JPH04113861U - 下水熱の利用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下水流路内への突出物をなくし、熱源水の円
滑な流通を確保する。 【構成】 下水熱の利用システム１を熱回収サイクル２
と、回収した熱を昇温させる熱集積サイクル３とで構成
し、この熱回収サイクル２の熱回収部６は、二重管７の
間を密閉して凝縮部９とすると共にその下部に管状の蒸
発部１０を複数本連結して構成する。そして、熱回収部
６を下水溝１１の両側壁に埋設して、下水流路内への突
出をなくして、ごみの引掛りによる熱源水の流通不良の
発生を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、下水から回収した低レベルの熱エネルギを、ヒートポンプで昇温 し、高レベルの熱エネルギにして利用する下水熱の利用システムに関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

下水道を流れる下水は、冬期において摂氏約５〜１５度の温度を有している。 したがって、この下水の熱を効率よく取り出して利用することができれば、省エ ネに大きく貢献することができる。

【０００３】 そこで従来においては、ヒートポンプの冷凍サイクルの凝縮器と圧縮機との間 に、受熱面積を大きくするためのコイル状の吸熱部を形成し、このコイル状の吸 熱部を下水の中に浸漬して、この下水熱を熱源として下水から吸収した熱をヒー トポンプで昇温させて、摂氏約５０〜８０度の高温の高レベルの熱エネルギとし て、冬期であれば暖房等の熱源として利用していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前述したようにコイル状の吸熱部を、直接下水中に浸漬して熱を取 り出す方法では、下水中を流れるごみ類がコイル状の部分に引掛り、下水の円滑 な流れを阻害したり、下水をごみ詰りさせる原因となるという問題があった。

【０００５】 この考案は、上記の事情に鑑みなされたもので、下水をごみ詰りさせることな く下水熱を効率よく採取できる下水熱の利用システムを提供することを目的とし ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するための手段としてこの考案は、下水から低レベルの熱エ ネルギを回収し、これを昇温させて高レベルの熱エネルギにして利用する下水熱 の利用システムにおいて、下水熱を吸収する吸熱部と吸収した熱を放出する放熱 部との間で熱媒体が循環する熱回収サイクルと、前記放熱部に熱交換可能に接近 させて蒸発器を配設したヒートポンプ式の熱集積サイクルとを備えるとともに、 前記熱回収サイクルの吸熱部にヒートパイプを用い、かつこのヒートパイプを下 水路の周壁内に、下水路内に突出しないように配設したことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

熱回収サイクルの吸熱部にヒートパイプを用いるとともに、このヒートパイプ を下水路の周壁内に、流路内に突出しないように配置したので、ごみ等が引掛る ことがないため、下水の円滑な流れを阻害することなく、効率的に下水熱を回収 できる。そして、下水路内を流れる下水の熱によって、吸熱部であるヒートパイ プの蒸発部が加熱されて、封入されている作動流体が蒸発して作動流体の蒸気と なって凝縮部に移動し、熱回収サイクルを循環する熱媒体に熱伝達される。そし て前記熱媒体の熱は、蒸発器においてヒートポンプ式の熱集積サイクルに伝達さ れ、昇温された後、高温の温水等として取り出されて利用される。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の下水熱の利用システムを、熱回収サイクルの熱回収部に二重 管式ヒートパイプを用いた場合の一実施例を図１および図２に基づいて説明する 。

【０００９】 この実施例の下水熱の利用システム１は、下水熱を回収する熱回収サイクル２ と、回収した熱を温度上昇させる熱集積サイクル３とからなり、前記熱回収サイ クル２は、熱媒体が循環する配管４のラインポンプ５の下流側に熱回収部６が形 成されている。

【００１０】 この熱回収部６は、二重管７の内管７ａと外管７ｂとの間の空間（図示せず） を密閉して、内管７ａ内に熱媒体Ｌを流通させて、この内管７ａの外側面をヒー トパイプの凝縮部９とするとともに、この二重管７の下部には、それぞれの上部 を気密に接続して管状の蒸発部１０が複数形成されており、各蒸発部１０内には 作動流体Ｆが封入されている。

【００１１】 そして、上記のように構成される熱回収部６は、二重管７がほぼ水平となり、 また管状の各蒸発部１０がほぼ垂直な状態でコンクリート製の下水溝１１の両側 壁１２，１２内にそれぞれ埋設されている。

【００１２】 一方、熱集積サイクル３はヒートポンプとして作動するもので、熱入力される 蒸発器１３と、モータ１４で駆動される圧縮機１５と、熱を放出する凝縮器１６ および膨張弁１７が介設され、前記熱回収サイクル２の配管４の一部が、この熱 集積サイクル３の蒸発器１３に、互いに熱交換可能に配設されている。

【００１３】 次に、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明する。

【００１４】 下水溝１１を流れる下水の温度が、冬期においても摂氏約１０〜２０度あると すると、熱回収サイクル２の熱回収部６は、下水溝１１の側壁に埋設されたヒー トパイプの作用で熱回収され、熱回収サイクル２を循環する熱媒体Ｌは摂氏約５ 〜１５度となる。

【００１５】 このとき、この実施例においては熱回収部６に、熱輸送効率の高いヒートパイ プを用いるとともに、このヒートパイプの蒸発部１０を下水溝１１の両側壁１２ ，１２内に埋設して、下水の流路内に突出しないようにしたので、従来のコイル 型の熱交換器を下水中に浸漬して熱回収する場合と比べて、ごみの引掛りあるい はごみ詰りが生ぜず、下水の円滑な流れを確保することができる。

【００１６】 そして、熱回収サイクル２を循環する熱媒体Ｌの熱は、ヒートポンプとして作 動する熱集積サイクル３の蒸発器１３で熱交換され、圧縮機１５で加圧されて昇 温した状態で、凝縮器１６において放熱し、温水器等の熱源に利用される。この とき得られる温水の温度は、摂氏約５０〜８０度まで高温となる。

【００１７】 このように、下水から回収した低レベルの熱エネルギを、高レベルの熱エネル ギとして取り出して、道路の融雪や暖房機あるいは給湯機等の熱源として利用さ れる。

【００１８】 なお、夏期において熱集積サイクル３のヒートポンプが、冬期とは逆に作動す るようにしておけば、熱集積サイクル３の凝縮部１６が蒸発部に、蒸発部１３が 凝縮部にそれぞれなって作動する。すなわち蒸発部で室内等の高温の空気から熱 を奪い、これを凝縮器で放出すると、熱回収サイクル２を循環する熱媒体Ｌがこ の熱を吸収し、熱回収部６の二重管７の内管７ａ内を流通する際に、ヒートパイ プの凝縮部９が蒸発部に、また複数本の蒸発部１０がそれぞれ凝縮部となること によって、熱媒体Ｌの熱を奪って凝縮部で放熱させ、また下水溝１１の側壁１２ から低温の下水中に放熱することによって、室内冷房等に利用することができる 。

【００１９】

【考案の効果】

以上、説明したようにこの考案の下水熱の利用システムは、下水から低レベル の熱エネルギを回収し、これを昇温させて高レベルの熱エネルギにして利用する 下水熱の利用システムにおいて、下水熱を吸収する吸熱部と吸収した熱を放出す る放熱部との間で熱媒体が循環する熱回収サイクルと、前記放熱部に熱交換可能 に接近させて蒸発器を配設したヒートポンプ式の熱集積サイクルとを備えるとと もに、前記熱回収サイクルの吸熱部にヒートパイプを用い、かつこのヒートパイ プを下水路の周壁内に、下水路内に突出しないように配設したので、下水流路の ごみ詰りの発生を防止して、熱源水である下水の円滑な流通が確保でき、安定し た熱回収が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の熱回収部の断面図である。

【図２】この考案の下水熱の利用システムの配管図であ
る。

【符号の説明】

１ 下水熱の利用システム ２ 熱回収サイクル ３ 熱集積サイクル ６ 熱回収部 ７ 二重管 ７ａ 内管 ７ｂ 外管 ９ 凝縮部 １０ 管状の蒸発部 １１ 下水溝 １２ 側壁 １３ 蒸発器 １５ 圧縮機 １６ 凝縮器 １７ 膨張弁 Ｆ 作動流体 Ｌ 熱媒体

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水から低レベルの熱エネルギを回収
   し、これを昇温させて高レベルの熱エネルギにして利用
   する下水熱の利用システムにおいて、下水熱を吸収する
   吸熱部と吸収した熱を放出する放熱部との間で熱媒体が
   循環する熱回収サイクルと、前記放熱部に熱交換可能に
   接近させて蒸発器を配設したヒートポンプ式の熱集積サ
   イクルとを備えるとともに、前記熱回収サイクルの吸熱
   部にヒートパイプを用い、かつこのヒートパイプを下水
   路の周壁内に、下水路内に突出しないように配設したこ
   とを特徴とする下水熱の利用システム。
2. 【請求項２】前記吸熱部は、内管と外管とからなる二重
   管をほぼ水平に配置するとともに、その内管内に前記熱
   媒体を流通させ、かつ内管と外管との間の空間を密閉し
   てヒートパイプの凝縮部とし、この凝縮部の下部内にそ
   れぞれの上端を連通接続して複数本の管状蒸発部を形成
   し、これら複数本の管状蒸発部を下水路の周壁に、流路
   内に突出しないように埋設してなることを特徴とする請
   求項１記載の下水熱の利用システム。