WO2014141804A1 - 発酵熱利用システム - Google Patents

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WO2014141804A1
WO2014141804A1 PCT/JP2014/053310 JP2014053310W WO2014141804A1 WO 2014141804 A1 WO2014141804 A1 WO 2014141804A1 JP 2014053310 W JP2014053310 W JP 2014053310W WO 2014141804 A1 WO2014141804 A1 WO 2014141804A1
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heat
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organic waste
heat utilization
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PCT/JP2014/053310
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高柳 博
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株式会社北誠商事
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    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the present invention relates to a fermentation heat utilization system that utilizes fermentation heat of organic waste.
  • a heating device disclosed in Utility Model Registration No. 3152480 is known.
  • This heating apparatus includes a fermentation composting storage, a heat exchanger of a heat source unit disposed in the fermentation composting storage, and a heat exchanger of a heat radiation unit disposed in a cultivation facility or the like.
  • the organic waste is stored in the fermentation composting storage place, so that the organic waste is fermented to generate fermentation heat.
  • This fermentation heat is transmitted to the heat exchanger of the heat source part in the fermentation composting storage, and raises the temperature of the water as the heat transfer medium flowing into the heat exchanger.
  • the water in the heat exchanger of the heat source section whose specific gravity has decreased due to the temperature rise flows upward in the heat exchanger of the heat source section, and the heat of the heat radiating section arranged in the cultivation facility through the heat transfer pipe It flows into the exchanger.
  • the water which flowed in the heat exchanger of a heat radiating part dissipates heat by heat exchange by the heat exchanger of a heat radiating part, and heats cultivation facilities.
  • the water cooled by the heat radiation increases in specific gravity, descends in the heat exchanger of the heat radiating section, and flows again into the heat exchanger of the heat source section through the piping.
  • the conventional heating apparatus described above has the following problems to be improved. That is, in this fermentation heat utilization structure, the heat exchanger of the heat source unit is configured only by a pipe (pipe) through which water as a heat transfer medium is flowed. For this reason, the subject that the efficiency of the heat exchange in the fermentation composting storage place (endothermic efficiency of fermentation heat) exists is low. In addition, since organic waste is hardly fermented and hardly generates fermentation heat in a low temperature state, the organic waste cannot perform a sufficient function in a winter period in a cold region where demand for the heating device is expected. There is a fear. Thus, in the above-described conventional heating device, efficient use of fermentation heat is difficult, and improvement thereof is desired.
  • the present invention has been made in view of such a problem to be improved, and has as its main object to provide a fermentation heat utilization system that can improve the utilization efficiency of fermentation heat.
  • the fermentation heat utilization system is a fermentation heat utilization system that utilizes the fermentation heat of organic waste, and is configured to accommodate the organic waste and is configured to accommodate the organic waste.
  • a first heat-absorbing part that raises the temperature of the medium, and the first heat-absorbing part has a plurality of conduits to which fins are attached, and is a radiator that causes the first heat-medium to flow in the conduits. It is configured.
  • the fermentation heat utilization system according to claim 2 is the fermentation heat utilization system according to claim 1, wherein the organic waste in a state where the granular material formed of the foamed resin is mixed is fermented in the fermentation chamber. .
  • the fermentation heat utilization system according to claim 3 is the fermentation heat utilization system according to claim 1 or 2, wherein the fermentation chamber is configured to have heat insulation.
  • the fermentation heat utilization system according to claim 4 is the fermentation heat utilization system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fermentation chamber heats the organic waste to produce the organic waste.
  • a heater for promoting fermentation is arranged.
  • the fermentation heat utilization system according to claim 5 is the fermentation heat utilization system according to claim 4, wherein the temperature detected by the detection unit and a temperature detected by the detection unit are predetermined. And a controller for operating the heater at the following times.
  • the fermentation heat utilization system according to claim 6 is the fermentation heat utilization system according to claim 4 or 5, wherein the heater is formed in a sheet shape and disposed on the bottom surface of each of the storage areas. .
  • the fermentation heat utilization system according to claim 7 is the fermentation heat utilization system according to any one of claims 1 to 6, wherein the fermentation chamber is formed by partitioning an internal space into a plurality of parts in a vertical direction by a partition plate.
  • the organic waste is stored in each of the storage areas in a state of being stored in a storage bag.
  • the fermentation heat utilization system according to claim 8 is the fermentation heat utilization system according to any one of claims 1 to 6, wherein the fermentation chamber is formed by partitioning the internal space into a plurality of parts in the vertical direction by a partition plate.
  • the organic waste is housed in each of the housing regions in a state of being housed in a heat-insulating storage box.
  • a fermentation heat utilization system is the fermentation heat utilization system according to any one of claims 1 to 8, wherein the fermentation heat utilization system is stored in the storage tank storing the first heat medium, and the storage tank. And a pump that circulates the first heat medium between the radiator and the storage tank.
  • the fermentation heat utilization system according to claim 10 is the fermentation heat utilization system according to claim 9, wherein the fermentation heat utilization system is arranged in the storage tank and configured to be capable of flowing the second heat medium. A second heat absorbing portion that absorbs this heat and raises the temperature of the second heat medium.
  • the fermentation heat utilization system of Claim 11 is equipped with the boiler which heats the water as said 2nd heat medium which flowed the said 2nd heat absorption part in the fermentation heat utilization system of Claim 10. .
  • a radiator that has a plurality of conduits to which fins are attached and allows the first heat medium to flow in each conduit is disposed in the fermentation chamber.
  • the organic waste in a state where the granular material formed of the foamed resin is mixed is fermented in the fermentation chamber.
  • the adhering between the organic wastes can be reduced by mixing the granular material and the organic wastes.
  • this fermentation heat utilization system as a result of being able to distribute
  • a granular material formed of an open-cell foamed resin when organic waste ferments the air and moisture held in the granular material before the start of fermentation, Can be supplied. For this reason, according to this fermentation heat utilization system, fermentation of organic waste can be further promoted.
  • the fermentation chamber is configured with heat insulation. For this reason, according to this fermentation heat utilization system, the loss by the heat radiation from a fermentation chamber to the exterior can fully be suppressed. Moreover, since the temperature fall of the fermentation chamber by the heat radiation from the fermentation chamber to the outside can be prevented, an efficient fermentation state can be continued. For this reason, according to this fermentation heat utilization system, the utilization efficiency of fermentation heat can be further improved.
  • a heater for heating organic waste is disposed in the fermentation chamber. For this reason, according to this fermentation heat utilization system, even when the temperature in a fermentation chamber is below a specified temperature, fermentation can be advanced over the entire organic waste housed by heating with a heater.
  • the fermentation heat utilization system by including a control unit that operates the heater when the temperature detected by the detection unit that detects the temperature in the fermentation chamber is equal to or lower than a predetermined temperature.
  • a control unit that operates the heater when the temperature detected by the detection unit that detects the temperature in the fermentation chamber is equal to or lower than a predetermined temperature.
  • the heater is formed in a sheet shape and disposed on the bottom surface of each storage area, so that each storage bag storing organic waste is provided for each storage bag. Since the bottom can be heated, the organic waste in each storage bag can be efficiently heated in a short time.
  • the fermentation chamber is configured to include a plurality of storage areas formed by partitioning the vertical direction of the internal space with a partition plate, and the organic waste is stored in the storage bag. It is accommodated in each accommodation area in the accommodated state. For this reason, according to this fermentative heat utilization system, compared with a configuration in which organic waste is directly stored (filled) in an internal space without partitioning, or a configuration in which storage bags storing organic waste are directly stacked, Since the compaction of the organic waste due to its own weight can be suppressed, air can be sufficiently distributed to the organic waste. As a result, the fermentation of the organic waste can be sufficiently promoted.
  • the storage bags storing organic waste can be stored in a plurality of storage areas, for example, the replacement time of the storage bags storing organic waste By making the difference for each storage area and predetermining, it is possible to reliably perform the replacement work at different times so that the fermentation peak continues.
  • the fermentation chamber is configured to include a plurality of storage areas formed by partitioning the vertical direction of the internal space with a partition plate, and the organic waste has heat insulation properties. It is accommodated in each accommodation area in the state accommodated in the storage box which has. For this reason, according to this fermentation heat utilization system, it is possible to suppress the compaction of organic waste due to its own weight as compared with a configuration in which organic waste is directly accommodated (filled) in an interior space without a partition. Therefore, as a result of being able to sufficiently distribute air to the organic waste, fermentation of the organic waste can be sufficiently promoted.
  • this fermentation heat utilization system since it is comprised so that the storage box which accommodated organic waste can each be accommodated in a some accommodation area
  • the storage tank for storing the first heat medium and the pump for circulating the first heat medium between the radiator and the storage tank are provided.
  • the first heat medium can be circulated and the endothermic fermentation heat can be repeatedly absorbed.
  • the temperature of the first heat medium can be sufficiently raised.
  • the second heat absorption part that is disposed in the storage tank and absorbs the heat in the storage tank to raise the temperature of the second heat medium is provided.
  • the temperature in the storage tank is stabilized by circulating the first heat medium between the radiator and the storage tank, the temperature of the second heat absorption part can be reliably increased.
  • the temperature of the water can be sufficiently increased only by the temperature rise by the fermentation heat in the fermentation chamber. Since the temperature of water can be heated to an arbitrary temperature according to the purpose of use when not rising, the convenience of the fermentation heat utilization system can be sufficiently enhanced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a fermentation heat utilization system 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the fermentation chamber 2, the storage tank 3, and the boiler 6.
  • FIG. It is a top view which shows the structure of the fermentation chamber 2, the storage tank 3, and the boiler 6.
  • FIG. It is a front view which shows the structure of radiator 4a, 4b.
  • It is the 1st explanatory view explaining the usage method of fermentation heat utilization system.
  • It is the 2nd explanatory view explaining the usage method of fermentation heat utilization system 1.
  • It is the 3rd explanatory view explaining the usage method of fermentation heat utilization system 1.
  • 3 is a front view of a storage box 110.
  • FIG. It is the 1st perspective view showing the composition of fermentation heat utilization system 501.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of fermentation chambers 502a to 502c. 3 is a front view showing a configuration of a radiator 504. FIG. It is a perspective view which shows the installation state of the radiator. It is a perspective view which shows the connection state of each component of the fermentation heat utilization system 501.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of fermentation chambers 502a to 502c. 3 is a front view showing a configuration of a radiator 504.
  • FIG. It is a perspective view which shows the installation state of the radiator. It is a perspective view which shows the connection state of each component of the fermentation heat utilization system 501.
  • the fermentation heat utilization system 1 shown in FIG. 1 is a system that uses the fermentation heat of organic waste (organic waste 200 shown in FIG. 2) as a heat source, and has various uses (for example, the building shown in FIG. 1). It is configured such that the heat of fermentation can be used for heating 300).
  • the fermentation heat utilization system 1 includes a fermentation chamber 2, a storage tank 3, radiators 4a and 4b, a pump 5, a boiler 6, a heating fan 7, and snow melting pipes 8a and 8b ( Hereinafter, when not distinguished, it is also referred to as “snow melting pipe 8”).
  • the fermentation chamber 2 is configured to accommodate the organic waste 200 and is a facility for fermenting the accommodated organic waste 200 to generate fermentation heat, as shown in FIGS.
  • the wall portions 11a to 11f (hereinafter also referred to as “wall portion 11” when not distinguished) are formed in a rectangular parallelepiped box shape.
  • the wall 11f functions as a lid for opening and closing the opening of the bottomed rectangular parallelepiped main body 2a (see FIG. 5) constituted by the walls 11a to 11e, and is attached to and detached from the main body 2a. Is possible.
  • the fermentation chamber 2 has a structure in which each wall portion 11 is formed using a heat insulating material such as polystyrene foam or glass wool and has heat insulating properties.
  • the fermentation chamber 2 is formed by partitioning the internal space 21 (see FIG. 5) in the vertical direction by a partition plate 12 configured to be detachable from the main body 2a.
  • the two storage areas 22a and 22b (hereinafter also referred to as “storage area 22” when not distinguished) are provided.
  • the storage area 22 is filled with the organic waste 200 filled (stored) in the storage bag 100 (hereinafter referred to as the storage bag 100 filled with the organic waste 200).
  • the fermentation heat utilization system 1 is configured such that four (8 in total) filled storage bags 100 can be stored side by side for each storage region 22.
  • the heaters 13 are respectively disposed in the storage areas 22 a and 22 b of the fermentation chamber 2.
  • the heater 13 formed in the sheet form (thin plate shape) is employ
  • the heater 13 is laid on the upper surface of the partition plate 12 (the bottom surface of the storage area 22b).
  • the heater 13 has a function of heating the organic waste 200 stored in the storage bag 100 in the storage regions 22a and 22b of the fermentation chamber 2 to promote fermentation of the organic waste 200. ing.
  • the detection part 14 which detects the temperature in the fermentation chamber 2 (each accommodation region 22a, 22b) is arrange
  • one detection unit 14 is provided for each accommodation region 22.
  • the fermentation chamber 2 is provided with a control unit 15 that controls the heater 13.
  • the control unit 15 determines that the temperature in the fermentation chamber 2 detected by the detection unit 14 is a predetermined temperature (for example, 20 ° C.) that is determined in advance as a temperature at which microorganisms are actively activated and fermentation is sufficiently performed.
  • the heater 13 is operated at the following times, and when the temperature exceeds the specified temperature, the operation is stopped.
  • the storage tank 3 stores an antifreeze (as an example, an antifreeze containing ethylene glycol as a main component) as a first heat medium.
  • the fermentation heat utilization system 1 includes two storage tanks 3, and these two storage tanks 3 are arranged in a casing 3 a in a state where they are stacked in two upper and lower stages. Yes.
  • the antifreeze circulates between each radiator 4a arrange
  • Each radiator 4a and the storage tank 3 are connected by a hose 40 so that the antifreeze circulates between each radiator 4a arranged in the used storage bag 100 and the upper storage tank 3.
  • the radiator 4a corresponds to the first heat absorption part and is disposed in the fermentation chamber 2. Specifically, the radiator 4 a is disposed in a filled storage bag 100 stored in the fermentation chamber 2. Further, the radiator 4a is configured to allow the antifreeze liquid to flow, and has a function of increasing the temperature of the antifreeze liquid by absorbing the heat of fermentation generated in the fermentation chamber 2 (in the filled storage bag 100). Specifically, as an example, the radiator 4 a is spanned between two tanks 41, a plurality of conduits 42 disposed between the two tanks 41, and the respective conduits 42, as shown in FIG. 4. In this manner, the fins 43 are attached to the conduits 42. In this case, the conduits 42 and the fins 43 are formed of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper.
  • the fermentation heat utilization system 1 includes the same number (8 in this example) of radiators 4 a as the number of filled storage bags 100 that can be accommodated in the fermentation chamber 2, and each radiator 4 a is accommodated in the fermentation chamber 2. By arranging one in each filled storage bag 100, it is possible to increase the efficiency of absorbing heat of fermentation (efficiency of heat exchange).
  • the radiator 4b corresponds to a second heat absorption part, is configured in the same manner as the radiator 4a described above, and is disposed in each storage tank 3, respectively.
  • the radiator 4b is configured to be able to flow water as the second heat medium, and has a function of absorbing the heat in the storage tank 3 and raising the temperature of the flowing water.
  • water water supplied from the water supply
  • a pump not shown
  • the water heated by flowing through the radiator 4b is , Sent to the boiler 6.
  • the pump 5 is disposed in the vicinity of the storage tank 3 and connected to the storage tank 3 by a hose 40, for example, and circulates the antifreeze liquid between the radiator 4a and the storage tank 3 by pumping the antifreeze liquid.
  • the boiler 6 heats the water that has flowed through the radiator 4b.
  • the boiler 6 is water (hereinafter also referred to as “hot water”) heated via a water supply / drain pipe 50 to the heating fan 7, the snow melting pipes 8 a and 8 b, and the hot water supply faucet 9 of the building 300. ).
  • the fermentation chamber 2, the storage tank 3, and the boiler 6 are installed on the ground in a location adjacent to the building 300. It can also be placed inside.
  • the heating fan 7 is disposed in a room of the building 300 or the like, and raises the air by heat exchange between the hot water sent out from the boiler 6 and the air in the installation place (room). It has the function of blowing air after heating.
  • the snow melting pipe 8 a is disposed on the roof 301 of the building 300. Further, the snow melting pipe 8b is disposed in the parking lot 400 adjacent to the building 300 (just below the ground of the parking lot 400). These snow-melting pipes 8a and 8b have a function of melting the snow by heat exchange between the snow that has accumulated on the roof 301 and the parking lot 400 in the winter and the hot water that is sent out from the boiler 6.
  • the organic waste 200 used in the fermentative heat utilization system 1 a culture medium (spent medium) for straw cultivation after use for cultivation of strawberries such as enoki straw can be used.
  • the spent medium contains a large amount of microorganisms and generates a large amount of fermentation heat by natural fermentation.
  • produces in large quantities from a straw cultivation facility, and reuse is comparatively difficult, by using this used culture medium as the organic waste 200, the organic suitable for the fermentation heat utilization system 1 is used.
  • a stable supply of the system waste 200 is possible.
  • the spent medium after completion of fermentation can be used as an excellent fertilizer, and thus can contribute to effective use of resources.
  • a used culture medium A rice husk, a food residue, a mixture of these and a used culture medium, etc.
  • fermentation promoting additives can be added to these organic wastes 200 for use.
  • a breathable bag body for example, a flexible container bag formed of a resin woven fabric
  • a breathable bag body that can be filled with about 500 kg to 1000 kg of organic waste 200 can be used.
  • the partition plate 12 is attached to the main body 2a.
  • the internal space 21 is partitioned into the two storage areas 22a and 22b, and the four filled storage bags 100 described above are stored in the storage area 22a.
  • four heaters 13 are laid on the top surface of the partition plate 12 (the bottom surface of the storage region 22b), and then the four filled storage bags 100 filled on each heater 13 are respectively connected.
  • the radiator 4 a is arranged in each loaded storage bag 100 placed, and the storage tank 3, the pump 5, and each radiator 4 a are connected by a hose 40.
  • a wall 11f is attached to the upper part of the main body 2a so as to close the opening of the main body 2a.
  • the above-described four filled storage bags 100 are stored in the storage region 22 b, and a total of eight filled storage bags 100 are stored in the fermentation chamber 2.
  • the two storage areas 22 a and 22 b are formed by dividing the internal space 21 of the fermentation chamber 2 in the vertical direction using the partition plate 12 as described above. For this reason, compared with the structure which piles up the filled storage bag 100 directly, the compaction by the dead weight of the organic waste 200 can be suppressed few. Therefore, as a result of being able to distribute
  • a switch (not shown) is turned on to operate the heater 13, the detection unit 14, and the control unit 15 disposed in the fermentation chamber 2 and to operate the pump 5.
  • the detection unit 14 detects the temperature in the fermentation chamber 2 (respective storage areas 22a and 22b).
  • the control part 15 discriminate
  • the temperature of the organic waste 200 filled in the storage bag 100 is equal to or lower than the specified temperature, the activity of microorganisms is suppressed and fermentation is not sufficiently performed. As a result, the heating medium is sufficiently heated. No fermentative heat is generated.
  • the temperature of the organic waste 200 below the filled storage bag 100 increases.
  • the activity of microorganisms in that part is activated, and fermentation proceeds in that part.
  • the temperature of the organic waste 200 in the upper part is raised by the fermentation heat generated with the fermentation, and the fermentation proceeds in that part. Done. In this manner, the range of fermentation is expanded one after another from the lower part to the upper part of the filled storage bag 100 by the heating by the heater 13, and the fermentation proceeds over the entire filled storage bag 100.
  • control unit 15 stops the operation of the heater 13 when the temperature in the fermentation chamber 2 detected by the detection unit 14 exceeds the specified temperature.
  • the antifreeze liquid stored in the storage tank 3 is supplied by the pump 5 to each radiator 4 a disposed in the filled storage bag 100.
  • the antifreeze supplied to one tank 41 flows through each conduit 42 and is sent out to the other tank 41, and the antifreeze flowing through the conduit 42 is passed through the fins 43 and the conduit 42.
  • the heat of fermentation in the fermentation chamber 2 is absorbed (heat exchange), thereby raising the temperature of the antifreeze.
  • heat absorption (heat exchange) is generated. Done efficiently.
  • the antifreeze liquid is heated to about 40 ° C to 45 ° C.
  • this fermentation heat utilization system 1 in order to absorb heat (heat exchange) of the fermentation heat using the radiator 4a provided with the conduit 42 having the fins 43 in this way, a tube through which the heat medium flows is placed in the fermentation chamber 2. Compared with a configuration that is simply arranged, the efficiency of absorbing heat (heat exchange) of the fermentation heat is sufficiently enhanced.
  • this fermentation heat utilization system 1 when the boiler 6 is operated, water is supplied to the radiator 4 b disposed in the storage tank 3. At this time, similarly to the above-described radiator 4a, the heat of the antifreeze liquid in the storage tank 3 raised in temperature by the fermentation heat in the fermentation chamber 2 is absorbed by the radiator 4b, and thereby water supplied to the radiator 4b is obtained.
  • the temperature is raised (for example, the temperature is raised to about 40 ° C. to 45 ° C. which is the same as the temperature of the antifreeze liquid). Further, the boiler 6 further heats the water heated by flowing through the radiator 4b.
  • the boiler 6 sends heated water (hot water) to the heating fan 7, the snow melting pipes 8 a and 8 b, and the hot water supply faucet 9 of the building 300 through the water supply / drain pipe 50.
  • heated water hot water
  • the heating fan 7 sends heated water (hot water) to the heating fan 7, the snow melting pipes 8 a and 8 b, and the hot water supply faucet 9 of the building 300 through the water supply / drain pipe 50.
  • heat exchange is performed between the hot water sent to the heating fan 7 and the air in the room where the heating fan 7 is installed, so that the temperature of the air is raised, thereby heating the room.
  • heat exchange is performed between the hot water sent to the snow melting pipes 8a and 8b and the snow that has fallen on the roof 301 or the parking lot 400, whereby the snow that has fallen is melted.
  • the hot water is returned to the boiler 6 through the water supply / drainage pipe 50 as shown in FIG. It is sent out to the fan 7 and the snow melting pipes 8a and 8b. Further, the hot water sent to the faucet 9 is discharged from the faucet 9 by opening the faucet 9.
  • the radiator 4a which has the some conduit
  • the fermentation chamber 2 is configured and the heater 13 for heating the organic waste 200 is disposed in the fermentation chamber 2.
  • the heater 13 for heating the organic waste 200 is disposed in the fermentation chamber 2.
  • this fermentation heat utilization system 1 by having the control part 15 which operates the heater 13 when the temperature detected by the detection part 14 which detects the temperature in the fermentation chamber 2 is below a specified temperature, When the temperature in the fermentation chamber 2 does not reach the specified temperature suitable for fermentation of the organic waste 200, the organic waste 200 can be reliably heated. Moreover, since the operation
  • the fermentation chamber 2 is comprised including the some accommodating area
  • the bag 100 In the state accommodated in the bag 100, it accommodates in each accommodation area
  • the compaction of the organic waste 200 due to its own weight can be reduced, air can be sufficiently circulated through the organic waste 200. As a result, the fermentation of the organic waste 200 can be sufficiently promoted. it can.
  • the heater 13 is formed in a sheet shape and disposed on the bottom surface of each storage region 22, thereby heating the bottom of each filled storage bag 100. Therefore, the organic waste 200 in each filled storage bag 100 can be efficiently heated in a short time.
  • this fermentative heat utilization system 1 by providing the storage tank 3 for storing the antifreeze liquid and the pump 5 for circulating the antifreeze liquid between the radiator 4a and the storage tank 3, the antifreeze liquid is circulated. Since the heat absorption of fermentation heat can be repeated, for example, the antifreeze liquid is sufficiently heated compared with the flow-through configuration in which the heat absorption of the fermentation heat is performed only once without the storage tank 3. be able to.
  • this fermentation heat utilization system 1 by providing the radiator 4b which is arrange
  • the temperature of the water is not sufficiently increased only by the temperature rise by the fermentation heat in the fermentation chamber 2.
  • the temperature of water can be heated to an arbitrary temperature according to the purpose of use, so that the convenience of the fermentation heat utilization system 1 can be sufficiently enhanced.
  • the structure of the fermentation heat utilization system 1 is not limited to the above-described structure, and can be changed as appropriate.
  • the example in which one radiator 4a is disposed in one storage bag 100 has been described above, but the number of radiators 4a disposed in one storage bag 100 is not limited to one, and any number of two or more It is also possible to arrange a radiator 4a.
  • positions one radiator 4b in one storage tank 3 was mentioned above, the number of the radiators 4b arrange
  • the organic waste 200 is mixed with a granular material formed of foamed resin, and the organic waste 200 in this state is fermented in the fermentation chamber 2.
  • the foamed resin for example, an open-cell foamed resin using polyurethane, polystyrene, polyethylene, polypropylene, or the like as a raw material can be used.
  • the granular material and the organic waste it is possible to suppress the sticking between the organic wastes to a small extent, so that the air is more sufficiently distributed to the organic waste 200. As a result, fermentation of the organic waste 200 can be further promoted.
  • the organic waste 200 when the organic waste 200 ferments air and moisture held in the granular body before the start of fermentation, the organic waste 200 Can be supplied to. For this reason, according to this structure, fermentation of the organic waste 200 can be promoted further. Further, after the fermentation of the organic waste mixed with the granular material is completed, the mixture can be pelletized and used as fuel. For this reason, the configuration can also contribute to effective use of resources.
  • the example in which the internal space 21 of the fermentation chamber 2 is partitioned into two stages in the vertical direction has been described above, but a configuration in which the interior space 21 is partitioned into three or more stages can also be employed.
  • a configuration in which the internal space 21 is used without partitioning that is, the internal space 21 is used as one stage) can be employed.
  • the fermentation heat utilization system 1 (fermentation heat generated from the fermentation chamber 2) can also be used for power generation.
  • the heater 13 is activated and deactivated manually without providing the detection unit 14 and the control unit 15. Furthermore, the structure which is not provided with the heater 13 is also employable. Moreover, the structure using the fermentation chamber 2 which does not have heat insulation is also employable.
  • the fermentation heat utilization system 501 is a system that uses the fermentation heat of organic waste as a heat source, and is configured to be able to use the fermentation heat for various purposes (for example, heating the building 300 shown in FIG. 9). Yes. Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the fermentation heat utilization system 501 includes fermentation chambers 502a to 502c (hereinafter also referred to as “fermentation chamber 502” when not distinguished), a storage tank 3, six radiators 504, Pumps 5a and 5b (hereinafter also referred to as “pump 5” when not distinguished), boiler 6, heating fan 7, floor heating pipe 508, and snow melting pipes 8a and 8b (hereinafter also referred to as “snow melting pipe 8” when not distinguished) It is configured with.
  • each fermentation chamber 502, storage tank 3, each radiator 504, each pump 5 and boiler 6 are installed in the first floor portion F1 of the building 300.
  • the heating fan 7 is installed on the wall surface of the second floor part F2 of the building 300
  • the floor heating pipe 508 is installed on the floor 302 of the second floor part F2 (the ceiling of the first floor part F1).
  • the snow melting pipe 8a is disposed on the roof 301 of the building 300
  • the snow melting pipe 8b is disposed in the parking lot 400 (just below the ground) adjacent to the building 300.
  • this fermentation heat utilization system 501 sawdust and rice husk are added to the above-described spent straw cultivation medium (used medium), and further, a granular foamed resin (open cell type) having a diameter of about 3 mm to 5 mm. ) Is added at a volume ratio of about 10% to 20% and mixed with the organic waste (hereinafter, this organic waste is also referred to as “organic waste 201”) to generate fermentation heat.
  • a granular foamed resin open cell type having a diameter of about 3 mm to 5 mm.
  • the fermentation chamber 502 is configured to accommodate the organic waste 201 and is a facility for fermenting the accommodated organic waste 201 to generate fermentation heat.
  • FIG. 511a to 511f (hereinafter also referred to as “wall portion 511” when not distinguished) are formed in a rectangular parallelepiped box shape.
  • FIG. 11 it has illustrated in the state which permeate
  • the fermentation chamber 502 has a structure in which each wall portion 511 is formed by using a heat insulating material such as polystyrene foam or glass wool and has heat insulating properties.
  • the fermentation chamber 502 has a wall 511f that functions as a lid. By removing the wall 511f, the upper portion of the fermentation chamber 502 is opened, and the organic waste 201 can be introduced into the fermentation chamber 502 from above. It has become.
  • an insertion hole (not shown) through which the hose 40 (see FIG. 13) is inserted is formed in the wall portion 511f.
  • a window 512 for taking out (scraping out) the organic waste 201 that has been fermented from the fermentation chamber 502 is formed in the wall portion 511 a of the fermentation chamber 502. Further, the wall portion 511a is configured with, for example, a plate that can slide up and down, and a door 513 for opening and closing the window portion 512 is disposed.
  • the organic waste 201 accommodated in the fermentation chamber 502 is moved to the window 512 side at the bottom of the fermentation chamber 502, and the organic waste from the window 512 is moved.
  • An inclined plate 514 is provided for facilitating the work of taking out 201.
  • the storage tank 3 stores water as a first heat medium. Further, as shown in FIG. 14, a plurality of hoses 40 are connected to the storage tank 3, and water stored in the storage tank 3 passes through these hoses 40 to each radiator 504, each pump 5, and boiler 6. The heating fan 7, the floor heating pipe 508, and the snow melting pipes 8a and 8b circulate between the storage tank 3.
  • Each radiator 504 corresponds to a first heat absorption part, and is disposed in each fermentation chamber 502. Further, the radiator 504 is configured to be able to flow water (first heat medium), and has a function of absorbing the fermentation heat generated in the fermentation chamber 2 and raising the temperature of the antifreeze liquid.
  • the radiator 504 includes two tanks 541a and 541b (hereinafter also referred to as “tank 541” when not distinguished from each other) disposed between the two tanks 541.
  • a plurality of conduits 542 disposed and fins 543 attached to the conduits 542 so as to be bridged between the conduits 542 are configured such that water supplied to one tank 541 is supplied to each conduit 542.
  • the fermentation heat is conducted through the fins 543 and the conduits 542 when the fluid flows and is sent to the other tank 541, thereby raising the temperature of the water.
  • this fermentation heat utilization system 501 As shown in FIGS. 9 and 14, two radiators 504 are arranged in each fermentation chamber 502, thereby improving the efficiency of absorbing heat of fermentation (efficiency of heat exchange). It is possible to increase.
  • the two radiators 504 arranged in the fermentation chamber 502a and the pump 5a are connected to the storage tank 3 via the hose 40, and a flow path constituted by them (hereinafter referred to as “this”).
  • the water stored in the storage tank 3 circulates in the flow path (also referred to as “first flow path”).
  • a total of four radiators 504 arranged in the pump 5 b, two fermentation chambers 502 b and 502 c, and the heating fan 7 are connected to the storage tank 3 through the hose 40, thereby The water stored in the storage tank 3 circulates in the configured channel (hereinafter, this channel is also referred to as “second channel”).
  • this channel is also referred to as “second channel”.
  • a total of four radiators 504 and a floor heating pipe 508 (see FIG. 10) arranged in the pump 5b, the fermentation chambers 502b and 502c are connected to the storage tank 3 via the hose 40.
  • the water stored in the storage tank 3 circulates in the flow path constituted by these (hereinafter, this flow path is also referred to as “third flow path”).
  • the pump 5a is disposed in the vicinity of the storage tank 3, pressurizes the water stored in the storage tank 3, and circulates in the first flow path.
  • the pump 5b is disposed in the vicinity of the storage tank 3, pressurizes the water stored in the storage tank 3, and circulates it in the second flow path and the third flow path.
  • the boiler 6 is connected to the storage tank 3 via the hose 40, heats the water stored in the storage tank 3, and is connected to the snow melting pipe 8 a connected via the hose 40. 8b (see FIGS. 9 and 10).
  • the water (warm water) sent out from the boiler 6 flows through the snow melting pipes 8 a and 8 b and the hose 40 and is returned to the storage tank 3.
  • the flow path constituted by the storage tank 3, the boiler 6, the snow melting pipes 8a and 8b, and the hose 40 is also referred to as a “fourth flow path”.
  • the heating fan 7 is disposed on the wall portion of the second floor portion F ⁇ b> 2 in the building 300, and the water (warm water) circulating through the second flow path and the heating fan 7 are disposed. It has a function of raising the temperature of the air by heat exchange with the air at the place (second floor portion F1) and blowing air.
  • the floor heating pipe 508 is installed under the floor of the second floor part F2 of the building 300, and heat of the water (warm water) circulating through the third flow path is applied to the floor of the second floor part F2. It has the function of raising the temperature of the air in the second floor portion F2 by dissipating heat.
  • the snow-melting pipes 8a and 8b have a function of melting the snow by heat exchange between the snow that has accumulated on the roof 301 and the parking lot 400 in the winter and the hot water sent from the boiler 6.
  • organic waste 201 used as a heat source for fermentation heat is produced (prepared). Specifically, sawdust and rice husk are added to the spent straw cultivation medium, and then a granular open-cell foamed resin having a diameter of about 3 mm to 5 mm is added at a volume ratio of about 10% to 20%. And mix. Thereby, the organic waste 201 is produced.
  • each fermentation chamber 502 is removed to open the upper portion of each fermentation chamber 502, and the radiator 504 is disposed in each fermentation chamber 502.
  • the tank 541 b in one of the two radiators 504 (the radiator 504 located on the upper left side in the figure) and the other of the two radiators 504 (the radiator 504 located on the lower right side in the figure).
  • each radiator 504 is disposed in the fermentation chamber 502 in a state where the hose 40 is connected to the unconnected tank 541 in each radiator 504.
  • the organic waste 201 is put into each fermentation chamber 502 from the upper part of each fermentation chamber 502. Subsequently, the hose 40 is passed through an insertion hole (not shown) in the wall portion 511f, and then the wall portion 511f is attached to the upper portion of the fermentation chamber 502.
  • each radiator 504, pumps 5 a and 5 b, boiler 6, heating fan 7, floor heating pipe 508 and snow melting pipes 8 a and 8 b are connected by a hose 40.
  • the hose 40 connected to the radiator 504 disposed in the fermentation chamber 502a is connected to the storage tank 3 and the pump 5a, and the pump 5a and the storage tank 3 are connected by the hose 40.
  • the hose 40 is connected so that the four radiators 504 arranged in the fermentation chambers 502b and 502c are connected in series.
  • the hose 40 connected to the radiator 504 disposed in the fermentation chambers 502b and 502c is connected to one end of the pump 5b, the heating fan 7 and the floor heating pipe 508, and the pump 5b and the storage tank 3 are connected by the hose 40. Connecting. Further, the other end of the floor heating pipe 508 and the storage tank 3 are connected by a hose 40.
  • the storage tank 3 and the boiler 6 are connected by a hose 40, and each end of the snow melting pipes 8 a and 8 b and the boiler 6 are connected by the hose 40. Further, the other ends of the snow melting pipes 8 a and 8 b and the storage tank 3 are connected by a hose 40.
  • water as the first heat medium is introduced into the storage tank 3 to be stored. Thus, the preparation work is completed.
  • this fermentative heat utilization system 501 since organic waste 201 is produced by mixing the culture medium for straw cultivation, sawdust, rice husk and granular foamed resin, the organic waste 201 does not harden, It is possible to distribute air more sufficiently to the waste 201. Further, by using a granular body formed of an open-cell type foamed resin, it is possible to supply air held in the foamed resin itself into the organic waste 201. For this reason, in this fermentation heat utilization system 501, the inside of the fermentation chamber 502 in which the organic waste 201 is accommodated is maintained in an environment in which aerobic microorganisms are easily active, and promotes the fermentation of the organic waste 201. It is possible.
  • the fermentation chamber 502 is comprised by the wall part 511 formed using the heat insulating material, and it has the structure where the fermentation chamber 502 has heat insulation. For this reason, in this fermentation heat utilization system 501, heat from the fermentation chamber 502 generated by fermentation of the organic waste 201 is prevented from being released from the fermentation chamber 502, and the interior of the fermentation chamber 502 is maintained at a temperature suitable for fermentation. As a result, fermentation can be continued for a long period of time.
  • the water stored in the storage tank 3 circulates in the first flow path.
  • the water supplied to the tank 541a flows through each conduit 542 and is sent to the tank 541b, and the water flowing through the conduit 542 has fins 543.
  • the fermentation heat in the fermentation chamber 2 is absorbed (heat exchange) through the conduit 542, and thereby the temperature of water is raised.
  • heat absorption heat exchange
  • the temperature of water is raised to about 40 ° C to 45 ° C.
  • this fermentation heat utilization system 501 in order to absorb the fermentation heat (heat exchange) using the radiator 504 provided with the conduit 542 having the fins 543, a pipe for flowing the heat medium is placed in the fermentation chamber 502. Compared with a configuration that is simply arranged, the efficiency of absorbing heat (heat exchange) of the fermentation heat is sufficiently enhanced.
  • this fermentation heat utilization system 501 since the water stored in the storage tank 3 is circulated through the first flow path, the temperature is raised by the radiator 504 disposed in the fermentation chamber 502a. The temperature of the water in the storage tank 3 gradually increases (hereinafter, the water whose temperature has increased is also referred to as “warm water”).
  • a switch (not shown) is turned on to operate the pump 5b.
  • the hot water stored in the storage tank 3 circulates through the second flow path and the third flow path described above.
  • the hot water is heated by the radiators 504 disposed in the fermentation chambers 502b and 502c.
  • two radiators 504 are disposed in two fermentation chambers 502b and 502c, respectively, and these are connected in series. It is possible to raise it sufficiently.
  • the warm water sufficiently raised circulates through the second flow path, so that the heat of the hot water causes the heating fan 7 to raise the temperature of the second floor portion F2 of the building 300 (location where the heating fan 7 is disposed), As a result, the second floor portion F2 is heated. Further, the warm water that has risen sufficiently circulates in the third flow path, so that the heat of the hot water is radiated to the floor of the second floor portion F2 by the floor heating pipe 508 (where the floor heating pipe 508 is disposed). The temperature of the air in the portion F2 is raised, and this also heats the second-floor portion F2.
  • the boiler 6 is operated. At this time, the hot water stored in the storage tank 3 is supplied to the boiler 6 by a pump (not shown) in the boiler 6 and is heated by the boiler 6. Moreover, the heated warm water is sent out from the boiler 6 and circulates through the above-described fourth flow path. Further, the heated hot water circulates through the fourth flow path, so that the heat of the hot water is exchanged with the snow that has fallen on the snow-melting pipes 8a and 8b, whereby the snow that has fallen on the ground is melted. .
  • the organic waste 201 needs to be periodically replaced because the peak of fermentation passes within several months from the start of fermentation.
  • the door 513 (see FIG. 11) arranged on the wall portion 511a of the fermentation chamber 502 is slid upward. Then, the window part 512 (refer to the figure) formed in the wall part 511a is opened. Subsequently, the organic waste 201 is taken out (scraped out) from the fermentation chamber 502 using a scraping bar or the like.
  • the radiator 504 that has the conduits 542 to which the fins 543 are attached and allows water to flow in each conduit 542 is disposed in the fermentation chamber 502.
  • this fermentation heat utilization system 501 compared with the structure which only arrange
  • this fermentation heat utilization system 501 the organic waste 201 in a state where the granular material formed of foamed resin is mixed is fermented in the fermentation chamber 502. For this reason, according to this fermentation heat utilization system 501, air can be more sufficiently distributed to the organic waste 201 without solidifying the organic waste 201. Moreover, the air currently hold
  • the fermentation chamber 502 is configured with heat insulation. For this reason, according to this fermentation heat utilization system 1, as a result of preventing the heat radiation of the fermentation heat from the fermentation chamber 502 and maintaining the inside of the fermentation chamber 502 at a temperature suitable for fermentation, it can be performed over a long period of time. Fermentation can be continued. Therefore, according to this fermentation heat utilization system 501, the utilization efficiency of fermentation heat can be further improved.
  • the configuration of the fermentation heat utilization system 501 is not limited to the configuration described above, and can be changed as appropriate.
  • a heater similar to the heater 13 in the fermentation heat utilization system 1 described above is disposed in the fermentation chamber 502 and the fermentation of the organic waste 201 proceeds even when the temperature in the fermentation chamber 502 is equal to or lower than a specified temperature ( It is also possible to adopt a configuration that promotes.
  • a heater is provided in the fermentation chamber 502, a configuration in which the detection unit 14 and the control unit 15 described above are provided may be employed.
  • positioned in one fermentation chamber 502 is not limited to two, One or three or more Any number of radiators 504 may be provided.
  • the example using water as the first heat medium has been described above, a configuration using an antifreeze liquid as the first heat medium can also be adopted.
  • the hot water in the storage tank 3 can also be used for hot water supply.
  • the fermentation heat utilization system 501 (fermentation heat generated from the fermentation chamber 502) can also be used for power generation.
  • the organic waste 201 is accommodated in the fermentation chamber 502 in a state in which the above-described storage bag 100 or storage box 110 is filled.
  • the internal space 21 of the fermentation chamber 502 is divided into multiple stages (two or more stages) in the vertical direction to form a plurality of storage areas, and the storage bags 100 and storage boxes 110 filled with the organic waste 201 are stored in the storage areas. Can also be accommodated respectively.
  • a second heat absorbing portion configured to flow the second heat medium (for example, water or antifreeze liquid) is disposed in the storage tank 3 to absorb the heat in the storage tank 3. It is also possible to employ a configuration in which the temperature of the second heat medium is raised and the second heat medium is used for heating or melting snow. Moreover, the structure which heats the water as a 2nd heat medium which flowed through the 2nd heat absorption part with the boiler 6 is also employable.

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Abstract

発酵熱の利用効率を向上させる。 有機系廃棄物200を収容可能に構成されて有機系廃棄物200を発酵させて発酵熱を発生させるための発酵室2と、発酵室2内に配設されると共に第1の熱媒体を流動可能に構成されて発酵熱を吸熱して第1の熱媒体を昇温させるラジエタ4aとを備えて有機系廃棄物200の発酵熱を利用可能に構成され、ラジエタ4aは、フィンが取り付けられた複数の導管を有して各導管内に第1の熱媒体を流動可能に構成されている。

Description

発酵熱利用システム
 本発明は、有機系廃棄物の発酵熱を利用する発酵熱利用システムに関するものである。
 この種のシステムとして、実用新案登録第3152480号公報に開示された暖房装置が知られている。この暖房装置は、発酵堆肥化貯蔵所、発酵堆肥化貯蔵所内に配置された熱源部の熱交換器、および栽培施設等に配置された放熱部の熱交換器を備えて構成されている。この暖房装置では、発酵堆肥化貯蔵所内に有機性廃棄物を貯蔵することで、有機性廃棄物が発酵して発酵熱を発生する。この発酵熱は、発酵堆肥化貯蔵所内の熱源部の熱交換器に伝わり、その内部に流入する伝熱用媒体物としての水の温度を上昇させる。また、温度の上昇によって比重が低下した熱源部の熱交換器内の水は、熱源部の熱交換器内において上方へ流れ、伝熱用配管を通って栽培施設に配置された放熱部の熱交換器内に流入する。また、放熱部の熱交換器内に流入した水は、放熱部の熱交換器による熱交換によって放熱して栽培施設を暖房する。また、放熱によって冷却された水は、比重が増加して、放熱部の熱交換器内において下降し、配管を通って熱源部の熱交換器内に再び流入する。
実用新案登録第3152480号公報(第2-3頁、第1図)
 ところが、上記した従来の暖房装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この発酵熱利用構造では、伝熱用媒体物としての水を流動させる管(パイプ)だけで熱源部の熱交換器が構成されている。このため、発酵堆肥化貯蔵所内における熱交換の効率(発酵熱の吸熱効率)が低いという課題が存在する。また、有機性廃棄物は、低温の状態では、発酵が抑制されて発酵熱が発生し難いため、この暖房装置の需要が見込まれる寒冷地の冬期間において、十分な機能を発揮することができないおそれがある。このように、上記した従来の暖房装置には、発酵熱の効率的な利用が困難となっており、その改善が望まれている。
 本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、発酵熱の利用効率を向上し得る発酵熱利用システムを提供することを主目的とする。
 上記目的を達成すべく請求項1記載の発酵熱利用システムは、有機系廃棄物の発酵熱を利用する発酵熱利用システムであって、前記有機系廃棄物を収容可能に構成されて当該有機系廃棄物を発酵させて発酵熱を発生させるための発酵室と、当該発酵室内に配設されると共に第1の熱媒体を流動可能に構成されて前記発酵熱を吸熱して当該第1の熱媒体を昇温させる第1の吸熱部とを備え、前記第1の吸熱部は、フィンが取り付けられた複数の導管を有して当該各導管内に前記第1の熱媒体を流動させるラジエタで構成されている。
 また、請求項2記載の発酵熱利用システムは、請求項1記載の発酵熱利用システムにおいて、前記発泡樹脂で形成された粒状体を混合した状態の前記有機系廃棄物を前記発酵室内で発酵させる。
 また、請求項3記載の発酵熱利用システムは、請求項1または2記載の発酵熱利用システムにおいて、前記発酵室は、断熱性を有して構成されている。
 また、請求項4記載の発酵熱利用システムは、請求項1から3のいずれかに記載の発酵熱利用システムにおいて、前記発酵室は、前記有機系廃棄物を加熱して当該有機系廃棄物の発酵を促すためのヒータが配設されて構成されている。
 また、請求項5記載の発酵熱利用システムは、請求項4記載の発酵熱利用システムにおいて、前記発酵室内の温度を検出する検出部と、当該検出部によって検出された温度が予め決められた温度以下のときに前記ヒータを作動させる制御部とを備えている。
 また、請求項6記載の発酵熱利用システムは、請求項4または5記載の発酵熱利用システムにおいて、前記ヒータは、シート状に形成されて、前記各収容領域の底面にそれぞれ配設されている。
 また、請求項7記載の発酵熱利用システムは、請求項1から6のいずれかに記載の発酵熱利用システムにおいて、前記発酵室は、内部空間を仕切り板によって上下方向に複数に仕切ることによって形成された複数の収容領域を備えて構成され、前記有機系廃棄物は、収納袋に収納された状態で前記各収容領域にそれぞれ収容されている。
 また、請求項8記載の発酵熱利用システムは、請求項1から6のいずれかに記載の発酵熱利用システムにおいて、前記発酵室は、内部空間を仕切り板によって上下方向に複数に仕切ることによって形成された複数の収容領域を備えて構成され、前記有機系廃棄物は、断熱性を有する収納箱に収納された状態で前記各収容領域にそれぞれ収容されている。
 また、請求項9記載の発酵熱利用システムは、請求項1から8のいずれかに記載の発酵熱利用システムにおいて、前記第1の熱媒体を貯留する貯留槽と、当該貯留槽に貯留されている第1の熱媒体を前記ラジエタと当該貯留槽との間で循環させるポンプとを備えている。
 また、請求項10記載の発酵熱利用システムは、請求項9記載の発酵熱利用システムにおいて、前記貯留槽内に配設されると共に第2の熱媒体を流動可能に構成されて当該貯留槽内の熱を吸熱して当該第2の熱媒体を昇温させる第2の吸熱部を備えている。
 また、請求項11記載の発酵熱利用システムは、請求項10記載の発酵熱利用システムにおいて、前記第2の吸熱部を流動した前記第2の熱媒体としての水を加熱するボイラーを備えている。
 請求項1記載の発酵熱利用システムでは、フィンが取り付けられた複数の導管を有して各導管内に第1の熱媒体を流動させるラジエタが発酵室内に配設されている。このため、この発酵熱利用システムによれば、第1の熱媒体を流動させる管を発酵室内に配置するだけの構成と比較して、発酵熱を高効率で吸熱(熱交換)することができる。したがって、この発酵熱利用システムによれば、発酵熱の利用効率を十分に向上させることができる。
 また、請求項2記載の発酵熱利用システムでは、発泡樹脂で形成された粒状体を混合した状態の有機系廃棄物を発酵室内で発酵させる。この場合、この粒状体と有機系廃棄物とを混合することで、有機系廃棄物同士の固着を少なく抑えることができる。このため、この発酵熱利用システムによれば、有機系廃棄物に対して空気をより十分に流通させることができる結果、有機系廃棄物の発酵をさらに促進させることができる。また、例えば連続気泡型の発泡樹脂で形成された粒状体を用いることで、発酵開始前に粒状体内に保持されていた空気や水分を有機系廃棄物が発酵する際に有機系廃棄物内に供給することができる。このため、この発酵熱利用システムによれば、有機系廃棄物の発酵を一層促進させることができる。
 また、請求項3記載の発酵熱利用システムでは、断熱性を有して発酵室が構成されている。このため、この発酵熱利用システムによれば、発酵室から外部への放熱によるロスを十分に抑えることができる。また、発酵室から外部への放熱による発酵室の温度低下を防止することができるため、効率的な発酵状態を継続させることができる。このため、したがって、この発酵熱利用システムによれば、発酵熱の利用効率をさらに向上させることができる。
 また、請求項4記載の発酵熱利用システムでは、有機系廃棄物を加熱するヒータが発酵室に配設されている。このため、この発酵熱利用システムによれば、発酵室内の温度が規定温度以下のときにおいても、ヒータによる加熱によって収容されている有機系廃棄物の全体に亘って発酵を進行させることができる。
 また、請求項5記載の発酵熱利用システムによれば、発酵室内の温度を検出する検出部によって検出された温度が予め決められた温度以下のときにヒータを作動させる制御部を備えたことにより、発酵室内の温度が有機系廃棄物の発酵に適した温度に達していないときに、有機系廃棄物を確実に加熱することができる。また、発酵室内の温度が予め決められた温度に達しているときにヒータの作動を停止させるため、無駄な電力使用を確実に防止することができる。
 また、請求項6記載の発酵熱利用システムによれば、ヒータをシート状に形成して、各収容領域の底面にそれぞれ配設したことにより、有機系廃棄物を収容した収納袋毎に各々の底部を加熱することができるため、各収納袋内の有機系廃棄物を短時間で効率的に加熱することができる。
 また、請求項7記載の発酵熱利用システムでは、内部空間の上下方向を仕切板によって仕切ることによって形成された複数の収容領域を備えて発酵室が構成され、有機系廃棄物が、収納袋に収納された状態で各収容領域にそれぞれ収容されている。このため、この発酵熱利用システムによれば、仕切りのない内部空間に有機系廃棄物を直接収容(充填)する構成や、有機系廃棄物を収納した収納袋を直接積み重ねる構成と比較して、有機系廃棄物の自重による押し固めを少なく抑えることができるため、有機系廃棄物に対して空気を十分に流通させることができる結果、有機系廃棄物の発酵を十分に促進させることができる。また、この発酵熱利用システムによれば、有機系廃棄物を収納した収納袋を複数の収容領域にそれぞれ収容可能に構成されているため、例えば、有機系廃棄物を収納した収納袋の交換時期を収容領域毎に異ならせて予め決めておくことで、発酵のピークが連続するように時期をずらしての交換作業を確実に行うことができる。
 また、請求項8記載の発酵熱利用システムでは、内部空間の上下方向を仕切板によって仕切ることによって形成された複数の収容領域を備えて発酵室が構成され、有機系廃棄物が、断熱性を有する収納箱に収納された状態で各収容領域にそれぞれ収容されている。このため、この発酵熱利用システムによれば、仕切りのない内部空間に有機系廃棄物を直接収容(充填)する構成と比較して、有機系廃棄物の自重による押し固めを少なく抑えることができるため、有機系廃棄物に対して空気を十分に流通させることができる結果、有機系廃棄物の発酵を十分に促進させることができる。また、この発酵熱利用システムによれば、有機系廃棄物を収納した収納箱を複数の収容領域にそれぞれ収容可能に構成されているため、例えば、有機系廃棄物を収納した収納箱の交換時期を収容領域毎に異ならせて予め決めておくことで、発酵のピークが連続するように時期をずらしての交換作業を確実に行うことができる。さらに、この発酵熱利用システムによれば、断熱性を有する収納箱に有機系廃棄物を収納することにより、有機系廃棄物の温度を発酵に適した温度に安定的に維持することができるため、有機系廃棄物の発酵をより十分に促進させることができる。
 また、請求項9記載の発酵熱利用システムによれば、第1の熱媒体を貯留する貯留槽と、その第1の熱媒体をラジエタと貯留槽との間で循環させるポンプとを備えたことにより、第1の熱媒体を循環させて発酵熱の吸熱を繰り返して行わせることができるため、例えば、貯留槽を備えずに、発酵熱の吸熱を1回だけ行う掛け流し式の構成と比較して、第1の熱媒体を十分に昇温させることができる。
 また、請求項10記載の発酵熱利用システムによれば、貯留槽内に配設されて貯留槽内の熱を吸熱して第2の熱媒体を昇温させる第2の吸熱部を備えたことにより、ラジエタと貯留槽との間で第1の熱媒体を循環させることで貯留槽内の温度が安定しているため、第2の吸熱部の温度を確実に昇温させることができる。
 また、請求項11記載の発酵熱利用システムによれば、第2の吸熱部を流動した水を加熱するボイラーを備えたことにより、発酵室の発酵熱による昇温だけでは水の温度が十分に上昇していないときに、使用目的に応じて水の温度を任意の温度に加熱することができるため、発酵熱利用システムの利便性を充分に高めることができる。
発酵熱利用システム1の構成を示す斜視図である。 発酵室2、貯留槽3およびボイラー6の構成を示す断面図である。 発酵室2、貯留槽3およびボイラー6の構成を示す平面図である。 ラジエタ4a,4bの構成を示す正面図である。 発酵熱利用システム1の使用方法を説明する第1の説明図である。 発酵熱利用システム1の使用方法を説明する第2の説明図である。 発酵熱利用システム1の使用方法を説明する第3の説明図である。 収納箱110の正面図である。 発酵熱利用システム501の構成を示す第1の斜視図である。 発酵熱利用システム501の構成を示す第2の斜視図である。 発酵室502a~502cの構成を示す斜視図である。 ラジエタ504の構成を示す正面図である。 ラジエタ504の設置状態を示す斜視図である。 発酵熱利用システム501の各構成要素の接続状態を示す斜視図である。
 以下、発酵熱利用システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
 最初に、発酵熱利用システムの一例としての発酵熱利用システム1の構成について説明する。図1に示す発酵熱利用システム1は、有機系廃棄物(図2に示す有機系廃棄物200)の発酵熱を熱源として利用するシステムであって、様々な用途(例えば、図1に示す建物300の暖房など)に発酵熱を利用可能に構成されている。具体的には、発酵熱利用システム1は、図1,2に示すように、発酵室2、貯留槽3、ラジエタ4a,4b、ポンプ5、ボイラー6、暖房ファン7および融雪パイプ8a,8b(以下、区別しないときには「融雪パイプ8」ともいう)を備えて構成されている。
 発酵室2は、有機系廃棄物200を収容可能に構成されて、収容した有機系廃棄物200を発酵させて発酵熱を発生させるための設備であって、図2,3に示すように、壁部11a~11f(以下、区別しないときには「壁部11」ともいう)によって直方体の箱形に構成されている。この場合、壁部11fは、壁部11a~11eによって構成される有底直方体状の本体部2a(図5参照)の開口部を開閉する蓋として機能し、本体部2aに対して着脱することが可能となっている。
 また、発酵室2は、各壁部11が発泡スチロールやグラスウールなどの断熱材を用いて形成されて、断熱性を有する構造となっている。また、発酵室2は、図2に示すように、本体部2aに対して着脱可能に構成された仕切板12によって内部空間21(図5参照)が上下方向に仕切られることによって形成された2つの収容領域22a,22b(以下、区別しないときには「収容領域22」ともいう)を備えている。この収容領域22には、図2に示すように、収納袋100に充填(収納)された状態の有機系廃棄物200(以下、有機系廃棄物200が充填された収納袋100を「充填済み収納袋100」ともいう)が収容される。この発酵熱利用システム1では、一例として、図3に示すように、収容領域22毎に4つ(合計で8つ)の充填済み収納袋100を並べて収容可能に構成されている。
 また、図2,3に示すように、発酵室2の各収容領域22a,22bには、ヒータ13がそれぞれ配設されている。この発酵熱利用システム1では、収容領域22毎に4つ(収容可能な充填済み収納袋100と同数の合計で8つ)のヒータ13が配設されている。また、この発酵熱利用システム1では、シート状(薄板状)に形成されたヒータ13が採用されており、収容領域22aでは、壁部11aの上面(収容領域22aの底面)にヒータ13が敷設され、収容領域22bでは、仕切板12の上面(収容領域22bの底面)にヒータ13が敷設されている。このヒータ13は、発酵室2の各収容領域22a,22bに収納袋100に充填された状態で収容された有機系廃棄物200を加熱して有機系廃棄物200の発酵を促す機能を有している。
 また、発酵室2の各収容領域22a,22bには、図2に示すように、発酵室2内(各収容領域22a,22b)の温度を検出する検出部14が配設されている。この場合、この発酵熱利用システム1では、収容領域22毎に1つの検出部14が配設されている。また、発酵室2には、ヒータ13を制御する制御部15が配設されている。この場合、制御部15は、検出部14によって検出された発酵室2内の温度が、微生物が活発に活動して発酵が十分に行われる温度として予め決められた規定温度(例えば、20℃)以下のときにヒータ13を作動させ、規定温度を超えるときには、作動を停止させる。
 貯留槽3は、第1の熱媒体としての不凍液(一例として、エチレングリコールを主成分とする不凍液)を貯留する。この発酵熱利用システム1では、図2に示すように、2つの貯留槽3を備えており、これらの2つの貯留槽3が上下2段に重ねられた状態で筐体3a内に配置されている。また、上記した発酵室2の収容領域22aに収容される充填済み収納袋100内に配置させる各ラジエタ4aと下段の貯留槽3との間で不凍液が循環し、収容領域22bに収容される充填済み収納袋100内に配置させる各ラジエタ4aと上段の貯留槽3との間で不凍液が循環するようにホース40によって各ラジエタ4aと貯留槽3とが繋がれている。
 ラジエタ4aは、第1の吸熱部に相当し、発酵室2内に配設されている。具体的には、ラジエタ4aは、発酵室2に収容された充填済み収納袋100の中に配設される。また、ラジエタ4aは、不凍液を流動可能に構成されて、発酵室2(充填済み収納袋100内)で発生した発酵熱を吸熱して不凍液を昇温させる機能を有している。具体的には、ラジエタ4aは、一例として、図4に示すように、2つのタンク41と、両タンク41の間に配設された複数の導管42と、各導管42の間に架け渡されるようにして導管42に取り付けられたフィン43とを備えて構成されている。この場合、導管42およびフィン43は、熱伝導率が大きいアルミや銅などの金属で形成されている。
 このラジエタ4aでは、ホース40を介して貯留槽3から一方のタンク41に供給された不凍液が、各導管42を流動して他方のタンク41に送り出される。この際に、導管42を流動する不凍液にフィン43および導管42を介して発酵室2内の発酵熱が伝導し(吸熱され)、これによって不凍液が昇温させられる。また、この発酵熱利用システム1では、発酵室2に収容可能な充填済み収納袋100の数と同数(この例では8つ)のラジエタ4aを備えており、各ラジエタ4aを発酵室2に収容した各充填済み収納袋100の中に1つずつ配置することで、発酵熱を吸熱する効率(熱交換の効率)を高めることが可能となっている。
 ラジエタ4bは、第2の吸熱部に相当し、上記したラジエタ4aと同様に構成されて、各貯留槽3内にそれぞれ配設されている。また、ラジエタ4bは、第2の熱媒体としての水を流動可能に構成されて、貯留槽3内の熱を吸熱して流動する水を昇温させる機能を有している。この場合、図2に示すように、ラジエタ4bには、ボイラー6のポンプ(図示せず)によって水(水道から供給される水)が供給され、ラジエタ4bを流動して昇温された水は、ボイラー6に送り出される。
 ポンプ5は、例えば、貯留槽3の近傍に配置されてホース40によって貯留槽3に繋がれており、不凍液を圧送することによってラジエタ4aと貯留槽3との間で不凍液を循環させる。
 ボイラー6は、ラジエタ4bを流動した水を加熱する。また、ボイラー6は、図1に示すように、暖房ファン7、融雪パイプ8a,8b、および建物300の給湯用の蛇口9に給排水パイプ50を介して加熱した水(以下、「温水」ともいう)を送り出す。
 この場合、この例では、図1に示すように、発酵室2、貯留槽3およびボイラー6が建物300に隣接する場所の地上に設置されているが、これらを地下に配置したり、建物300内に配置したりすることもできる。
 暖房ファン7は、図1に示すように、建物300の居室などに配設されて、ボイラー6から送り出される温水と配設場所(居室内)の空気との間における熱交換によってその空気を昇温させて送風する機能を有している。
 融雪パイプ8aは、図1に示すように、建物300の屋根301に配設されている。また、融雪パイプ8bは、建物300に隣接する駐車場400(駐車場400の地面の直下)に配設されている。これらの融雪パイプ8a,8bは、冬期において屋根301や駐車場400に降り積もった雪とボイラー6から送り出される温水との間における熱交換によってその雪を融かす機能を有している。
 次に、発酵熱利用システム1の使用例、およびその際の各部の動作について図面を参照して説明する。
 ここで、この発酵熱利用システム1で用いる有機系廃棄物200としては、エノキ茸などの茸の栽培に使用した後の茸栽培用培地(使用済培地)を用いることができる。使用済培地は、微生物を大量に含んでおり、自然発酵によって多量の発酵熱を発生する。また、使用済培地は、茸栽培施設から大量に発生し、しかも再利用が比較的困難なため、この使用済培地を有機系廃棄物200として用いることで、発酵熱利用システム1に適した有機系廃棄物200の安定供給が可能となる。これに加えて、発酵が終了した後の使用済培地は、優良な肥料として利用することができるため、資源の有効利用に寄与することもできる。また、使用済培地に限定されず、籾殻や食品残渣、およびこれらと使用済培地との混合物などを有機系廃棄物200として用いることができる。さらに、これらの有機系廃棄物200に発酵促進用の添加物を添加して使用することもできる。また、収納袋100としては、500kg~1000kg程度の有機系廃棄物200を充填可能な通気性を有する袋体(一例として、樹脂製の織布で形成されたフレキシブルコンテナバッグ)を用いることができる。
 この発酵熱利用システム1を使用する際には、各貯留槽3に第1の熱媒体としての不凍液を投入して貯留させる。続いて、発酵室2に上記の有機系廃棄物200を収容する。具体的には、図5に示すように、発酵室2の本体部2aから壁部11fおよび仕切板12を取り外した状態で、壁部11aの上面(収容領域22aの底面)に4つのヒータ13を敷設する。次いで、有機系廃棄物200を充填した4つの充填済み収納袋100を各ヒータ13の上にそれぞれ載置する。続いて、図6に示すように、載置した各充填済み収納袋100の中にラジエタ4aをそれぞれ配置すると共に、貯留槽3、ポンプ5および各ラジエタ4aの間をホース40で繋ぐ。
 次いで、図7に示すように、仕切板12を本体部2aに取り付ける。これにより、内部空間21が2つの収容領域22a,22bに仕切られると共に、上記した4つの充填済み収納袋100が収容領域22aに収容される。続いて、同図に示すように、仕切板12の上面(収容領域22bの底面)に4つのヒータ13を敷設し、次いで、各ヒータ13の上に充填した4つの充填済み収納袋100をそれぞれ載置する。続いて、載置した各充填済み収納袋100の中にラジエタ4aを配置すると共に、貯留槽3、ポンプ5および各ラジエタ4aの間をホース40で繋ぐ。
 次いで、本体部2aの開口部を閉塞するように本体部2aの上部に壁部11fを取り付ける。これにより、図2に示すように、上記した4つの充填済み収納袋100が収容領域22bに収容されて、合計で8つの充填済み収納袋100が発酵室2に収容される。
 この発酵熱利用システム1では、上記したように発酵室2の内部空間21を仕切板12を用いて上下方向に仕切ることで2つの収容領域22a,22bが形成されている。このため、充填済み収納袋100を直接積み重ねる構成と比較して、有機系廃棄物200の自重による押し固めを少なく抑えることができる。したがって、有機系廃棄物200に対して空気を流通させることができる結果、発酵を十分に促進させることが可能となっている。
 続いて、図外のスイッチを投入して、発酵室2に配設されているヒータ13、検出部14および制御部15を作動させると共に、ポンプ5を作動させる。この際に、検出部14が発酵室2内(各収容領域22a,22b)の温度を検出する。また、制御部15が、検出部14によって検出された発酵室2内の温度が予め決められた規定温度(例えば、20℃)以下であるか否かを判別する。この場合、発酵室2内の温度が規定温度以下のときには、制御部15は、ヒータ13を作動させる。
 ここで、収納袋100に充填されている有機系廃棄物200の温度が規定温度以下のときには、微生物の活動が抑えられて発酵が十分に行われない結果、熱媒体を昇温させるのに十分な発酵熱が発生しないこととなる。このような状態において、ヒータ13の上に載置さたれ充填済み収納袋100が、ヒータ13の作動によって加熱されると、充填済み収納袋100における下部の有機系廃棄物200の温度が上昇して、その部分における微生物の活動が活発化して、その部分において発酵が進行する。また、発酵に伴って発生する発酵熱によってその上部の有機系廃棄物200の温度が上昇し、その部分において発酵が進行し、これに伴ってさらにその上部の温度が上昇して発酵が十分に行われる。このように、ヒータ13による加熱によって充填済み収納袋100の下部から上部に向かって発酵の範囲が次々に広がり充填済み収納袋100の全体に亘って発酵が進行する。
 次いで、制御部15は、検出部14によって検出された発酵室2内の温度が規定温度を超えたときには、ヒータ13の作動を停止させる。
 一方、充填済み収納袋100内に配設されている各ラジエタ4aには、貯留槽3に貯留されている不凍液がポンプ5によって供給される。この際に、各ラジエタ4aでは、一方のタンク41に供給された不凍液が、各導管42を流動して他方のタンク41に送り出され、導管42を流動する不凍液にフィン43および導管42を介して発酵室2内の発酵熱が吸熱(熱交換)され、これによって不凍液が昇温させられる。この場合、各導管42にそれぞれ取り付けられている各フィン43と有機系廃棄物200や発酵室2内(収納袋100内)の空気との接触面積が十分に広いため、吸熱(熱交換)が効率的に行われる。例えば、発酵室2内において有機系廃棄物200が十分に発酵している状態では、不凍液が40℃~45℃程度まで昇温させられる。この発酵熱利用システム1では、このように、フィン43を有する導管42を備えたラジエタ4aを用いて発酵熱の吸熱(熱交換)を行うため、熱媒体を流動させる管を発酵室2内に配置するだけの構成と比較して、発酵熱を吸熱(熱交換)する効率が十分に高められている。
 また、この発酵熱利用システム1では、ボイラー6を運転したときに、貯留槽3内に配設されているラジエタ4bに水が供給される。この際に、上記したラジエタ4aと同様にして、発酵室2の発酵熱によって昇温させられた貯留槽3内の不凍液の熱がラジエタ4bによって吸熱され、これによってラジエタ4bに供給される水が昇温させられる(例えば、不凍液の温度と同じ40℃~45℃程度まで昇温させられる)。また、ボイラー6は、ラジエタ4bを流動して昇温された水をさらに加熱する。
 また、ボイラー6は、図1に示すように、暖房ファン7、融雪パイプ8a,8b、および建物300の給湯用の蛇口9に給排水パイプ50を介して加熱した水(温水)を送り出す。この場合、暖房ファン7に送り出された温水と暖房ファン7が設置されている居室内の空気との間で熱交換が行われて空気が昇温し、これによって居室内の暖房が行われる。
 また、融雪パイプ8a,8bに送り出された温水と屋根301や駐車場400に降り積もった雪との間で熱交換が行われ、これによって降り積もった雪が融かされる。また、暖房ファン7および融雪パイプ8a,8bに送り出された温水は、熱交換によって温度が低下した後に、図1に示すように給排水パイプ50を介してボイラー6に戻されて過熱され、再び暖房ファン7および融雪パイプ8a,8bに送り出される。また、蛇口9に送り出された温水は、蛇口9を開栓することにより、蛇口9から放出される。
 ここで、この発酵熱利用システム1では、収納袋100に充填された有機系廃棄物200の発酵が徐々に進行して、2ヶ月~3ヶ月でピークに達し、その後徐々に低下する。このため、この発酵熱利用システム1では、発酵室2に収容した充填済み収納袋100を定期的に交換する。この場合、発酵のピークが連続するように各充填済み収納袋100の交換時期をずらすことで、発酵熱を安定して発生させることが可能となっている。また、この発酵熱利用システム1では、上記したように複数の収容領域22に複数の充填済み収納袋100をそれぞれ収容するように構成されているため、収容領域22毎に交換時期を異ならせて予め決めておくことで、時期をずらした充填済み収納袋100の交換作業を誤りなく確実に行うことが可能となる。
 このように、この発酵熱利用システム1では、フィン43が取り付けられた複数の導管42を有して各導管42内に不凍液を流動させるラジエタ4aが発酵室2内に配設され、断熱性を有して発酵室2が構成されると共に、有機系廃棄物200を加熱するヒータ13が発酵室2に配設されている。このため、この発酵熱利用システム1によれば、熱媒体を流動させる管を発酵室2内に配置するだけの構成と比較して、発酵熱を高効率で吸熱(熱交換)することができる。また、この発酵熱利用システム1によれば、発酵室2内の温度が規定温度以下のときにおいても、ヒータ13による加熱によって収容されている有機系廃棄物200の全体に亘って発酵を進行させることができる。したがって、この発酵熱利用システム1によれば、発酵熱の利用効率を十分に向上させることができる。
 また、この発酵熱利用システム1によれば、発酵室2内の温度を検出する検出部14によって検出された温度が規定温度以下のときにヒータ13を作動させる制御部15を備えたことにより、発酵室2内の温度が有機系廃棄物200の発酵に適した規定温度に達していないときに、有機系廃棄物200を確実に加熱することができる。また、発酵室2内の温度が規定温度に達しているときにヒータ13の作動を停止させるため、無駄な電力使用を確実に防止することができる。
 また、この発酵熱利用システム1では、内部空間21の上下方向を仕切板12によって仕切ることによって形成された複数の収容領域22を備えて発酵室2が構成され、有機系廃棄物200が、収納袋100に収容された状態で各収容領域22にそれぞれ収容されている。このため、この発酵熱利用システム1によれば、仕切りのない内部空間21に有機系廃棄物200を直接収容(充填)する構成や、充填済み収納袋100を直接積み重ねる構成と比較して、有機系廃棄物200の自重による押し固めを少なく抑えることができるため、有機系廃棄物200に対して空気を十分に流通させることができる結果、有機系廃棄物200の発酵を十分に促進させることができる。また、この発酵熱利用システム1によれば、複数の収容領域22に複数の充填済み収納袋100をそれぞれ収容可能に構成されているため、例えば、収容領域22毎に充填済み収納袋100の交換時期を異ならせて予め決めておくことで、発酵のピークが連続するように時期をずらした充填済み収納袋100の交換作業を確実に行うことができる。
 また、この発酵熱利用システム1によれば、ヒータ13をシート状に形成して、各収容領域22の底面にそれぞれ配設したことにより、充填済み収納袋100毎に各々の底部を加熱することができるため、各充填済み収納袋100内の有機系廃棄物200を短時間で効率的に加熱することができる。
 また、この発酵熱利用システム1によれば、不凍液を貯留する貯留槽3と、その不凍液をラジエタ4aと貯留槽3との間で循環させるポンプ5とを備えたことにより、不凍液を循環させて発酵熱の吸熱を繰り返して行わせることができるため、例えば、貯留槽3を備えずに、発酵熱の吸熱を1回だけ行う掛け流し式の構成と比較して、不凍液を十分に昇温させることができる。
 また、この発酵熱利用システム1によれば、貯留槽3内に配設されて貯留槽3内の熱を吸熱して第2の熱媒体としての水を昇温させるラジエタ4bを備えたことにより、ラジエタ4aと貯留槽3との間で不凍液を循環させることで貯留槽3内の温度が安定しているため、水の温度を確実に昇温させることができる。
 また、この発酵熱利用システム1によれば、ラジエタ4bを流動した水を加熱するボイラー6を備えたことにより、発酵室2の発酵熱による昇温だけでは水の温度が十分に上昇していないときに、使用目的に応じて水の温度を任意の温度に加熱することができるため、発酵熱利用システム1の利便性を充分に高めることができる。
 なお、発酵熱利用システム1の構成は、上記した構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、1つの収納袋100に1つのラジエタ4aを配設する例について上記したが、1つの収納袋100に配設するラジエタ4aの数は1つに限定されず、2つ以上の任意の数のラジエタ4aを配設することもできる。また、1つの貯留槽3に1つのラジエタ4bを配設する例について上記したが、1つの貯留槽3に配設するラジエタ4bの数は1つに限定されず、2つ以上の任意の数のラジエタ4bを配設することもできる。また、有機系廃棄物200を収納袋100に充填(収納)した状態で各収容領域22a,22b(発酵室2内)に収容する例について上記したが、図8に示すように、発泡スチロールやグラスウールなどの断熱材を用いて形成されて断熱性を有する構造の収納箱110に有機系廃棄物200を充填(収納)し、その状態の収納箱110を各収容領域22a,22bに収容する構成を採用することもできる。この構成によれば、有機系廃棄物200の温度を発酵に適した温度に安定的に維持することができるため、有機系廃棄物200の発酵をより十分に促進させることができる。
 また、有機系廃棄物200に発泡樹脂で形成された粒状体を混合して、この状態の有機系廃棄物200を発酵室2内で発酵させる構成を採用することもできる。この場合、発泡樹脂としては、一例として、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどを原料とする連続気泡型の発泡樹脂を用いることができる。この構成によれば、粒状体と有機系廃棄物とを混合することで、有機系廃棄物同士の固着を少なく抑えることができるため、有機系廃棄物200に対して空気をより十分に流通させることができる結果、有機系廃棄物200の発酵をさらに促進させることができる。また、連続気泡型の発泡樹脂で形成された粒状体を用いることで、発酵開始前に粒状体内に保持されていた空気や水分を有機系廃棄物200が発酵する際に有機系廃棄物200内に供給することができる。このため、この構成によれば、有機系廃棄物200の発酵を一層促進させることができる。また、粒状体を混合した有機系廃棄物の発酵が終了した後には、この混合物をペレット化して燃料として使用することができる。このため、構成においても、資源の有効利用に寄与することができる。
 また、第1の熱媒体として不凍液を用いる例について上記したが、第1の熱媒体としての水を用いる構成を採用することもできる。
 また、貯留槽3やボイラー6を備えることなく、ラジエタ4aを流動して昇温した第1の熱媒体としての不凍液や水を暖房ファン7や融雪パイプ8a,8bに直接供給する構成を採用することもできる。また、同様にして、ラジエタ4aを流動して昇温した第1の熱媒体としての水を蛇口9に直接供給する構成を採用することもできる。
 また、発酵室2の内部空間21を上下方向に2段に仕切った例について上記したが、3段以上に仕切る構成を採用することもできる。また、内部空間21を仕切らずに用いる(つまり、内部空間21を1段として用いる)構成を採用することもできる。
 また、発酵熱利用システム1を主として暖房、融雪および給湯に用いる例について上記したが、発酵熱利用システム1(発酵室2から発生する発酵熱)を発電に利用することもできる。
 また、検出部14および制御部15を備えることなく、ヒータ13の作動および作動停止を手動操作で行う構成を採用することもできる。さらに、ヒータ13を備えていない構成を採用することもできる。また、断熱性を有していない発酵室2を用いる構成を採用することもできる。
 次に、発酵熱利用システムの他の一例としての図9に示す発酵熱利用システム501の構成について説明する。なお、以下の説明において、上記した発酵熱利用システム1と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
 発酵熱利用システム501は、有機系廃棄物の発酵熱を熱源として利用するシステムであって、様々な用途(例えば、図9に示す建物300の暖房など)に発酵熱を利用可能に構成されている。具体的には、発酵熱利用システム501は、図9,10に示すように、発酵室502a~502c(以下、区別しないときには「発酵室502」ともいう)、貯留槽3、6つのラジエタ504、ポンプ5a,5b(以下、区別しないときには「ポンプ5」ともいう)、ボイラー6、暖房ファン7、床暖房パイプ508、および融雪パイプ8a,8b(以下、区別しないときには「融雪パイプ8」ともいう)を備えて構成されている。
 この場合、この発酵熱利用システム501では、図9に示すように、各発酵室502、貯留槽3、各ラジエタ504、各ポンプ5およびボイラー6が、建物300の1階部分F1に設置されている。また、図10に示すように、暖房ファン7は、建物300の2階部分F2の壁面に設置され、床暖房パイプ508は、2階部分F2の床302(1階部分F1の天井)に設置されている。また、融雪パイプ8aは、建物300の屋根301に配設され、融雪パイプ8bは、建物300に隣接する駐車場400(地面の直下)に配設されている。
 また、この発酵熱利用システム501では、上記した使用済の茸栽培用培地(使用済培地)に、おが屑および籾殻を添加し、さらに、直径が3mm~5mm程度の粒状の発泡樹脂(連続気泡型)を体積比で10%~20%程度添加して混合した有機系廃棄物(以下、この有機系廃棄物を「有機系廃棄物201」ともいう)を発酵させて発酵熱を発生させる。
 発酵室502は、有機系廃棄物201を収容可能に構成されて、収容した有機系廃棄物201を発酵させて発酵熱を発生させるための設備であって、図11に示すように、壁部511a~511f(以下、区別しないときには「壁部511」ともいう)によって直方体の箱形に構成されている。なお、図11では、壁部511の内部を透過した状態で図示している。
 また、発酵室502は、各壁部511が発泡スチロールやグラスウールなどの断熱材を用いて形成されて、断熱性を有する構造となっている。また、発酵室502は、壁部511fが蓋として機能し、壁部511fを取り外すことで発酵室502の上部が開放され、上部から発酵室502内に有機系廃棄物201を投入することが可能となっている。また、壁部511fには、ホース40(図13参照)を挿通させる挿通孔(図示せず)が形成されている。
 また、図11に示すように、発酵室502の壁部511aには、発酵が完了した有機系廃棄物201を発酵室502内から取り出す(掻き出す)ための窓部512が形成されている。また、壁部511aには、例えば、上下にスライド可能な板体で構成されて、窓部512を開閉するためのドア513が配設されている。
 また、図11に示すように、発酵室502の底部には、発酵室502内に収容されている有機系廃棄物201を窓部512側へ移動させて、窓部512からの有機系廃棄物201の取り出し作業を容易とするための傾斜板514が配設されている。
 貯留槽3は、第1の熱媒体としての水を貯留する。また、図14に示すように、貯留槽3には複数のホース40が接続され、貯留槽3に貯留されている水が、これらのホース40を介して各ラジエタ504、各ポンプ5、ボイラー6、暖房ファン7、床暖房パイプ508、および融雪パイプ8a,8bと貯留槽3との間で循環する。
 各ラジエタ504は、第1の吸熱部に相当し、各発酵室502内に配設されている。また、ラジエタ504は、水(第1の熱媒体)を流動可能に構成されて、発酵室2で発生した発酵熱を吸熱して不凍液を昇温させる機能を有している。具体的には、ラジエタ504は、例えば、図12に示すように、上下に配置された2つのタンク541a,541b(以下、区別しないときには「タンク541」ともいう)と、両タンク541の間に配設された複数の導管542と、各導管542の間に架け渡されるようにして導管542に取り付けられたフィン543とを備えて構成され、一方のタンク541に供給された水が各導管542を流動して他方のタンク541に送り出される際にフィン543および導管542を介して発酵熱が伝導し、これによって水が昇温させられる。
 この発酵熱利用システム501では、図9,14に示すように、各発酵室502にそれぞれ2つのラジエタ504が配設されており、これによって、発酵熱を吸熱する効率(熱交換の効率)を高めることが可能となっている。この場合、図14に示すように、発酵室502aに配設された2つのラジエタ504、およびポンプ5aがホース40を介して貯留槽3に接続され、これらによって構成される流路(以下、この流路を「第1流路」ともいう)内を貯留槽3に貯留されている水が循環する。
 また、図14に示すように、ポンプ5b、発酵室502b,502cに2つずつ配設された合計4つのラジエタ504、および暖房ファン7がホース40を介して貯留槽3に接続され、これらによって構成される流路(以下、この流路を「第2流路」ともいう)内を貯留槽3に貯留されている水が循環する。また、同図に示すように、ポンプ5b、発酵室502b,502cに配設された合計4つのラジエタ504、および床暖房パイプ508(図10参照)がホース40を介して貯留槽3に接続され、これらによって構成される流路(以下、この流路を「第3流路」ともいう)内を貯留槽3に貯留されている水が循環する。
 ポンプ5aは、貯留槽3の近傍に配置されて、貯留槽3に貯留されている水を加圧して上記した第1流路内で循環させる。ポンプ5bは、貯留槽3の近傍に配置されて、貯留槽3に貯留されている水を加圧して上記した第2流路内および第3流路内で循環させる。
 ボイラー6は、図14に示すように、ホース40を介して貯留槽3に接続され、貯留槽3に貯留されている水を加熱して、ホース40を介して接続されている融雪パイプ8a,8b(図9,10参照)に送り出す。この場合、ボイラー6から送り出された水(温水)は、融雪パイプ8a,8bおよびホース40を流れて貯留槽3に戻される。なお、以下の説明において、貯留槽3、ボイラー6、融雪パイプ8a,8bおよびホース40によって構成される流路を「第4流路」ともいう。
 暖房ファン7は、図9,10に示すように、建物300における2階部分F2の壁部に配設されて、上記した第2流路を循環する水(温水)と暖房ファン7の配設場所(2階部分F1)の空気との間における熱交換によってその空気を昇温させて送風する機能を有している。
 床暖房パイプ508は、図10に示すように、建物300の2階部分F2の床下に設置されて、上記した第3流路を循環する水(温水)の熱を2階部分F2の床に放熱することにより2階部分F2の空気を昇温させる機能を有している。
 融雪パイプ8a,8bは、冬期において屋根301や駐車場400に降り積もった雪とボイラー6から送り出される温水との間における熱交換によってその雪を融かす機能を有している。
 次に、発酵熱利用システム501の使用例、およびその際の各部の動作について図面を参照して説明する。
 この発酵熱利用システム501を使用する際には、準備作業として、まず、発酵熱の熱源として用いる有機系廃棄物201を作製(調製)する。具体的には、使用済の茸栽培用培地に、おが屑および籾殻を添加し、次いで、直径が3mm~5mm程度の粒状の連続気泡型の発泡樹脂を体積比で10%~20%程度添加して混合する。これにより、有機系廃棄物201が作製される。
 続いて、各発酵室502を構成する壁部511fを取り外して各発酵室502の上部を開放し、各発酵室502内に、ラジエタ504を配設する。この場合、図13に示すように、2つのラジエタ504の一方(同図における左上側に位置するラジエタ504)におけるタンク541bと2つのラジエタ504の他方(同図における右下側に位置するラジエタ504)におけるタンク541aとをホース40で接続し、各ラジエタ504における未接続のタンク541にホース40をそれぞれ接続した状態で、各ラジエタ504を発酵室502に配設する。
 次いで、各発酵室502の上部から各発酵室502内に有機系廃棄物201を投入する。続いて、壁部511fにおける図外の挿通孔にホース40を通し、次いで、壁部511fを発酵室502の上部に取り付ける。
 続いて、図14に示すように、各ラジエタ504、ポンプ5a,5b、ボイラー6、暖房ファン7、床暖房パイプ508および融雪パイプ8a,8bをホース40で接続する。具体的には、発酵室502aに配設したラジエタ504に接続されているホース40を貯留槽3およびポンプ5aに接続し、ポンプ5aと貯留槽3とをホース40で接続する。また、発酵室502b,502cに配設した4つのラジエタ504が直列に繋がるようにホース40を接続する。また、発酵室502b,502cに配設したラジエタ504に接続されているホース40をポンプ5b、暖房ファン7、および床暖房パイプ508の一端に接続し、ポンプ5bと貯留槽3とをホース40で接続する。また、床暖房パイプ508の他端と貯留槽3とをホース40で接続する。
 さらに、図14に示すように、貯留槽3とボイラー6とをホース40で接続し、融雪パイプ8a,8bの各一端とボイラー6とをホース40で接続する。また、融雪パイプ8a,8bの各他端と貯留槽3とをホース40で接続する。次いで、貯留槽3に第1の熱媒体としての水を投入して貯留させる。以上により準備作業が完了する。
 この発酵熱利用システム501では、茸栽培用培地、おが屑、籾殻および粒状の発泡樹脂を混合して有機系廃棄物201が作製されているため、有機系廃棄物201を固まらせることなく、有機系廃棄物201に対して空気をより十分に流通させることが可能となっている。また、連続気泡型の発泡樹脂で形成された粒状体を用いることで、発泡樹脂自体に保持されている空気を有機系廃棄物201内に供給することが可能となっている。このため、この発酵熱利用システム501では、有機系廃棄物201が収容された発酵室502内が、好気性の微生物が活動し易い環境に維持されて、有機系廃棄物201の発酵を促進させることが可能となっている。また、この発酵熱利用システム501では、断熱材を用いて形成された壁部511で発酵室502が構成されて、発酵室502が断熱性を有する構造となっている。このため、この発酵熱利用システム501では、有機系廃棄物201の発酵に伴って発生する発酵熱の発酵室502からの放熱を防止して、発酵室502内が発酵に適した温度に維持させることができる結果、長期間に亘って発酵を継続させることが可能となっている。
 一方、図外のスイッチを投入して、ポンプ5aを作動させることにより、貯留槽3に貯留されている水が第1流路内を循環する。この際に、発酵室502a内に配設されている各ラジエタ504では、タンク541aに供給された水が、各導管542を流動してタンク541bに送り出され、導管542を流動する水にフィン543および導管542を介して発酵室2内の発酵熱が吸熱(熱交換)され、これによって水が昇温させられる。この場合、各導管542にそれぞれ取り付けられている各フィン543と有機系廃棄物201や発酵室502内の空気との接触面積が十分に広いため、吸熱(熱交換)が効率的に行われる。例えば、発酵室502内において有機系廃棄物201が十分に発酵している状態では、水が40℃~45℃程度まで昇温させられる。この発酵熱利用システム501では、このように、フィン543を有する導管542を備えたラジエタ504を用いて発酵熱の吸熱(熱交換)を行うため、熱媒体を流動させる管を発酵室502内に配置するだけの構成と比較して、発酵熱を吸熱(熱交換)する効率が十分に高められている。
 また、この発酵熱利用システム501では、貯留槽3に貯留されている水が第1流路内を循環する間に、発酵室502a内に配設されているラジエタ504によって昇温させられるため、貯留槽3内における水の温度が徐々に上昇する(以下、温度が上昇した水を「温水」ともいう)。
 一方、建物300の2階部分F2を暖房する際には、図外のスイッチを投入して、ポンプ5bを作動させる。この際に、貯留槽3に貯留されている温水が上記した第2流路および第3流路を循環する。この際に、発酵室502b,502c内にそれぞれ配設されている各ラジエタ504によって温水が昇温させられる。この場合、この発酵熱利用システム501では、2つの発酵室502b,502c内にそれぞれ2つ(合計4つ)のラジエタ504が配設され、これらが直列に接続されているため、温水の温度を十分に上昇させることが可能となっている。
 また、十分に上昇した温水が第2流路を循環することで、温水の熱が、暖房ファン7によって建物300の2階部分F2(暖房ファン7の配設場所)の空気を昇温させ、これによって2階部分F2の暖房が行われる。また、十分に上昇した温水が第3流路を循環することで、温水の熱が、床暖房パイプ508によって2階部分F2の床(床暖房パイプ508の配設場所)に放熱されて2階部分F2の空気を昇温させ、これによっても2階部分F2の暖房が行われる。
 また、屋根301や駐車場400に降り積もった雪の融雪を行うときには、ボイラー6を運転する。この際に、貯留槽3内に貯留されている温水がボイラー6内の図外のポンプによってボイラー6に供給され、ボイラー6によって加熱される。また、加熱された温水がボイラー6から送り出されて、上記した第4流路を循環する。また、加熱された温水が第4流路を循環することで、温水の熱が融雪パイプ8a,8bによって降り積もった雪との間で熱交換が行われ、これによって、降り積もった雪が融かされる。
 一方、有機系廃棄物201は、発酵の開始から数ヶ月程度で発酵のピークが過ぎるため、定期的な交換が必要である。この発酵熱利用システム501では、発酵室502から使用済みの有機系廃棄物201を取り出す際には、発酵室502の壁部511aに配設されているドア513(図11参照)を上方にスライドさせて、壁部511aに形成されている窓部512(同図参照)を開放する。続いて、掻き出し棒などを用いて、発酵室502内から有機系廃棄物201を取り出す(掻き出す)。この場合、この発酵室502では、同図に示すように、底部に傾斜板514が配設されて、発酵室502内の有機系廃棄物201が窓部512側に移動し易く構成されている。このため、この発酵熱利用システム501では、有機系廃棄物201の取り出し作業を容易に行うことが可能となっている。次いで、取り出し作業が終了した後に、新たな有機系廃棄物201を発酵室502に投入する。
 このように、この発酵熱利用システム501では、フィン543が取り付けられた導管542を有して各導管542内に水を流動させるラジエタ504が発酵室502内に配設されている。このため、この発酵熱利用システム501によれば、熱媒体を流動させる管を発酵室502内に配置するだけの構成と比較して、発酵熱を高効率で吸熱(熱交換)することができる。したがって、この発酵熱利用システム501によれば、発酵熱の利用効率を十分に向上させることができる。
 また、この発酵熱利用システム501では、発泡樹脂で形成された粒状体を混合した状態の有機系廃棄物201を発酵室502内で発酵させる。このため、この発酵熱利用システム501によれば、有機系廃棄物201を固まらせることなく、有機系廃棄物201に対して空気をより十分に流通させることができる。また、連続気泡型の発泡樹脂で形成された粒状体を用いることで、発泡樹脂自体に保持されている空気を有機系廃棄物201内に供給することができる。したがって、この発酵熱利用システム501によれば、有機系廃棄物201が収容された発酵室502内を、好気性の微生物が活動し易い環境に維持して、有機系廃棄物201の発酵を促進させることができるため、発酵熱の利用効率をさらに向上させることができる。
 また、この発酵熱利用システム501では、断熱性を有して発酵室502が構成されている。このため、この発酵熱利用システム1によれば、発酵室502からの発酵熱の放熱を防止して、発酵室502内を発酵に適した温度に維持することができる結果、長期間に亘って発酵を継続させることができる。したがって、この発酵熱利用システム501によれば、発酵熱の利用効率をさらに向上させることができる。
 なお、発酵熱利用システム501の構成は、上記した構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、上記した発酵熱利用システム1におけるヒータ13と同様のヒータを発酵室502に配設して、発酵室502内の温度が規定温度以下のときにおいても有機系廃棄物201の発酵を進行(促進)させる構成を採用することもできる。また、発酵室502にヒータを配設したときには、上記した検出部14や制御部15を設ける構成を採用することもできる。
 また、1つの発酵室502に2つのラジエタ504を配設する例について上記したが、1つの発酵室502に配設するラジエタ504の数は2つに限定されず、1つまたは3つ以上の任意の数のラジエタ504を配設することもできる。また、第1の熱媒体として水を用いる例について上記したが、不凍液を第1の熱媒体として用いる構成を採用することもできる。
 また、ボイラー6を備えることなく、ラジエタ504内を流動して昇温した温水を融雪パイプ8a,8bに直接供給する構成を採用することもできる。また、貯留槽3内の温水を給湯に用いることもできる。
 また、発酵熱利用システム501を主として暖房および融雪に用いる例について上記したが、発酵熱利用システム501(発酵室502から発生する発酵熱)を発電に利用することもできる。
 また、発酵が終了した有機系廃棄物201や、その有機系廃棄物201をペレット化したものを燃料として用いるストーブを発酵熱利用システム501の一部として設けることで、資源をさらに有効に利用可能なシステムを構築することもできる。
 また、有機系廃棄物201を上記した収納袋100や収納箱110に充填した状態で発酵室502内に収容する構成を採用することもできる。この場合、発酵室502の内部空間21を上下方向に多段(2段以上)に仕切って複数の収容領域を形成し、有機系廃棄物201を充填した収納袋100や収納箱110を各収容領域にそれぞれ収容することもできる。
 また、第2の熱媒体(例えば、水や不凍液)を流動可能に構成された第2の吸熱部(ラジエタ)を貯留槽3内に配設して、貯留槽3内の熱を吸熱して第2の熱媒体を昇温させ、この第2の熱媒体を用いて暖房や融雪に用いる構成を採用することもできる。また、第2の吸熱部を流動した第2の熱媒体としての水をボイラー6で加熱する構成を採用することもできる。
 茸栽培施設等から大量に排出される有機系廃棄物を用いて暖房等を行うシステムに有効に利用することができる。
   1,501 発酵熱利用システム
   2,502a~502c 発酵室
   3 貯留槽
  4a,4b,504 ラジエタ
   5,5a,5b ポンプ
   6 ボイラー
  12 仕切板
  13 ヒータ
  14 検出部
  15 制御部
  21 内部空間
 22a,22b 収容領域
  40 ホース
  42,542 導管
  43,543 フィン
 100 収納袋
 110 収納箱
 200,201 有機系廃棄物

Claims (11)

  1.  有機系廃棄物の発酵熱を利用する発酵熱利用システムであって、
     前記有機系廃棄物を収容可能に構成されて当該有機系廃棄物を発酵させて発酵熱を発生させるための発酵室と、当該発酵室内に配設されると共に第1の熱媒体を流動可能に構成されて前記発酵熱を吸熱して当該第1の熱媒体を昇温させる第1の吸熱部とを備え、
     前記第1の吸熱部は、フィンが取り付けられた複数の導管を有して当該各導管内に前記第1の熱媒体を流動させるラジエタで構成されている発酵熱利用システム。
  2.  前記発泡樹脂で形成された粒状体を混合した状態の前記有機系廃棄物を前記発酵室内で発酵させる請求項1記載の発酵熱利用システム。
  3.  前記発酵室は、断熱性を有して構成されている請求項1または2記載の発酵熱利用システム。
  4.  前記発酵室は、前記有機系廃棄物を加熱して当該有機系廃棄物の発酵を促すためのヒータが配設されて構成されている請求項1から3のいずれかに記載の発酵熱利用システム。
  5.  前記発酵室内の温度を検出する検出部と、当該検出部によって検出された温度が予め決められた温度以下のときに前記ヒータを作動させる制御部とを備えている請求項4記載の発酵熱利用システム。
  6.  前記ヒータは、シート状に形成されて、前記各収容領域の底面にそれぞれ配設されている請求項4または5記載の発酵熱利用システム。
  7.  前記発酵室は、内部空間を仕切り板によって上下方向に複数に仕切ることによって形成された複数の収容領域を備えて構成され、
     前記有機系廃棄物は、収納袋に収納された状態で前記各収容領域にそれぞれ収容されている請求項1から6のいずれかに記載の発酵熱利用システム。
  8.  前記発酵室は、内部空間を仕切り板によって上下方向に複数に仕切ることによって形成された複数の収容領域を備えて構成され、
     前記有機系廃棄物は、断熱性を有する収納箱に収納された状態で前記各収容領域にそれぞれ収容されている請求項1から6のいずれかに記載の発酵熱利用システム。
  9.  前記第1の熱媒体を貯留する貯留槽と、当該貯留槽に貯留されている第1の熱媒体を前記ラジエタと当該貯留槽との間で循環させるポンプとを備えている請求項1から8のいずれかに記載の発酵熱利用システム。
  10.  前記貯留槽内に配設されると共に第2の熱媒体を流動可能に構成されて当該貯留槽内の熱を吸熱して当該第2の熱媒体を昇温させる第2の吸熱部を備えている請求項9記載の発酵熱利用システム。
  11.  前記第2の吸熱部を流動した前記第2の熱媒体としての水を加熱するボイラーを備えている請求項10記載の発酵熱利用システム。
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