JPH08178435A - 地中採熱システム - Google Patents

地中採熱システム

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Publication number
JPH08178435A
JPH08178435A JP6324604A JP32460494A JPH08178435A JP H08178435 A JPH08178435 A JP H08178435A JP 6324604 A JP6324604 A JP 6324604A JP 32460494 A JP32460494 A JP 32460494A JP H08178435 A JPH08178435 A JP H08178435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conduit
bag
cast
bag body
underground heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP6324604A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazushi Wakita
和試 脇田
Noritoshi Hirosue
文紀 弘末
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hazama Corp
Original Assignee
Hazama Gumi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hazama Gumi Ltd filed Critical Hazama Gumi Ltd
Priority to JP6324604A priority Critical patent/JPH08178435A/ja
Publication of JPH08178435A publication Critical patent/JPH08178435A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/10Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、採熱媒体循環用の導管を敷
設するためだけに、わざわざ多数の立坑を形成しなくて
も良く、したがって、立坑形成のための手間を省くこと
ができ、立坑配設のためだけに広い敷地を必要としない
地中採熱システムを提供することにある。 【構成】 本発明の地中採熱システムは、場所打ち杭を
構成する鉄筋組立体1の外周に伸縮性材料からなる袋体
2を設け、この袋体2の外周に伸縮性遮水材料からな
り、ヒートポンプ10に連通した採熱用循環媒体の導管
3を設け、これら鉄筋組立体1、袋体2および導管3を
場所打ち杭立坑5に沈設したことを特徴とする。また、
袋体内には拡張伸縮自在なスペーサー4を設けても良
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地中採熱システムに関
し、詳細には、場所打ち杭立坑に設けた地中採熱システ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】地中採熱システムは、年間を通じて温度
が略一定の地中の熱を利用して、冬期は地盤から熱を吸
収し、夏期は建物内の熱を地中に放出し、これによっ
て、暖房、冷房用の空調電力の節約を行うものである。
かような地中採熱システムは、従来、図4に示したよう
に、地面を掘削して立坑を形成し、この立坑内にヒート
ポンプ51に連通した導管50を配設し、この導管50
の中に採熱媒体を循環して、ヒートポンプ51によって
採熱を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の地中採熱
システムは、特に欧米等の一般住宅において広く普及し
ており、家屋に隣接する駐車場等の広い敷地に立坑を形
成して採熱媒体循環用の導管を埋設している。しかしな
がら、日本、特に都市部においては、かような広い敷地
を確保するのは、コスト的に困難であるという問題があ
る。
【0004】また、地中採熱システムを大規模なビルデ
ィングに適用する場合には、大きな空調負荷に対応する
ため、導管と地盤との接触面積を可能な限り大きく取
り、採熱効率を向上する必要がある。したがって、この
導管を敷設するためだけに、わざわざ多数の立坑を形成
しなければならず、多大な手間が掛かると共に、広い敷
地が必要になるという問題がある。
【0005】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的は、採熱媒体循環用の導管を
敷設するためだけに、わざわざ多数の立坑を形成しなく
ても良く、したがって、立坑形成のための手間を省くこ
とができ、立坑配設のためだけに広い敷地を必要としな
い地中採熱システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的に鑑
みてなされたものであって、その要旨は、場所打ち杭を
構成する鉄筋組立体の外周に伸縮性材料からなる袋体を
設け、この袋体の外周に伸縮性遮水材料からなり、ヒー
トポンプに連通した採熱循環媒体の導管を設け、これら
鉄筋組立体、袋体および導管を場所打ち杭立坑に沈設し
たことを特徴とする地中採熱システムにある。
【0007】本発明の地中採熱システムにおいて、前記
袋体内に拡張伸縮自在なスペーサーを設けても良い。
【0008】ここで、本発明の地中採熱システムにおい
て、前記伸縮性材料からなる袋体とは、例えばEPD
M、ポリ塩化ビニール、高密度ポリエチレン、超高分子
量ポリエチレン等からなる袋体を採用するか、あるい
は、これらの材料からなる長尺のシートを施工現場にお
いて溶着して形成しても良い。また、前記採熱用循環媒
体の導管も、前記伸縮性材料からなる袋体と同様な材料
から形成することができる
【0009】。
【作用】本発明の地中採熱システムにおいて、鉄筋組立
体を場所打ち杭立坑に沈設する前に、予め、スペーサー
を鉄筋組立体に固定し、次いで、袋体を鉄筋組立体の先
端から外周全体を覆うように設け、さらに、この袋体の
上から導管を螺旋状に巻きつけたり、あるいは直線状に
固定する。以上の作業に前後して、場所打ち杭立坑を掘
削し、この場所打ち杭立坑内に前記スペーサー、袋体お
よび導管が固定された鉄筋組立体を沈設し、その後、ス
ペーサーをリング状に拡張して、袋体と導管とを場所打
ち杭立坑の坑壁に押しつける。さらに、この後、トレミ
ー管等によって袋体のなかにコンクリートを打設する
と、コンクリートの重量による圧力で、袋体と導管と
は、場所打ち杭立坑の坑壁の方向に拡張して坑壁に押し
つけられる。かように、導管が坑壁すなわち地盤に押し
つけられることによって、導管と地盤との接触面積が増
加し、採熱効率は、さらに向上することができる。
【0010】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明の地中採熱システムのコンクリ
ート充填前の立坑先端部分の拡大図である。本発明の地
中採熱システムは、鉄筋組立体いわゆる鉄筋かご1の外
周に設けた袋体2と、この袋体2の外周に設けられた採
熱用循環媒体の導管3とを主要部として備え、これ以外
に、袋体2内に設けられた開閉自在なスペーサー4を備
える。
【0011】ここで、袋体2は伸縮性材料としての高密
度ポリエチレン等からなり、場所打ち杭立坑5に沈設し
たときに立坑底に位置する先端部2aを閉じた形状に形
成し、この場所打ち杭立坑5の所定の高さまで延長して
設ける。この所定の高さとは、後述する導管3の螺旋状
部分よりも高い位置であれば良く、好ましくは、場所打
ち杭立坑5の地上開口の高さとする。
【0012】また、導管3も、袋体2と同様に、伸縮性
遮水材料としての高密度ポリエチレン等からなり、その
両端部を地上の建物12(図2参照)の内部または外部
に設けられたヒートポンプ10に連通し、ここから場所
打ち杭立坑5の所定の高さまで、前記鉄筋かご1の外周
に設けられた袋体2の外周を直線状に延長し、所定の高
さから下では袋体2の上から螺旋状に巻きつけて延長し
て固定する。この時、導管3の螺旋状の巻き付けを、場
所打ち杭立坑5における滞水層に当たる区間に重点的に
配すれば、熱伝達率の良好な水によってシステム全体の
採熱効率を高めることができる。その他の区間では、何
れの巻き方にするか適宜定めることができる。
【0013】さらに、スペーサー4は、例えば図3に示
すように、場所打ち杭立坑5に地上開口部から立坑底ま
で延長して配された鋼棒等の棒体4aと、この棒体4a
に固定された板体4bと、弧状の複数の部材からリング
状に形成し、鉄筋かご1の外周と袋体2との間に配した
袋体拡張部材4eと、この袋体拡張部材4eおよび鉄筋
かご1を連結して袋体拡張部材4eを支持するための部
材、例えば相互に摺動自在に嵌挿された複数の管体から
なる伸縮自在な支持棒4fと、袋体拡張部材4eよりも
上方かつ板体4bよりも下方に位置し、板体4bよりも
小形で棒体4aの周りに形成されたリング部材4cと、
このリング部材4cの全ての弧状部材および袋体拡張部
材4eに、それぞれピン接合した複数の連結部材4dと
を備える構成にしても良い。
【0014】上記構成のスペーサー4では、棒体4aを
場所打ち杭立坑5内で下方に押し入れると、板体4bは
リング部材4cに当接した後、リング部材4cを棒体4
aに沿って下方に押し下げる。このリング部材4cは下
方に移動しながら、連結部材4dを介して、袋体拡張部
材4eを、矢印Xで示したようにリング状に拡張し、一
方、支持棒4fは、袋体拡張部材4eを支持しながら、
袋体拡張部材4eの拡張に追従して伸長する。そして、
袋体拡張部材4eは、リング状に拡張しながら袋体2に
当接し、これを坑壁の方向に拡張すると共に、袋体2の
外周に螺旋状に巻きつけられた導管3も伸長させて、こ
れらを坑壁に押しつける。
【0015】なお、上記構成のスペーサー4において、
袋体拡張部材4eの同一立坑内における配設個数は、袋
体2や導管3を充分に拡張して坑壁5に押し当てること
ができるような配設密度と配設数量であれば良く、所望
数とすることができる。また、板体4bおよびリング部
材4cは、袋体拡張部材4eと同様の配設個数とするこ
とができる。さらに、支持棒4fは、袋体拡張部材4e
を充分に支持できるように、鉄筋かご1の所定の配置に
所定の個数だけ固定することができる。
【0016】次に、上記構成の地中採熱システムを建物
12に適用する場合の施工方法について説明する。
【0017】鉄筋かご1を場所打ち杭立坑5に沈設する
前に、予め、スペーサー4、袋体2および導管3の鉄筋
かご1への取付作業を行う。この取付作業は、最初に、
支持棒4fを鉄筋かご1に溶接することによってスペー
サー4を固定し、次いで、袋体2を鉄筋かご1の先端か
ら外周全体を覆うように設け、さらに、この袋体2の上
から導管3を螺旋状に巻きつけたり、あるいは直線状に
固定することによって行う。
【0018】以上のような取付作業に前後して、施工現
場にて場所打ち杭立坑5を掘削し、この場所打ち杭立坑
5内に前記取付作業後の鉄筋かご1を沈設する。そし
て、この沈設後、スペーサー4の棒体4aを場所打ち杭
立坑5内で下方に押し入れ、袋体拡張部材4eをリング
状に拡張して、袋体2と導管3とを場所打ち杭立坑5の
坑壁に押しつけるまで拡張する。
【0019】さらに、この後、トレミー管(図示せず)
等によって袋体2のなかにコンクリート(図示せず)を
打設すると、コンクリートの重量による圧力で、袋体2
と導管3とは、場所打ち杭立坑5の坑壁の方向に拡張し
て坑壁に押しつけられる。かように、導管3が坑壁すな
わち地盤に押しつけられることによって、導管3と地盤
との接触面積が増加し、採熱効率は、さらに向上するこ
とができる。
【0020】以上のようにして、場所打ち杭(図示せ
ず)の外周に配置された導管3は、図2に示したよう
に、その両端を地上の建物12の内部あるいは外部のヒ
ートポンプ10に連通するように設け、さらに、このヒ
ートポンプ10を建物の空調機11に連通する。そし
て、導管3内に採熱循環媒体、例えば水、食塩水あるい
はアンモニア添加水等を循環させて、地中の熱を採取し
たり、あるいは地中に熱を放出し、建物12の空調を行
う。
【0021】
【発明の効果】本発明の地中採熱システムでは、ヒート
ポンプに連通した採熱媒体循環用の導管を、建物の地下
に設けた建物基礎のための場所打ち杭の鉄筋組立体の外
周に設けたので、従来のように、この導管を敷設するた
めだけに、わざわざ多数の立坑を形成しなくても良く、
したがって、立坑形成のための手間を省くことができ、
立坑配設のためだけに広い敷地を必要としない。
【0022】また、本発明の地中採熱システムでは、建
物基礎のための場所打ち杭を形成する際に、鉄筋組立体
の外周に設けた伸縮性材料からなる袋体の外周に、伸縮
性遮水材料からなる導管を設け、この袋体の中にコンク
リートを打設するため、袋体と導管とは、このコンクリ
ート重量による圧力で伸長して、場所打ち杭立坑の坑壁
すなわち地盤に押しつけられるように拡張する。かよう
に導管を地盤に押しつけることで、接触面積を増加して
採熱効率(放熱効率)を向上することが可能になる。
【0023】さらに、本発明の地中採熱システムでは、
袋体内に拡張伸縮自在なスペーサーを設けているため、
このスペーサーを拡張し、袋体を介して導管を伸長さ
せ、導管を場所打ち杭立坑の坑壁に押し当てることがで
き、上記と同様に、その接触面積を増加して採熱効率
(放熱効率)を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の地中採熱システムのコンクリート充填
前の立坑先端部分の拡大図である。
【図2】本発明の地中採熱システムを建物に設けた際の
簡略図である。
【図3】本発明の地中採熱システムのスペーサーの透視
図である。
【図4】従来の地中採熱システムの簡略図である。
【符号の説明】
1 鉄筋かご(鉄筋組立体) 2 袋体 3 導管 4 スペーサー 5 場所打ち杭立坑 10 ヒートポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 場所打ち杭を構成する鉄筋組立体の外周
    に伸縮性材料からなる袋体を設け、この袋体の外周に伸
    縮性遮水材料からなり、ヒートポンプに連通した採熱用
    循環媒体の導管を設け、これら鉄筋組立体、袋体および
    導管を場所打ち杭立坑に沈設したことを特徴とする地中
    採熱システム。
  2. 【請求項2】 前記袋体内に拡張伸縮自在なスペーサー
    を設けてなる請求項1記載の地中採熱システム。
JP6324604A 1994-12-27 1994-12-27 地中採熱システム Pending JPH08178435A (ja)

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JP6324604A JPH08178435A (ja) 1994-12-27 1994-12-27 地中採熱システム

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JP6324604A JPH08178435A (ja) 1994-12-27 1994-12-27 地中採熱システム

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ID=18167682

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JP (1) JPH08178435A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100407673B1 (ko) * 2000-12-29 2003-12-01 박혜서 지열을 이용한 냉난방 시스템 및 대형 열교환 말뚝 시공방법
JP2013133584A (ja) * 2011-12-25 2013-07-08 Japan Pile Corp 地中熱利用のための場所打ち杭用鉄筋籠及び地中熱利用熱交換パイプの設置方法
JP2015045472A (ja) * 2013-08-29 2015-03-12 前田建設工業株式会社 地中熱交換装置に用いる伝熱管の施工方法
CN106595338A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 滨州市甲力太阳能科技有限公司 一种盘管式换热器

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