JP2003302122A - 地中熱利用装置 - Google Patents
地中熱利用装置Info
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/10—Geothermal energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地盤沈下を起こさず、また、融雪に利用した
場合でも、水跳ねや自動車事故等の問題を起こすことの
ない装置を提供する。 【解決手段】 地中に垂直に埋設し、内部に第一熱媒を
循環させて地中熱を採取する熱交換器1と、内部に第二
熱媒を循環させ、その熱を放出する放熱管2と、前記熱
交換器1と第一循環路4で連結すると共に、前記放熱管
2と第二循環路5で連結し、内部に第三熱媒を循環させ
る第三循環路6を有し、前記第一熱媒の熱を吸熱して、
前記第二熱媒を昇温するヒートポンプ3と、から構成
し、前記放熱管2を冷暖房機器、冷温水機器あるいは融
雪機器として利用する。
場合でも、水跳ねや自動車事故等の問題を起こすことの
ない装置を提供する。 【解決手段】 地中に垂直に埋設し、内部に第一熱媒を
循環させて地中熱を採取する熱交換器1と、内部に第二
熱媒を循環させ、その熱を放出する放熱管2と、前記熱
交換器1と第一循環路4で連結すると共に、前記放熱管
2と第二循環路5で連結し、内部に第三熱媒を循環させ
る第三循環路6を有し、前記第一熱媒の熱を吸熱して、
前記第二熱媒を昇温するヒートポンプ3と、から構成
し、前記放熱管2を冷暖房機器、冷温水機器あるいは融
雪機器として利用する。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、地中に無限に存在す
る地中熱を、冷暖房、給湯、温水プール、植物栽培、魚
類を含む動物飼育あるいは融雪等に利用するための装置
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】 従来から、地下水(温水)を、例え
ば、冷暖房、給湯、温水プール、植物栽培、動物飼育あ
るいは融雪等に利用する技術が考えられている。この技
術は、地中に存在する地下水を利用するので、運転コス
トが比較的廉価であると共に、大気汚染等の環境問題を
引き起こさないといった点において優れている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】 しかし、この従来技
術にあっては、大量の地下水を必要とするので地盤沈下
を誘発するといった問題がある。また、例えば、路面の
融雪に使用する場合には、散水する必要があるので水跳
ねが生じたり、水が凍結して自動車事故等を引き起こし
てしまい易いといった問題もある。 【0004】本発明はこうした問題に鑑み創案されたも
ので、地盤沈下を起こさず、また、融雪に利用した場合
でも、水跳ねや自動車事故等の問題を起こすことのない
装置を提供することを課題とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】 図1乃至図5を参照し
て説明する。本発明に係る地中熱利用装置は、地中に垂
直に埋設し、内部に第一熱媒を循環させて地中熱を採取
する熱交換器1と、内部に第二熱媒を循環させ、その熱
を放出する放熱管2と、前記熱交換器1と第一循環路4
で連結すると共に、前記放熱管2と第二循環路5で連結
し、内部に第三熱媒を循環させる第三循環路6を有し、
前記第一熱媒の熱を吸熱して、前記第二熱媒を昇温する
ヒートポンプ3と、から構成し、前記放熱管2を冷暖房
機器、冷温水機器あるいは融雪機器として利用してな
る。 【0006】 【発明の実施の形態】 本発明に係る地中熱利用装置の
実施形態を、図1乃至図4に示す。この装置は、熱交換
器1、放熱管2およびヒートポンプ3を備える。また、
余剰の熱を必要時まで蓄える蓄熱槽8を併せて備える。 【0007】熱交換器1は、地中100m〜200m程
度に達するまで垂直に埋設し、内部に第一熱媒を循環さ
せて地中熱を採取する。この熱交換器1の構造は限定さ
れないが、例えば、同心二重管タイプやU字管タイプを
使用することができる。 【0008】同心二重管タイプは、図2に示すように、
底端部を塞いだ外筒1a内に内筒1bを同心状に挿入
し、第一熱媒を内筒1bの上端部から送り込み、内筒1
bの下端部で反転させて外筒1aと内筒1bとの間に形
成した間隙路1cを上昇させながら地中熱を採取させ、
その上端部から排出するものである。 【0009】また、U字管タイプは、図3に示すよう
に、管本体1dの中心に隔壁1eを設けて二つの通路1
fを形成し、第一熱媒を一方の通路1fから供給し、そ
の下端部で反転させて上昇させ、その上端部から排出す
るものである。 【0010】放熱管2は、パイプをいわゆるヘアピンカ
ーブ状に屈曲形成し、内部に第二熱媒を循環させ、その
熱を放出する。 【0011】ヒートポンプ3は、熱交換器1と循環ポン
プ7を有する第一循環路4で連結すると共に、前記放熱
管2と同じく循環ポンプ7を有する第二循環路5で連結
しており、内部に第三熱媒を循環させる第三循環路6を
有し、第一熱媒の熱を吸収して、その熱によって第二熱
媒を昇温する。 【0012】そして、本実施形態では、放熱管2を、主
として冷暖房機器として利用している。すなわち、この
放熱管2を、暖気を蓄える暖房タンク9、冷気を蓄える
冷房タンク10、パネルヒーター11、ファンヒーター
12あるいは飲料用クーラー13等に利用している。 【0013】本実施形態に係る地中熱利用装置は、次の
ように作動する。まず、第一循環路4および第二循環路
5に設けた循環ポンプ7をそれぞれ駆動すると共に、ヒ
ートポンプ3を駆動する。これにより、第一液媒が熱交
換器1内を循環して地中熱を採取し、第一循環路4を通
ってヒートポンプ3に至る。 【0014】このヒートポンプ3では、第三熱媒が第一
熱媒の熱を吸収し、膨張および圧縮工程等を行い、それ
によって第二熱媒を昇温させる。昇温された第二熱媒は
第二循環路5を通過して放熱管2に到達し、そこで放熱
する。こうした行程を繰り返すことによって、連続的か
つ効果的に放熱する。 【0015】本発明の他の実施形態を、図5に示す。こ
の実施形態においては、放熱管2を、主として温水機器
に利用したものである。すなわち、この放熱管2を、温
水を蓄える貯湯タンク14、種類の異なる浴場15ある
いは温水プール16に利用している。なお、ヒートポン
プ3は冷凍機として機能させ、冷房にも利用することが
できる。 【0016】なお、本発明における放熱管2を融雪機器
に使用する場合は、路面の直下に複数埋設し、そこから
継続的に放熱し、その熱で路面上の雪を融かす。 【0017】上記した実施形態に係る地中熱利用装置
は、いずれも、従来のような地下水ではなく地中熱を利
用するので、地盤沈下を引き起こすことがない。また、
路面の融雪に利用した場合は、従来のように散水する必
要がないので、水跳ねや自動車事故等の問題を起こさな
い。また、地中に豊富に存在する地中熱を利用するの
で、運転コストが廉価であると共に、大気汚染等の環境
問題も発生させない。 【0018】なお、ヒートポンプ3と循環ポンプ7は、
商用電源の他に、太陽熱発電装置や内燃機関発電装置に
よって稼動することができる。太陽光発電装置は、図6
に示すように、ソーラーパネル17で太陽光を吸収し、
蓄電池ボックス18内の蓄電池20に、充電必要時に作
動する制御基板19を介して蓄電し、コントローラー2
1によって必要量の電力をヒートポンプ3と循環ポンプ
7へ供給する。 【0019】 【発明の効果】 本発明に係る地中熱利用装置は、地中
熱を利用するので、地盤沈下を引き起こさない。また、
路面の融雪に利用した場合は、水跳ねや自動車事故等の
問題を誘発しない。また、地中に豊富に存在する地中熱
を利用するので、運転コストが廉価であると共に、大気
汚染等の環境問題も発生させない。
る地中熱を、冷暖房、給湯、温水プール、植物栽培、魚
類を含む動物飼育あるいは融雪等に利用するための装置
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】 従来から、地下水(温水)を、例え
ば、冷暖房、給湯、温水プール、植物栽培、動物飼育あ
るいは融雪等に利用する技術が考えられている。この技
術は、地中に存在する地下水を利用するので、運転コス
トが比較的廉価であると共に、大気汚染等の環境問題を
引き起こさないといった点において優れている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】 しかし、この従来技
術にあっては、大量の地下水を必要とするので地盤沈下
を誘発するといった問題がある。また、例えば、路面の
融雪に使用する場合には、散水する必要があるので水跳
ねが生じたり、水が凍結して自動車事故等を引き起こし
てしまい易いといった問題もある。 【0004】本発明はこうした問題に鑑み創案されたも
ので、地盤沈下を起こさず、また、融雪に利用した場合
でも、水跳ねや自動車事故等の問題を起こすことのない
装置を提供することを課題とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】 図1乃至図5を参照し
て説明する。本発明に係る地中熱利用装置は、地中に垂
直に埋設し、内部に第一熱媒を循環させて地中熱を採取
する熱交換器1と、内部に第二熱媒を循環させ、その熱
を放出する放熱管2と、前記熱交換器1と第一循環路4
で連結すると共に、前記放熱管2と第二循環路5で連結
し、内部に第三熱媒を循環させる第三循環路6を有し、
前記第一熱媒の熱を吸熱して、前記第二熱媒を昇温する
ヒートポンプ3と、から構成し、前記放熱管2を冷暖房
機器、冷温水機器あるいは融雪機器として利用してな
る。 【0006】 【発明の実施の形態】 本発明に係る地中熱利用装置の
実施形態を、図1乃至図4に示す。この装置は、熱交換
器1、放熱管2およびヒートポンプ3を備える。また、
余剰の熱を必要時まで蓄える蓄熱槽8を併せて備える。 【0007】熱交換器1は、地中100m〜200m程
度に達するまで垂直に埋設し、内部に第一熱媒を循環さ
せて地中熱を採取する。この熱交換器1の構造は限定さ
れないが、例えば、同心二重管タイプやU字管タイプを
使用することができる。 【0008】同心二重管タイプは、図2に示すように、
底端部を塞いだ外筒1a内に内筒1bを同心状に挿入
し、第一熱媒を内筒1bの上端部から送り込み、内筒1
bの下端部で反転させて外筒1aと内筒1bとの間に形
成した間隙路1cを上昇させながら地中熱を採取させ、
その上端部から排出するものである。 【0009】また、U字管タイプは、図3に示すよう
に、管本体1dの中心に隔壁1eを設けて二つの通路1
fを形成し、第一熱媒を一方の通路1fから供給し、そ
の下端部で反転させて上昇させ、その上端部から排出す
るものである。 【0010】放熱管2は、パイプをいわゆるヘアピンカ
ーブ状に屈曲形成し、内部に第二熱媒を循環させ、その
熱を放出する。 【0011】ヒートポンプ3は、熱交換器1と循環ポン
プ7を有する第一循環路4で連結すると共に、前記放熱
管2と同じく循環ポンプ7を有する第二循環路5で連結
しており、内部に第三熱媒を循環させる第三循環路6を
有し、第一熱媒の熱を吸収して、その熱によって第二熱
媒を昇温する。 【0012】そして、本実施形態では、放熱管2を、主
として冷暖房機器として利用している。すなわち、この
放熱管2を、暖気を蓄える暖房タンク9、冷気を蓄える
冷房タンク10、パネルヒーター11、ファンヒーター
12あるいは飲料用クーラー13等に利用している。 【0013】本実施形態に係る地中熱利用装置は、次の
ように作動する。まず、第一循環路4および第二循環路
5に設けた循環ポンプ7をそれぞれ駆動すると共に、ヒ
ートポンプ3を駆動する。これにより、第一液媒が熱交
換器1内を循環して地中熱を採取し、第一循環路4を通
ってヒートポンプ3に至る。 【0014】このヒートポンプ3では、第三熱媒が第一
熱媒の熱を吸収し、膨張および圧縮工程等を行い、それ
によって第二熱媒を昇温させる。昇温された第二熱媒は
第二循環路5を通過して放熱管2に到達し、そこで放熱
する。こうした行程を繰り返すことによって、連続的か
つ効果的に放熱する。 【0015】本発明の他の実施形態を、図5に示す。こ
の実施形態においては、放熱管2を、主として温水機器
に利用したものである。すなわち、この放熱管2を、温
水を蓄える貯湯タンク14、種類の異なる浴場15ある
いは温水プール16に利用している。なお、ヒートポン
プ3は冷凍機として機能させ、冷房にも利用することが
できる。 【0016】なお、本発明における放熱管2を融雪機器
に使用する場合は、路面の直下に複数埋設し、そこから
継続的に放熱し、その熱で路面上の雪を融かす。 【0017】上記した実施形態に係る地中熱利用装置
は、いずれも、従来のような地下水ではなく地中熱を利
用するので、地盤沈下を引き起こすことがない。また、
路面の融雪に利用した場合は、従来のように散水する必
要がないので、水跳ねや自動車事故等の問題を起こさな
い。また、地中に豊富に存在する地中熱を利用するの
で、運転コストが廉価であると共に、大気汚染等の環境
問題も発生させない。 【0018】なお、ヒートポンプ3と循環ポンプ7は、
商用電源の他に、太陽熱発電装置や内燃機関発電装置に
よって稼動することができる。太陽光発電装置は、図6
に示すように、ソーラーパネル17で太陽光を吸収し、
蓄電池ボックス18内の蓄電池20に、充電必要時に作
動する制御基板19を介して蓄電し、コントローラー2
1によって必要量の電力をヒートポンプ3と循環ポンプ
7へ供給する。 【0019】 【発明の効果】 本発明に係る地中熱利用装置は、地中
熱を利用するので、地盤沈下を引き起こさない。また、
路面の融雪に利用した場合は、水跳ねや自動車事故等の
問題を誘発しない。また、地中に豊富に存在する地中熱
を利用するので、運転コストが廉価であると共に、大気
汚染等の環境問題も発生させない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態を示す構成図である。
【図2】 本発明における熱交換器の実施形態を示す正
面断面図である。 【図3】 本発明における熱交換器の他の実施形態を示
す正面断面図である。 【図4】 本発明の実施形態の詳細を示す構成図であ
る。 【図5】 本発明の他の実施形態の詳細を示す構成図で
ある。 【図6】 本発明に係る装置のヒートポンプ等を稼動す
る太陽熱発電装置のフローチャートである。 【符号の説明】 1 熱交換器 1a 外筒 1b 内筒 1c 間隙路 1d 管本体 1e 隔壁 1f 通路 2 放熱管 3 ヒートポンプ 4 第一循環路 5 第二循環路 6 第三循環路 7 循環ポンプ 8 蓄熱槽 9 暖房タンク 10 冷房タンク 11 パネルヒーター 12 ファンヒーター 13 飲料用クーラー 14 貯湯タンク 15 浴場 16 温水プール 17 ソーラーパネル 18 蓄電池ボックス 19 制御基板 20 蓄電池 21 コントローラー
面断面図である。 【図3】 本発明における熱交換器の他の実施形態を示
す正面断面図である。 【図4】 本発明の実施形態の詳細を示す構成図であ
る。 【図5】 本発明の他の実施形態の詳細を示す構成図で
ある。 【図6】 本発明に係る装置のヒートポンプ等を稼動す
る太陽熱発電装置のフローチャートである。 【符号の説明】 1 熱交換器 1a 外筒 1b 内筒 1c 間隙路 1d 管本体 1e 隔壁 1f 通路 2 放熱管 3 ヒートポンプ 4 第一循環路 5 第二循環路 6 第三循環路 7 循環ポンプ 8 蓄熱槽 9 暖房タンク 10 冷房タンク 11 パネルヒーター 12 ファンヒーター 13 飲料用クーラー 14 貯湯タンク 15 浴場 16 温水プール 17 ソーラーパネル 18 蓄電池ボックス 19 制御基板 20 蓄電池 21 コントローラー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 地中に垂直に埋設し、内部に第一熱媒を
循環させて地中熱を採取する熱交換器(1)と、 内部に第二熱媒を循環させ、その熱を放出する放熱管
(2)と、 前記熱交換器(1)と第一循環路(4)で連結すると共
に、前記放熱管(2)と第二循環路(5)で連結し、内
部に第三熱媒を循環させる第三循環路(6)を有し、前
記第一熱媒の熱を吸熱して、前記第二熱媒を昇温するヒ
ートポンプ(3)と、から構成し、 前記放熱管(2)を冷暖房機器、冷温水機器あるいは融
雪機器として利用してなる地中熱利用装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002109060A JP2003302122A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 地中熱利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002109060A JP2003302122A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 地中熱利用装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003302122A true JP2003302122A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29392624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002109060A Pending JP2003302122A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 地中熱利用装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003302122A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100424447C (zh) * | 2007-03-23 | 2008-10-08 | 东南大学 | 地源热泵的热水装置 |
KR101168590B1 (ko) | 2010-11-24 | 2012-07-30 | 주식회사 지지케이 | 지열 냉난방 장치 |
CN102997361A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-03-27 | 上海交通大学 | 地铁车站地源热泵空调*** |
CN103225281A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-31 | 同济大学 | 利用浅层地热即时融化机场跑道降雪的地源热泵蓄热加热*** |
CN107024012A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-08 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种页岩气完气井再利用供热装置 |
CN110872794A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 比亚迪股份有限公司 | 轨道梁换热***和轨道梁 |
-
2002
- 2002-04-11 JP JP2002109060A patent/JP2003302122A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100424447C (zh) * | 2007-03-23 | 2008-10-08 | 东南大学 | 地源热泵的热水装置 |
KR101168590B1 (ko) | 2010-11-24 | 2012-07-30 | 주식회사 지지케이 | 지열 냉난방 장치 |
CN102997361A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-03-27 | 上海交通大学 | 地铁车站地源热泵空调*** |
CN102997361B (zh) * | 2012-12-28 | 2015-08-26 | 上海交通大学 | 地铁车站地源热泵空调*** |
CN103225281A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-31 | 同济大学 | 利用浅层地热即时融化机场跑道降雪的地源热泵蓄热加热*** |
CN107024012A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-08 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种页岩气完气井再利用供热装置 |
CN110872794A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 比亚迪股份有限公司 | 轨道梁换热***和轨道梁 |
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