JP5914574B2 - Natural heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、自然熱を熱源側の熱媒体とし、利用側の熱媒体との間で熱交換を行う自然熱熱交換装置に関し、さらに詳しく言えば、安価かつ簡単に設置することができる自然熱熱交換装置に関する。   The present invention relates to a natural heat exchange device that uses natural heat as a heat medium on the heat source side and performs heat exchange with the heat medium on the use side, and more specifically, natural heat that can be installed inexpensively and easily. The present invention relates to a heat exchange device.

節電などの省エネ技術の１つとして、最近では、地中熱や河川などの自然熱を採取して、エアコンなどの利用側熱源との間で熱交換する自然熱熱交換装置が注目されている。自然熱熱交換装置には、熱媒体を循環させる熱交換チューブ（もしくは熱交換シート）を用いて熱交換を行うクローズドループ型と、汲み上げた地下水を熱交換に利用し、熱交換後に再びに地中に戻すオープンループ型との２種類に大別されるが、最近では、両者を合わせたハイブリッド型の熱交換装置も提案されている。   As one of energy-saving technologies such as power saving, recently, a natural heat exchange device that collects natural heat such as underground heat and rivers and exchanges heat with the use side heat source such as an air conditioner has attracted attention. . Natural heat exchangers use a closed-loop type that exchanges heat using a heat exchange tube (or heat exchange sheet) that circulates the heat medium, and pumped groundwater for heat exchange. Although it is roughly classified into two types, that is, an open loop type that returns to the inside, recently, a hybrid type heat exchange device that combines the two has also been proposed.

ところで、この種の自然熱熱交換装置の敷設方法としては、ボアホール方式や基礎杭方式、水平埋設方式などがある。しかしながら、いずれの方法においても、施工は全て現場施工であり、まず最初に地表から地中に向かって熱交換井の掘削工事を行い、そこに熱交換チューブや熱交換シートを設置してから、充填材で熱交換井内を充填している。   By the way, as a method of laying this type of natural heat exchange device, there are a borehole method, a foundation pile method, a horizontal burying method, and the like. However, in any method, the construction is all on-site construction. First, excavation work of the heat exchange well from the surface to the ground, and after installing the heat exchange tube and heat exchange sheet there, The heat exchange well is filled with filler.

そのため、この種の自然熱熱交換装置は、エアコンの出力や使用状況などに応じて、熱交換チューブや熱交換シートの数やその敷設方法もまちまちであり、現場に応じて調整が必要であった。また、熱交換シートの場合は、シートを縦置きに設置するか、横置きに設置するか、さらには、螺旋状（筒状）に巻いて設置するかなど、敷設作業には技術と熟練を要した。   For this reason, this type of natural heat exchange device has different numbers of heat exchange tubes and heat exchange sheets and installation methods depending on the output and usage status of the air conditioner. It was. In the case of heat exchange sheets, it is necessary to apply technology and skill to laying work, such as whether to install the sheets vertically, horizontally, or by winding them in a spiral (tubular) shape. It cost.

特開２００８−２９２０３０号公報JP 2008-292030 A

そこで、本発明の課題は、より簡単でかつ安価に敷設することが可能な自然熱熱交換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a natural heat heat exchange device capable of more simple and inexpensive construction.

上述した課題を解決するため、本発明は、自然熱を熱源とし、上記自然熱と利用側の熱媒体との間で熱交換を行う自然熱熱交換装置において、
地中または水中に配設される熱交換ユニットを備え、上記熱交換ユニットは、所定の間隔をもって互いに平行に配置された流入側ヘッダ管と流出側ヘッダ管との間に複数本の熱交換チューブを並列に接続してなり、上記利用側の熱媒体が上記流入側ヘッダ管から上記各熱交換チューブを同一方向に流れて上記流出側ヘッダ管に至る熱交換シートと、上面が開放された有底袋状で上端縁に玉掛け作業用のベルト部が設けられている透水性を有するフレキシブルコンテナバッグとを有し、上記フレキシブルコンテナバッグ内に、上記熱交換シートが上記流入側ヘッダ管もしくは上記流出側ヘッダ管のいずれか一方のヘッダ管を巻き始端として渦巻き状に巻回された状態で所定の充填材とともに収納されていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a natural heat heat exchange device that uses natural heat as a heat source and performs heat exchange between the natural heat and the heat medium on the use side.
A heat exchange unit disposed in the ground or in water, wherein the heat exchange unit includes a plurality of heat exchange tubes between an inflow side header pipe and an outflow side header pipe disposed in parallel with each other at a predetermined interval. A heat exchange sheet in which the heat medium on the use side flows in the same direction from the inflow side header pipe through the heat exchange tubes to the outflow side header pipe, and the upper surface is open. A flexible container bag having water permeability and having a belt portion for staking work at the upper edge of the bottom bag , and the heat exchange sheet is placed in the inflow header pipe or the outflow in the flexible container bag. It is characterized by being housed together with a predetermined filler in a state of being wound in a spiral shape with one of the side header pipes as a winding start end.

本発明において、上記熱交換シートは、その複数枚がシート間に所定の隙間が生ずるように渦巻き状に巻回されていることが好ましい。
In the present invention, the heat exchange sheet, it is preferable that the plurality is wound spirally so that a predetermined gap is generated between the sheets.

本発明によれば、汎用品であるフレキシブルコンテナバッグの中に、熱交換チューブまたは熱交換シートを渦巻き状に配置した状態で、その内部に充填材を充填した熱交換ユニットを予め工場などで生産しておき、現場に運び込んでそのまま敷設して配管作業を行うだけで、簡単かつ安価に自然熱熱交換装置を設置することができる。   According to the present invention, in a flexible container bag which is a general-purpose product, a heat exchange unit or a heat exchange sheet is disposed in a spiral shape, and a heat exchange unit filled with a filler is produced in advance in a factory or the like. A natural heat exchange device can be installed easily and inexpensively by simply carrying it to the site, laying it as it is, and performing piping work.

本発明の一実施形態に係る自然熱熱交換装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the natural heat heat exchange apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 熱交換ユニットの（ａ）平面図および（ｂ）内部構造を模式的に示す要部断面図。(A) Top view and (b) Main part sectional drawing which shows typically internal structure of a heat exchange unit. 熱交換シートの構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of a heat exchange sheet. 熱交換シートをフレキシブルコンテナバッグに収納する方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the method to accommodate a heat exchange sheet in a flexible container bag. 熱交換ユニットを（ａ）横積みおよび（ｂ）縦積みした場合の敷設例を示す模式図。The schematic diagram which shows the laying example at the time of (a) horizontal stacking and (b) vertical stacking of the heat exchange unit.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図１に示すように、自然熱熱交換装置１（以下、単に熱交換装置１とする）は、地表面Ｇからほぼ鉛直に掘削された熱交換井２と、熱交換井２の中に沿って配置される熱交換ユニット３と、熱交換ユニット３との間で熱交換される、利用側熱源としてのヒートポンプユニット４とを備えている。   As shown in FIG. 1, a natural heat exchange device 1 (hereinafter, simply referred to as a heat exchange device 1) includes a heat exchange well 2 excavated from the ground surface G almost vertically and a heat exchange well 2. And a heat pump unit 4 as a use side heat source that exchanges heat between the heat exchange unit 3 and the heat exchange unit 3.

熱交換井２は、この実施形態では、地下水位線ＷＬよりも低い（深い）位置まで掘削されている。熱交換井２の数や大きさは、仕様に応じて任意に設定されてよいが、図１では１箇所のみが示されている。   In this embodiment, the heat exchange well 2 is excavated to a position lower (deeper) than the groundwater level line WL. The number and size of the heat exchange wells 2 may be arbitrarily set according to the specifications, but only one location is shown in FIG.

この実施形態において、熱交換井２は、より熱交換効率を高めるため、地下水が湧出する地下水位線ＷＬよりも低い位置まで掘削されているが、地中熱を用いて熱交換を行うのであれば、地下水位線ＷＬよりも高い（浅い）位置であってもよく、熱交換井２の深さは、仕様に応じて任意に設定されてよい。   In this embodiment, the heat exchanging well 2 has been excavated to a position lower than the groundwater level line WL from which groundwater springs out in order to further increase the heat exchange efficiency. For example, the position may be higher (shallow) than the groundwater level line WL, and the depth of the heat exchange well 2 may be arbitrarily set according to specifications.

熱交換井２には、熱交換ユニット３が配置された状態で、その内部には、充填材２１が充填されている。充填材２１は、地下水や雨水の透水性を確保するため珪砂や砂礫などが好適に用いられる。
The heat exchange well 2 is filled with a filler 21 in a state where the heat exchange unit 3 is arranged. As the filler 21 , silica sand, gravel, or the like is preferably used in order to ensure the permeability of groundwater or rainwater.

図２を併せて参照して、熱交換ユニット３は、透水性を有するフレキシブルコンテナバッグ３１（以下、フレコンバッグ３１と略す）と、フレコンバッグ３１内に収納され、所定の熱媒体が循環する熱交換器本体３２とを有し、フレコンバッグ３１内には、熱交換器本体３２を収納した状態で、充填材３３が充填されている。   Referring also to FIG. 2, the heat exchange unit 3 includes a flexible container bag 31 having water permeability (hereinafter abbreviated as a flexible container bag 31), and heat that is stored in the flexible container bag 31 and circulates a predetermined heat medium. The flexible container bag 31 is filled with a filler 33 in a state where the heat exchanger main body 32 is accommodated.

フレコンバッグ３１は、ポリエチレンやポリプロピレン等の丈夫な化学繊維で織られたシート地を用いて袋状に形成されており、上端部が開放されている。フレコンバッグ３１の上端には、クレーン等の玉掛け作業用のベルト部３１１（図５参照）が一体的に設けられている。   The flexible container 31 is formed in a bag shape using a sheet fabric woven with strong chemical fibers such as polyethylene and polypropylene, and an upper end portion is opened. A belt part 311 (see FIG. 5) for slinging work such as a crane is integrally provided at the upper end of the flexible container bag 31.

フレコンバッグ３１は、地下水や雨水を浸透させるため透水性を備えていることが好ましく、この実施形態では、市販の水切りコンテナバッグが用いられている。なお、より好ましくは、目合いが１〜５ｍｍ程度のより粗いタイプが透水性がよく好適である。   The flexible container bag 31 is preferably provided with water permeability in order to permeate groundwater and rainwater. In this embodiment, a commercially available drainer container bag is used. More preferably, a coarser type having a mesh size of about 1 to 5 mm is suitable for good water permeability.

フレコンバッグ３１の形状や大きさなどは、仕様に応じて任意に選択されてよい。また、長期間繰り返して使用することを目的として造られたランニング用、あるいは、１回から数回の短期使用を目的として造られたクロス用のいずれであってもよい。この実施形態において、フレコンバッグ３１は、およそ直径φ１１００ｍｍ×高さ１１００ｍｍの円筒状である。   The shape and size of the flexible container bag 31 may be arbitrarily selected according to specifications. Further, it may be either for running designed for repeated use over a long period of time, or for cloth made for the purpose of short-term use once to several times. In this embodiment, the flexible container bag 31 has a cylindrical shape with a diameter of approximately 1100 mm and a height of 1100 mm.

熱交換器本体３２は、内部に熱媒体が流れる熱交換シートからなり、フレコンバッグ３１内に渦巻き状に巻回された状態で、フレコンバッグ３１の底からほぼ垂直に立てた状態で収納されている。   The heat exchanger body 32 is composed of a heat exchange sheet through which a heat medium flows, and is housed in a state of being wound up in the flexible container bag 31 in a state of standing upright from the bottom of the flexible container bag 31. Yes.

この実施形態において、熱交換器本体３２は、第１および第２熱交換シート３２ａ，３２ｂをそれぞれ１８０°位相とした状態で渦巻き状に巻回して収納しているが、熱交換シート３２ａ，３２ｂは、少なくとも１つであればよい。   In this embodiment, the heat exchanger main body 32 accommodates the first and second heat exchange sheets 32a and 32b wound in a spiral shape in a state of 180 ° phase, but the heat exchange sheets 32a and 32b. May be at least one.

熱交換シート３２ａ，３２ｂはともに同一構成であるため、以下においてはいずれか一方の第１熱交換シート３２ａの構成について説明する。なお、説明の便宜上、他方の第２熱交換シート３２ｂの具体的な構成についての説明は省略するが、参照符号の末尾に「ｂ」を付して区別した。
Since both the heat exchange sheets 32a and 32b have the same configuration, the configuration of one of the first heat exchange sheets 32a will be described below. For convenience of explanation, omitted the description of specific structure of the other of the second heat exchanger sheet 32b is distinguished by adding "b" to the end of the reference numerals.

図３を参照して、第１熱交換シート３２ａは、熱媒体循環路５の流入側配管５１に接続される流入側ヘッダ管３２１ａと、熱媒体循環路５の流出側配管５２に接続される流出側ヘッダ管３２２ａと、流入側ヘッダ管３２１ａおよび流出側ヘッダ管３２２ａとの間に架け渡される複数の熱交換チューブ３２３とを備えている。
Referring to FIG. 3, the first heat exchange sheet 32a is an inlet side header pipe 321a connected to the inlet pipe 51 of the heat medium circulation path 5, is connected to the flow outlet side pipe 52 of the heat medium circulation path 5 And a plurality of heat exchange tubes 323 spanned between the inflow side header pipe 321a and the outflow side header pipe 322a.

この実施形態において、流入側ヘッダ管３２１ａおよび流出側ヘッダ管３２２ａはともに、ポリエチレン製の管材からなる。流入側ヘッダ管３２１ａは、下端側が開放され、上端側が閉塞されている。これに対し、流出側ヘッダ管３２２ａは、上端側が開放され、下端側が閉塞されている。
In this embodiment, inflow side header pipe 321a and the outflow side header pipe 322a are both made of polyethylene tubing. The inflow side header pipe 321a is opened at the lower end side and closed at the upper end side. In contrast, the outflow-side header pipe 322a, the upper side is open, the lower end side is closed.

熱交換チューブ３２３は、可撓性を有する合成樹脂、好ましくはポリエチレンチューブからなり、一端が流入側ヘッダ管３２１ａに差し込まれ、他端が流出側ヘッダ管３２２ａの管内に差し込まれ、それらが互いに平行に配置されている。流入側ヘッダ管３２１ａおよび流出側ヘッダ管３２２ａは熱媒体の幹管であり、熱交換チューブ３２３はそれらの枝管である。   The heat exchange tube 323 is made of a flexible synthetic resin, preferably a polyethylene tube. One end of the heat exchange tube 323 is inserted into the inflow side header tube 321a, and the other end is inserted into the outflow side header tube 322a. Is arranged. The inflow side header pipe 321a and the outflow side header pipe 322a are trunk pipes of the heat medium, and the heat exchange tube 323 is a branch pipe thereof.

熱交換チューブ３２３は、各ヘッダ管３２１ａ，３２２ａの軸線方向に沿って所定間隔をもって多数、この実施形態では、φ６ｍｍ×長さ５．６ｍの熱交換チューブ３２３が１１７本が配置されており、それら全体が規則的に並んで配置されることにより、見かけ上、１枚のシート状に形成される。   A number of heat exchange tubes 323 are arranged at predetermined intervals along the axial direction of the header tubes 321a and 322a. In this embodiment, 117 heat exchange tubes 323 each having a diameter of φ6 mm and a length of 5.6 m are arranged. As a whole, they are regularly arranged to form a single sheet.

熱交換チューブ３２３には、熱交換チューブ３２３の並びを整然と配列するためのスペーサ３２４が、この実施形態では３箇所に設けられている。   In this embodiment, the heat exchange tube 323 is provided with three spacers 324 for arranging the heat exchange tubes 323 in an orderly manner.

これによれば、熱媒体は、流入側ヘッダ管３２１ａの下端から熱交換シート６内に入り、各熱交換チューブ３２３内を、同一方向に流出側ヘッダ管３２２ａに向かって流れつつ、水との間で熱交換され、流出側ヘッダ管３２２ａの上端から吐出されて熱媒体循環路５に戻る。   According to this, the heat medium enters the heat exchange sheet 6 from the lower end of the inflow side header pipe 321a, flows in each heat exchange tube 323 toward the outflow side header pipe 322a in the same direction, and with water. Heat is exchanged between the two, and is discharged from the upper end of the outflow side header pipe 322a and returns to the heat medium circulation path 5.

この実施形態において、熱交換シート６の大きさは、長さ５．６ｍ×幅０．９ｍである。この種の熱交換シート６の一例としては、ＭＡＧＥＮ（イスラエル）社製の製品名「Ｇカーペット」が好適に用いられる。   In this embodiment, the size of the heat exchange sheet 6 is length 5.6 m × width 0.9 m. As an example of this type of heat exchange sheet 6, a product name “G carpet” manufactured by MAGEN (Israel) is preferably used.

各熱交換シート３２ａ，３２ｂは、熱媒体の入口側の流入側ヘッダ管３２１ａ，３２１ｂが中心側となり、出口側の流出側ヘッダ管３２２ａ，３２２ｂが外周側となるように渦巻き状に巻回されている。   Each heat exchange sheet 32a, 32b is spirally wound so that the inlet header pipes 321a, 321b on the inlet side of the heat medium are on the central side and the outlet header pipes 322a, 322b on the outlet side are on the outer peripheral side. ing.

熱交換ユニット３には、熱媒体循環路５の流入側配管５１から各流入側ヘッダ管３２１ａ，３２１ｂに案内する第１中継パイプ３２５と、熱媒体を各流出側ヘッダ管３２２ａ，３２２ｂから吐出した熱媒体を、フレコンバッグ３１の底部から中心を通って熱媒体循環路５の流出側配管５２に送り出す第２中継パイプ３２６とが設けられている。   In the heat exchange unit 3, the first relay pipe 325 that guides the inflow side header pipes 321a and 321b from the inflow side pipe 51 of the heat medium circulation path 5 and the heat medium are discharged from the outflow side header pipes 322a and 322b. A second relay pipe 326 is provided for sending the heat medium from the bottom of the flexible container bag 31 through the center to the outflow side pipe 52 of the heat medium circulation path 5.

この実施形態において、熱交換ユニット３は、流入側ヘッダ管３２１ａ，３２１ｂが中心側で、流出側ヘッダ管３２２ａ，３２２ｂが外周側に配置され、熱媒体が中心から外側に向かって流れるようになっているが、流入側ヘッダ管３２１ａ，３２１ｂを外、流出側ヘッダ管３２２ａ，３２２ｂを中心に配置し、外側から中心に向かって熱媒体が流れるようにしてもよい。   In this embodiment, in the heat exchange unit 3, the inflow side header pipes 321a and 321b are arranged on the center side, and the outflow side header pipes 322a and 322b are arranged on the outer peripheral side, so that the heat medium flows from the center toward the outside. However, the inflow side header pipes 321a and 321b may be disposed outside, and the outflow side header pipes 322a and 322b may be disposed at the center so that the heat medium flows from the outside toward the center.

充填材３３は、フレコンバッグ３１の内部に地下水などの透水性を確保しつつ、熱交換器本体３２への傷付きを予防するため珪砂が好適である。珪砂以外にも、川砂や砕石などが用いられてもよいが、熱交換器本体３２のパイプを傷つけないようにするため、粒径が揃っており、角が面取りされていることが好ましい。   The filler 33 is preferably silica sand in order to prevent damage to the heat exchanger body 32 while ensuring water permeability such as groundwater inside the flexible container bag 31. In addition to quartz sand, river sand or crushed stone may be used, but in order not to damage the pipe of the heat exchanger body 32, it is preferable that the particle diameters are uniform and the corners are chamfered.

ヒートポンプユニット４は、内部にコンプレッサなどの冷凍サイクル機構を備えたユニット本体４２と、室内側に配置される室内側熱交換器４１と、室外側に配置される室外側熱交換器４３とを備えている。この実施形態において、ヒートポンプユニット４は、空気調和機（エアコン）である。
Heat pump unit 4 includes a unit body 4 2 provided with a refrigerating cycle mechanism such as a compressor therein, an indoor-side heat exchanger 4 1 disposed on the interior side, an outdoor heat exchanger 43 disposed on the exterior side It has. In this embodiment, the heat pump unit 4 is an air conditioner (air conditioner).

本発明において、ユニット本体４２は、熱媒体を介して室内側熱交換器４１と室外側熱交換器４３との間で熱を移動させる冷凍サイクル回路を有していればよく、その具体的な構成は、仕様に応じて任意に変更されてよい。
In the present invention, the unit body 4 2 has only to have a refrigeration cycle to transfer heat between the indoor heat exchanger 4 1 and the outdoor side heat exchanger 43 through the heat medium, the specific The general configuration may be arbitrarily changed according to the specification.

冷媒循環路５は、内部に水や不凍液などの液体の熱媒体が一方向に向かって循環するクローズドループ回路であって、熱媒体を循環させるための図示しない循環ポンプが設けられている。冷媒循環路５の具体的な構成や、熱冷媒の種類については、仕様に応じて任意に選択されてよい。   The refrigerant circuit 5 is a closed loop circuit in which a liquid heat medium such as water or antifreeze circulates in one direction, and is provided with a circulation pump (not shown) for circulating the heat medium. About the specific structure of the refrigerant circuit 5, and the kind of thermal refrigerant | coolant, you may select arbitrarily according to a specification.

冷媒循環路５とヒートポンプユニット４とは、室外側熱交換器４３内に設けられた熱交換器４４を介して熱交換される。この実施形態において、熱交換器４４は、冷媒循環路５内を流れる熱冷媒を貯留するタンクに室外側熱交換器４３を直に浸すことにより熱交換されるようになっている。   The refrigerant circulation path 5 and the heat pump unit 4 are heat-exchanged via a heat exchanger 44 provided in the outdoor heat exchanger 43. In this embodiment, the heat exchanger 44 is configured to exchange heat by directly immersing the outdoor heat exchanger 43 in a tank that stores thermal refrigerant flowing in the refrigerant circulation path 5.

なお、熱交換器４４を設けることなく、室外側熱交換器４３の冷媒回路を冷媒循環路５に直結して熱交換ユニット３で熱交換するようにしてもよい。   Instead of providing the heat exchanger 44, the refrigerant circuit of the outdoor heat exchanger 43 may be directly connected to the refrigerant circuit 5 to exchange heat with the heat exchange unit 3.

次に、フレコンバッグ３１の中に熱交換シート３２ａを渦巻き状に収納する方法としては、図４に示す専用の収納治具６を用いることが好ましい。この収納治具６は、中心から十字状に延びる第１〜第４ベースプレート６１〜６４と、第１熱交換シート３２ａを渦巻き状に巻回するための第１ガイド棒６５ａ〜６５ｌと、第２熱交換シート３２ｂを渦巻き状に巻回するための第２ガイド棒６６ａ〜６６ｋとを備えている。   Next, as a method of storing the heat exchange sheet 32a in the flexible container bag 31 in a spiral shape, it is preferable to use a dedicated storage jig 6 shown in FIG. The storage jig 6 includes first to fourth base plates 61 to 64 extending in a cross shape from the center, first guide rods 65a to 65l for winding the first heat exchange sheet 32a in a spiral shape, Second guide rods 66a to 66k for winding the heat exchange sheet 32b in a spiral shape are provided.

第１〜第４ベースプレート６１〜６４は、地面に対して水平に設置され、金属フレーム製で中心で一体的に連結され、それらが外側に向かって十字状に形成されている。第１ガイド棒６５ａ〜６５ｌはそれぞれ、第１〜第４ベースプレート６１〜６４からほぼ垂直に立設された金属棒である。図４においては、黒丸で示す。   The first to fourth base plates 61 to 64 are installed horizontally with respect to the ground, are made of a metal frame and are integrally connected at the center, and are formed in a cross shape toward the outside. The first guide rods 65a to 65l are metal rods erected almost vertically from the first to fourth base plates 61 to 64, respectively. In FIG. 4, it is indicated by a black circle.

第１ガイド棒６５ａ〜６５ｌは、第１熱交換シート３２ａを渦巻き状に巻回した状態にするための仮想インボリュート曲線上に配置されている。第１ガイド棒６５ａ〜６５ｌのうち、第１ガイド棒６５ａ，６５ｅ，６５ｉは第１ベースプレート６１に配置されている。第１ガイド棒６５ｂ，６５ｆ，６５ｊは第２ベースプレート６２に配置されている。第１ガイド棒６５ｃ，６５ｇ，６５ｋは第３ベースプレート６３に配置されている。第１ガイド棒６５ｄ，６５ｈ，６５ｌは第４ベースプレート６４に配置されている。
The first guide rod 65a~65l has a first heat exchange sheet 32a is disposed on a virtual involute curve to a state wound in a spiral. Among the first guide rods 65 a to 65 l, the first guide rods 65 a, 65 e, 65 i are arranged on the first base plate 61. The first guide rods 65b, 65f, 65j are arranged on the second base plate 62. The first guide bars 65c, 65g, 65k are disposed on the third base plate 63. The first guide rods 65d, 65h, 65l are disposed on the fourth base plate 64.

これによれば、第１熱交換シート３２ａ（図４では破線で示す）の内周面を第１ガイド棒６５ａ→６５ｂ→６５ｃ→・・・・→６５ｋ→６５ｌの順に当接させていくことにより、ほぼ渦巻き状に巻回することができる。   According to this, the inner peripheral surface of the first heat exchange sheet 32a (indicated by a broken line in FIG. 4) is brought into contact with the first guide rod 65a → 65b → 65c →... → 65k → 65l in this order. Thus, it can be wound in a substantially spiral shape.

第２ガイド棒６６ａ〜６６ｋはそれぞれ、第１〜第４ベースプレート６１〜６４からほぼ垂直に立設された金属棒である。図４においては、白丸で示す。   The second guide rods 66a to 66k are metal rods that are erected almost vertically from the first to fourth base plates 61 to 64, respectively. In FIG. 4, it is indicated by a white circle.

第２ガイド棒６６ａ〜６６ｋは、第２熱交換シート３２ｂを渦巻き状に巻回した状態にするための仮想インボリュート曲線上に配置されている。第２ガイド棒６６ａ〜６６ｋのうち、第２ガイド棒６６ａ，６６ｅ，６６ｉは第１ベースプレート６１に配置されている。第２ガイド棒６６ｂ，６６ｆ，６６ｊは第２ベースプレート６２に配置されている。第２ガイド棒６６ｃ，６６ｇ，６６ｋは第３ベースプレート６３に配置されている。第２ガイド棒６６ｄ，６６ｈは第４ベースプレート６４に配置されている。 The second guide rod 66a~66k has a second heat exchanger sheet 32b is disposed on a virtual involute curve to a state wound in a spiral. Of the second guide rods 66 a to 66 k, the second guide rods 66 a, 66 e, 66 i are disposed on the first base plate 61. The second guide bars 66b, 66f, 66j are arranged on the second base plate 62. The second guide bars 66 c, 66 g, 66 k are disposed on the third base plate 63. The second guide bars 66d and 66h are disposed on the fourth base plate 64.

これによれば、第２熱交換シート３２ａ（図４では実線で示す）の内周面を第２ガイド棒６６ａ→６６ｂ→６６ｃ→・・・・→６６ｋの順に当接させていくことにより、ほぼ渦巻き状に巻回することができる。   According to this, by contacting the inner peripheral surface of the second heat exchange sheet 32a (shown by a solid line in FIG. 4) in the order of the second guide rods 66a → 66b → 66c →... → 66k, It can be wound almost spirally.

収納治具６に第１および第２熱交換シート３２ａ，３２ｂを巻き付けた後、第１中継パイプ３２４と第２中継パイプ３２５とを配管する。次に、フレコンバッグ３１の開口部を下となるようにして、収納治具６の上に被せたのち、全体を上下逆さまにする。   After the first and second heat exchange sheets 32a and 32b are wound around the storage jig 6, the first relay pipe 324 and the second relay pipe 325 are piped. Next, after covering the housing jig 6 with the opening of the flexible container bag 31 facing down, the whole is turned upside down.

なお、第１中継パイプ３２４と第２中継パイプ３２５とを配管したあとで、収納治具６を上下をひっくり返して、各ガイド棒６５，６６の先端を下にし、図示しないフレコンバッグ３１の中に向けて差し込んでもよい。   After the first relay pipe 324 and the second relay pipe 325 are installed, the storage jig 6 is turned upside down so that the tips of the guide rods 65 and 66 face down, and the flexible container bag 31 (not shown) You may plug it in.

この状態でフレコンバッグ３１内に充填材３３を半分ほど充填し、第１熱交換シート３２ａと第２熱交換シート３２ｂとの隙間に充填材３３を均等に充填する。次に、収納治具６を上に引き抜くことで、フレコンバッグ３１内に熱交換シート３２ａ，３２ｂが渦巻き状に巻回された状態で収納される。しかるのち、残りの充填材３３を充填することにより、熱交換ユニット３が形成される。   In this state, about half of the filler 33 is filled into the flexible container bag 31, and the filler 33 is uniformly filled into the gap between the first heat exchange sheet 32a and the second heat exchange sheet 32b. Next, by pulling the storage jig 6 upward, the heat exchange sheets 32a and 32b are stored in the flexible container bag 31 in a spirally wound state. Thereafter, the heat exchange unit 3 is formed by filling the remaining filler 33.

これによれば、フレコンバッグ３１の中に熱交換シート３２と充填材３３とを充填した熱交換ユニット３を予め工場などの現場外で作製しておき、施工現場に必要な数の熱交換ユニット３を運び込んで、現場の熱交換井２にクレーンによって設置した後、配管作業するだけでよく、熱交換に必要な熱容量の設計や、設置コスト、生産性が大幅に向上する。   According to this, the heat exchange unit 3 in which the flexible exchange bag 31 is filled with the heat exchange sheet 32 and the filler 33 is prepared in advance outside the site such as a factory, and the necessary number of heat exchange units at the construction site. It is only necessary to carry out piping work after bringing 3 into the heat exchanging well 2 at the site and installing it with a crane, which greatly improves the design of heat capacity necessary for heat exchange, installation cost, and productivity.

熱交換ユニット３の設置態様としては、図５（ａ）に示すように、必要に応じて複数の熱交換ユニット３を横並びに設置する方法が一般的であるが、図４（ｂ）に示すように、深い熱交換井を設け、複数個の熱交換ユニット３を縦積みしてもよい。なお、縦積みにする場合は、配管の作業性などから、半分程度横にずらして配置することが好ましい。   As an installation mode of the heat exchange unit 3, as shown in FIG. 5 (a), a method of installing a plurality of heat exchange units 3 side by side as needed is common, but as shown in FIG. 4 (b). Thus, a deep heat exchange well may be provided and a plurality of heat exchange units 3 may be stacked vertically. In the case of vertical stacking, it is preferable to arrange them by shifting about a half from the viewpoint of workability of piping.

この実施形態において、熱交換ユニット３は、地中熱および地下水を用いて熱交換するため、地中に設けられた熱交換井２に埋設する方法について説明したが、本発明の熱交換ユニットは、湖や海、河川などに直接沈めて用いてもよい。   In this embodiment, since the heat exchange unit 3 performs heat exchange using ground heat and groundwater, the method of burying in the heat exchange well 2 provided in the ground has been described. However, the heat exchange unit of the present invention is It may be used by submerging directly in a lake, sea or river.

さらには、熱交換器本体３２は、シート状の熱交換シート３２ａ，３２ｂを用いることが好ましいが、チューブ状の熱交換チューブを用いてもよい。その場合も、上述した専用治具６を用いて渦巻き状に巻き付け、さらにそれを軸線方向に重ね巻きすることで螺旋状に巻き付けることができる。   Furthermore, although it is preferable to use the sheet-like heat exchange sheets 32a and 32b for the heat exchanger body 32, a tube-like heat exchange tube may be used. Also in that case, it can be wound spirally by winding it in a spiral shape using the dedicated jig 6 described above and further winding it in the axial direction.

１ 自然熱熱交換装置
２ 熱交換井
３ 熱交換ユニット
３１ フレキシブルコンテナバッグ（フレコンバッグ）
３２ 熱交換器本体
３２ａ，３２ｂ 熱交換シート
３２１ａ，３２１ｂ 流入側ヘッダ管
３２２ａ，３２２ｂ 流出側ヘッダ管
３３ 充填材
４ ヒートポンプユニット 1 Natural Heat Exchanger 2 Heat Exchange Well 3 Heat Exchange Unit 31 Flexible Container Bag (Flexible Bag)
32 Heat exchanger body 32a, 32b Heat exchange sheet 321a, 321b Inflow side header pipe 322a, 322b Outflow side header pipe 33 Filler 4 Heat pump unit

Claims (2)

自然熱を熱源とし、上記自然熱と利用側の熱媒体との間で熱交換を行う自然熱熱交換装置において、
地中または水中に配設される熱交換ユニットを備え、上記熱交換ユニットは、所定の間隔をもって互いに平行に配置された流入側ヘッダ管と流出側ヘッダ管との間に複数本の熱交換チューブを並列に接続してなり、上記利用側の熱媒体が上記流入側ヘッダ管から上記各熱交換チューブを同一方向に流れて上記流出側ヘッダ管に至る熱交換シートと、上面が開放された有底袋状で上端縁に玉掛け作業用のベルト部が設けられている透水性を有するフレキシブルコンテナバッグとを有し、
上記フレキシブルコンテナバッグ内に、上記熱交換シートが上記流入側ヘッダ管もしくは上記流出側ヘッダ管のいずれか一方のヘッダ管を巻き始端として渦巻き状に巻回された状態で所定の充填材とともに収納されていることを特徴とする自然熱熱交換装置。 In a natural heat heat exchange device that uses natural heat as a heat source and performs heat exchange between the natural heat and the heat medium on the use side,
A heat exchange unit disposed in the ground or in water, wherein the heat exchange unit includes a plurality of heat exchange tubes between an inflow side header pipe and an outflow side header pipe disposed in parallel with each other at a predetermined interval. A heat exchange sheet in which the heat medium on the use side flows in the same direction from the inflow side header pipe through the heat exchange tubes to the outflow side header pipe, and the upper surface is open. A flexible container bag having water permeability in which a belt portion for a sling operation is provided on the upper edge of the bottom bag shape ,
In the flexible container bag , the heat exchange sheet is stored together with a predetermined filler in a state of being wound in a spiral shape with the header pipe of either the inflow side header pipe or the outflow side header pipe as a winding start end. naturally heat heat exchanger and wherein the are. 上記熱交換シートは、その複数枚がシート間に所定の隙間が生ずるように渦巻き状に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の自然熱熱交換装置。 The heat exchange sheet, natural heat heat exchange apparatus according to claim 1, characterized in that the plurality is wound spirally so that a predetermined gap is generated between the sheets.
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