JP4869145B2 - Underground heat exchange system - Google Patents
Underground heat exchange system Download PDFInfo
- Publication number
- JP4869145B2 JP4869145B2 JP2007120438A JP2007120438A JP4869145B2 JP 4869145 B2 JP4869145 B2 JP 4869145B2 JP 2007120438 A JP2007120438 A JP 2007120438A JP 2007120438 A JP2007120438 A JP 2007120438A JP 4869145 B2 JP4869145 B2 JP 4869145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- groundwater
- heat exchange
- underground
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本発明は、止水壁による地下水位の変動を抑えるとともに、地中での熱交換効率に優れる地中熱交換システムに関するものである。 The present invention relates to a ground heat exchange system that suppresses fluctuations in the groundwater level due to a water blocking wall and is excellent in heat exchange efficiency in the ground.
地球温暖化などの環境問題が注目されている中、クリーンかつ安全な熱エネルギーとして地中熱の利用が進められている。地中熱は、一年にわたり約15〜16℃程度で一定であるため、夏の冷房や、冬の暖房の熱源として活用されている。 While environmental issues such as global warming are attracting attention, the use of geothermal heat is being promoted as clean and safe thermal energy. Since geothermal heat is constant at about 15 to 16 ° C. throughout the year, it is used as a heat source for summer cooling and winter heating.
地中熱を利用したシステムとしては、建物基礎下部の土中深く打ち込まれたコンクリート基礎杭の内部に冷媒液循環用パイプ等を埋め込み、冷媒液を循環させて基礎杭周辺の地熱を取り込み、熱交換を行い建物の冷暖房給湯の熱源に活用する地熱活用装置がある(特許文献1)。 As a system using geothermal heat, pipes for refrigerant liquid circulation, etc. are embedded inside the concrete foundation piles that are driven deep into the bottom of the building foundation, and the refrigerant liquid is circulated to capture the geothermal heat around the foundation piles. There is a geothermal utilization device that exchanges and uses it as a heat source for air conditioning and hot water supply in a building (Patent Document 1).
また、温熱又は冷熱が循環するコイルが埋設された、地中に存在する地下水流の当該コイルより下流側に、少なくとも上流側が開口して不透水層に達する遮水壁を堰状に設けることにより地下水の流動が抑制された淀み部を形成し、当該コイルを当該淀み部に位置せしめるコイル式地中蓄熱法がある(特許文献2)。
しかし、特許文献1に記載の地熱活用装置で地中でパイプ内を流れる冷媒と熱交換を行うが、地中には通常地下水が流れており、この地下水の流れが非常に遅いため、単位時間、単位面積当たりの地下水との熱交換には限界があるという問題がある。 However, in the geothermal utilization device described in Patent Document 1, heat exchange is performed with the refrigerant flowing in the pipe in the ground, but usually groundwater flows in the ground, and the flow of this groundwater is very slow. There is a problem that heat exchange with the groundwater per unit area is limited.
特に、構造物を建設する際には、地下水の浸入を防ぐための止水壁を設けるが、止水壁が構造物地下を囲むことで、地下水の流入がなく、地下水との熱交換ができない。この場合、パイプは地中の土と熱交換を行うが、土は熱伝導が悪く、熱交換の効率が悪いという問題がある。また、さらに、構造物が遮壁となり、地下水の上流側と下流側での地下水位の差が大きくなり、周辺環境に影響を及ぼす恐れがある。 In particular, when constructing a structure, a water blocking wall is provided to prevent the ingress of groundwater, but the water blocking wall surrounds the structure basement, so there is no inflow of groundwater and heat exchange with the groundwater is not possible. . In this case, the pipe exchanges heat with the soil in the ground, but the soil has a problem that heat conduction is poor and heat exchange efficiency is poor. Furthermore, the structure becomes a barrier, and the difference in the groundwater level between the upstream side and the downstream side of the groundwater becomes large, which may affect the surrounding environment.
また、特許文献2にかかる方法は、地下に熱を蓄熱する方法であり、地下水が流れることにより蓄熱効果が落ちることを防ぐため、地下水を堰きとめて、地下水の淀み部を作る方法であるが、淀み部に蓄熱するため、熱交換部位に滞留する水量によって蓄熱量が決定され、単位時間当たり、単位面積当たりの地下水との熱交換には限界があるという問題がある。 In addition, the method according to Patent Document 2 is a method of storing heat underground, and in order to prevent the heat storage effect from falling due to the flow of groundwater, it is a method of damming groundwater to create a stagnation part of groundwater. In order to store heat in the stagnation part, there is a problem that the amount of stored heat is determined by the amount of water staying at the heat exchange site, and there is a limit to heat exchange with the groundwater per unit time per unit area.
また、地下水の流れを堰きとめるため、地下水の上流側と下流側での地下水位の差が大きくなり、周辺環境に影響を及ぼす恐れがある。 Moreover, since the flow of groundwater is blocked, the difference in the groundwater level between the upstream side and the downstream side of the groundwater becomes large, which may affect the surrounding environment.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、地中連続壁による地下水位の変動を抑えるとともに、地中での熱交換効率に優れる地中熱交換システムを提供することを目的とする。 This invention was made in view of such a problem, and it aims at providing the underground heat exchange system which is excellent in the heat exchange efficiency in the ground while suppressing the fluctuation | variation of the groundwater level by an underground continuous wall. To do.
前述した目的を達成するため、本発明は、地中において地下水位よりも深い位置まで設けられる地中連続壁と、前記地中連続壁に設けられた通水口と、前記地中連続壁の地下水流下流側の地中に設けられた熱交換手段と、を有し、前記熱交換手段は、前記通水口を通過する地下水流と熱交換を行うことを特徴とする地中熱交換システムである。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides an underground continuous wall provided to a position deeper than the groundwater level in the ground, a water inlet provided in the underground continuous wall, and groundwater of the underground continuous wall. A heat exchange means provided in the ground on the downstream side, wherein the heat exchange means exchanges heat with a groundwater flow passing through the water passage. .
前記地中連続壁は、構造物下部の地盤を囲むように設けられた止水壁であり、前記通水口は、地下水流上流側の第1の止水壁に設けられ、前記第1の止水壁と対向するように設けられた第2の止水壁に排水口が設けられ、前記熱交換手段は、前記第1の止水壁と前記第2の止水壁に囲まれた前記構造物下部に設けられてもよい。 The underground continuous wall is a water stop wall provided so as to surround the ground below the structure, and the water inlet is provided in a first water stop wall on the upstream side of the groundwater flow, and the first stop wall is provided. A drain outlet is provided in a second water stop wall provided to face the water wall, and the heat exchanging means is surrounded by the first water stop wall and the second water stop wall. It may be provided in the lower part of the object.
前記熱交換手段は、パイプと、前記パイプを覆う透水層と、前記パイプ内を流れる流体と、を有し、前記流体をパイプ内を循環させてもよい。 The heat exchange means may include a pipe, a water permeable layer covering the pipe, and a fluid flowing in the pipe, and the fluid may be circulated in the pipe.
前記通水口には濾過手段が設けられてもよい。 Filtration means may be provided at the water passage.
本発明では、地中連続壁に設けた通水口により、地中連続壁により遮られた地下水を、透水層の厚さ内に流すことができるため、熱交換を行う透水層内での地下水流速を高めることができ、これにより地中での熱交換効率に優れる地中熱交換システムを提供することができる。また、地下水を完全にせき止める事がないため、地中連続壁による地下水位の変動を抑えることもできる。 In the present invention, since the groundwater blocked by the underground continuous wall can be caused to flow within the thickness of the permeable layer by the water inlet provided in the underground continuous wall, the groundwater flow velocity in the permeable layer that performs heat exchange Thus, it is possible to provide an underground heat exchange system that excels in heat exchange efficiency in the ground. In addition, since groundwater is not completely clogged, fluctuations in groundwater level due to underground underground walls can be suppressed.
本発明によれば、地中連続壁による地下水位の変動を抑えるとともに、地中での熱交換効率の向上が図れる地中熱交換システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while suppressing the fluctuation | variation of the groundwater level by an underground continuous wall, the underground heat exchange system which can aim at the improvement of the heat exchange efficiency in underground can be provided.
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係る地中熱交換システムの地中部における斜視図であり、図2は、本実施の形態にかかる地中熱交換システムの全体構成を示す概略図である。構造物1下の地面5下部は、地中連続壁である止水壁3で四方を囲まれている。なお、図1は、手前側の止水壁の図示を省略し、当該止水壁を透視した図である。止水壁3は、構造物1の設置工事において、地下水の影響を防ぐために設けられるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a perspective view of the underground part of the underground heat exchange system according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the underground heat exchange system according to the present embodiment. The lower part of the ground 5 below the structure 1 is surrounded on all sides by a
通常、地下水には流れがあるが(図中A方向)、地下水の流れの上流側の止水壁3の下方には、複数の通水口9が設けられる。また、通水口9が設けられた止水壁3と対向する止水壁3(地下水の流れの下流側)の下方には、排水口15が設けられる。なお、通水口9および排水口15は、地下水位7よりも下方に設けられる。通水口9、排水口15については詳細を後述する。
Usually, there is a flow in the groundwater (direction A in the figure), but a plurality of water inlets 9 are provided below the
止水壁3に囲まれた構造物1下には、コンクリート13およびパイプ11が設けられる。パイプ11は水平方向に屈曲され、コンクリート13下において、通水口9および排水口15とほぼ同じ深さに設置される。
A concrete 13 and a pipe 11 are provided below the structure 1 surrounded by the
図2に示すように、構造物1下部では、地下水が図中A方向へ流れ、止水壁3の地下水位7より深い位置に設けられた通水口9を通過し、構造物1下のパイプ11近傍へ流入する。パイプ11には、圧送装置17により実質的に熱交換を行う流体が循環される。
As shown in FIG. 2, in the lower part of the structure 1, groundwater flows in the direction A in the figure, passes through a water inlet 9 provided at a position deeper than the groundwater level 7 of the
パイプ11近傍に流入した地下水は、パイプ11内の流体との間で熱交換が行われる。ここで、地下水の温度は、ほぼ一年を通して15〜16℃で一定のため、夏における冷房や、冬における暖房の熱源に使用することができる。 The groundwater that flows into the vicinity of the pipe 11 exchanges heat with the fluid in the pipe 11. Here, since the temperature of groundwater is constant at 15 to 16 ° C. throughout the year, it can be used as a heat source for cooling in summer and heating in winter.
熱交換された流体は、ヒートポンプ18を介して、又は直接に、構造物1の室内に設置された天井輻射パネル21やファンコイルユニット23へ送られ、室内を温調する。なお、流体としては、例えば水やブラインが使用できる。 The fluid subjected to heat exchange is sent to the ceiling radiation panel 21 or the fan coil unit 23 installed in the room of the structure 1 via the heat pump 18 or directly, and the temperature of the room is adjusted. As the fluid, for example, water or brine can be used.
図3は、構造物1下部のパイプ11設置位置近傍について詳細を示した図である。止水壁3は、構造物1下部の不透水層17に達する深さまで設けられる。止水壁3で囲まれる構造物1下部には、いわゆる捨てコンであるコンクリート16が設けられる。
FIG. 3 is a diagram showing details of the vicinity of the installation position of the pipe 11 below the structure 1. The
コンクリート16上には、パイプ11が設置される。パイプ11が設置される部位は、砂利層等の透水層19であるため、地下水が大きな抵抗を受けることなく流れることができる。透水層19上は、コンクリート13が設けられる。 A pipe 11 is installed on the concrete 16. Since the part where the pipe 11 is installed is a permeable layer 19 such as a gravel layer, the groundwater can flow without receiving a large resistance. Concrete 13 is provided on the water permeable layer 19.
通水口9は、止水壁3の透水層19深さに設けられる。すなわち、通水口9より構造物1下部へ流入した地下水は、パイプ11が配置された透水層19を流れ、透水層19の厚さが、地下水の流路となる。
The water inlet 9 is provided at the depth of the water permeable layer 19 of the
ここで、地下水の流れは、通常10−5m/s程度である。よって、一日に流れる距離は1mにも満たず、ほとんど流れがない。よって、このような地下水流中に熱交換器を設置した場合では、地下水量による熱容量等により、単位時間、単位面積当たりの熱交換量には限界がある。このため、より大きな熱交換効率を得るためには、より大きな地下水の流速を得ることが望ましい。 Here, the flow of groundwater is usually about 10 −5 m / s. Therefore, the distance that flows in one day is less than 1 m, and there is almost no flow. Therefore, when a heat exchanger is installed in such a groundwater flow, there is a limit to the amount of heat exchange per unit time and unit area due to the heat capacity due to the amount of groundwater. For this reason, in order to obtain a larger heat exchange efficiency, it is desirable to obtain a larger flow rate of groundwater.
本実施の形態にかかる地中熱交換システムにおいては、熱交換を行う地下水は、熱交換位置であるパイプ11設置位置に、通水口9より流入する。ここで、通水口9は、地下水位7よりも深い位置に設けられるため、不透水層17から地下水位7までの地下水量を、通水口9より流入させることができる。 In the underground heat exchange system according to the present embodiment, groundwater for heat exchange flows into the pipe 11 installation position, which is a heat exchange position, from the water inlet 9. Here, since the water inlet 9 is provided at a position deeper than the groundwater level 7, the amount of groundwater from the impermeable layer 17 to the groundwater level 7 can be introduced from the water inlet 9.
すなわち、止水壁3により遮られた地下水を、透水層19の厚さ内に流すことができるため、透水層19を通過する地下水の流速は、通常の地下水流速と比較して著しく向上する。
That is, since the groundwater blocked by the
例えば、構造物1の地下水上流側の地下水位が7mであり、地下10mの位置に通水口9および厚さ20cmの透水層19を設けた場合は、透水層19を通過する地下水の流速は、通常の地下水の流速の15倍程度となる。 For example, when the groundwater level upstream of the groundwater of the structure 1 is 7 m and the water inlet 9 and the water permeable layer 19 having a thickness of 20 cm are provided at a position 10 m underground, the flow rate of the groundwater passing through the water permeable layer 19 is It is about 15 times the normal groundwater flow rate.
図4は、パイプ11が設置された透水層19を上方より見た平面図である。透水層19は、四方を止水壁3で囲まれている。地下水の上流側にあたる止水壁3には、通水口9が複数設けられており、通水口9より透水層19へ地下水が流入する(図中A方向)。透水層19には、パイプ11が屈曲されて配置されており、透水層19でパイプ11と地下水との熱伝達により、熱交換が行われる。熱交換を終えた地下水は、通水口9と対面する排水口15より止水壁3外へ流出する(図中B方向)。
FIG. 4 is a plan view of the water permeable layer 19 provided with the pipe 11 as viewed from above. The water permeable layer 19 is surrounded on all sides by the
なお、パイプ11は例えば外径30mm程度の鋼管が使用できる。また、パイプ11は一本で接続されていなくても良く、複数本のパイプ11を併設しても良い。一本のパイプ11が長すぎると、内部を流れる流体の圧損が大きくなるためである。この場合、複数のパイプ11を透水層19内に配置して、圧送装置17近傍において合流させればよい。 For example, a steel pipe having an outer diameter of about 30 mm can be used as the pipe 11. Moreover, the pipe 11 does not need to be connected by one, and a plurality of pipes 11 may be provided side by side. This is because if one pipe 11 is too long, the pressure loss of the fluid flowing inside becomes large. In this case, a plurality of pipes 11 may be arranged in the water permeable layer 19 and merged in the vicinity of the pressure feeding device 17.
図5は、通水口9の拡大図である。図中下方向より地下水が流れ(図中A方向)、通水口9を通過し、透水層19へ流入する。通水口9には、砂利25が充填されており、透水層19側には濾過手段27が設けられる。 FIG. 5 is an enlarged view of the water passage 9. Groundwater flows from the lower direction in the figure (direction A in the figure), passes through the water passage 9, and flows into the permeable layer 19. The water passage 9 is filled with gravel 25, and a filtration means 27 is provided on the water permeable layer 19 side.
砂利25は、地下水流により周囲の土砂が通水口9に流入し、通水口9を閉塞させることを防ぐためのものである。濾過手段27は、例えば金属メッシュあるいは不織布等のフィルターであり、地下水流により、砂利25あるいは土砂等が透水層19へ流入することを防ぐためのものである。なお、排水口15も同様の構造としてもよい。 The gravel 25 is intended to prevent surrounding earth and sand from flowing into the water passage 9 due to the groundwater flow and blocking the water passage 9. The filtering means 27 is a filter such as a metal mesh or non-woven fabric, for example, and prevents the gravel 25 or earth and sand from flowing into the water permeable layer 19 due to the groundwater flow. The drain port 15 may have a similar structure.
通水口9は、地下水上流側の止水壁に複数設けられるが、通水口9の個数およびサイズ(すなわち総開口面積)が小さすぎると、地下水の流入時の抵抗が大きくなり過ぎ、地下水の流入量が制限される。さらに、地下水位7に対応する水量を効率よく透水層19へ導入できず、地下水の一部が構造物1の左右に回り込み、熱交換に有効に利用できる地下水量が減少する。 A plurality of water inlets 9 are provided on the water blocking wall on the upstream side of the groundwater. However, if the number and size of the water inlets 9 (that is, the total opening area) are too small, the resistance at the time of inflow of groundwater becomes too large, and the inflow of groundwater The amount is limited. Furthermore, the amount of water corresponding to the groundwater level 7 cannot be efficiently introduced into the permeable layer 19, and a part of the groundwater goes around to the left and right of the structure 1, reducing the amount of groundwater that can be effectively used for heat exchange.
このため、地下水の流れの抵抗が過大とならぬよう、通水口9の数は多い方が好ましい。また、通水口9は、丸穴形状でなくてもよく、角穴やスリット状であっても良い。通水口9のサイズは、透水層19や地下水水位にもよるが、例えば20cm〜100cm程度とすることができる。なお、排水口15は、通水口9と同サイズ、同数であることが望ましいが、地下水流の抵抗とならない程度にサイズや個数を変えても良い。 For this reason, it is preferable that the number of water inlets 9 is large so that the resistance of the flow of groundwater does not become excessive. Moreover, the water flow opening 9 may not be a round hole shape, but may be a square hole or a slit shape. Although the size of the water flow opening 9 depends on the permeable layer 19 and the groundwater level, it can be set to, for example, about 20 cm to 100 cm. The drain ports 15 are preferably the same size and the same number as the water flow ports 9, but the size and number of the drain ports 15 may be changed so as not to cause resistance to the groundwater flow.
以上説明してきたように、本実施の形態によれば、通水口9および排水口15は、地下水の上流側と下流側にそれぞれ設けられる。このため、止水壁3により生じる、上流側の地下水位と下流側の地下水位との水位差が軽減される。すなわち、構造物1の建設による、地下水上流側の水位上昇と、地下水下流側の水位低下を緩和することができる。よって、構造物1の建設に伴う、周囲環境への悪影響を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the water inlet 9 and the drain outlet 15 are provided on the upstream side and the downstream side of the groundwater, respectively. For this reason, the water level difference between the upstream groundwater level and the downstream groundwater level caused by the
また、止水壁3に設けられた通水口9は、構造物1下部に設けられた熱交換部であるパイプ11とほぼ同深さに設けられる。このため、効率よく地下水をパイプ11が設置された透水層19へ導入させることができる。よって、熱交換を行うパイプ11は、熱伝導の悪い土と熱交換するのではなく、地下水と熱交換をすることができる。
Further, the water inlet 9 provided in the
通水口9は、地下水位7よりも十分に深い位置に設けられ、地下水位7に応じた水量を透水層19の厚さへ流すことができるため、透水層19内での地下水流速を高めることができる。このため、従来のような、地下水を堰きとめて熱交換を行う方法や、地下水の自然流速中での熱交換を行う方法に対して、地下水の流速向上に伴う熱伝達率の向上および熱容量の増大により、地下水とパイプ11との熱交換効率を著しく高めることができる。 The water inlet 9 is provided at a position sufficiently deeper than the groundwater level 7 and can flow the amount of water corresponding to the groundwater level 7 to the thickness of the permeable layer 19, thereby increasing the groundwater flow velocity in the permeable layer 19. Can do. Therefore, compared to the conventional method of exchanging heat by damming groundwater and the method of exchanging heat at the natural flow rate of groundwater, the heat transfer rate is improved and the heat capacity of the groundwater is increased. By the increase, the heat exchange efficiency between the groundwater and the pipe 11 can be remarkably increased.
通水口9には、砂利21および濾過手段27である金属メッシュあるいは不織布等が設けられるため、地下水流に伴う土砂の流入がなく、これによる通水口9の閉塞もない。よって、長期間にわたり、高い熱交換効率が維持される。 The water inlet 9 is provided with a gravel 21 and a metal mesh or non-woven fabric as the filtering means 27, so that there is no inflow of earth and sand due to the groundwater flow, and there is no blockage of the water inlet 9. Therefore, high heat exchange efficiency is maintained over a long period of time.
このような高効率な地中熱交換システムによれば、夏季および冬季の冷暖房におけるエネルギー消費量の削減に伴うCO2排出量の削減や、冷房排熱を大気に放出しないことによるヒートアイランド抑制の効果が期待できる。 According to such a high-efficiency underground heat exchange system, it is possible to reduce CO 2 emissions associated with energy consumption reduction in air conditioning in summer and winter, and to suppress heat island by not releasing cooling exhaust heat to the atmosphere. Can be expected.
次に、第2の実施の形態にかかる地中熱交換システムについて説明する。なお、第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同一の機能を果たす構成要素については、図1から図5に示した番号と同一の番号を用い、重複した説明を避ける。 Next, the underground heat exchange system according to the second embodiment will be described. Note that, in the second embodiment, the same numbers as those shown in FIGS. 1 to 5 are used for constituent elements that perform the same functions as those in the first embodiment, and a duplicate description is avoided.
図6は、第2の実施の形態にかかる地中熱交換システムの地中部における斜視図であり、図7は第2の実施の形態に係る地中熱交換システムのパイプ11設置位置近傍の詳細図である。第2の実施の形態にかかる地中熱交換システムは、一般的な地中連続壁31を利用するものである。地中連続壁31は、地中において不透水層17まで達して設けられる。地中連続壁31としては、例えば、構造物29等より流出した汚染物が地下水に混入して拡散することを防止するために設けられる地下水浄化構造体や、構造物29等で使用される地下水の貯水のための地下ダム等である。 FIG. 6 is a perspective view of the underground portion of the underground heat exchange system according to the second embodiment, and FIG. 7 shows details of the vicinity of the pipe 11 installation position of the underground heat exchange system according to the second embodiment. FIG. The underground heat exchange system according to the second embodiment uses a general underground continuous wall 31. The underground continuous wall 31 is provided so as to reach the impermeable layer 17 in the underground. As the underground continuous wall 31, for example, a groundwater purification structure provided to prevent contaminants flowing out from the structure 29 or the like from mixing into the groundwater and diffusing, or groundwater used in the structure 29 or the like. Underground dam for water storage.
地中連続壁31は、地下水の浄化や地中連続壁31前後での地下水位差の緩和を目的として、スリット状の通水口9が複数設けられる。通水口9は、地中連続壁31の地下水下流側へ地下水を流すため、地下水位7よりも深い位置に設けられる。通水口9内には、地下水の浄化のための透水性浄化材や、土砂等の濾過のための砂利等が充填される。また、通水口9の出側には金属メッシュや不織布等の濾過手段27を設けることもできる。 The underground continuous wall 31 is provided with a plurality of slit-shaped water inlets 9 for the purpose of purifying groundwater and alleviating the difference in groundwater level before and after the underground continuous wall 31. The water inlet 9 is provided at a position deeper than the groundwater level 7 in order to flow groundwater to the groundwater downstream side of the underground continuous wall 31. The water inlet 9 is filled with a water-permeable purification material for purifying groundwater, gravel for filtering earth and sand, and the like. Further, a filtration means 27 such as a metal mesh or a non-woven fabric can be provided on the outlet side of the water passage 9.
地中連続壁31の地下水下流側には透水層19が設けられ、透水層19内にはパイプ11が設けられている。透水層19下部は不透水層17であり、また、透水層19上部は土砂で埋められる。 A permeable layer 19 is provided on the downstream side of the underground water of the underground continuous wall 31, and a pipe 11 is provided in the permeable layer 19. The lower part of the permeable layer 19 is the impermeable layer 17, and the upper part of the permeable layer 19 is filled with earth and sand.
構造物29下部を通過した地下水は、地下水流により地中連続壁31へ流れ(図中A方向)、地中連続壁31に設けられた通水口9へ流入する。通水口9へ流入した地下水は、透水層19へ流入し、パイプ11と熱交換を行う。熱交換後の地下水は、そのまま地下水流として下流側へ流される。 The groundwater that has passed through the lower part of the structure 29 flows to the underground continuous wall 31 by the groundwater flow (direction A in the figure), and flows into the water inlet 9 provided in the underground continuous wall 31. The groundwater that has flowed into the water inlet 9 flows into the permeable layer 19 and exchanges heat with the pipe 11. The groundwater after the heat exchange flows directly downstream as a groundwater flow.
なお、通水口9を通過した地下水の流路は、透水層19内のみではなく、透水層19上部の土砂部も含まれる。しかし、透水層19は砂利等からなるため、周囲の土砂と比較すると地下水流抵抗はきわめて小さく、このため、通水口9を通過した地下水の多くは、周囲土砂に対して透水層19内を優先して流れる。すなわち、透水層19内では十分な地下水流速を得ることができるため、良好な熱交換効率を達成することができる。 In addition, the flow path of the groundwater that has passed through the water inlet 9 includes not only the inside of the permeable layer 19 but also the earth and sand portion above the permeable layer 19. However, since the permeable layer 19 is composed of gravel or the like, the resistance to groundwater flow is extremely small compared to the surrounding earth and sand. Therefore, most of the groundwater that has passed through the water inlet 9 has priority in the permeable layer 19 over the surrounding earth and sand. Then flow. That is, since a sufficient groundwater flow velocity can be obtained in the permeable layer 19, good heat exchange efficiency can be achieved.
地下水と熱交換を行ったパイプ11内部の冷媒は、地上に設けられた図示を省略した圧送装置17により循環され、ヒートポンプ18等により熱回収がなされる。なお、本実施の形態においては、実際に熱利用がなされる構造物の位置は、パイプ11上部の地上に限られない。例えば、地中連続壁31とは離れた場所に位置する構造物29等においても、パイプ11にて熱交換を行った熱を利用することができる。この場合は、パイプ11を延長し、構造物29まで配管すればよい。 The refrigerant in the pipe 11 that has exchanged heat with the groundwater is circulated by a pumping device 17 (not shown) provided on the ground, and heat is recovered by the heat pump 18 or the like. In the present embodiment, the position of the structure where heat is actually used is not limited to the ground above the pipe 11. For example, even in a structure 29 or the like located at a location away from the underground continuous wall 31, the heat exchanged by the pipe 11 can be used. In this case, the pipe 11 may be extended to the structure 29.
このように第2の実施の形態にかかる地中熱交換システムによれば、第1の実施の形態にかかる地中熱交換システムと同様の効果を得ることができる。また、構造が簡易であり、上部に構造物がない場合は、既存の地中連続壁を利用することも容易である。 Thus, according to the underground heat exchange system concerning 2nd Embodiment, the effect similar to the underground heat exchange system concerning 1st Embodiment can be acquired. Moreover, when the structure is simple and there is no structure in the upper part, it is easy to use the existing underground continuous wall.
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
例えば、本実施の形態においては、構造物1は矩形断面形状であり、構造物1の四方を囲むように止水壁3が設けられているが、止水壁3は円形であってもかまわない。この場合、止水壁3の地下水上流側の半円部に通水口9が設けられ、地下水下流側の半円部に排水口15が設けられればよい。
For example, in the present embodiment, the structure 1 has a rectangular cross-sectional shape, and the
1………構造物
3………止水壁
5………地面
7………地下水位
9………通水口
11………パイプ
13、16………コンクリート
15………排水口
17………圧送装置
18………ヒートポンプ
19………透水層
21………天井輻射パネル
23………ファンコイルユニット
25………砂利
27………濾過手段
29………構造物
31………地中連続壁
1 .........
Claims (4)
前記地中連続壁に設けられた通水口と、
前記地中連続壁の地下水流下流側の地中に設けられた熱交換手段と、
を有し、
前記熱交換手段は、前記通水口を通過する地下水流と熱交換を行うことを特徴とする地中熱交換システム。 Underground continuous wall provided deeper than the groundwater level in the ground,
A water outlet provided in the underground continuous wall;
Heat exchange means provided in the ground downstream of the underground continuous wall of the underground water flow;
Have
The underground heat exchange system, wherein the heat exchange means exchanges heat with a groundwater flow passing through the water passage.
前記通水口は、地下水流上流側の第1の止水壁に設けられ、
前記第1の止水壁と対向するように設けられた第2の止水壁に排水口が設けられ、
前記熱交換手段は、前記第1の止水壁と前記第2の止水壁に囲まれた前記構造物下部に設けられることを特徴とする請求項1記載の地中熱交換システム。 The underground continuous wall is a water blocking wall provided so as to surround the ground below the structure,
The water inlet is provided in the first water stop wall upstream of the groundwater flow,
A drain port is provided in the second water stop wall provided to face the first water stop wall,
2. The underground heat exchange system according to claim 1, wherein the heat exchange means is provided at a lower portion of the structure surrounded by the first water stop wall and the second water stop wall.
パイプと、
前記パイプを覆う透水層と、
前記パイプ内を流れる流体と、
を有し、前記流体をパイプ内を循環させることを特徴とする請求項1記載の地中熱交換システム。 The heat exchange means includes
Pipes,
A water permeable layer covering the pipe;
Fluid flowing in the pipe;
The ground heat exchange system according to claim 1, wherein the fluid is circulated in a pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007120438A JP4869145B2 (en) | 2007-05-01 | 2007-05-01 | Underground heat exchange system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007120438A JP4869145B2 (en) | 2007-05-01 | 2007-05-01 | Underground heat exchange system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008275263A JP2008275263A (en) | 2008-11-13 |
| JP4869145B2 true JP4869145B2 (en) | 2012-02-08 |
Family
ID=40053415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007120438A Expired - Fee Related JP4869145B2 (en) | 2007-05-01 | 2007-05-01 | Underground heat exchange system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4869145B2 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5389565B2 (en) * | 2009-07-30 | 2014-01-15 | 住友不動産株式会社 | Geothermal air conditioning system |
| JP5463872B2 (en) * | 2009-11-20 | 2014-04-09 | 株式会社大林組 | Underground heat exchange system |
| JP2011142056A (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-21 | Nemoto Kikaku Kogyo Kk | Ground electrode and its construction method |
| JP4785098B2 (en) * | 2011-02-18 | 2011-10-05 | 中村物産有限会社 | Underground heat exchanger buried structure |
| JP5892304B2 (en) * | 2011-05-23 | 2016-03-23 | 清水建設株式会社 | Groundwater heat utilization system |
| JP5028638B1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-09-19 | 中村物産有限会社 | Geothermal utilization structure and geothermal heat exchanger buried structure |
| KR101384676B1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-04-14 | 대림산업 주식회사 | Underground heat exchange system using permanent drainage |
| KR102790627B1 (en) * | 2023-02-17 | 2025-04-07 | 주식회사 세진이엔시 | Method for constructing geothermal pipe of underground structure using cast in place pile |
-
2007
- 2007-05-01 JP JP2007120438A patent/JP4869145B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008275263A (en) | 2008-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4869145B2 (en) | Underground heat exchange system | |
| JP4486663B2 (en) | Highly efficient heat collection system for geothermal wells | |
| JP2013137187A (en) | Water utilization system | |
| JP5963790B2 (en) | Groundwater circulation type geothermal heat collection system and geothermal use air conditioning or hot water supply system | |
| KR100754418B1 (en) | Combined Heat Pump System Using Underground and Underwater Heat Sources | |
| KR101598562B1 (en) | Ground heat exchange apparatus for heating and cooling system using geothermal heat | |
| JP4785098B2 (en) | Underground heat exchanger buried structure | |
| KR100916761B1 (en) | Underground heat exchange system using heat storage underground work | |
| US20080128108A1 (en) | Convective earrh coil | |
| JP2019219159A (en) | Waste hot water heat regenerator and waste hot water heat regeneration system using the same | |
| JP6907596B2 (en) | How to use groundwater | |
| JP7691788B2 (en) | Geothermal heating and cooling system | |
| KR101658405B1 (en) | Cooling and heating system with heat pump using discharged ground water | |
| JP2014115025A (en) | Geothermal utilization heat exchange structure and heat pump system using the same | |
| JP2010151351A (en) | Underground heat exchanger burying structure | |
| JP2004225936A (en) | Cooling system utilizing groundwater heat | |
| JP4609946B2 (en) | Underground heat storage system and reserve water source for seasonal energy use | |
| JP5892304B2 (en) | Groundwater heat utilization system | |
| JP2016023914A (en) | Multistage type ground water heat utilization system | |
| KR101424566B1 (en) | System for storing and utilizing ground-water heat in alluvium aquifer | |
| KR101551911B1 (en) | Heating and cooling systems for building using filtration-well in seaside | |
| JP6160275B2 (en) | Heat exchange pipe unit | |
| JP3247547B2 (en) | Filtration circulation reservoir structure for cooling | |
| JP2013137176A (en) | Underground heat exchanging system | |
| KR101220897B1 (en) | Geothermal heat exchanger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091225 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111115 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4869145 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |