(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤面下に設置された貯留水槽：３の貯留水槽側壁：３ａから地中に向かって地下帯水層：２（以下では浅帯水層：２とする）と平行に層内を横方向にボーリングして掘削孔：４を設け、熱媒集水筒：１ａに付属した固定板：１ｂが貯留水槽側壁：３ａの内側面：３ｂに接するように熱媒分水筒：１ｃと採熱管：１ｄを掘削孔：４に挿入し、熱媒供給管：１ｅから貯留水槽：３内の熱媒：Ａを熱媒循環ポンプ：５を用いて熱媒分水筒：１ｃ方向に送り込み、反転させて採熱管：１ｄに導き、さらに熱媒集水筒：１ａに送る時に浅帯水層：２の地下水との間で熱移動が起こり、熱媒：Ａで地下水熱を採取し、または熱媒：Ａを冷却するための多管式地中熱交換器。
【請求項２】
地盤面下に設置された貯留水槽：３の貯留水槽側壁：３ａから地中に向かって地下帯水層：２（以下では浅帯水層：２とする）と平行に層内を横方向にボーリングして掘削孔：４を設け、熱媒集水筒：１ａに付属した固定板：１ｂが貯留水槽側壁：３ａの内側面：３ｂに接するように熱媒分水筒：１ｃと採熱管：１ｄを掘削孔：４に挿入し、熱媒供給管：１ｅから貯留水槽：３内の熱媒：Ａを熱媒循環ポンプ：５を用いて熱媒分水筒：１ｃ方向に送り込み、反転させて採熱管：１ｄに導き、さらに熱媒集水筒：１ａに送る時に浅帯水層：２の地下水との間で熱移動が起こり、熱媒：Ａで地下水熱を採取し、または熱媒：Ａを冷却し、熱媒排水管：１ｆに接続された熱媒送水管：６を通して地熱貯留水槽：７に貯留せしめ、熱利用ポンプ：８で利用設備へ送り、熱媒：Ａの熱を単独で利用するか、または水熱源ヒートポンプチラーや温水ボイラーなどの熱源機器と組合せてさらに昇温または冷却して、冷暖房や給湯・融雪・消雪・農業用ビニールハウスなどの熱源として利用する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下帯水層の地下水熱で熱媒を効率的に冷却し、または採取して利用するシステムで、特に地中の浅い帯水層領域の地下水熱を有効活用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、地表：９から掘削用シャフト：１０および連結用シャフト：１１を浅帯水層：２に達する位置まで掘削し、掘削用シャフト：１０の地中壁面から連結用シャフト：１１に向かって浅帯水層：２の層内を横方向にボーリングして貫通孔：１２を設け、その貫通孔：１２に上部採熱管：１３ａと下部採熱管：１３ｂを挿入敷設し、連結用シャフト：１１の内部で採熱管ヘッダー（Ａ）：１４と採熱管ヘッダー（Ｂ）：１５に接続する。そして、掘削用シャフト：１０を転用して製作した地熱蓄熱水槽：７の熱媒：Ａを地熱循環ポンプ：５により上部採熱管：１３ａと下部採熱管：１３ｂに循環送水させながら浅帯水層：２の熱を採取し地熱蓄熱水槽：７の熱媒：Ａに蓄熱し、熱利用ポンプ：８により冷暖房装置や融雪装置又は農業用ビニールハウス等の熱源に利用するシステムは、本特許出願人が出願している特開２０００−１７９２７６に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記に示す地下帯水層の利用システムは、上部採熱管：１３ａと下部採熱管：１３ｂを必要とするためボーリングによる貫通孔：１２の本数が多くなる上、上部採熱管：１３ａと下部採熱管：１３ｂを連結するための採熱管ヘッダー（Ａ）：１４や採熱管ヘッダー（Ｂ）：１５及び熱媒循環ポンプ：５を設置するための連結用シャフト：１１が必要になり、費用対効果の比率が悪くなる。
また、連結用シャフト：１１の構築工事も比較的大がかりになり建設コストがかさみ、さらに採熱管ヘッダー（Ａ）：１４や採熱管ヘッダー（Ｂ）：１５などの保守作業量も多くなり、ランニングコストが増大する。
この発明は、このような点に注目してなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で、建設コストを抑え、ランニングコストも低く抑えつつ浅帯水層：２の地下水熱を熱媒：Ａで効率的に採取し、または熱媒：Ａを冷却して利用するシステムを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、このような目的を達成するために、浅帯水層：２の地下水熱を熱媒：Ａで効率的に採取し、または熱媒：Ａを冷却することが出来る多管式地中熱熱交換器：１である。
そして請求項２の発明では、請求項１の多管式地中熱交換器：１を浅帯水層：２と平行に層内を横方向にボーリングした掘削孔：４に敷設し、貯留水槽：３の熱媒：Ａを熱媒循環ポンプ：５により循環させながら浅帯水層：２の地下水熱を採取し、または冷却して利用するシステムである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参考にして説明すると、１は熱媒：Ａを利用して地下水熱を採取し、または熱媒：Ａを冷却するための地中熱交換器であって、地盤面下に設置された貯留水槽：３の貯留水槽側壁：３ａから地中に向かって浅帯水層：２と平行に層内を横方向にボーリングして掘削孔：４を設け、熱媒集水筒：１ａに付属した固定板：１ｂが貯留水槽側壁：３ａの内側面：３ｂに接するように熱媒分水筒：１ｃと採熱管：１ｄを掘削孔：４に挿入する。ただし固定板：１ｂ以降の熱媒集水筒：１ａの部分は、貯留水槽：３内の熱媒：Ａの中に配置される。
【０００６】
このように敷設した多管式地中熱交換器：１の熱媒供給管：１ｅから貯留水槽３内の熱媒：Ａを熱媒循環ポンプ：５を用いて熱媒分水筒：１ｃ方向に送り込み、反転させて採熱管：１ｄに導き、さらに熱媒集水筒１ａに送り、熱媒排水管：１ｆに接続された熱媒送水管：６を通して地熱蓄熱水槽：７に貯留する。
【０００７】
熱媒：Ａを利用した地下水熱の採取や地下水熱による熱媒：Ａの冷却は、熱媒：Ａが多管式地中熱交換器：１の熱媒供給管：１ｅを通り、熱媒分水筒：１ｃで反転して採熱管：１ｄを通過する時に、浅帯水層：２の地下水と熱媒：Ａの間の熱移動によって行われるが、多管式地中熱交換器：１の外面に胴網：１ｇを設けることで採熱管：１ｄと浅帯水層：２に含まれる土石を分離し、採熱管：１ｄと胴網：１ｇの間に空間をつくり、浅帯水層：２の地下水が土石の影響を受けずに対流し易くすることで熱の移動効率を向上させている。
また、中間に支持板：１ｈを設けて胴網：１ｇを支持し、熱媒供給管１ｅや採熱管：１ｄを構造的に補強している。
【０００８】
地熱蓄熱水槽：７の熱媒：Ａは熱利用ポンプ：８で利用設備へ送られ、熱媒：Ａの熱を単独で利用するか、または水熱源ヒートポンプチラーや温水ボイラーなどの熱源機器と組合せてさらに昇温または冷却して、冷暖房や給湯・融雪・消雪・農業用ビニールハウスなどの熱源として利用し、再び貯留水槽：３に返送して循環再利用される。
【０００９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されるため、深井戸を掘って地下水を汲み上げることなく地下水熱を有効利用することができ、近隣地盤の沈下や地下水位の低下を起こす心配がなく、しかも連結シャフト：１１の設置が不要で、多管式地中熱交換器：１を埋設するためのボーリング本数も少なくなり、建設コストやランニングコストを低く抑えながら浅帯水層：２の地下水熱を熱媒：Ａを利用して採取し、または熱媒：Ａを冷却して、冷暖房や給湯・融雪・消雪・農業用ビニールハウスなどの熱源として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における多管式地中熱交換器を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における多管式地中熱交換器を示す外観図である。
【図３】本発明の実施例を示す機器構成図である。
【図４】従来の実施例を示す機器構成図である。
【符号の説明】
１      地中熱交換器
１ａ    熱媒集熱筒
１ｂ    固定板
１ｃ    熱媒分水筒
１ｄ    採熱管
１ｅ    熱媒供給管
１ｆ    熱媒排水管
１ｇ    胴網
１ｈ    支持板
２      地下帯水層（浅帯水層）
３      貯留水槽
３ａ    貯留水槽側壁
３ｂ    貯留水槽内側面
４      掘削孔
５      熱媒循環ポンプ
６      熱媒送水管
７      地熱蓄熱水槽
８      熱利用ポンプ
９      地表
１０    掘削用シャフト
１１    連結用シャフト
１２    貫通孔
１３ａ  上部採熱管
１３ｂ  下部採熱管
１４    採熱管ヘッダー（Ａ）
１５    採熱管ヘッダー（Ｂ）
Ａ      熱媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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