(57)【要約】【課題】熱媒体を介して高熱源の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムにおいて、高熱源から熱が与えられる第１熱媒体室が低熱源へ熱を放出する第２熱媒体室よりも上方に位置した場合であっても、高熱源の熱を低熱源へ連続的に搬送できるようにする。【解決手段】熱搬送システム（1）に、第１熱媒体室（3）よりも上方に位置して第１熱媒体室（3）へ供給する熱媒体を貯留する第３熱媒体室（5）と、第１熱媒体室（3）と第２熱媒体室（4）とを接続して、第１熱媒体室（3）に収容されたガス状の熱媒体を第２熱媒体室（4）へ搬送する第１熱媒体配管（6）と、第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）とを接続して第２熱媒体室（4）に収容された液状の熱媒体を第３熱媒体室（5）へ搬送する第２熱媒体配管（7）と、第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）とを接続する第３熱媒体配管（8）とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を介して高熱源（22）の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムであって、
上記高熱源（22）から熱が与えられる第１熱媒体室（3）と、
上記第１熱媒体室（3）よりも下方に位置して上記低熱源へ熱を放出する第２熱媒体室（4）と、
上記第１熱媒体室（3）よりも上方に位置して上記第１熱媒体室（3）へ供給する熱媒体を貯留する第３熱媒体室（5）とを有し、
上記第１熱媒体室（3）と上記第２熱媒体室（4）とを接続して、第１熱媒体室（3）に収容されたガス状の熱媒体を第２熱媒体室（4）へ搬送する第１熱媒体配管（6）と、
上記第２熱媒体室（4）と上記第３熱媒体室（5）とを接続して、第２熱媒体室（4）に収容された液状の熱媒体を上記第３熱媒体室（5）へ搬送する第２熱媒体配管（7）と、
上記第３熱媒体室（5）と上記第１熱媒体室（3）とを接続する第３熱媒体配管（8）とを備えていることを特徴とする熱搬送システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を切り換える第１切換手段を備え、
上記第１切換手段は、上記第３熱媒体室（5）に上記第２熱媒体室（4）の熱媒体を貯留する貯留状態と上記第３熱媒体室（5）から第１熱媒体室（3）へ熱媒体を供給する供給状態とに切換可能に構成されていることを特徴とする熱搬送システム。
【請求項３】
請求項２において、
上記第３熱媒体室（5）及び上記第１熱媒体室（3）の熱媒体の圧力を均一化する均圧ライン（27）と該均圧ライン（27）を開閉する均圧弁（SV4）とを備え、
上記均圧弁（SV4）は、上記第３熱媒体室（5）の貯留状態時に閉設定となり、上記第３熱媒体室（5）の供給状態時に開設定となるように構成されていることを特徴とする熱搬送システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つにおいて、
上記低熱源は地中の土壌であり、その土壌に上記第２熱媒体室（4）は地中に埋設される一方、上記第１熱媒体室（3）及び上記第３熱媒体室（5）は地上に配設されていることを特徴とする熱搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒体を介して高熱源の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱媒体を介して高熱源の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムが知られている。そして、特許文献１には、地中熱交換器を用いた熱搬送システムが開示されている。
【０００３】
この地中熱交換器は、内管と外管とを有している。上記内管は、その両端が閉塞されて内部に熱媒体が封入されている。そして、その内管の下方部分は地中に埋設され、それ以外の部分は地上に露出している。一方、上記外管は、地上に露出した部分の内管の外周面を覆うように該内管の外側に挿入されている。そして、上記外管の上側と下側に設けられた開口部には上記冷媒回路が接続されており、上記冷媒回路の冷媒が該外管と内管との間の環状部分（第１熱媒体室）を内管の外周面に接触しながら流れるようになっている。
【０００４】
この地中熱交換器において、上記内管に封入されて地中の土壌温度と平衡状態にある熱媒体よりも低い温度の冷媒が外管と内管との間の環状部分を流れると、その熱媒体と冷媒とが熱交換して該熱媒体が内管の内周面で凝縮するとともに、その凝縮熱で外管を流れる冷媒が加熱される。凝縮して液化した熱媒体は内管内を下降する。上記内管の下方部分では、地中の土壌と液化した熱媒体とが熱交換して該熱媒体が地中温度と平衡な蒸気圧になるように蒸発をする。この蒸発した熱媒体は内管内を上昇し、上記内管の上方部分で冷媒回路の冷媒と熱交換して再び凝縮する。
【０００５】
このように、上記熱搬送システムでは、上記内管の下方部分（第２熱媒体室）において、高熱源（地中の土壌）の熱で蒸発してガス化した熱媒体が内管内を上昇する。そして、
外管と内管との間の環状部分（第１熱媒体室）において、その上昇したガス状の熱媒体が低熱源（冷媒回路の冷媒）へ熱を放出（搬送）して凝縮する。そして、凝縮して液化した熱媒体が内管内を下降し、その下降した液状の熱媒体が高熱源の熱で蒸発して再び液化する。この熱媒体が循環しながら凝縮と蒸発とが繰り返し行われることで、地中熱で冷媒回路の冷媒が連続的に加熱される。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００４／１１１５５９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の熱搬送システムでは、上述したように、高熱源から熱が与えられる第１熱媒体室を低熱源へ熱を放出する第２熱媒体室よりも下方に位置しなければ、高熱源の熱を低熱源へ連続的に搬送することができない。
【０００７】
このことから、地中の土壌温度よりも高い温度の冷媒が上記外管を流れた場合、つまり、地中の土壌が低熱源となって冷媒回路の冷媒が高熱源になる場合には、第１熱媒体室が第２熱媒体室よりも上方に位置するため、高熱源（冷媒回路の冷媒）の熱を低熱源（地中の土壌）へ搬送することができない。
【０００８】
その理由は、熱媒体が循環しながら凝縮と蒸発とが繰り返し行われないからである。つまり、第１熱媒体室において、高熱源から熱が与えられて熱媒体が蒸発し、その蒸発して気化した熱媒体が第１熱媒体室の下側にある第２熱媒体室へ流れ、低熱源に放熱して凝縮し、その凝縮により液化したとしても、第２熱媒体室で液化した熱媒体が第２熱媒体室の上側にある第１熱媒体室に向かって上昇することがないからである。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱媒体を介して高熱源の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムにおいて、高熱源から熱が与えられる第１熱媒体室が低熱源へ熱を放出する第２熱媒体室よりも上方に位置した場合であっても、高熱源の熱を低熱源へ連続的に搬送できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、熱媒体を介して高熱源（22）の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムを前提としている。
【００１１】
そして、上記熱搬送システムが、上記高熱源（22）から熱が与えられる第１熱媒体室（3）と、上記第１熱媒体室（3）よりも下方に位置して上記低熱源へ熱を放出する第２熱媒体室（4）と、上記第１熱媒体室（3）よりも上方に位置して上記第１熱媒体室（3）へ供給する熱媒体を貯留する第３熱媒体室（5）とを有し、さらに上記第１熱媒体室（3）と上記第２熱媒体室（4）とを接続して、第１熱媒体室（3）に収容されたガス状の熱媒体を第２熱媒体室（4）へ搬送する第１熱媒体配管（6）と、上記第２熱媒体室（4）と上記第３熱媒体室（5）とを接続して、第２熱媒体室（4）に収容された液状の熱媒体を上記第３熱媒体室（5）へ搬送する第２熱媒体配管（7）と、上記第３熱媒体室（5）と上記第１熱媒体室（3）とを接続する第３熱媒体配管（8）とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
第１の発明では、上記第３熱媒体室（5）が低熱源と熱平衡状態にある第２熱媒体室（4）よりも低い温度になると、その温度差により自然対流で上記第２熱媒体室（4）に収容された液状の熱媒体が上記第２熱媒体配管（7）を経て、第３熱媒体室（5）へ吸い上げられる。上記第３熱媒体室（5）に吸い上げられた液状の熱媒体は、上記第３熱媒体配管（8）を経て上記第１熱媒体室（3）へ流れる。上記第１熱媒体室（3）へ流れた液状の熱媒体は、上記高熱源（22）から熱が与えられて低熱源よりも高い温度になるまで加熱される。このとき、液状の熱媒体の一部が気化する。
【００１３】
そして、上記第１熱媒体室（3）で低熱源よりも高い温度になったガス状の熱媒体が、上記第１熱媒体配管（6）を経て上記第２熱媒体室（4）へ流れる。上記第２熱媒体室（4）へ流れたガス状の熱媒体は、低熱源に放熱して凝縮する。この凝縮により液化した熱媒体は、再び自然対流で上記第３熱媒体室（5）へ吸い上げられる。
【００１４】
このように、上記熱媒体が相変化を伴いながら、第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間を循環する。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を切り換える第１切換手段を備え、上記第１切換手段は、上記第３熱媒体室（5）に上記第２熱媒体室（4）の熱媒体を貯留する貯留状態と上記第３熱媒体室（5）から第１熱媒体室（3）へ熱媒体を供給する供給状態とに切換可能に構成されていることを特徴としている。
【００１６】
ここで、第１の発明で述べたように、上記熱媒体は、自然対流で第２熱媒体室（4）から第３熱媒体室（5）へ吸い上げられる。このとき、上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の温度は、低熱源よりも低い温度になっている。一方、上記第１熱媒体室（3）の熱媒体は、高熱源（22）から熱を与えられて蒸発し、該第１熱媒体室（3）における熱媒体の蒸気圧は第３熱媒体室（5）の圧力よりも高いと考えられる。
【００１７】
この状態で、上記第３熱媒体室（5）に上記第２熱媒体室（4）の熱媒体を貯留しながら、上記第３熱媒体室（5）から第１熱媒体室（3）へ熱媒体を供給しようとすると、第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）との間、及び第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間を連通しなければならない。しかしながら、こうしてしまうと、圧力差で上記第１熱媒体室（3）の熱媒体が上記第３熱媒体室（5）へ逆流してしまう。この結果、上記第３熱媒体室（5）の低温度の熱媒体が第１熱媒体室（3）へ流れなくなることが考えられる。
【００１８】
第２の発明では、上記第３熱媒体室（5）において、熱媒体の流動状態を貯留状態にして、該第３熱媒体室（5）に熱媒体を貯留した後で、貯留状態から供給状態へ切り換えることで、上記貯留状態で上記第３熱媒体室（5）に貯留した低温度の熱媒体を、上記供給状態で確実に第１熱媒体室（3）へ流すことができるようになる。
【００１９】
例えば、まず、上記第１切換手段（SV1,SV2）で上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を貯留状態に切り換える。このとき、この第１切換手段（SV1,SV2）の切換動作により、第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）との間が連通し、第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間が閉鎖されるものとする。この貯留状態時には、第２熱媒体室（4）の熱媒体が自然循環により第３熱媒体室（5）へ吸い上げられて貯留される。
【００２０】
次に、上記第１切換手段（SV1,SV2）で上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を貯留状態から供給状態へ切り換える。このとき、この第１切換手段（SV1,SV2）の切換動作により、上記貯留状態時とは逆に、第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）との間が閉鎖され、第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間が連通するものとする。この供給状態時には、上記貯留状態時に第３熱媒体室（5）に貯留された熱媒体が第１熱媒体室（3）へ供給される。
【００２１】
そして、上記第３熱媒体室（5）の熱媒体の量がある程度まで減少したら、第１切換手段（SV1,SV2）により上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を供給状態から貯留状態へ切り換える。すると、第２熱媒体室（4）の熱媒体が、再び自然循環により第３熱媒体室（5）へ吸い上げられて貯留される。
【００２２】
このように、上記第１切換手段（SV1,SV2）で貯留状態と供給状態とを交互に切り換えることにより、上記第１熱媒体室（3）における高温度の熱媒体を上記第３熱媒体室（5）へ逆流させないようにしつつ、上記第３熱媒体室（5）の低温度の熱媒体を第１熱媒体室（3）へ供給する。
【００２３】
第３の発明は、第２の発明において、上記第３熱媒体室（5）及び上記第１熱媒体室（3）の熱媒体の圧力を均一化する均圧ライン（27）と該均圧ライン（27）を開閉する均圧弁（SV4）とを備え、上記均圧弁（SV4）は、上記第３熱媒体室（5）の貯留状態時に閉設定となり、上記第３熱媒体室（5）の供給状態時に開設定となるように構成されていることを特徴としている。
【００２４】
第３の発明では、上記第１切換手段（SV1,SV2）で第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態が貯留状態から供給状態へ切り換わると同時に均圧弁（SV4）が開く。すると、第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）とが上記均圧ライン（27）で連通し、第３熱媒体室（5）及び第１熱媒体室（3）の圧力が均一化する。
【００２５】
ここで、上記第３熱媒体室（5）は、上記第１熱媒体室（3）よりも上方に設置されているので、第３熱媒体室（5）及び第１熱媒体室（3）の圧力が均一化すると、第３熱媒体室（5）の熱媒体は、ヘッド差で第１熱媒体室（3）へ流れるようになる。
【００２６】
一方、第１切換手段（SV1,SV2）で第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態が供給状態から貯留状態へ切り換わると同時に均圧弁（SV4）が閉じる。こうすることで、上記第３熱媒体室（5）の熱媒体が上記均圧ライン（27）を経て上記第１熱媒体室（3）へ洩れることがなくなる。
【００２７】
第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、上記低熱源は地中の土壌であり、その土壌に上記第２熱媒体室（4）は地中に埋設される一方、上記第１熱媒体室（3）及び上記第３熱媒体室（5）は地上に配設されていることを特徴としている。
【００２８】
第４の発明では、外気温度が地中の土壌温度よりも低くなると、その温度差による自然対流で上記第２熱媒体室（4）に収容された液状の熱媒体が上記第２熱媒体配管（7）を経て、第３熱媒体室（5）へ吸い上げられる。上記第３熱媒体室（5）に吸い上げられた液状の熱媒体は、上記第３熱媒体配管（8）を経て上記第１熱媒体室（3）へ流れる。上記第１熱媒体室（3）へ流れた液状の熱媒体は、上記高熱源（22）から熱が与えられて地中の土壌温度よりも高い温度になるまで加熱される。このとき、液状の熱媒体の一部が気化する。
【００２９】
そして、上記第１熱媒体室（3）で地中の土壌温度よりも高い温度になったガス状の熱媒体が、上記第１熱媒体配管（6）を経て上記第２熱媒体室（4）へ流れる。上記第２熱媒体室（4）へ流れたガス状の熱媒体は、地中の土壌温度に放熱して凝縮する。この凝縮により液化した熱媒体は、再び自然対流で上記第３熱媒体室（5）へ吸い上げられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、上記熱媒体が相変化を伴いながら、第１熱媒体室（3）と第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）との間を循環するようになる。これにより、高熱源（22）から熱が与えられる第１熱媒体室（3）が低熱源へ熱を放出する第２熱媒体室（4）よりも上方に位置した場合であっても、高熱源（22）の熱を低熱源へ連続的に搬送することができる。
【００３１】
また、上記第２の発明によれば、上記第１切換手段（SV1,SV2）により、上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を貯留状態と供給状態とに切り換えることができる。そして、上記貯留状態で上記第３熱媒体室（5）に貯留した低温度の熱媒体を、上記供給状態で確実に第１熱媒体室（3）へ流すことができる。これにより、熱媒体が第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間を確実に循環できるようになり、この熱媒体の循環により、高熱源（22）の熱を低熱源へ連続的に搬送することができる。
【００３２】
また、上記第３の発明によれば、上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態が供給状態のときに、第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間のヘッド差を利用して、第３熱媒体室（5）の熱媒体を第１熱媒体室（3）へ流すことができる。これにより、熱媒体が第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間を確実に循環できるようになり、この熱媒体の循環により、高熱源（22）の熱を低熱源へ連続的に搬送することができる。
【００３３】
また、上記第４の発明によれば、上記熱媒体が相変化を伴いながら、第１熱媒体室（3）と第２熱媒体室（4）と第３熱媒体室（5）との間を循環することにより、高熱源（22）の熱を地中の土壌へ蓄熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
本実施形態の熱搬送システムは、太陽熱を地中の土壌に蓄熱するものであり、この熱搬送システム（1）は、図１に示すように、熱媒体回路（2）を備えている。この熱媒体回路（2）には二酸化炭素（以下、熱媒体という）が封入され、この熱媒体が熱媒体回路（2）を循環することにより、太陽熱を地中の土壌に蓄熱するように構成されている。
【００３６】
上記熱媒体回路（2）は、複数の地中熱交換器（10）と貯留タンク（20）と太陽熱集熱器（21）とを有している。  尚、上記太陽熱集熱器（21）は地上に設置され、上記貯留タンク（20）は太陽熱集熱器（21）よりも高所に設置されている。
【００３７】
そして、太陽熱集熱器（21）と複数の地中熱交換器（10）とを接続する第１熱媒体配管（6）と、複数の地中熱交換器（10）と貯留タンク（20）とを接続する第２熱媒体配管（7）と、貯留タンク（20）と太陽熱集熱器（21）とを接続する第３熱媒体配管（8）と備えている。
【００３８】
上記太陽熱集熱器（21）は、太陽から放出される太陽熱を集めて温熱を生成する集熱部（高熱源）（22）と該集熱部（22）から熱が与えられる第１熱媒体室（3）とを有している。この第１熱媒体室（3）に熱媒体が収容される。又、上記太陽熱集熱器（21）の底部には第１熱媒体室（3）の熱媒体を流出させるための流出開口部（23）が形成され、上記太陽熱集熱器（21）の上部には第１熱媒体室（3）へ熱媒体を流入させるための流入開口部（24）が形成されている。
【００３９】
上記各地中熱交換器（10）は、図２に示すように、両端を閉塞した円筒状容器（14）を有している。そして、上記円筒状容器（14）の内部には第２熱媒体室（4）が形成されている。この第２熱媒体室（4）に熱媒体が収容される。又、上記円筒状容器（14）の上部には、第２熱媒体室（4）の熱媒体を外部へ流出させるための流出開口部（15）と第２熱媒体室（4）へ熱媒体を流入させるための流入開口部（16）とがそれぞれ形成されている。
【００４０】
上記貯留タンク（20）は、その内部に第３熱媒体室（5）が形成されている。この第３熱媒体室（5）に熱媒体が収容される。又、上記貯留タンク（20）の底部には第３熱媒体室（5）の熱媒体を流出させるための流出開口部（25）が形成され、上記貯留タンク（20）の上部には第３熱媒体室（5）へ熱媒体を流入させるための流入開口部（26）が形成されている。
【００４１】
上記第１熱媒体配管（6）は、その一端が上記太陽熱集熱器（21）の流出開口部（23）を通じて第１熱媒体室（3）の上方に位置し、他端は分岐して、その分岐端が上記地中熱交換器（10）の流入開口部（16）に接続されている。
【００４２】
上記第２熱媒体配管（7）は、その一端が分岐して、その各分岐端が上記各地中熱交換器（10）における円筒状容器（14）の流出開口部（15）を通じて第２熱媒体室（4）の下方に位置し、他端は上記貯留タンク（20）の流入開口部（26）に接続されている。
【００４３】
上記第３熱媒体配管（8）は、上記貯留タンク（20）の流出開口部（25）と上記太陽熱集熱器（21）の流入開口部（24）とを接続している。
【００４４】
又、上記第２熱媒体配管（7）における貯留タンク（20）寄りに第１開閉弁（SV1）が設けられている。上記第３熱媒体配管（8）には第２開閉弁（SV2）が設けられている。この第１及び第２の開閉弁（SV1,SV2）が、上記貯留タンク（20）の動作状態を貯留動作から供給動作へ、又は供給動作から貯留動作へ切り換える第１切換手段を構成する。尚、上記貯留動作時には、第１開閉弁（SV1）が開状態に設定されるとともに第２開閉弁（SV2）が閉状態に設定される。又、上記供給動作時には、貯留動作とは逆に、第２開閉弁（SV2）が開状態に設定されるとともに第１開閉弁（SV1）が閉状態に設定される。
【００４５】
又、上記第１熱媒体配管（6）には、第３開閉弁（SV3）が設けられている。この第３開閉弁（SV3）を開くと、上記太陽熱集熱器（21）における第１熱媒体室（3）の熱媒体が、上記各地中熱交換器（10）の第１熱媒体室（3）に向かって流れ、第３開閉弁（SV3）を閉じると、第１熱媒体室（3）の熱媒体が第１熱媒体室（3）に向かって流れなくなる。
【００４６】
又、上記熱媒体回路（2）は、第２熱媒体配管（7）における第１開閉弁（SV1）と貯留タンク（20）との間から延びて上記太陽熱集熱器（21）における第１熱媒体室（3）の上方に接続された均圧配管（均圧ライン）（27）を有している。この均圧配管（27）には均圧弁（SV4）が接続されている。この均圧弁（SV4）は、上記貯留タンク（20）が供給動作のときに開き、上記貯留タンク（20）が貯留動作のときに閉じるように設定されている。
【００４７】
又、上記熱媒体回路（2）における上記各地中熱交換器（10）の円筒状容器（14）の前後には第１，第２閉鎖弁（SV5,SV6）が設けられている。
【００４８】
−運転動作−
次に、上記熱搬送システム（1）における蓄熱運転動作について説明する。
【００４９】
上記熱搬送システム（1）の蓄熱運転は、厳冬期の昼間で太陽の日射が期待できる日に行われる。例えば、地中の土壌温度が約１０℃、外気温度が約−１０℃で、日射により熱媒体を３０℃近くまで加熱することができる条件のときである。
【００５０】
上記蓄熱運転では、まず、上記第１から第３の開閉弁（SV1〜SV3）及び均圧弁（SV4）のうち、第２開閉弁（SV2）及び均圧弁（SV4）のみを開く。尚、この蓄熱運転中は、第１、第２閉鎖弁（SV5,SV6）は常時開いている。
【００５１】
上記均圧弁（SV4）が開くことで上記貯留タンク（20）の第３熱媒体室（5）と上記太陽熱集熱器（21）の第１熱媒体室（3）とが上記均圧配管（27）を通じて連通し、第３熱媒体室（5）の熱媒体と第１熱媒体室（3）の熱媒体との圧力がやがて均一化する。圧力が均一化すると、上記貯留タンク（20）が上記太陽熱集熱器（21）よりも高所に配置されているため、ヘッド差で上記第３熱媒体室（5）の熱媒体が第１熱媒体室（3）へ流れる。このように、第２開閉弁（SV2）及び均圧弁（SV4）のみを開くことで、上記貯留タンク（20）が供給動作になる（図３）。
【００５２】
次に、上記第１熱媒体室（3）に熱媒体が所定量まで貯留されると、第２開閉弁（SV2）及び均圧弁（SV4）を閉じる。第２開閉弁（SV2）及び均圧弁（SV4）を閉じた後、上記太陽熱集熱器（21）では、上記集熱部（22）で生成された温熱で上記第１熱媒体室（3）の熱媒体が加熱され、上記第１熱媒体室（3）における熱媒体の一部がガス化して二相状態となる。その後、上記第１熱媒体室（3）における熱媒体の温度が３０℃近くまで上昇したときに、上記第３開閉弁（SV3）のみを開く。すると、上記第１熱媒体室（3）の上部からガス状態の熱媒体が、上記第１熱媒体配管（6）を経て地中の土壌温度（１０℃）と平衡状態にある上記地中熱交換器（10）の第１熱媒体室（3）の上部へ供給される。つまり、第３熱媒体室（３０℃）（5）と第１熱媒体室（１０℃）（3）との温度差により、自然循環で第１熱媒体室（3）におけるガス状態の熱媒体が第１熱媒体室（3）の上部へ流れる（図４）。
【００５３】
上記第１熱媒体室（3）の上部へ供給されたガス状態の熱媒体は、図５に示すように、地中の土壌温度（１０℃）と平衡状態にある上記円筒状容器（14）の内周面で凝縮しながら液化する。この凝縮熱が上記円筒状容器（14）を介して地中の土壌へ伝わる。このようにして、熱媒体を介して太陽熱が地中の土壌に蓄熱される。上記円筒状容器（14）の内周面で凝縮して液化した熱媒体は、該円筒状容器（14）の内周面を伝わって下方へ落下し、上記第１熱媒体室（3）の底部に溜まっていく（図６）。
【００５４】
次に、第１熱媒体室（3）の熱媒体が所定量まで溜まると、上記第３開閉弁（SV3）を閉じて、上記第１開閉弁（SV1）のみを開く。すると、上記第１熱媒体室（3）の底部に溜まった液状態の熱媒体が、上記第２熱媒体配管（7）を通じて外気温度と平衡状態にある上記貯留タンク（20）の第３熱媒体室（5）へ流れる。つまり、第２熱媒体室（１０℃）（4）と第３熱媒体室（−１０℃）（5）との温度差により、自然循環で上記第１熱媒体室（3）における液状態の熱媒体が上記第３熱媒体室（5）へ吸い上げられる（図７）。このように、上記第１開閉弁（SV1）のみを開くことで、上記貯留タンク（20）が貯留動作となる（図８）。
【００５５】
次に、上記第３熱媒体室（5）に熱媒体が所定量まで貯留されると、上記第１開閉弁（SV1）を閉じて、第２開閉弁（SV2）及び均圧弁（SV4）のみを開く。すると、第３熱媒体室（5）から第１熱媒体室（3）へ熱媒体が再び供給される（図３）。
【００５６】
このように、上各熱媒体室に貯留された熱媒体の量に応じて、上記記第１から第３の開閉弁（SV1〜SV3）、及び均圧弁（SV4）を定期的に開いたり閉じたりすることにより、太陽熱が地中の土壌へ蓄熱される。
【００５７】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記熱媒体が相変化を伴いながら、太陽熱集熱器（21）と地中熱交換器（10）と貯留タンク（20）との間を循環するようになる。これにより、集熱部（22）から熱が与えられる第１熱媒体室（3）が地中の土壌へ熱を放出する第２熱媒体室（4）よりも上方に位置した場合であっても、集熱部（22）の熱を地中の土壌へ連続的に蓄熱することができる。
【００５８】
又、実施形態によれば、上記第１切換手段（SV1,SV2）により、上記貯留タンク（20）の第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態を貯留状態と供給状態とに切り換えることができる。そして、上記貯留状態で上記第３熱媒体室（5）に貯留した低温度の熱媒体を、上記供給状態で確実に第１熱媒体室（3）へ流すことができる。これにより、熱媒体が太陽熱集熱器（21）と地中熱交換器（10）と貯留タンク（20）との間を確実に循環できるようになり、この熱媒体の循環により、集熱部（22）の熱を地中の土壌へ連続的に搬送することができる。
【００５９】
又、実施形態によれば、上記第３熱媒体室（5）における熱媒体の流動状態が供給状態のときに、第３熱媒体室（5）と第１熱媒体室（3）との間のヘッド差を利用して、第３熱媒体室（5）の熱媒体を第１熱媒体室（3）へ流すことができる。これにより、熱媒体が太陽熱集熱器（21）と地中熱交換器（10）と貯留タンク（20）との間を確実に循環できるようになり、この熱媒体の循環により、集熱部（22）の熱を地中の土壌へ連続的に搬送することができる。
【００６０】
又、実施形態によれば、上記熱媒体が、ヘッド差と自然循環のみで熱媒体回路（3）を循環する。これにより、熱媒体を循環させるための駆動電力を消費することなく、太陽熱を地中の土壌に蓄熱することができる。
【００６１】
−実施形態の変形例−
上記実施形態の熱搬送システム（1）では、上記熱媒体回路（2）に太陽熱集熱器（21）が設けられていたが、変形例では、太陽熱集熱器（21）の代わりに冷却水回路（34）に接続された排熱熱交換器（30）が設けられている。
【００６２】
上記冷却水回路（34）は、上記排熱熱交換器（30）の他に、冷却水ポンプ（35）と燃料電池（21）とが接続されている。又、上記排熱熱交換器（30）は、熱媒体が収容される収容室（3）を有している。この収容室（3）内の下側には冷却水配管（33）が設けられており、この冷却水配管（33）の両端は、収容室（3）の外側にある冷却水回路（34）に接続されている。そして、上記排熱熱交換器（30）において、上記冷却水配管（33）を流れる冷却水回路（34）の冷却水と上記収容室（3）に収容された液状態の熱媒体とが熱交換するようになっている。
【００６３】
そして、上記冷却水ポンプ（35）を駆動すると、燃料電池（21）と排熱熱交換器（30）の冷却水配管（33）との間を冷却水が循環する。この循環する冷却水を介して、燃料電池（21）の排熱が上記排熱熱交換器（30）の熱媒体へ放出される。このように、上記燃料電池（21）の冷却水を高熱源としてもよい。
【００６４】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６５】
本実施形態では、上記熱搬送システム（1）が、太陽熱を地中の土壌に蓄熱するように構成され、変形例では、燃料電池（21）の排熱を地中の土壌に蓄熱するように構成されていたが、これに限定されず、例えば、ガスエンジンの排熱、ボイラの排熱、又は室内換気の排熱を土壌に蓄熱するように構成してもよい。
【００６６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように、本発明は、熱媒体を介して高熱源の熱を低熱源へ搬送する熱搬送システムについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係る熱搬送システムの回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱搬送システムの地中熱交換器の縦断面図である。
【図３】熱搬送システムにおける熱媒体の流れを示す図である。
【図４】熱搬送システムにおける熱媒体の流れを示す図である。
【図５】地中熱交換器の動作を示す拡大図である。
【図６】地中熱交換器の動作を示す縦断面図である。
【図７】地中熱交換器の動作を示す縦断面図である。
【図８】熱搬送システムにおける熱媒体の流れを示す図である。
【図９】実施形態の変形例に係る熱搬送システムの回路図である。
【符号の説明】
【００６９】
1      熱媒体システム
2      熱媒体回路
3      第１熱媒体室
4      第２熱媒体室
5      第３熱媒体室
6      第１熱媒体配管
7      第２熱媒体配管
8      第３熱媒体配管
10     地中熱交換器
20     貯留タンク
21     太陽熱集熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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