JP7157843B1 - 地中熱利用システム、制御装置、制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】井戸内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制可能な地中熱利用システム、制御装置、制御方法、プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】地中熱利用システムは、揚水井戸と、注水井戸と、揚水井戸から注水井戸に延びる配管と、配管に設けられている熱交換器と、注水井戸内の圧力を検出する圧力センサと、大気に対し、注水井戸を開閉可能な開閉弁と、検出した圧力が基準圧力より大きい場合、開閉弁を開くように制御する制御装置と、備える。【選択図】図２

Description

本開示は、地中熱利用システム、制御装置、制御方法、プログラムに関する。

近年、地下水を温熱源又は冷熱源として利用する地中熱利用システムが提案されている。

例えば、特許文献１には、ケーシングの内側の空間内の地下水と熱交換を行う地中熱利用システムが開示されている。

特開２０１４－１２２７１２号公報

特許文献１には、地下水を地上に汲み上げることなく熱交換を行う地中熱利用システムが開示される一方、くみ上げた地下水を再び地下に還元する地中熱利用システムも開示されている。
しかし、くみ上げた地下水は、大気に晒されることで、地下水中のガス成分が揮発することがある。
このため、くみ上げた地下水を井戸に注水すると、揮発したガスによって井戸内のガス圧が上昇することがある。
ガス圧が上昇すると、注水が困難となったり、井戸の目詰まりの原因となる可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、井戸内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる地中熱利用システム、制御装置、制御方法、プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る地中熱利用システムは、揚水井戸と、注水井戸と、前記揚水井戸から前記注水井戸に延びる配管と、前記配管に設けられている熱交換器と、前記注水井戸内の圧力を検出する圧力センサと、大気に対し、前記注水井戸を開閉可能な開閉弁と、検出した前記圧力が基準圧力より大きい場合、前記開閉弁を開くように制御する制御装置と、を備える。

本開示に係る制御装置は、揚水井戸からくみ上げられ、熱交換器を経た地下水が注水される注水井戸内の圧力を取得する圧力データ取得部と、取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記注水井戸内を大気に連通させるよう、開閉弁を制御する開閉弁制御部と、を備える。

本開示に係る制御方法は、揚水井戸からくみ上げられ、熱交換器を経た地下水が注水される注水井戸内の圧力を取得し、取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記注水井戸内を大気に連通させるよう、開閉弁を制御する。

本開示に係るプログラムは、コンピュータに、揚水井戸からくみ上げられ、熱交換器を経た地下水が注水される注水井戸内の圧力を取得し、取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記注水井戸内を大気に連通させるよう、開閉弁を制御する。

本開示の地中熱利用システム、制御装置、制御方法、プログラムによれば、井戸内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。

本開示の実施形態に係る地中熱利用システムの概略構成を示す図である。 本開示の実施形態に係る地中熱利用システムの系統図である。 本開示の実施形態に係る地中熱利用システムの圧力センサ、開閉弁、ガス抜き弁の設置例を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る制御装置のブロック図である。 本開示の実施形態に係る制御方法の手順を示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係る制御装置が備えるコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。

以下、本開示に係る実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において同一または相当する構成には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

＜実施形態＞
本開示に係る地中熱利用システムの実施形態について、図１～図５を参照して説明する。
（地中熱利用システムの構成）
図１、図２に示すように、地中熱利用システム１は、複数の井戸２と、配管３と、井戸蓋６と、熱交換器４と、圧力調整システム７（図２参照）と、を主に備える。

（井戸の構成）
複数の井戸２は、地上ＯＧから帯水層ＬＹ内に延びている。
例えば、複数の井戸２は、第一井戸２Ａと、第二井戸２Ｂとを備える。
地中熱利用システム１は、第一井戸２Ａおよび第二井戸２Ｂのうちの一方から地下水をくみ上げ、熱交換器４で熱交換を行った後、第一井戸２Ａおよび第二井戸２Ｂのうちの他方に熱交換後の地下水を注入する。つまり、地中熱利用システム１は、第一井戸２Ａから地下水をくみ上げて第二井戸２Ｂに注水する場合と、第二井戸２Ｂから地下水をくみ上げて第一井戸２Ａに注水する場合の、２つの運転モードを有する。
ここで以下の説明においては、第一井戸２Ａおよび第二井戸２Ｂのうち、地下水をくみ上げる側を揚水井戸２１と称し、第一井戸２Ａおよび第二井戸２Ｂのうち、地下水を注水する側を注水井戸２２と、称する。つまり、第一井戸２Ａ、第二井戸２Ｂは、それぞれ揚水井戸２１として機能する場合と、注水井戸２２として機能する場合とがある。
ただし、以下においては、説明を簡略化するため、第一井戸２Ａを揚水井戸２１とし、第二井戸２Ｂを注水井戸２２として、熱交換器４で熱交換を行う場合を中心に説明する。

各井戸２は、地上ＯＧから帯水層ＬＹに至る地下に向かって掘削された掘削孔ＨＯＬに埋め込まれたケーシング２ａを備える。
ケーシング２ａは、上下方向に延びる筒状である。

各井戸２は、上部に開口２ｃを有する。
例えば、開口２ｃは、ケーシング２ａの上部の開口であってもよい。

ケーシング２ａは、例えば複数のスリットからなるストレーナー２ｂを有する。
ストレーナー２ｂによって、井戸２は、帯水層ＬＹの地下水をケーシング２ａの内部に取り込んだり、ケーシング２ａの内部から帯水層ＬＹへ地下水を戻したりできるように構成されている。

各井戸２の上部の開口２ｃには、井戸蓋６が設けられる。
井戸蓋６は、開口２ｃを閉塞する。

（配管の構成）
配管３は、井戸２の内部に延びている。
例えば、配管３は、揚水井戸２１と注水井戸２２とを接続するように、揚水井戸２１と注水井戸２２との各地下水に両端が浸漬されていてもよい。
例えば、ポンプ３１によりくみ上げられた地下水が、揚水井戸２１から注水井戸２２に向かって流れることができるように、配管３の一端は揚水井戸２１内に設けられ、配管３の他端は注水井戸２２に設けられていてもよい。

配管３には、ポンプ３１が設けられている。
ポンプ３１は、井戸２から配管３に揚水する。
例えば、ポンプ３１は、井戸２が揚水井戸２１として機能する場合に、井戸２から配管３に揚水する。
例えば、ポンプ３１は、配管３内へ井戸２内の地下水をくみ上げてもよい。
例えば、ポンプ３１は、配管３の両端に設けられ、各井戸２内の地下水に浸漬されていてもよい。
例えば、ポンプ３１は、インバータ制御により出力を変更できてもよい。

配管３には、注水弁３２が設けられている。
注水弁３２は、配管３の両端部にそれぞれ設けられている。
注水弁３２は、配管３の両端のポンプ３１と、熱交換器４との間に配置されていてもよい。
例えば、注水弁３２は、各井戸２内の地下水に浸漬されていてもよい。
注水弁３２は、配管３内の地下水を注水する。
例えば、注水弁３２は、井戸２が注水井戸２２として機能する場合に、配管３内の地下水を井戸２（注水井戸２２）内に注水する。
注水弁３２は、配管３内の圧力が設定圧力よりも大きくなると開放され、配管３内の地下水が注水井戸２２に注水される。

図２に示すように、配管３は、熱交換器４と、揚水井戸２１および注水井戸２２との間に、逆止弁３５ａ～３５ｄを備える。
逆止弁３５ａ～３５ｄは、揚水井戸２１から地下水をくみ上げた場合であっても、注水井戸２２から地下水をくみ上げた場合であっても、地下水が熱交換器４に対し同じ方向に流れるように、配管３における地下水の流れを制御する。

例えば、第一井戸２Ａから地下水をくみ上げた場合、配管３内の地下水は、第一井戸２Ａから、逆止弁３５ａ、熱交換器４、逆止弁３５ｂを順に経由し、第二井戸２Ｂに注水される。このとき、熱交換器４より上流側（第一井戸２Ａ側）は下流側に比べて配管３内の圧力が大きいため、逆止弁３５ｃや逆止弁３５ｄに水は流れない。
同様に、第二井戸２Ｂからくみ上げた場合、配管３内の地下水は、第二井戸２Ｂから、逆止弁３５ｃ、熱交換器４、逆止弁３５ｄを順に経由し、第一井戸２Ａに注水される。このときも、熱交換器４より上流側（第二井戸２Ｂ側）は下流側に比べて配管３内の圧力が大きいため、逆止弁３５ａや逆止弁３５ｂに水は流れない。

（熱交換器の構成）
熱交換器４は、配管３内の地下水と負荷１００側の媒体との間で熱交換する。
例えば、熱交換器４は、井戸２からくみ上げられて配管３内を流れる地下水と、負荷側の媒体との間で熱交換する。熱交換が行われた後の地下水は、熱交換器４から配管３内を流れ、井戸２に注水されてもよい。
例えば、熱交換器４は、地上ＯＧにおいて、配管３の途中に設けられていてもよい。

（圧力調整システムの構成）
図２、図３に示すように、圧力調整システム７は、圧力センサ７１と、開閉弁７２と、制御装置８０と、を備える。

圧力センサ７１は、注水井戸２２内の圧力を検出する。
例えば、圧力センサ７１は、注水井戸２２内の上部空間に溜まったガスの圧力を検出するようにしてもよい。
例えば、圧力センサ７１は、井戸蓋６に設けられている。

開閉弁７２は、大気に対し、注水井戸２２を開閉可能とする。
例えば、開閉弁７２は、大気と注水井戸２２内とを連通させることで、注水井戸２２を開閉可能とするようにしてもよい。
例えば、開閉弁７２は、井戸蓋６を貫通する弁配管７３に設けられているようにしてもよい。
例えば、開閉弁７２は、開状態とされることで、弁配管７３を通して注水井戸２２外の大気と注水井戸２２内とを連通させるようにしてもよい。

また、配管３には、ガス抜き弁７５が設けられている。
ガス抜き弁７５は、配管３内を流れる地下水にガスが含まれる場合、ガスを配管３外に放出させる。
例えば、ガス抜き弁７５は、市販のものを用いるようにしてもよい。
例えば、ガス抜き弁７５は、例えば、弁室内に導入した配管３内の地下水上に浮く弁体を備えていてもよい。
例えば、ガス抜き弁７５は、弁室内にガスが溜まると、弁室内でガスに押圧されることで弁体が移動して開状態となり、弁室内のガスが放出されるものであってもよい。
例えば、ガス抜き弁７５は、ガスの放出後、地下水によって弁体に作用する浮力によって弁体を閉状態とし、弁室内のガスの放出を停止するようにしてもよい。

（制御装置の構成）
制御装置８０は、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、開閉弁７２を開くように制御する。
制御装置８０は、配管３から注水井戸２２に注水を行っている状態で、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合に、開閉弁７２を開くように制御する。つまり、制御装置８０は、井戸２が、注水井戸２２として機能している状態で、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合に、開閉弁７２を開くように制御する。
例えば、制御装置８０は、井戸２が注水井戸２２として機能しているか否かを、地中熱利用システム１の運転モードによって認識することができる。
例えば、制御装置８０は、ポンプ３１の運転状態、配管３内の地下水の圧力等によって、配管３内における地下水の流れ方向を認識し、これに基づいて、どちらの井戸２が注水井戸２２として機能しているかを認識することもできる。
制御装置８０は、井戸２が、揚水井戸２１として機能している状態では、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合に、開閉弁７２を開くような制御を行わない。
制御装置８０は、井戸２（第一井戸２Ａ、第二井戸２Ｂ）の双方に、それぞれ個別に設けられていてもよい。
例えば、制御装置８０は、複数の井戸２に対し、一組のみ備えられていてもよい。

図４に示すように、制御装置８０は、圧力データ取得部８１と、開閉弁制御部８２と、を備える。
圧力データ取得部８１は、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力に関するデータを取得する。
例えば、圧力データ取得部８１は、揚水井戸２１からくみ上げられ、熱交換器４を経た地下水が注水される注水井戸２２内の圧力の値を取得するようにしてもよい。

開閉弁制御部８２は、圧力データ取得部８１で取得された圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、注水井戸２２内を大気に対して連通させるよう、開閉弁７２の開閉を制御する。
例えば、開閉弁制御部８２は、取得された圧力が基準圧力より大きい場合、開閉弁７２を開いて注水井戸２２内を大気に対して連通させるよう、開閉弁７２を制御するようにしてもよい。
例えば、開閉弁制御部８２は、圧力データ取得部８１で取得された圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、注水井戸２２内を大気に対して連通させるよう、開閉弁７２を制御するようにしてもよい。
例えば、開閉弁制御部８２は、取得された圧力が基準圧力未満である場合に、開閉弁７２を閉じるように制御するようにしてもよい。
開閉弁制御部８２は、制御装置８０内に予め記憶されたシーケンスに基づき、開閉弁７２の開閉を制御する指令を出力してもよい。

本実施形態の制御装置８０の動作について説明する。
制御装置８０の動作は、制御方法の実施形態に相当する。
制御装置８０は、図５に示す各ステップを実施する。

まず、圧力データ取得部８１は、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力を取得する（ＳＴ０１：注水井戸内の圧力のデータを取得するステップ）。
ＳＴ０１の実施に続いて、開閉弁制御部８２は、取得した注水井戸２２内の圧力が、予め設定された基準圧力より大きいか否かを判定する（ＳＴ０２：注水井戸内の圧力が基準圧力以上であるか否かを判定するステップ）。

ＳＴ０２における判定の結果、取得した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きいと判定された場合、開閉弁制御部８２では、開閉弁７２を開く指令を出力する（ＳＴ０３：開閉弁を開くステップ）。これによって開閉弁７２が開き、注水井戸２２内の圧力が、弁配管７３を通して注水井戸２２外に放出される。このとき、ＳＴ０３の直前で開閉弁７２が既に開いていた場合は、開閉弁７２を開いた状態を継続する。
ＳＴ０２における判定の結果、取得した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きくないと判定された場合、開閉弁制御部８２では、開閉弁７２を閉じる指令を出力する（ＳＴ０４：開閉弁を閉じるステップ）。このとき、ＳＴ０４の直前で開閉弁７２が閉じていた場合は、開閉弁７２を閉じた状態を継続する。

（作用及び効果）
本実施形態によれば、地中熱利用システム１は、揚水井戸２１からくみ上げた地下水を、配管３を通して熱交換器４に送る。熱交換器４で、地下水と負荷１００側の媒体との熱交換を行うことで、地中熱利用システム１は、地中熱を利用する。熱交換器４を経た地下水は、配管３を通して注水井戸２２に注水される。注水井戸２２内の圧力は、圧力センサ７１により検出される。圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合、地中熱利用システム１は、制御装置８０で開閉弁７２を開くように制御する。これにより、開閉弁７２が開き、注水井戸２２内を大気に連通させる。すると、基準圧力よりも大きくなっていた注水井戸２２内の圧力が大気に放出される。その結果、地中熱利用システム１は、井戸２内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。これにより、地中熱利用システム１は、注水井戸２２内への注水が、注水井戸２２内のガス圧の上昇によって妨げられるのを抑えることができる。

また本実施形態の一例によれば、圧力センサ７１、および開閉弁７２が井戸蓋６に設けられている。これにより、利用者は、地上ＯＧから圧力センサ７１と開閉弁７２とにアクセスしやすい。したがって、利用者は、地中熱利用システム１を監視しやすい。また、利用者は、地中熱利用システム１をメンテナンスしやすい。

また本実施形態の一例によれば、制御装置８０が、配管３から注水井戸２２に注水を行っている状態で、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合に、開閉弁７２を開くように制御する。つまり、制御装置８０は、注水井戸２２に注水を行っている場合にのみ、注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きくなったときに開閉弁７２を開いて注水井戸２２内の圧力を開放させることができる。したがって、地中熱利用システム１は、注水井戸２２となる井戸２において、ガス圧が過度に高まるのを抑えることができる。

また本実施形態の一例によれば、配管３内を流れる地下水に含まれるガスを配管３外に放出するガス抜き弁７５をさらに備える。
これにより、配管３内を流れる地下水にガスが含まれている場合、地中熱利用システム１は、ガス抜き弁７５により、ガスのみを配管３外に放出することができる。したがって、地中熱利用システム１は、注水井戸２２において、地下水とともに送り込まれるガスの量が増えるのを抑えることができる。その結果、地中熱利用システム１は、注水井戸２２内の圧力が上昇するのを抑えることができる。

また本実施形態の一例によれば、制御装置８０は、圧力データ取得部８１と、開閉弁制御部８２と、を備える。
このような構成では、制御装置８０は、圧力データ取得部８１で取得した注水井戸２２内の圧力が、基準圧力より大きい場合、開閉弁制御部８２により、注水井戸２２内を大気に対して連通するよう、開閉弁７２を開く。これにより、基準圧力よりも大きくなっていた注水井戸２２内の圧力が大気に放出される。その結果、制御装置８０は、井戸２内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。

＜変形例＞
なお、上述の実施形態においては、制御装置８０の各種機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをマイコンといったコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、コンピュータシステムのＣＰＵの各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

上述の実施形態において、制御装置８０の各種機能を実現するためのプログラムを実行させるコンピュータ１９０のハードウェア構成の例について説明する。

図６に示すように、制御装置８０が備えるコンピュータ１９０は、プロセッサ１９５と、メモリ１９６と、記憶／再生装置１９７と、Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（以下、「ＩＯ Ｉ／Ｆ」という。）１９８と、通信Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（以下、「通信Ｉ／Ｆ」という。）１９９と、を備える。

例えば、プロセッサ１９５は、ＣＰＵであってもよい。
例えば、メモリ１９６は、制御装置８０で実行されるプログラムで使用されるデータ等を一時的に記憶するＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（以下、「ＲＡＭ」という。）等の媒体であってもよい。
例えば、記憶／再生装置１９７は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の外部メディアへデータ等を記憶したり、外部メディアのデータ等を再生したりするための装置であってもよい。
例えば、ＩＯ Ｉ／Ｆ１９８は、制御装置８０と他の装置との間で情報等の入出力を行うためのインタフェースであってもよい。
例えば、通信Ｉ／Ｆ１９９は、インターネット、専用通信回線等の通信回線を介して、制御装置８０と他の装置との間で通信を行うインタフェースであってもよい。

＜その他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、本開示の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、本開示の範囲や要旨に含まれると同様に、本開示の範囲とその均等の範囲に含まれるものとする。

＜付記＞
実施形態に記載の地中熱利用システム１、制御装置８０、制御方法、プログラムは、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る地中熱利用システム１は、揚水井戸２１と、注水井戸２２と、前記揚水井戸２１から前記注水井戸２２に延びる配管３と、前記配管３に設けられている熱交換器４と、前記注水井戸２２内の圧力を検出する圧力センサ７１と、大気に対し、前記注水井戸２２を開閉可能な開閉弁７２と、検出した前記圧力が基準圧力より大きい場合、前記開閉弁７２を開くように制御する制御装置８０と、を備える。

この地中熱利用システム１は、揚水井戸２１からくみ上げた地下水を、配管３を通して熱交換器４に送る。熱交換器４で、地下水と負荷側の媒体との熱交換を行うことで、地中熱利用システム１は、地中熱を利用する。熱交換器４を経た地下水は、配管３を通して注水井戸２２に注水される。注水井戸２２内の圧力は、圧力センサ７１により検出される。圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合、地中熱利用システム１は、制御装置８０で開閉弁７２を開くように制御する。これにより、開閉弁７２が開き、注水井戸２２内を大気に連通させる。すると、基準圧力よりも大きくなっていた注水井戸２２内の圧力が大気に放出される。その結果、地中熱利用システム１は、井戸内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。

（２）第２の態様に係る地中熱利用システム１は、（１）の地中熱利用システム１であって、前記注水井戸２２の上部の開口２ｃを閉塞する井戸蓋６をさらに備え、前記圧力センサ７１、および前記開閉弁７２が前記井戸蓋６に設けられている。

これにより、利用者は、地上ＯＧから圧力センサ７１と開閉弁７２とにアクセスしやすい。したがって、利用者は、地中熱利用システム１を監視しやすい。また、利用者は、地中熱利用システム１をメンテナンスしやすい。

（３）第３の態様に係る地中熱利用システム１は、（１）又は（２）の地中熱利用システム１であって、前記制御装置８０は、前記配管３から前記注水井戸２２に注水を行っている状態で、前記圧力センサ７１で検出した前記注水井戸２２内の前記圧力が前記基準圧力より大きい場合に、前記開閉弁７２を開くように制御する。

このような構成によれば、制御装置８０が、配管３から注水井戸２２に注水を行っている状態で、圧力センサ７１で検出した注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きい場合に、開閉弁７２を開くように制御する。つまり、制御装置８０は、注水井戸２２に注水を行っている場合にのみ、注水井戸２２内の圧力が基準圧力より大きくなったときに開閉弁７２を開いて注水井戸２２内の圧力を開放させることができる。したがって、地中熱利用システム１は、注水井戸２２となる井戸において、ガス圧が過度に高まるのを抑えることができる。

（４）第４の態様に係る地中熱利用システム１は、（１）から（３）の何れか一つの地中熱利用システム１であって、前記配管３内を流れる地下水に含まれるガスを前記配管３外に放出するガス抜き弁７５をさらに備える。

これにより、配管３内を流れる地下水にガスが含まれている場合、地中熱利用システム１は、ガス抜き弁７５により、ガスのみを配管３外に放出することができる。したがって、地中熱利用システム１は、注水井戸２２において、地下水とともに送り込まれるガスの量が増えるのを抑えることができる。その結果、地中熱利用システム１は、注水井戸２２内の圧力が上昇するのを抑えることができる。

（５）第５の態様に係る制御装置８０は、揚水井戸２１からくみ上げられ、熱交換器４を経た地下水が注水される注水井戸２２内の圧力を取得する圧力データ取得部８１と、取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記注水井戸２２内を大気に対して連通させるよう、開閉弁７２を制御する開閉弁制御部８２と、を備える。

このような構成では、制御装置８０は、圧力データ取得部８１で取得した注水井戸２２内の圧力が、基準圧力より大きい場合、開閉弁制御部８２により、注水井戸２２内を大気に対して連通するよう、開閉弁７２を開く。これにより、基準圧力よりも大きくなっていた注水井戸２２内の圧力が大気に放出される。その結果、制御装置８０は、井戸２内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。

（６）第６の態様に係る制御方法は、揚水井戸２１からくみ上げられ、熱交換器４を経た地下水が注水される注水井戸２２内の圧力を取得し、取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記注水井戸２２内を大気に連通させるよう、開閉弁７２を制御する。

この制御方法は、注水井戸２２内の圧力が、基準圧力より大きい場合、注水井戸２２内を大気に対して連通するよう、開閉弁７２を開くことができる。これにより、基準圧力よりも大きくなっていた注水井戸２２内の圧力が大気に放出される。その結果、制御方法は、井戸２内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。

（７）第７の態様に係るプログラムは、コンピュータ１９０に、揚水井戸２１からくみ上げられ、熱交換器４を経た地下水が注水される注水井戸２２内の圧力を取得し、取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記注水井戸２２内を大気に連通させるよう、開閉弁７２を制御する。

このようなプログラムによれば、コンピュータは、注水井戸２２内の圧力が、基準圧力より大きい場合、注水井戸２２内を大気に対して連通するよう、開閉弁７２を開くことができる。これにより、基準圧力よりも大きくなっていた注水井戸２２内の圧力が大気に放出される。その結果、プログラムは、井戸２内への注水時におけるガス圧の上昇を抑制することができる。

１…地中熱利用システム
２…井戸
２Ａ…第一井戸
２Ｂ…第二井戸
２ａ…ケーシング
２ｂ…ストレーナー
２ｃ…開口
３…配管
４…熱交換器
６…井戸蓋
７…圧力調整システム
２１…揚水井戸
２２…注水井戸
３１…ポンプ
３２…注水弁
３５ａ～３５ｄ…逆止弁
７１…圧力センサ
７２…開閉弁
７３…弁配管
７５…ガス抜き弁
８０…制御装置
８１…圧力データ取得部
８２…開閉弁制御部
１００…負荷
１９０…コンピュータ
１９５…プロセッサ
１９６…メモリ
１９７…記憶／再生装置
１９８…ＩＯ Ｉ／Ｆ
１９９…通信Ｉ／Ｆ
ＨＯＬ…掘削孔
ＬＹ…帯水層
ＯＧ…地上
ＳＴ０１…注水井戸内の圧力のデータを取得するステップ
ＳＴ０２…注水井戸内の圧力が基準圧力以上であるか否かを判定するステップ
ＳＴ０３…開閉弁を開くステップ
ＳＴ０４…開閉弁を閉じるステップ

Claims (10)

1. 第一井戸と、
   第二井戸と、
   前記第一井戸から前記第二井戸に延びる配管と、
   前記配管に設けられている熱交換器と、
   前記第二井戸内の圧力を検出する圧力センサと、
   大気に対し、前記第二井戸を開閉可能な開閉弁と、
   検出した前記圧力が基準圧力より大きい場合、前記開閉弁を開くように制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記第一井戸から前記熱交換器を経て前記第二井戸に注水を行っている場合にのみ、前記開閉弁を開くように制御する
   地中熱利用システム。
2. 前記第二井戸の上部の開口を閉塞する井戸蓋をさらに備え、
   前記圧力センサ、および前記開閉弁が前記井戸蓋に設けられている
   請求項１に記載の地中熱利用システム。
3. 前記制御装置は、前記配管から前記第二井戸に注水を行っている状態で、前記圧力センサで検出した前記第二井戸内の前記圧力が前記基準圧力より大きい場合に、前記開閉弁を開くように制御する
   請求項１又は２に記載の地中熱利用システム。
4. 前記配管内を流れる地下水に含まれるガスを前記配管外に放出するガス抜き弁をさらに備える
   請求項１から３の何れか一項に記載の地中熱利用システム。
5. 前記制御装置は、前記第二井戸が揚水井戸として機能している状態では、前記開閉弁を開くような制御を行わない請求項１から４の何れか一項に記載の地中熱利用システム。
6. 前記制御装置は、前記配管から前記第二井戸に注水を行っているか否かを認識する請求項１から５の何れか一項に記載の地中熱利用システム。
7. 前記制御装置は、前記配管から前記第二井戸に注水を行っているか否かを、前記地中熱利用システムの運転モードによって、又は前記配管内における地下水の流れ方向によって認識する請求項１から６の何れか一項に記載の地中熱利用システム。
8. 第一井戸からくみ上げられ、熱交換器を経た地下水が注水される第二井戸内の圧力を取得する圧力データ取得部と、
   取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記第二井戸内を大気に連通させるよう、開閉弁を制御する開閉弁制御部と、
   を備え、
   前記第一井戸から前記熱交換器を経て前記第二井戸に注水を行っている場合にのみ、前記開閉弁を開くように制御する制御装置。
9. 第一井戸からくみ上げられ、熱交換器を経た地下水が注水される第二井戸内の圧力を取得し、
   取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記第二井戸内を大気に連通させるよう、開閉弁を制御し、
   前記第一井戸から前記熱交換器を経て前記第二井戸に注水を行っている場合にのみ、前記開閉弁を開くように制御する
   制御方法。
10. コンピュータに、
    第一井戸からくみ上げられ、熱交換器を経た地下水が注水される第二井戸内の圧力を取得し、
    取得された前記圧力が、予め定めた基準圧力より大きい場合、前記第二井戸内を大気に連通させるよう、開閉弁を制御し、
    前記第一井戸から前記熱交換器を経て前記第二井戸に注水を行っている場合にのみ、前記開閉弁を開くように制御する
    方法を実行させるためのプログラム。

Images