(57)【要約】【課題】空調用の空気が流される空気循環パイプ等の管部材の埋設深さを浅くした場合であっても、夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下を効果的に抑制可能な空調装置等を提供する。【解決手段】地中に埋設された管部材を利用した空調装置である。空調用の空気が、管軸方向に沿って管内を流れる前記管部材と、前記管部材の管壁部に設けられ、前記管部材の一方の管端部から他方の管端部へと水が流れるように形成された流路と、前記水を前記一方の前記管端部から前記流路に給水し、前記流路を流れて前記空気と熱交換した前記水を前記他方の前記管端部から排水する給排水機構と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された管部材を利用した空調装置であって、
空調用の空気が、管軸方向に沿って管内を流れる前記管部材と、
前記管部材の管壁部に設けられ、前記管部材の一方の管端部から他方の管端部へと水が流れるように形成された流路と、
前記水を前記一方の前記管端部から前記流路に給水し、前記流路を流れて前記空気と熱交換した前記水を前記他方の前記管端部から排水する給排水機構と、を有することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調装置であって、
前記流路は、前記管壁部の内部において、前記管軸を中心軸とする螺旋形状に形成されていることを特徴とする空調装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空調装置であって、
前記管壁部は、前記管部材の半径方向の外方に前記螺旋形状で突出したリブ部を有しているとともに、前記リブ部の内部に前記流路が形成されており、
前記管壁部の内周面は平坦に形成されており、
前記給排水機構として前記流路に給水する給水配管と、前記流路から排水する排水配管と、を有し、
前記一方の前記管端部において前記リブ部の一部を切り欠くことによって露出された前記流路の部分に前記給水配管が水密に連結され、前記他方の前記管端部において前記リブ部の一部を切り欠くことによって露出された前記流路の部分に前記排水配管が水密に連結されていることを特徴とする空調装置。
【請求項４】
請求項３に記載の空調装置であって、
複数の前記管部材は、互いの前記管内が連通するように互いの管端面にて突き合わされて気密に連結されており、
前記管部材毎に前記給水配管及び前記排水配管が設けられていることを特徴とする空調装置。
【請求項５】
請求項１に記載の空調装置であって、
前記流路は、前記管壁部の内周面に沿わせられつつ、前記管軸を中心軸とする螺旋形状に設けられた第２管部材によって形成されていることを特徴とする空調装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の空調装置であって、
前記管部材は、樹脂製であり、
前記水は、地下水であることを特徴とする空調装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の空調装置であって、
前記管部材は、地上構造物の下方の地中部分に埋設されていることを特徴とする空調装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の空調装置であって、
給水される前記水の水温は、年間に亘って、前記管部材の埋設深さに相当する地中部分の年間の温度変動範囲よりも狭い範囲に収まっていることを特徴とする空調装置。
【請求項９】
地中に埋設された管部材を利用した空調方法であって、
前記管部材の管壁部に設けられた流路に、前記管部材の一方の管端部から給水するとともに、前記流路に給水された水を前記管部材の他方の管端部から排水することによって、前記管部材の管内を管軸方向に沿って流れる空調用の空気と、前記流路を流れる水とを熱交換することを特徴とする空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された管部材を利用した空調装置、及び空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光等の再生可能エネルギーの活用機運が高まりを見せる中、通年の温度変動が小さい地中熱を利用して建物の冷暖房等を行う地中熱利用空調装置が注目されている。  
この一例として、特許文献１には、地中に埋設された貯水槽と、貯水槽に貯留された水中に浸漬状態で設けられた空気循環パイプと、を有した構成が示されている。そして、この空気循環パイプ内に空調用の空気が流されて、これにより、当該空気は、夏場には冷却され冬場には加温されて畜舎等の適宜な建屋の空調等に供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、一般に、空気循環パイプ等の埋設対象物を地中に埋設する際の掘削コストは高く、そして、同コストは、掘削深さが深くなるに連れて増大する。そのため、上記の空気循環パイプ等の埋設対象物の埋設深さを極力浅くしたいという要望がある。
【０００５】
他方で、地中における通年の温度変動は、図１に示すように、地表からの深さに応じて変化する。例えば深さ５ｍ未満の浅い位置では、年間の温度変動は大きいが、深さ５ｍ以上の深い位置では、年間の温度変動がほぼ無視できる程度に小さくなって、その略一定の温度値は、同位置の年間平均気温と概ね一致する。
【０００６】
そのため、一般に空気循環パイプの埋設深さを５ｍ以上にすれば、地中熱との間で良好な熱交換性が担保される。これに対して、５ｍ未満にした場合には、上記の５ｍ以上の場合と比べて、夏場での空気の冷却能力及び冬場での空気の加温能力が劣ってしまう。そして、この点は、上記の特許文献１の装置、すなわち、地中に埋設された貯水槽に空気循環パイプが浸漬されてなる装置の場合も、同様である。詳しくは次の通りである。
【０００７】
先ず、上記貯水槽の水は単に貯水されているだけである。つまり、基本的に貯水槽の水は、常時新しい水に入れ替えなどされずに、槽内に略移動不能に閉じ込められた状態にある。よって、この貯水槽内の水温もその埋設深さの地中部分の温度変動と同じレベルで変動してしまう。そして、その結果、埋設深さを５ｍ未満にした場合には、５ｍ以上にした場合と比べると、上述の如き夏場の冷却能力や冬場の加温能力の点で劣ってしまう。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、空調用の空気が流される空気循環パイプ等の管部材の埋設深さを浅くした場合であっても、夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下を効果的に抑制可能な空調装置及び空調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための主たる発明は、
地中に埋設された管部材を利用した空調装置であって、
空調用の空気が、管軸方向に沿って管内を流れる前記管部材と、
前記管部材の管壁部に設けられ、前記管部材の一方の管端部から他方の管端部へと水が流れるように形成された流路と、
前記水を前記一方の前記管端部から前記流路に給水し、前記流路を流れて前記空気と熱交換した前記水を前記他方の前記管端部から排水する給排水機構と、を有することを特徴とする空調装置である。  
また、
地中に埋設された管部材を利用した空調方法であって、
前記管部材の管壁部に設けられた流路に、前記管部材の一方の管端部から給水するとともに、前記流路に給水された水を前記管部材の他方の管端部から排水することによって、前記管部材の管内を管軸方向に沿って流れる空調用の空気と、前記流路を流れる水とを熱交換することを特徴とする空調方法である。  
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空調用の空気が流される空気循環パイプ等の管部材の埋設深さを浅くした場合であっても、夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下を効果的に抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】地表からの深さと地中の温度との関係を月毎に示すグラフである。
【図２】第１実施形態の空調装置１０の概略縦断面図である。
【図３】管部材１１としてのコルゲート管１１の概略斜視図である。
【図４】図４Ａは、コルゲート管１１の概略側面図であり、図４Ｂは、図４Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図５Ａは、給排水機構の一例を示す概略側面図であり、図５Ｂは、図５Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図５Ｃは、図５Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】単一のコルゲート管１１Ａを用いて空調装置１０ａを構成した場合の概略縦断面図である。
【図７】図７Ａは、第２実施形態に係る管部材１１ｂの概略縦断面図であり、図７Ｂは、図７Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図８】第３実施形態の空調装置１０ｃの一部破断概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。  
第１発明は、地中に埋設された管部材を利用した空調装置であって、
空調用の空気が、管軸方向に沿って管内を流れる前記管部材と、
前記管部材の管壁部に設けられ、前記管部材の一方の管端部から他方の管端部へと水が流れるように形成された流路と、
前記水を前記一方の前記管端部から前記流路に給水し、前記流路を流れて前記空気と熱交換した前記水を前記他方の前記管端部から排水する給排水機構と、を有することを特徴とする空調装置である。
【００１３】
上記第１発明によれば、管部材を地中の深さ５ｍ未満の浅い位置に埋設した場合に、それに伴って生じ得る地中熱の夏場の冷却能力の低下分及び冬場の加温能力の低下分を、一方の管端部から他方の管端部へと流れる水との熱交換によって補うことができる。よって、管部材の埋設深さを浅くした場合でも、夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下を効果的に抑制可能となる。
【００１４】
第２発明は、上記第１発明に記載の空調装置であって、
前記流路は、前記管壁部の内部において、前記管軸を中心軸とする螺旋形状に形成されているのが望ましい。
【００１５】
上記第２発明によれば、管壁部の内部に水の流路が形成され、しかも、当該流路は、管部材の管軸を中心軸とする螺旋状に形成されている。よって、管部材の周方向の全周に亘って満遍なく水を行き渡らせることができる。そして、これにより、管部材の内周面の全面積のうちで空気と熱交換を実質的に行うことが可能な実効面積を広く確保することができて、結果、管部材内を流れる空気と、管壁部の内部を流れる水との熱交換効率を高めることができる。
【００１６】
第３発明は、上記第２発明に記載の空調装置であって、
前記管壁部は、前記管部材の半径方向の外方に前記螺旋形状で突出したリブ部を有しているとともに、前記リブ部の内部に前記流路が形成されており、
前記管壁部の内周面は平坦に形成されており、
前記給排水機構として前記流路に給水する給水配管と、前記流路から排水する排水配管と、を有し、
前記一方の前記管端部において前記リブ部の一部を切り欠くことによって露出された前記流路の部分に前記給水配管が水密に連結され、前記他方の前記管端部において前記リブ部の一部を切り欠くことによって露出された前記流路の部分に前記排水配管が水密に連結されているのが望ましい。
【００１７】
上記第３発明によれば、ごく簡単な給排水機構でありながら、水漏れを有効に回避しつつ螺旋形状の流路に対して確実に給排水可能となる。  
また、リブ部においては、リブ部内の流路を流れる水との間で管部材内の空気は熱交換され、他方、外周面のうちのリブ部とリブ部との間の部分たる谷部では、地盤の地中熱との間で円滑に管部材内の空気は熱交換されるため、管部材内の空気は速やか且つ効果的に熱交換される。
【００１８】
第４発明は、上記第３発明に記載の空調装置であって、
複数の前記管部材は、互いの前記管内が連通するように互いの管端面にて突き合わされて気密に連結されており、
前記管部材毎に前記給水配管及び前記排水配管が設けられているのが望ましい。
【００１９】
上記第４発明によれば、複数の管部材を有し、そして管部材毎に水が給排水される。よって、複数の管部材を有する当該空調装置において、水によりなされる空気の冷却能力或いは加温能力を、全体として高めることができる。
【００２０】
第５発明は、上記第１発明に記載の空調装置であって、
前記流路は、前記管壁部の内周面に沿わせられつつ、前記管軸を中心軸とする螺旋形状に設けられた第２管部材によって形成されているのが望ましい。
【００２１】
上記第５発明によれば、第２管部材内を流れる水によって管部材内を流れる空気は熱交換されるが、ここで、当該第２管部材は、管部材の内周面に沿わせられつつ、管部材の管軸を中心軸とする螺旋形状に形成されている。よって、管部材の周方向の全周に亘って満遍なく水を行き渡らせることができて、その結果、管部材内を流れる空気と、第２管部材を流れる水との熱交換効率を高めることができる。
【００２２】
第６発明は、上記第１乃至第５発明の何れかに記載の空調装置であって、
前記管部材は、樹脂製であり、
前記水は、地下水であるのが望ましい。
【００２３】
上記第６発明によれば、管部材は樹脂製なので、錆びないなど高い耐久性を奏する。また、金属製と比べて安価であるため、コスト削減を図れる。  
また、流路を流れる水は地下水なので、年間の温度変動は小さい。よって、管部材の埋設深さを浅くした場合に地中熱において生じ得る夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下分を、地下水と空気との熱交換によって確実に補うことができる。
【００２４】
第７発明は、上記第１乃至第６発明の何れかに記載の空調装置であって、
前記管部材は、地上構造物の下方の地中部分に埋設されているのが望ましい。
【００２５】
上記第７発明によれば、管部材は、地上構造物の下方の地中部分に埋設されているので、地表のうちで常に日陰となる日陰エリアの地中部分に埋設されていることになる。すなわち、当該地中部分は日射の影響を受け難く、これにより、同地中部分での年間の温度変動は縮小されている。そのため、管部材の埋設深さを更に浅くすることができて、結果、掘削コストの更なる削減を図れる。
【００２６】
第８発明は、上記第１乃至第７発明の何れかに記載の空調装置であって、
給水される前記水の水温は、年間に亘って、前記管部材の埋設深さに相当する地中部分の年間の温度変動範囲よりも狭い範囲に収まっているのが望ましい。
【００２７】
上記第８発明によれば、流路を流れる水の水温は、年間に亘って、管部材の埋設深さに相当する地中部分の年間の温度変動範囲よりも狭い範囲に収まっている。よって、管部材の埋設深さを浅くした場合に生じ得る夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下分を、上記の水と空気との熱交換によって確実に補うことができる。
【００２８】
第９発明は、地中に埋設された管部材を利用した空調方法であって、
前記管部材の管壁部に設けられた流路に、前記管部材の一方の管端部から給水するとともに、前記流路に給水された水を前記管部材の他方の管端部から排水することによって、前記管部材の管内を管軸方向に沿って流れる空調用の空気と、前記流路を流れる水とを熱交換することを特徴とする空調方法である。
【００２９】
上記第９発明によれば、管部材を地中の深さ５ｍ未満の浅い位置に埋設した場合に、それに伴って生じ得る地中熱の夏場の冷却能力の低下分及び冬場の加温能力の低下分を、一方の管端部から他方の管端部へと流れる水との熱交換によって補うことができる。よって、管部材の埋設深さを浅くした場合でも、夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下を効果的に抑制可能となる。
【００３０】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図２は、第１実施形態の空調装置１０の概略縦断面図である。図２に示すように、この空調装置１０は、地中熱を利用して空調を行う地中熱利用空調装置１０である。すなわち、この空調装置１０は、地中ＧＮＤに埋設されて管内を空調用の空気が流される複数の管部材１１，１１…を本体とする。
【００３１】
複数の管部材１１，１１…は、それぞれ管軸方向Ｃ１１を水平方向に揃えつつ、管軸方向Ｃ１１に隣り合う管部材１１との間で互いの管端面１１ｅａｓ，１１ｅｂｓを突き合わせて互いに略同軸に連結されており、これにより、これら全ての管部材１１，１１…について互いの管内の空間ＳＰ１１，ＳＰ１１…（以下、「管内空間ＳＰ１１」とも言う）が連通されている。
【００３２】
また、管軸方向Ｃ１１の一方端（図２中では右端）に位置する管部材１１は、ベンド部を具備した立ち上がり管２１ａを介して、外気取り込みダクト２３に連結されており、更に、管軸方向Ｃ１１の他方端（図２中では左端）に位置する管部材１１にも、ベンド部を具備した立ち上がり管２１ｂを介して送風機（不図示）付きの空気排出ダクト２５に連結されており、そして、この空気排出ダクト２５は、畜舎や野菜工場等の空調対象建屋１の屋内空間ＳＰ１に連結されている。
【００３３】
よって、外気取り込みダクト２３から取り込まれた外気は、地中ＧＮＤに埋設された上記複数の管部材１１，１１…の各管内空間ＳＰ１１，ＳＰ１１…を順次一方側から他方側へと一方向に流れていき、そして、これら管内空間ＳＰ１１，ＳＰ１１…を流れている間に、当該空気は、地中熱などにより熱交換される。例えば、夏場には、外気温度が、地中温度よりも相対的に高くなるので、管内空間ＳＰ１１，ＳＰ１１…を流れる空気は地中熱によって冷却される一方、冬場には、外気温度が、地中温度よりも相対的に低くなるので、管内空間ＳＰ１１，ＳＰ１１…を流れる空気は地中熱によって加温される。そして、このように地中熱との間で熱交換された空気は、管軸方向Ｃ１１の他端側に位置する空気排出ダクト２５から排出されて上記の空調対象建屋１に供給される。
【００３４】
ここで、この第１実施形態では、各管部材１１の管壁部１１ｗに対して、管部材１１の一方の管端部１１ｅａから他方の管端部１１ｅｂへと水が流れるような流路Ｆ１１（図２では不図示）が設けられている。また、各管部材１１の一方の管端部１１ｅａには、上記の流路Ｆ１１に常時給水する給水配管３１が接続される一方、他方の管端部１１ｅｂには、流路Ｆ１１を流れた水を同流路Ｆ１１から常時排水する排水配管３２が接続されている。そして、更に、かかる水として、この例では地下水が使用されており、この地下水の水温は、その直上の地上での年間平均気温を中央値としながら、当該中央値からごく小さな変動幅でしか変化しない。すなわち、一般に当該地下水の水温の年間の温度変動範囲は、地中５ｍの深さでの温度変動範囲よりも狭い範囲に収まっている。
【００３５】
よって、各管部材１１の管内空間ＳＰ１１を流れる空気は、地中熱以外に流路Ｆ１１内の地下水との間でも効果的に熱交換される。そして、これにより、各管部材１１を５ｍ未満という浅い深さで埋設した場合であっても、それに伴って生じ得る地中熱の夏場の冷却能力の低下分及び冬場の加温能力の低下分を、流路Ｆ１１内の地下水との熱交換によって効果的に補うことができる。その結果、埋設深さを５ｍ以上に深くした場合との対比において生じ得る夏場の空気の冷却能力の低下及び冬場の空気の加温能力の低下をそれぞれ有効に抑制可能となる。ちなみに、図１の例では、各管部材１１の埋設深さ（ここでは、管部材１１の最下部の位置の深さのことを「埋設深さ」とする）は、３ｍ未満に設定されており、これにより、空調装置１０の設置工事の掘削費が削減されている。
【００３６】
かかる流路Ｆ１１が設けられた管部材１１の一例としては、例えば汎用品のコルゲート管１１を挙げることができ、ここではコルゲート管１１を用いている。図３は、コルゲート管１１の概略斜視図である。また、図４Ａは同概略側面図であり、図４Ｂは、図４Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。なお、図４Ａ中では、コルゲート管１１の内部構造がわかるようにその一部を破断して示し、且つ当該破断部の拡大図も併記している。
【００３７】
図４Ａに示すように、コルゲート管１１は、管壁部１１ｗの外周面１１ｗ１が波形形状の管部材である。すなわち、外周面１１ｗ１には山部１１ｍと谷部１１ｖとが形成されており、これら山部１１ｍ及び谷部１１ｖは、それぞれコルゲート管１１の管軸Ｃ１１を中心軸とする螺旋形をなしている。一方、管壁部１１ｗの内周面１１ｗ２は、山部や谷部の無い平坦面をなしている。よって、管壁部１１ｗの壁厚は、山部１１ｍが厚く谷部１１ｖが薄くなっており、つまり山部１１ｍは、管部材１１の半径方向の外方に螺旋形状で突出したリブ部１１ｍのようになっている。そして、当該リブ部１１ｍの内部に、上述の流路Ｆ１１が中空に形成されている。よって、流路Ｆ１１は、リブ部１１ｍの螺旋形状に倣って螺旋形に形成されている。すなわち、リブ部１１ｍが管部材１１の管軸方向Ｃ１１の略全長に亘って連続した螺旋形状に形成されていることから、これに付随して、当該流路Ｆ１１の方も、管部材１１の管軸Ｃ１１を中心軸とする螺旋形状を呈しながら、管部材１１の一方の管端部１１ｅａから他方の管端部１１ｅｂまでの全長に亘って連通している。よって、一方の管端部１１ｅａに給水口を設け、他方の管端部１１ｅｂに排水口を設ければ、管部材１１の管壁部１１ｗの略全長に亘って水を流すことができる。
【００３８】
図５Ａ乃至図５Ｃは、この給排水機構の一例を示す説明図である。図５Ａは、概略側面図であり、図５Ｂは、図５Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図５Ｃは、図５Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。この例では、図５Ａ及び図５Ｃに示すように、一方の管端部１１ｅａにおいてリブ部１１ｍの一部を切り欠くことにより流路Ｆ１１の一部を外部に露出させており、そして、この露出された流路Ｆ１１の部分を給水口として用いている。具体的に言うと、当該露出された流路Ｆ１１の部分にニップル等の継手管３１ｎを水密にねじ込み或いは差し込み固定し、同継手管３１ｎに前述の給水配管３１を連結している。また、他方の管端部１１ｅｂにおいてもリブ部１１ｍの一部を切り欠くことによって流路Ｆ１１の一部を外部に露出させており、そして、この露出された流路Ｆ１１の部分を排水口として用いている。具体的に言うと、当該露出された流路Ｆ１１の部分にニップル等の継手管３２ｎを水密にねじ込み或いは差し込み固定し、同継手管３２ｎに前述の排水配管３２を連結している。
【００３９】
そして、かかる給排水機構によれば、ごく簡単な構造でありながら、流路Ｆ１１からの水漏れを有効に回避しつつ同流路Ｆ１１に対して確実に給排水可能となる。
【００４０】
また、給水された地下水は、既述のように、管壁部１１ｗのリブ部１１ｍ内の流路Ｆ１１を流れるが、当該流路Ｆ１１は、コルゲート管１１の管軸Ｃ１１を中心軸とする螺旋状に形成されている。よって、コルゲート管１１の周方向の全周に亘って満遍なく地下水を行き渡らせることができて、これにより、コルゲート管１１の内周面１１ｗ２の全面積のうちで空気と熱交換を実質的に行うことが可能な実効面積を広く確保することができる。そして、その結果、コルゲート管１１の管内空間ＳＰ１１を流れる空気と、管壁部１１ｗの流路Ｆ１１を流れる地下水との熱交換効率を高めることができる。
【００４１】
なお、地下水は、これら管部材１１，１１…の埋設位置の近傍の井戸等からポンプ等の適宜な揚水装置（不図示）を用いて汲み上げられ、そして、ホース等の適宜な中継管（不図示）を介して上述の給水配管３１に送水される。また、管内空間ＳＰ１１の空気との熱交換に使用されて上記の排水配管３２から排水される水については、地中に戻しても良いし、或いは、近隣の農場や工場等で用水として適宜使用しても良い。
【００４２】
また、コルゲート管１１の素材としては、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂等の樹脂製や、ステンレス鋼製及びアルミニウム合金製等の金属製を例示できるが、この例では、高密度ＰＥ樹脂製としている。そして、かかる樹脂製にすることで、コルゲート管１１は錆びないなど高い耐久性を奏し得るとともに、金属製と比べて格段に安価なことから空調装置１０の設置費用の大幅な削減を図れる。なお、この高密度ＰＥ樹脂製であって内周面１１ｗ２が平坦で、且つリブ部１１ｍが中空構造のコルゲート管１１の具体例としては、ダイカダブルプレス管（商品名：ダイカポリマー株式会社製）を例示することができる。但し、地中Ｇの土と同等又はそれ以上の熱伝導率の素材であれば、上記以外の素材も適用可能であり、例えばセラミック等でコルゲート管１１を形成しても良い。
【００４３】
ちなみに、図２に示すように、コルゲート管たる管部材１１と同様に、給水配管３１及び排水配管３２についても大半の部分は地中ＧＮＤに埋設されている。そのため、その素材についても、錆びないなど高い耐久性を奏し得る樹脂製が望ましく、この例では、給水配管３１及び排水配管３２にＰＥ管が使用されている。
【００４４】
また、管軸方向Ｃ１１に隣り合う管部材１１，１１同士を連結する連結部材１３としては、管部材１１の種類に対応した仕様の連結部材１３が適宜使用される。この例では、図３及び図５Ａに示すように管部材１１にコルゲート管１１を用いている関係上、次のような連結部材１３を用いている。すなわち、図２、図３、及び図５Ａに示すように、当該連結部材１３は、突き合わせた管部材１１，１１の管端面１１ｅａｓ，１１ｅｂｓ同士に跨って管端部１１ｅａ，１１ｅｂの外周面に巻き付けてこれを気密且つ液密に被覆する防漏シート（不図示）と、防漏シートの外方から管端部１１ｅａ，１１ｅｂの外周面に嵌め込まれた上下一対の略半円弧形状の半割部材１３ｕ，１３ｄと、を有している。そして、このように管端面１１ｅａｓ，１１ｅｂｓ同士の突き合わせ位置を跨ぎつつ上下一対の半割部材１３ｕ，１３ｄ同士を外周面に嵌め込んだ状態の下で、これら一対の半割部材１３ｕ，１３ｄ同士をボルト等の締結具１３ｔで締結すれば、一対の半割部材１３ｕ，１３ｄから管部材１１，１１の管端部１１ｅａ，１１ｅｂへ挟圧力が付与されて、その結果、これら管端部１１ｅａ，１１ｅｂは一体に連結される。  
ちなみに、ここで、前述の管端部１１ｅａ，１１ｅｂにおける給水口及び排水口の形成位置は、それぞれ上記の半割部材１３ｕ，１３ｄで覆われる部分よりも管軸方向Ｃ１１の内方位置に設定されている。よって、給水口及び排水口にそれぞれ取り付けられるニップル等の継手管３１ｎ，３２ｎと半割部材１３ｕ，１３ｄとの干渉は、有効に回避されている。
【００４５】
また、望ましくは、図２に示すように、管部材１１の埋設位置は、空調対象建屋１などの適宜な地上構造物１の下方の地中部分に設定されていると良い。そうすれば、管部材１１は、地表のうちで常に日陰となる日陰エリアの地中部分に埋設されていることになる。すなわち、当該地中部分は日射の影響を受け難く、これにより、同地中部分では年間の温度変動が縮小されている。そのため、管部材１１の埋設深さを更に浅くすることができて、結果、掘削コストの更なる削減を図れる。
【００４６】
ところで、この第１実施形態では、図２に示すように、複数のコルゲート管１１，１１…を管軸方向Ｃ１１に連結することにより、空調用の空気を流すための一連の管内空間ＳＰ１１，ＳＰ１１…を形成していたが、何等これに限らない。例えば、図６の空調装置１０ａの概略縦断面図に示すように、これら複数のコルゲート管１１，１１…の全長に相当する長さの単一のコルゲート管１１Ａを用いても良い。そして、この場合には、上述の第１実施形態で必要であったコルゲート管１１，１１同士を連結するための連結部材１３や連結作業を省略することができる。また、上記単一のコルゲート管１１Ａによれば、その一方の管端部１１Ａｅａから他方の管端部１１Ａｅｂまでに亘って水の流路Ｆ１１（図６中では不図示）が連続している。よって、前述したリブ部１１ｍの切り欠き法によって一方の管端部１１Ａｅａに給水口を一つ設け、また他方の管端部１１Ａｅｂに排水口を一つ設ければ、空気を流すべき管内空間ＳＰ１１Ａの全長に対応させて水を流すことができて、結果、給排水機構の簡素化を図れる。
【００４７】
但し、この図６のように給水口及び排水口を一つずつしか設けない場合には、コルゲート管１１Ａの水の流路Ｆ１１のうちで管軸方向Ｃ１１Ａの排水口寄りの部分（図６中では左側の部分）では、管内の空気と概ね熱交換済みの水が流れることになるので、上述した図２のように複数の給水配管３１，３１…及び複数の排水配管３２，３２…を設けた場合と比べると、熱交換能力が劣るものとなる。そのため、熱交換能力を優先させる場合には、図６の上記単一のコルゲート管１１Ａに対しても複数の給水配管３１，３１…及び複数の排水配管３２，３２…を設けると良い。すなわち、当該コルゲート管１１Ａを管軸方向Ｃ１１Ａに関して仮想的に複数区間にゾーン分割し、そして区間毎にそれぞれ給水配管３１及び排水配管３２を設けると良い。
【００４８】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
上述の第１実施形態では、管部材１１としてコルゲート管１１を例示し、その管壁部１１ｗの内部に螺旋状の流路Ｆ１１を形成していたが、一方の管端部１１ｅａから他方の管端部１１ｅｂへと水を流す流路Ｆ１１を管壁部１１ｗに設けることができるのであれば、当該流路Ｆ１１の形状は何等螺旋状に限らない。例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示す第２実施形態のようにしても良い。なお、図７Ａは、第２実施形態に係る管部材１１ｂの概略縦断面図であり、図７Ｂは、図７Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【００４９】
この第２実施形態では、管部材１１ｂとして二重管１１ｂを用いている。詳しくは、二重管１１ｂは、例えば直管状の外管１１１と、外管１１１内に挿入される直管状の内管１１２とを有し、これにより、当該二重管１１ｂは、その管壁部として、外管１１１の管壁部１１１ｗと内管１１２の管壁部１１２ｗとの両者を有している。そして、かかる外管１１１の内周面と内管１１２の外周面とは、全周に亘って適宜な隙間Ｇをあけながら対向配置されており、これにより、外管１１１と内管１１２との間には、流路Ｆ１１ｂとして円筒形状の空間Ｆ１１ｂが管軸方向Ｃ１１ｂの略全長に亘って設けられている。よって、かかる円筒形状の流路Ｆ１１ｂに地下水を流すとともに、内管１１２の管内空間ＳＰ１１２に空調用の空気を流すようにすれば、第１実施形態と同範疇の空調装置１０ｂとして機能させることができる。ちなみに、かかる円筒形状の流路Ｆ１１ｂの両端部は、それぞれ適宜な封止部材１１３，１１３によって水密に封止されており、これにより流路Ｆ１１ｂ外への地下水の漏出は防止されている。
【００５０】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
上述の第１実施形態では、図４Ａの拡大図に示すように、水の流路Ｆ１１を管部材１１の管壁部１１ｗの内部に設けていたが、何等これに限らない。例えば、図８の第３実施形態の一部破断概略斜視図に示すように、管部材１１ｃの管壁部１１ｃｗの内周面１１ｃｗ２に沿わせつつ内周面１１ｃｗ２よりも半径方向の内側の位置に流路Ｆ１１ｃを設けても良い。ちなみに、同図８中では、内部構造がわかるように管部材１１ｃの管壁部１１ｃｗのうちで手前側半分の部位を取り除いて示している。
【００５１】
この空調装置１０ｃは、管部材１１ｃとして、管壁部１１ｃｗの内周面１１ｃｗ２が平坦なパイプ材１１ｃを有している。また、一方の管端部１１ｃｅａから他方の管端部１１ｃｅｂへと水の流路Ｆ１１ｃを形成する第２管部材として、流水管１５が、当該パイプ材１１ｃの管壁部１１ｃｗの内周面１１ｃｗ２に沿わせられつつ同面１１ｃｗ２に当接して設けられている。そして、この例では、かかる流水管１５として、パイプ材の管軸Ｃ１１ｃを中心軸として螺旋状に巻かれてなる管が示されている。
【００５２】
よって、この空調装置１０ｃによれば、パイプ材１１ｃの管内空間ＳＰ１１ｃを一方の管端部１１ｃｅａから他方の管端部１１ｃｅｂへと空気が流れる間に、当該空気は、流水管１５内の流路Ｆ１１ｃを流れる地下水と、パイプ材１１ｃの管壁部１１ｃｗを介して伝達される地中熱との両者によって効果的に熱交換される。そして、これにより、かかる熱交換後の空気を空調対象建屋１の屋内空間ＳＰ１へ排出して、速やかに空調に供することができる。
【００５３】
また、上述のように、流水管１５は、パイプ材１１ｃの内周面１１ｃｗ２に沿わせられつつ、パイプ材１１ｃの管軸Ｃ１１ｃを中心軸とする螺旋形状に形成されている。よって、パイプ材１１ｃの周方向の全周に亘って満遍なく地下水を行き渡らせることができる。そして、その結果、パイプ材１１の管内空間ＳＰ１１ｃを流れる空気と、流水管１５内の流路Ｆ１１ｃを流れる地下水との熱交換効率を高めることができる。
【００５４】
なお、流水管１５の素材は、高い熱伝導率を確保する観点から、ステンレス鋼等の鋼製、アルミニウム合金製、銅製などの金属製が好ましいが、場合によっては、ＰＥ樹脂等の樹脂製でも構わない。
【００５５】
また、パイプ材１１ｃとしては、普通の直管、すなわち管壁部１１ｃｗが中実な直管を用いても良いが、前述したようなコルゲート管１１（図４Ａ）、すなわち管壁部１１ｗの内部に流路Ｆ１１としての中空部Ｆ１１を有したコルゲート管１１を用いても良い。但し、この場合には、この中空部Ｆ１１に地下水は流されずに空間に維持される。
【００５６】
更に、このコルゲート管１１に代えて、このコルゲート管１１と種類が異なるコルゲート管を適用しても良い。当該種類が異なるコルゲート管の一例としては、管壁部１１ｗの外周面だけでなく内周面も波形形状になっているコルゲート管（不図示）が挙げられる。但し、このコルゲート管の場合には、内周面の波形形状の谷部に結露水が溜まる虞がある。そのため、望ましくは、前述したような内周面１１ｗ２が平坦なコルゲート管１１（図４）を用いると良い。
【００５７】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
【００５８】
上述の第１実施形態では、管部材１１の管壁部１１ｗに設けられた流路Ｆ１１に、水として地下水を流していたが、何等これに限らない。例えば、水温が年間に亘って管部材１１の埋設深さに相当する地中部分の年間の温度変動範囲よりも狭い範囲に収まっているような水であれば、本発明の空調装置１０の流路Ｆ１１に流すべき水として有効に使用することができる。よって、場合によっては、上記の地下水に代えて、池や川の底部の水を用いても良く、このことは、第２実施形態及び第３実施形態においても同様である。
【００５９】
上述の第１実施形態では、流路Ｆ１１を水が流れる方向を、管部材１１の管内空間ＳＰ１１を空気が流れる方向と揃えていたが、何等これに限らない。すなわち、空気が流れる方向と逆向きに流路Ｆ１１の水を流しても良い。また、上述の第１実施形態では、複数の管部材１１，１１…の全てについて、水の流れる方向を、管軸方向Ｃ１１に関しては一方端から他方端にしていたが、何等これに限らない。すなわち、特定の管部材１１に対しては、水の流れる方向を上述とは逆方向の他方端から一方端にして、それ以外の管部材１１に対しては、水の流れる方向を上述と順方向の一方端から他方端にしても良い。そして、これらのことは、第２実施形態及び第３実施形態においても同様である。
【００６０】
上述の第１実施形態では、管部材１１の管軸方向Ｃ１１は水平方向を向いていたが、何等これに限らない。例えば、水平方向から±３０°の傾斜角度範囲で傾いていても良いし、より狭くは±１５°の傾斜角度範囲で傾いていても良いし、更により狭くは、±５°の傾斜角度範囲で傾いていても良い。そして、このことは、第２実施形態及び第３実施形態においても同様である。
【００６１】
上述の第１実施形態では、空調用の空気を流す管部材１１としてコルゲート管１１などの横断面形状が円形の管部材１１を例示したが、かかる管部材１１の横断面形状は何等円形に限らない。例えば矩形断面等の多角形でも良い。そして、このことは、第２実施形態及び第３実施形態においても同様である。
【符号の説明】
【００６２】
１  空調対象建屋（地上構造物）、
１０  空調装置、１０ａ  空調装置、１０ｂ  空調装置、１０ｃ  空調装置、
１１  コルゲート管（管部材）、
１１ｅａ  一方の管端部、１１ｅａｓ  管端面、
１１ｅｂ  他方の管端部、１１ｅｂｓ  管端面、
１１ｗ  管壁部、１１ｗ１  外周面、１１ｗ２  内周面、
１１ｍ  山部（リブ部）、１１ｖ  谷部、
１１Ａ  コルゲート管（管部材）、
１１Ａｅａ  一方の管端部、１１Ａｅｂ  他方の管端部、
１１ｂ  二重管（管部材）、
１１ｃ  パイプ材（管部材）、
１１ｃｅａ  一方の管端部、１１ｃｅｂ  他方の管端部、
１１ｃｗ  管壁部、１１ｃｗ２  内周面、
１３  連結部材、１３ｕ  半割部材、１３ｄ  半割部材、１３ｔ  締結具、
１５  流水管（第２管部材）、
２１ａ  立ち上がり管、２１ｂ  立ち上がり管、
２３  外気取り込みダクト、２５  空気排出ダクト、
３１  給水配管、３１ｎ  継手管、３２  排水配管、３２ｎ  継手管、
１１１  外管、１１１ｗ  管壁部、１１２  内管、１１２ｗ  管壁部、１１３  封止部材、
Ｆ１１  流路、Ｆ１１ｂ  流路、Ｆ１１ｃ  流路、
ＳＰ１  屋内空間、
ＳＰ１１  管内空間（管内、管内の空間）、
ＳＰ１１Ａ  管内空間（管内、管内の空間）、
ＳＰ１１ｃ  管内空間（管内、管内の空間）、
ＳＰ１１２  管内空間（管内、管内の空間）、
Ｃ１１  管軸（管軸方向）、Ｃ１１Ａ  管軸方向、
Ｃ１１ｂ  管軸方向、Ｃ１１ｃ  管軸、
ＧＮＤ  地中、Ｇ  隙間、
【図１】
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【図２】
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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３】
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