は前記第2拡幅保持部材が前記管軸方向に沿って複数設けられている、
ことを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項1又は2に記載の地中熱交換器であって、
前記第1拡幅保持部材又は前記第2拡幅保持部材は、前記往路管と前記復路管を平行に保持する、
ことを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項1又は2に記載の地中熱交換器であって、
前記往路管と前記復路管には、前記管軸方向に交差する幅方向の長さの異なる前記第1拡幅保持部材又は前記第2拡幅保持部材が複数設けられており、
複数の前記第1拡幅保持部材又は前記第2拡幅保持部材は、前記往路管と前記復路管との間隔が前記連結管から離れるにつれて大きくなるように前記往路管と前記復路管を保持する、
ことを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載の地中熱交換器であって、
前記第1拡幅保持部材及び前記第2拡幅保持部材は、
前記往路管及び前記復路管が各々嵌合可能な一対の把持部と、
前記一対の把持部を接続する接続部と、
を有することを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項5に記載の地中熱交換器であって、
前記一対の把持部は、前記管と他の前記管を水平方向に近接させることで、それぞれ、前記管及び他の前記管と嵌合するように設けられている
ことを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項5又は6に記載の地中熱交換器であって、
前記接続部は、前記一対の把持部の中心線上に設けられている
ことを特徴とする地中熱交換器。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載の地中熱交換器であって、
前記地盤には鉛直方向に掘削孔が形成されており、
前記往路管及び前記復路管は、前記管軸方向が前記鉛直方向に沿うように前記掘削孔の内部に配置されている、
ことを特徴とする地中熱交換器。
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