JPS59170652A - 旧谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造 - Google Patents
旧谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造Info
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- JPS59170652A JPS59170652A JP58045748A JP4574883A JPS59170652A JP S59170652 A JPS59170652 A JP S59170652A JP 58045748 A JP58045748 A JP 58045748A JP 4574883 A JP4574883 A JP 4574883A JP S59170652 A JPS59170652 A JP S59170652A
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- JP
- Japan
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- heat
- cold
- valley
- aquifer
- underground
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0052—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using the ground body or aquifers as heat storage medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/20—Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は山谷地形に賦存する帯水層を利用した地中蓄
熱構造に関する。
熱構造に関する。
周知のように、冷暖房や消雷システム等においては、従
来より地下水が利用され、また、冷温熱源を地中に蓄わ
える技術も開発されている。
来より地下水が利用され、また、冷温熱源を地中に蓄わ
える技術も開発されている。
従来、丘陵地帯を造成した工業団地や宅地等で地下水を
必要とする場合は、深層の帯水層よシ揚水されている。
必要とする場合は、深層の帯水層よシ揚水されている。
しかし、丘陵地帯の造成前の帯水層は、一般に深いため
、帯水層を堀シ当てる的中率が低い。また、掘削費が嵩
み、さらに揚水に要する動力費が大きいものである。
、帯水層を堀シ当てる的中率が低い。また、掘削費が嵩
み、さらに揚水に要する動力費が大きいものである。
一方、地中に冷温熱源を蓄わえる技術として（は、
１）地中に埋設した砂れき、玉石等を蓄熱材として蓄熱
する方法 ２）地中に蓄熱槽を設け、水や化学剤等を蓄熱材として
蓄熱する方法 ３）平坦地の地下帯水層を利用して蓄熱する方法 などがある。しかし、上記１）の方法は、蓄熱材や熱交
換器を埋設するために地面を掘削し、且つ、その周囲に
適当な断熱工法を施す必要があシ、蓄熱材や熱交換器の
保守が困難なものである。また、上記２）の方法は、一
般にビル等に利用されるものである。この場合、蓄熱槽
を設けるための掘削が必要であり、蓄熱サイクルは一日
〜数日単位と比較的短かい場合が多い。さらに、上記３
）の方法は、帯水層の上部および下部に不透水層のある
地層が条件となるが、その予測が非常に困難である。ま
た、注水・揚水井戸は下部の不透水層まで掘削する必要
があるが、その深度が一般には深いため、掘削費が嵩む
ものであるとともに、注水・揚水井戸相互の熱汚染を回
避するためには、帯水層の厚さ、透水層、蓄熱容量等を
考慮して、井戸相互の間隔を十分長くとる必要がある。
する方法 ２）地中に蓄熱槽を設け、水や化学剤等を蓄熱材として
蓄熱する方法 ３）平坦地の地下帯水層を利用して蓄熱する方法 などがある。しかし、上記１）の方法は、蓄熱材や熱交
換器を埋設するために地面を掘削し、且つ、その周囲に
適当な断熱工法を施す必要があシ、蓄熱材や熱交換器の
保守が困難なものである。また、上記２）の方法は、一
般にビル等に利用されるものである。この場合、蓄熱槽
を設けるための掘削が必要であり、蓄熱サイクルは一日
〜数日単位と比較的短かい場合が多い。さらに、上記３
）の方法は、帯水層の上部および下部に不透水層のある
地層が条件となるが、その予測が非常に困難である。ま
た、注水・揚水井戸は下部の不透水層まで掘削する必要
があるが、その深度が一般には深いため、掘削費が嵩む
ものであるとともに、注水・揚水井戸相互の熱汚染を回
避するためには、帯水層の厚さ、透水層、蓄熱容量等を
考慮して、井戸相互の間隔を十分長くとる必要がある。
また、帯水層の水流の早さにも影響されるなど、実用化
には種々の問題点を有している。
には種々の問題点を有している。
この発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目
的とするところは丘陵地帯を造成した場所において、田
地表土を不透水層とする異なる複数の山谷地形に賦存す
る帯水層を利用して地中に冷温熱を蓄熱することにより
、蓄熱効率が高く、長期の蓄熱が可能であるとともに、
井戸の相互間距離を狭くでき、しかも、側弁費用が低廉
で、揚水および注水が容易な山谷地形帯水層を利用した
地中蓄熱構造を提供しようとするものである。
的とするところは丘陵地帯を造成した場所において、田
地表土を不透水層とする異なる複数の山谷地形に賦存す
る帯水層を利用して地中に冷温熱を蓄熱することにより
、蓄熱効率が高く、長期の蓄熱が可能であるとともに、
井戸の相互間距離を狭くでき、しかも、側弁費用が低廉
で、揚水および注水が容易な山谷地形帯水層を利用した
地中蓄熱構造を提供しようとするものである。
以下、この発明の一実施例について図面を参一般に谷地
形が多い。これら丘陵地帯の田地表土および帯水層と々
る地質は造成前の地図や造成後において、電気探査等の
調査技術によって容易に予測できる。この発明はこのよ
うな地帯で山谷地形の帯水層にある地下水を揚水し、使
用後の地下水を異なる山谷地形の注水井戸に還元して人
工洒養することにより、温熱や冷熱を長期間蓄熱しよう
とするものである。
形が多い。これら丘陵地帯の田地表土および帯水層と々
る地質は造成前の地図や造成後において、電気探査等の
調査技術によって容易に予測できる。この発明はこのよ
うな地帯で山谷地形の帯水層にある地下水を揚水し、使
用後の地下水を異なる山谷地形の注水井戸に還元して人
工洒養することにより、温熱や冷熱を長期間蓄熱しよう
とするものである。
第１図は山谷地形を示すものである。田地表土１１は緻
密な地質構造となった不透水層であり、この田地表土１
１は造成によって盛土された層１２によって覆われてい
る。１３は造成後の地表面であり、１４は造成等によっ
て切土された層である。また、１５．１６は田地表土１
１の山谷地形１７．１８を不透水層とする帯水層である
。この山谷地形１７．１８の帯水層１５．１６に賦存す
る地下水は被圧地下水や宙について、第２図を用いて説
明する。尚、第２図において、第１図と同一部分には同
一符号を付す。
密な地質構造となった不透水層であり、この田地表土１
１は造成によって盛土された層１２によって覆われてい
る。１３は造成後の地表面であり、１４は造成等によっ
て切土された層である。また、１５．１６は田地表土１
１の山谷地形１７．１８を不透水層とする帯水層である
。この山谷地形１７．１８の帯水層１５．１６に賦存す
る地下水は被圧地下水や宙について、第２図を用いて説
明する。尚、第２図において、第１図と同一部分には同
一符号を付す。
第２図において、互いに所定距離離れた山谷地形１７．
１８の帯水層１５．１６にはそれぞれ注水井戸１９、揚
水井戸２０が設けられる。
１８の帯水層１５．１６にはそれぞれ注水井戸１９、揚
水井戸２０が設けられる。
山谷地形は前述したように容易に予測可能なものであり
、帯水層１５．１６も比較的浅いため、注水井戸１９．
揚水井戸２０も浅いものである。
、帯水層１５．１６も比較的浅いため、注水井戸１９．
揚水井戸２０も浅いものである。
ここで、例えば人工洒養によって帯水層１６に温熱が蓄
熱されているものとする。前記揚水井戸２０にはポンプ
２１が設置され、このポンプ２１によって地下水ととも
に温熱が汲み上げられる。この温かい地下水は配管２２
を通って熱５− 交換器２３へ導入される。この熱交換器２３において地
下水に含１れる温熱が取出され、この温熱は温熱負荷２
４に供給される。前記熱交換器２３において、温熱負荷
２４の熱源となって冷却された地下水は冷排水として配
管２５を介して前記注水井戸１９へ還元され、帯水層１
５に冷熱が蓄熱される。
熱されているものとする。前記揚水井戸２０にはポンプ
２１が設置され、このポンプ２１によって地下水ととも
に温熱が汲み上げられる。この温かい地下水は配管２２
を通って熱５− 交換器２３へ導入される。この熱交換器２３において地
下水に含１れる温熱が取出され、この温熱は温熱負荷２
４に供給される。前記熱交換器２３において、温熱負荷
２４の熱源となって冷却された地下水は冷排水として配
管２５を介して前記注水井戸１９へ還元され、帯水層１
５に冷熱が蓄熱される。
上記構成とすれば、所定距離離れた山谷地形ｘ７，１Ｂ
の帯水層１５．１６は田地表土の不透水層によって熱が
遮断されているため、井戸１９．２０の相互間において
熱汚染が生じない。
の帯水層１５．１６は田地表土の不透水層によって熱が
遮断されているため、井戸１９．２０の相互間において
熱汚染が生じない。
実測によれば、第３図に示す如く、１号揚水井戸ＩＡに
平均水温３．９℃の冷水を長時間連続還元し、この１号
注水井戸ＩＡからそれぞれ８ｍ＋６０ｙｙｘ＋７８ｍ離
れた１号揚水井戸ＩＢ、２号揚水井戸２Ｂ、３号揚水井
戸３Ｂよシ連続揚水した結果、その平均水温はそれぞれ
１号揚水井戸ＩＢで１１．５℃１２号揚水井戸２Ｂで１
４．９℃、３号揚水井戸３Ｂで１２．４℃となっており
、各井戸間で熱汚染のないことが実証された。尚、６一 第３図において、各井戸の深さくは１号注水、揚水井戸
ＩＡ、ＩＢが１５ｍ＋２号注水、揚水井戸２に、２Ｂが
１０ ｍ ｒ ３号注水、揚水井戸３１．３Ｂが２０ｍ
である。また、図示矢印Ｃ２Ｄ、Ｅはそれぞれ大きな山
谷地形における自然地下水の流水想定線であり、この矢
印Ｃ，Ｄ。
平均水温３．９℃の冷水を長時間連続還元し、この１号
注水井戸ＩＡからそれぞれ８ｍ＋６０ｙｙｘ＋７８ｍ離
れた１号揚水井戸ＩＢ、２号揚水井戸２Ｂ、３号揚水井
戸３Ｂよシ連続揚水した結果、その平均水温はそれぞれ
１号揚水井戸ＩＢで１１．５℃１２号揚水井戸２Ｂで１
４．９℃、３号揚水井戸３Ｂで１２．４℃となっており
、各井戸間で熱汚染のないことが実証された。尚、６一 第３図において、各井戸の深さくは１号注水、揚水井戸
ＩＡ、ＩＢが１５ｍ＋２号注水、揚水井戸２に、２Ｂが
１０ ｍ ｒ ３号注水、揚水井戸３１．３Ｂが２０ｍ
である。また、図示矢印Ｃ２Ｄ、Ｅはそれぞれ大きな山
谷地形における自然地下水の流水想定線であり、この矢
印Ｃ，Ｄ。
Ｅ方向に谷が形成されている。これら山谷地形に流れる
自然地下水の水温は約１３℃であった。
自然地下水の水温は約１３℃であった。
さらに、前記各注水、揚水井戸７Ａ、ＩＢおよび２人、
２Ｂならびに３１．３Ｂはそれぞれ異なる小さな谷地形
に設けられており、これら各注水、揚水井戸Ｉ Ａ ＋
Ｉ Ｂおよび２に、２Ｂならびに３ Ａ、 、 ３
Ｂの相互間にはそれぞれ図示せぬ山地形が存在している
。
２Ｂならびに３１．３Ｂはそれぞれ異なる小さな谷地形
に設けられており、これら各注水、揚水井戸Ｉ Ａ ＋
Ｉ Ｂおよび２に、２Ｂならびに３ Ａ、 、 ３
Ｂの相互間にはそれぞれ図示せぬ山地形が存在している
。
また、上記のように異なる山谷地形の帯水層瓦間の熱汚
染は極めて少なく、シかも、このような帯水層を流れる
地下水の流速は比較的遅いものである。したがって、蓄
熱効率が高く、長期間の蓄熱が可能である。
染は極めて少なく、シかも、このような帯水層を流れる
地下水の流速は比較的遅いものである。したがって、蓄
熱効率が高く、長期間の蓄熱が可能である。
さらに、各帯水層相互間の熱汚染が極めて少ないため、
近接する山谷地形を利用することができる。したがって
、注水、揚水井戸の相互間距離を狭くすることが可能で
ある。
近接する山谷地形を利用することができる。したがって
、注水、揚水井戸の相互間距離を狭くすることが可能で
ある。
また、田地表土を不透水層とした山谷地形に賦存する帯
水層は土地造成後においても探査が容易であり、しかも
、帯水層は比較的浅いため、井戸も浅井戸で良く、側弁
工事が低廉なものである。
水層は土地造成後においても探査が容易であり、しかも
、帯水層は比較的浅いため、井戸も浅井戸で良く、側弁
工事が低廉なものである。
地下水を人工洒養するために、注水井戸へ還元する場合
、無圧で注入可能であるため、井戸構造を密閉型とする
必要がないものである。
、無圧で注入可能であるため、井戸構造を密閉型とする
必要がないものである。
次に、この発明の他の実施例について第４図を用いて説
明する。尚、第４図中第２図と同一部分には同一符号を
付す。
明する。尚、第４図中第２図と同一部分には同一符号を
付す。
第２図においては帯水層１６に蓄えられた温熱源を利用
したが、帯水層１５に蓄えられた冷熱源を利用すること
もできる。即ち、第４図において、帯水層１５に蓄熱さ
れた冷熱は揚水井戸３１に設置されたポンプ３２により
地下水とともに汲み上げられ、配管３３を通って熱交換
器３４に導入される。この熱交換器３４において取出さ
れた冷熱は冷熱負荷３５に供給される。
したが、帯水層１５に蓄えられた冷熱源を利用すること
もできる。即ち、第４図において、帯水層１５に蓄熱さ
れた冷熱は揚水井戸３１に設置されたポンプ３２により
地下水とともに汲み上げられ、配管３３を通って熱交換
器３４に導入される。この熱交換器３４において取出さ
れた冷熱は冷熱負荷３５に供給される。
前記熱交換器３４において冷熱負荷３５の熱源となって
加熱された地下水は温排水となり、配管３６を介して還
元井戸３７へ還元され、この地下水の有する温熱は帯水
層１６へ蓄熱される。
加熱された地下水は温排水となり、配管３６を介して還
元井戸３７へ還元され、この地下水の有する温熱は帯水
層１６へ蓄熱される。
このように、帯水層１５．１６に蓄えられた冷熱および
温熱を季節に応じて利用すれば、夏季は冷房、冬季は暖
房を行うことができ、低廉な設備費で経済性の高い地下
水利用が可能である。
温熱を季節に応じて利用すれば、夏季は冷房、冬季は暖
房を行うことができ、低廉な設備費で経済性の高い地下
水利用が可能である。
尚、上記両実施例では隣接する帯水層を利用したが、経
済的に妥当な範囲で離れた帯水層を利用し得ることは言
うまでもない。
済的に妥当な範囲で離れた帯水層を利用し得ることは言
うまでもない。
その他、この発明の要旨を変えない範囲で種棒変形実施
可能なことは勿論である。
可能なことは勿論である。
以上、詳述したようにこの発明によれば、丘陵地帯を造
成した場所において、田地表土を不９− 透永層とする山谷地形に賦存する帯水層を利用して地中
に冷温熱を蓄熱することによシ、蓄熱効率が高く、長期
の蓄熱が可能であるとともに井戸の相互間距離を狭くで
き、しかも、側弁費用が低廉で、揚水および注水が容易
な山谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造を提供できる
。
成した場所において、田地表土を不９− 透永層とする山谷地形に賦存する帯水層を利用して地中
に冷温熱を蓄熱することによシ、蓄熱効率が高く、長期
の蓄熱が可能であるとともに井戸の相互間距離を狭くで
き、しかも、側弁費用が低廉で、揚水および注水が容易
な山谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造を提供できる
。
第１図は山谷地形を説明するために示す図、第２図はこ
の発明に係わる山谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造
の一実施例を示す構成図、第３図は田地表土の不透水層
による熱遮断を説明するために示す図、第４図はこの発
明の他の実施例を示す図である。 １５．１６・・・帯水層、１７．１８・・・山谷地形、
２０．３１・・・揚水井戸、１９．３７・・・注水井戸
、２１．３２・・・ボン！、２３，３４・・・熱交換器
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦＝１０・−
の発明に係わる山谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造
の一実施例を示す構成図、第３図は田地表土の不透水層
による熱遮断を説明するために示す図、第４図はこの発
明の他の実施例を示す図である。 １５．１６・・・帯水層、１７．１８・・・山谷地形、
２０．３１・・・揚水井戸、１９．３７・・・注水井戸
、２１．３２・・・ボン！、２３，３４・・・熱交換器
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦＝１０・−
Claims (1)
- 互いに所定距離離れた異なる山谷地形と、これら１日谷
地形に賦存する帯水層にそれぞれ設けられた井戸と、こ
の一方の井戸より温熱あるいは冷熱を含んだ地下水を揚
水する手段と、この揚水された地下水が導入されこの地
下水より温熱あるいは冷熱を取出す熱交換手段と、この
熱交換手段より導出される冷熱あるいは温熱を含んだ排
水を他方の井戸に注水する手段とからなり、前記山谷地
形の帯水層に温熱あるいは冷熱を蓄熱することを特徴と
する山谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58045748A JPS59170652A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 旧谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58045748A JPS59170652A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 旧谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170652A true JPS59170652A (ja) | 1984-09-26 |
Family
ID=12727925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58045748A Pending JPS59170652A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 旧谷地形帯水層を利用した地中蓄熱構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6705043B1 (en) * | 1999-06-10 | 2004-03-16 | Ecofys B.V. | Closed market gardening greenhouse |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP58045748A patent/JPS59170652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6705043B1 (en) * | 1999-06-10 | 2004-03-16 | Ecofys B.V. | Closed market gardening greenhouse |
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