JPH07279114A - 太陽熱蓄熱式融雪装置 - Google Patents

太陽熱蓄熱式融雪装置

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JPH07279114A
JPH07279114A JP6072230A JP7223094A JPH07279114A JP H07279114 A JPH07279114 A JP H07279114A JP 6072230 A JP6072230 A JP 6072230A JP 7223094 A JP7223094 A JP 7223094A JP H07279114 A JPH07279114 A JP H07279114A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は効率良く融雪を行い得る太陽地熱式
融雪装置を提供することを目的とする。 【構成】 地表を掘削して所定深さを有する埋設部１を
設け、この埋設部１の周囲に断熱層２を形成し、この断
熱層２で囲繞された空間にステンレス製パイプで形成し
た採熱管３を配管するとともに該断熱層２で囲繞された
空間に適宜な蓄熱部材４を充填し、採熱管３と接続され
る放集熱管５を融雪したい地表部の下方にして浅く地表
に沿わせて配管し、採熱管３及び放集熱管５内に循環液
を封入するとともに該循環液が採熱管３から放集熱管５
を通って採熱管３に戻り再び循環するようにポンプ装置
６を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽熱を効率良く、地
盤に蓄熱し、この蓄熱した熱を冬期に路面に放熱し、路
面を融雪する太陽熱蓄熱式融雪装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本願出
願人等の太陽熱蓄熱式融雪装置が特開平３−２３３００
７号公報として公開されている (以下、特開平３−２３
３００７号公報に開示の技術を従来技術という。)。
【０００３】この従来技術は、地表を掘削して所定深さ
を有する埋設部を設け、この埋設部に採熱管を配管する
とともに該埋設部内に蓄熱部材(砂土)を詰入し、採熱管
に放集熱管を接続し、この放集熱管を融雪したい地表部
に浅く地表にそわせて配管し、採熱管、放集熱管内に循
環水を封入するとともに該循環水が採熱管から放集熱管
を通って採熱管に戻り再び循環するように適宜循環用ポ
ンプを設けて構成したものである。
【０００４】この従来技術は、その後の研究で次の問題
点が確認された。
【０００５】冬季の降雪時に連続で長時間 (約２４時
間) 運転を行うと採熱管の周囲の砂土の温度が下がり、
循環水の温度が低下して融雪効率が劣化してくる。
【０００６】蓄熱体となる砂土では、蓄熱機能が不十
分なため、夏 (７月〜９月) に太陽熱を蓄熱して蓄熱体
を例えば３０℃程度にしても、降雪期までの間に熱が逃
げてしまい、１２月の降雪時の蓄熱体の温度は自然の地
盤温度である１５℃位になってしまう。
【０００７】採熱管は土中での腐食による漏水を防止
するためにポリエチレン製のパイプを使用しているが、
ポリエチレンの熱伝導率が０．２kcal／m・h・℃と小さ
いため、ポリエチレン製の採熱管では蓄熱及び採熱の効
率が悪い。
【０００８】採熱管はポリエチレン製のパイプを使用
している為、柔軟性があり、よって、鉛直方向の配管が
厄介である。
【０００９】採熱管にエアー抜き用の貯水槽を設けて
いるが、該貯水槽から熱が逃げてしまい、このことが蓄
熱体の温度低下の一因となっている。
【００１０】太陽熱の集熱は舗装層で行っている。ア
スファルト舗装であれば舗装層は５０℃〜６０℃まで温
度が上がるが、コンクリート舗装の場合は太陽光が反射
してしまい、コンクリート舗装層の温度は４０℃程度ま
でしか上がらず、その分だけ蓄熱体の温度も低く、冬期
間 (約３ヶ月) の融雪熱量が不足してしまう事がある。
【００１１】本発明は、上記の問題点を解決した太陽熱
蓄熱式融雪装置を提供することを技術的課題とするもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。
【００１３】地表を掘削して所定深さを有する埋設部１
を設け、この埋設部１の周囲に断熱層２を形成し、この
断熱層２で囲繞された空間にステンレス製パイプで形成
した採熱管３を配管するとともに該断熱層２で囲繞され
た空間に適宜な蓄熱部材４を充填し、採熱管３と接続さ
れる放集熱管５を融雪したい地表部の下方にして浅く地
表に沿わせて配管し、採熱管３及び放集熱管５内に循環
液を封入するとともに該循環液が採熱管３から放集熱管
５を通って採熱管３に戻り再び循環するようにポンプ装
置６を設けて構成したことを特徴とする太陽熱蓄熱式融
雪装置に係るものである。
【００１４】
【作用】夏期において、太陽熱は放集熱管５により集熱
され、該熱は採熱管３を介して蓄熱部材４に蓄熱され
る。
【００１５】冬期の降雪時において蓄熱部材４に蓄熱さ
れた熱は採熱管３に放熱され、放集熱管５を介して地表
に放熱され、地表上の融雪が達成される。
【００１６】埋設部１の周囲には断熱層２が形成されて
いる為、蓄熱部材４への蓄熱性はそれだけ高まり、ま
た、採熱管３は熱伝導率の高いステンレス製故に熱効率
が良好となり、また、採熱管３は硬度を有するステンレ
ス製故に鉛直方向への配管も良好に行なわれる。
【００１７】
【実施例】図面は本発明の実施例を図示したもので、以
下に説明する。
【００１８】地表を掘削して縦１０m程度、横５m程度、
深さ３m程度の埋設部１を設ける。掘削深さはある程度
深くないと熱を蓄えることが出来ず、実験の結果１〜６
m程度が望ましいということを確認した。
【００１９】この埋設部１の周囲に発泡スチロール製
(厚さ２５cm程度) の断熱層２を付設する。
【００２０】断熱層２は当該地の条件により上部だけの
場合、上部と周囲に設置して下部は自然状態にしておく
場合、上部と下部及び周囲に設置して密閉状態にする場
合などがある。
【００２１】この断熱層２で囲繞された空間に長尺のス
テンレス (ＳＵＳ３０４) 製パイプ(直径１０ｍｍ) か
ら成る採熱管３を複数ヶ所において鉛直方向に折曲して
配設する。例えば銅製のパイプでも適当の硬度を有する
為鉛直方向の配管は可能であるが、銅製のパイプは腐食
の問題がある為、やはりステンレス製パイプが望まし
い。
【００２２】この断熱層２で囲繞された空間に蓄熱部材
４としての砂土を詰入する。
【００２３】これまでの研究によると、蓄熱部材４から
の自然放熱を防ぐには発泡スチロール製の前記断熱層２
を使用することによって夏季の蓄熱完了時から降雪時ま
での３箇月間の自然放熱を約２０％程度にする事ができ
ることが確認されている。よって、本実施例の蓄熱性は
非常に秀れたものとなる。
【００２４】前記採熱管３の両端部にヘッダーパイプ７
を介してＳＧＰ (鋼) 若しくはステンレス (ＳＵＳ３０
４) 製のパイプから成る放集熱管５を蛇行状態にして上
面の断熱層２の上に形成される舗装層10中に埋設する。
【００２５】採熱管３、放集熱管５内に循環水を封入
し、且つ採熱管３の途中にポンプ装置６を設ける。
【００２６】尚、地表をコンクリート舗装層10にすると
それだけ集熱が良好に行えることになる。
【００２７】本実施例は上記構成であることから、夏期
においては太陽熱を放集熱管５により集熱し、該太陽熱
により循環水が２０〜４０℃位まで加熱され、該熱は採
熱管３を介して砂土に蓄熱され、この砂土に蓄熱された
熱を冬期において採熱管３、放集熱管５の経路で地表に
放熱し、該地表を融雪する。
【００２８】実験の結果、上記の本装置で２ｃｍ／ｈの
降雪を確実に融雪できることを確認した。この場合の放
熱量は約１３０ｋｃａｌであった。
【００２９】図３は、採熱管３に太陽熱集熱器８をヘッ
ダーパイプ７'を介して連結した場合である。例えば、
十分に集熱できない場合等に該太陽熱集熱器８により効
果的な集熱が可能となる。具体的には、日中に太陽熱集
熱器８で集熱して貯湯槽12に６０℃〜８０℃の温水を貯
めておき、夜間に貯湯槽12と採熱管３との間で該温水を
循環させる(点線矢印で表示)という方法となる。尚、符
号６'はポンプ装置である。
【００３０】図４,５,６は採熱管３の別の構成例であ
る。図４,５は採熱管３を鉛直方向に蛇行せしめた場
合、図６は採熱管３を鉛直方向に螺旋状に配設した場合
である。また、図７,８,９,１０はヒートパイプ９を採
熱管３に併設した場合で、より砂土の採熱性を良好にす
るように構成した場合である。ステンレス製の採熱管と
ステンレス製のヒートパイプ９を組み合わせる事によっ
て、冬季の降雪時に長時間運転して採熱管３の周囲の土
中温度が低下した場合にはヒートパイプ９によって採熱
管３から離れた土中の熱が採熱管３及びその周囲に移送
されるため循環水の温度を常に一定に保つ事ができる。
ヒートパイプ９による熱の移送は蒸発部９' (ヒートパ
イプの下部) よりも放熱部９" (ヒートパイプの上部)
の温度が低くなった時のみ作動するので土中の熱を無駄
なく効率良く採熱する事ができる。特に、図９,１０は
地下水の熱を利用する場合である。地下水位 (Ｌ) が高
い場合には、ヒートパイプ９の蒸発部９'を地下帯水層1
1に複数本埋設する事によって、冬期に砂土の温度が地
下水温より低下した場合にはヒートパイプ９によって、
地下水の熱が砂土に移送される。よって、地下水を冬期
間の補助的な熱源として利用できる。
【００３１】以上、本実施例は次の効果を発揮する。
【００３２】断熱層２により蓄熱部材４への蓄熱が良
好に維持される。
【００３３】採熱管３は長尺のステンレス製パイプ
(ＳＵＳ３０４) を使用するので腐食によるパイプの破
損の心配がない。また、ステンレスパイプの熱伝導率は
１４ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃と良好なためポリエチレンパ
イプよりも蓄熱及び採熱の効率が良い。
【００３４】採熱管３に硬度のある長尺ステンレス製
のパイプを使用する事によって水平方向の蛇行状や積層
状態だけではなく、鉛直方向での蛇行状や螺旋状による
配設が容易となる。水平状態での配管では広範囲を必要
とするが、鉛直方向での配管は狭い範囲での施工が可能
となる。よって、この点において実用性が発揮される。
【００３５】従来技術のようにエアー抜き用の貯水槽
を設けず、採熱管３と放集熱管５とを閉鎖回路にしてい
る為、回路途中からの放熱が防止され、それだけ蓄熱と
放熱が良好に行われることになる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、上述のように地下水を用いな
い為地盤沈下の問題は生ぜず、また、ボイラー等を使用
しない為、ＣＯ2等の発生がなく公害の問題は生ぜず、
その他極めて効率良く融雪を行い得る太陽熱蓄熱式融雪
装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の説明斜視図である。
【図２】本実施例の説明斜視図である。
【図３】本実施例の説明図である。
【図４】採熱管の説明正面図である。
【図５】採熱管の説明正面図である。
【図６】採熱管の説明正面図である。
【図７】ヒートパイプ併用の採熱管の説明正面図であ
る。
【図８】ヒートパイプ併用の採熱管の説明正面図であ
る。
【図９】ヒートパイプ併用の採熱管の説明正面図であ
る。
【図１０】ヒートパイプ併用の採熱管の説明正面図であ
る。
【符号の説明】
１ 埋設部 ２ 断熱層 ３ 採熱管 ４ 蓄熱部材 ５ 放集熱管 ６ ポンプ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松崎 通雄 新潟県新潟市学校町通２番町5295番地 株 式会社興和内 (72)発明者 塩尻 誠作 新潟県新潟市学校町通２番町5295番地 株 式会社興和内 (72)発明者 堀 武夫 新潟県新潟市学校町通２番町5295番地 株 式会社興和内 (72)発明者 齋藤 浩之 新潟県新潟市学校町通２番町5295番地 株 式会社興和内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 地表を掘削して所定深さを有する埋設部
    を設け、この埋設部の周囲に断熱層を形成し、この断熱
    層で囲繞された空間にステンレス製パイプで形成した採
    熱管を配管するとともに該断熱層で囲繞された空間に適
    宜な蓄熱部材を充填し、採熱管と接続される放集熱管を
    融雪したい地表部の下方にして浅く地表に沿わせて配管
    し、採熱管及び放集熱管内に循環液を封入するとともに
    該循環液が採熱管から放集熱管を通って採熱管に戻り再
    び循環するようにポンプ装置を設けて構成したことを特
    徴とする太陽熱蓄熱式融雪装置。
JP6072230A 1994-04-11 1994-04-11 太陽熱蓄熱式融雪装置 Expired - Lifetime JP2849699B2 (ja)

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