(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、揚水井戸の本数を削減することを目的とする。【解決手段】地中熱利用システムは、地盤を複数の区画領域Ｒに区画する区画壁部２６を有する格子状地盤改良体２２と、一の区画領域Ｒ１に設けられる揚水井戸３０と、揚水井戸３０から揚水された地下水を熱源として利用する天井放射空調パネル及び空調用ヒートポンプと、揚水井戸３０が設けられた一の区画領域Ｒ１から他の区画領域Ｒ２に至るまでの間にある区画壁部２６に設けられ、地下水を通す通水部Ｗと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を複数の区画領域に区画する区画壁部を有する地盤改良体と、
前記区画領域に設けられる揚水井戸と、
前記揚水井戸から揚水された地下水を熱源として利用する地中熱利用装置と、
前記揚水井戸が設けられた一の前記区画領域から他の前記区画領域に至るまでの間にある前記区画壁部に設けられ、地下水を通す通水部と、
を備える地中熱利用システム。
【請求項２】
他の前記区画領域には、前記地中熱利用装置で利用された地下水を該区画領域に注入する注入井戸が設けられる、
請求項１に記載の地中熱利用システム。
【請求項３】
前記地盤には、一対の前記地盤改良体が設けられ、
一対の前記地盤改良体のうち、一方の前記地盤改良体の他の前記区画領域には、前記地中熱利用装置で加温された地下水を該区画領域に注入する温熱注入井戸が設けられ、
一対の前記地盤改良体のうち、他方の前記地盤改良体の他の前記区画領域には、前記地中熱利用装置で冷却された地下水を該区画領域に注入する冷熱注入井戸が設けられる、
請求項１に記載の地中熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱利用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、構造物の冷暖房等に、地中熱を利用する地中熱利用システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この地中熱利用システムでは、揚水井戸から揚水された地下水を、冷暖房等の熱源として利用するオープンループ方式が採用されている。
【０００３】
また、平面視にて格子状に形成された格子状地盤改良体が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２９２７５５号公報
【特許文献２】特許第５９１９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、格子状地盤改良体が形成された地盤に地中熱利用システムを採用することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、格子状地盤改良体を形成された地盤では、格子状地盤改良体によって地盤が複数の領域（以下、「区画領域」という）に区画される。そのため、格子状地盤改良体が形成された地盤の地下水を揚水するためには、各区画領域に揚水井戸を設けなければならず、揚水井戸の本数が増加する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の事実を考慮し、揚水井戸の本数を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の地中熱利用システムは、地盤を複数の区画領域に区画する区画壁部を有する地盤改良体と、前記区画領域に設けられる揚水井戸と、前記揚水井戸から揚水された地下水を熱源として利用する地中熱利用装置と、前記揚水井戸が設けられた一の前記区画領域から他の前記区画領域に至るまでの間にある前記区画壁部に設けられ、地下水を通す通水部と、を備える。
【０００９】
請求項１に係る地中熱利用システムによれば、地盤改良体は、地盤を複数の区画領域に区画する区画壁部を有する。また、区画領域には、揚水井戸が設けられる。この揚水井戸から揚水された地下水は、地中熱利用装置の熱源として利用される。例えば、地中熱利用装置が空調装置の場合、揚水井戸から揚水された地下水は、暖房や冷房の熱源として利用される。
【００１０】
ここで、地盤改良体の区画壁部に通水部がない場合、一の区画領域及び他の区画領域の地下水を揚水するためには、一の区画領域及び他の区画領域に揚水井戸をそれぞれ設ける必要がある。
【００１１】
これに対して本発明では、一の区画領域から他の区画領域に至るまでの間にある区画壁部に、地下水を通す通水部が設けられる。これにより、一の区画領域に設けられた揚水井戸から、通水部を介して他の区画領域の地下水を揚水することができる。そのため、本発明では、他の区画領域の揚水井戸を省略することができる。したがって、揚水井戸の本数を削減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の地中熱利用システムは、請求項１に記載の地中熱利用システムにおいて、他の前記区画領域には、前記地中熱利用装置で利用された地下水を該区画領域に注入する注入井戸が設けられる。
【００１３】
請求項２に係る地中熱利用システムによれば、他の区画領域には、注入井戸が設けられる。この注入井戸から他の区画領域に、地中熱利用装置で利用された地下水が注入される。また、他の区画領域に供給された地下水は、通水部を介して一の区画領域に流れ込む。さらに、一の区画領域に流れ込んだ地下水は、揚水井戸から揚水され、地中熱利用装置で再び利用される。
【００１４】
このように地中熱利用装置と地盤との間で地下水を循環させることにより、地中熱利用装置において地中熱を継続的に利用することができる。
【００１５】
請求項３に記載の地中熱利用システムは、請求項１に記載の地中熱利用システムにおいて、前記地盤には、一対の前記地盤改良体が設けられ、一対の前記地盤改良体のうち、一方の前記地盤改良体の他の前記区画領域には、前記地中熱利用装置で加温された地下水を該区画領域に注入する温熱注入井戸が設けられ、一対の前記地盤改良体のうち、他方の前記地盤改良体の他の前記区画領域には、前記地中熱利用装置で冷却された地下水を該区画領域に注入する冷熱注入井戸が設けられる。
【００１６】
請求項３に係る地中熱利用システムによれば、一対の地盤改良体のうち、一方の地盤改良体の他の区画領域には、温熱注入井戸が設けられる。この温熱注入井戸から他の区画領域に、地中熱利用装置で加温された地下水が注入される。これにより、一方の地盤改良体の区画領域内に、温熱が徐々に蓄熱される。この温熱は、揚水井戸から地下水を揚水することにより、地中熱利用装置で利用することができる。
【００１７】
これに対して他方の地盤改良体の他の区画領域には、冷熱注入井戸が設けられる。この冷熱注入井戸から他の区画領域に、地中熱利用装置で冷却された地下水が注入される。これにより、他方の地盤改良体の区画領域内に、冷熱が徐々に蓄熱される。この冷熱は、揚水井戸から地下水を揚水することにより、地中熱利用装置で利用することができる。
【００１８】
このように一対の地盤改良体に、温熱と冷熱を別々に蓄熱することにより、温熱及び冷熱の蓄熱効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る地中熱利用システムによれば、揚水井戸の本数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第一実施形態に係る地中熱利用システムが適用された地盤及び構造物を示す図２の１−１線断面図である。
【図２】図１に示される格子状地盤改良体を示す平断面図である。
【図３】図１に示される通水部が設けられた区画壁部を示す縦断面図である。
【図４】第一実施形態に係る格子状地盤改良体の変形例を示す図２に相当する平断面図である。
【図５】第一実施形態に係る格子状地盤改良体の変形例を示す図２に相当する平断面図である。
【図６】第二実施形態に係る地中熱利用システムが適用された地盤及び構造物を示す図７の６−６線断面図である。
【図７】図６に示される格子状地盤改良体を示す平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
先ず、第一実施形態について説明する。
【００２２】
（構造物）
図１には、第一実施形態に係る地中熱利用システム２０が適用された地盤１０及び構造物１２が示されている。地盤１０上には、構造物１２が構築されている。構造物１２は、例えば、複数階１２Ａ，１２Ｂ（本実施形態では２階）で構成されている。この構造物１２の各階１２Ａ，１２Ｂの天井裏１４には、後述する天井放射空調パネル４０及び空調機５６がそれぞれ設けられている。
【００２３】
（地盤）
地盤１０は、一例として、難透水層１０Ａと、難透水層１０Ａの上に堆積された帯水層１０Ｂとを有している。帯水層１０Ｂは、砂質土を含んで構成されている。この帯水層１０Ｂは、難透水層１０Ａよりも通水性が高い層とされ、地下水が流動し易くなっている。また、帯水層１０Ｂは、所定規模以上の地震が発生したときに、液状化の可能性が高い液状化層とされる。一方、難透水層１０Ａは、帯水層１０Ｂよりも通水性が低い層とされている。
【００２４】
なお、本実施形態に係る地中熱利用システム２０は、上記の地盤１０に限らず、例えば、難透水層１０Ａが存在しない地盤にも適用可能である。
【００２５】
（地中熱利用システム）
地中熱利用システム２０では、地盤１０の地中熱を構造物１２の空調等の熱源として利用するオープンループ方式が採用されている。この地中熱利用システム２０は、格子状地盤改良体２２と、揚水井戸３０と、複数の天井放射空調パネル４０と、空調用ヒートポンプ５０と、複数の空調機５６とを備えている。なお、各図に適宜示される矢印Ｆは、地下水の流れを示している。
【００２６】
（格子状地盤改良体）
格子状地盤改良体２２は、地震時に帯水層１０Ｂの液状化を抑制するものであり、帯水層１０Ｂに設けられている。この格子状地盤改良体２２は、例えば、深層混合処理工法によって帯水層１０Ｂに形成されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、格子状地盤改良体２２の下端部が、難透水層１０Ａに達しているが、格子状地盤改良体２２の下端部は、難透水層１０Ａに達していなくても良い。また、格子状地盤改良体２２は、地盤改良体の一例である。
【００２８】
図２に示されるように、格子状地盤改良体２２は、平面視にて格子状に形成されている。この格子状地盤改良体２２によって帯水層１０Ｂにせん断剛性を付与することにより、帯水層１０Ｂの液状化が抑制されている。
【００２９】
格子状地盤改良体２２は、外周壁部２４と、複数の区画壁部２６を有している。外周壁部２４は、平面視にて矩形の枠状に形成されており、地盤１０の帯水層１０Ｂを囲んでいる。なお、図２に示される矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向は、互いに直交する水平二方向を示している。
【００３０】
区画壁部２６には、矢印Ｘ方向に沿って配置される複数の区画壁部２６Ｘと、矢印Ｙ方向に沿って配置される複数の区画壁部２６Ｙとがある。複数の区画壁部２６Ｘは、矢印Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。一方、複数の区画壁部２６Ｙは、矢印Ｘ方向に間隔を空けて配置されている。
【００３１】
複数の区画壁部２６Ｘ及び区画壁部２６Ｙは、平面視にて格子状に接続されている。これらの区画壁部２６Ｘ，２６Ｙによって、外周壁部２４の内側の領域（帯水層１０Ｂ）が複数の領域（以下、「区画領域」という）Ｒに区画されている。なお、以下では、区画壁部２６Ｘ，２６Ｙの総称を区画壁部２６とする。
【００３２】
（揚水井戸）
格子状地盤改良体２２の一方側には、格子状地盤改良体２２内の地下水を揚水する複数（本実施形態では２本）の揚水井戸３０が設けられている。具体的には、揚水井戸３０は、格子状地盤改良体２２の矢印Ｘ方向一方側の２つの角部にある区画領域Ｒにそれぞれ設けられている。各揚水井戸３０は、例えば、複数の揚水口３０Ａ（図１参照）を有する鋼管等を区画領域Ｒに打ち込むことにより形成されている。なお、以下では、揚水井戸３０が設けられた区画領域Ｒを一の区画領域Ｒ１とする。
【００３３】
（注入井戸）
格子状地盤改良体２２の他方側には、格子状地盤改良体２２内に循環水を注入する複数（本実施形態では２本）の注入井戸３２が設けられている。具体的には、注入井戸３２は、格子状地盤改良体２２の矢印Ｘ方向他方側の２つの角部にある区画領域Ｒにそれぞれ設けられている。各注入井戸３２は、例えば、複数の注入口３２Ａを有する鋼管等を区画領域Ｒに打ち込むことにより形成されている。なお、以下では、注入井戸３２が設けられた区画領域Ｒを他の区画領域Ｒ２とする。
【００３４】
（通水部）
一の区画領域Ｒ１から他の区画領域Ｒ２に至るまでの間にある複数の区画壁部２６には、地下水を通す通水部Ｗがそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、格子状地盤改良体２２の全ての区画壁部２６に、通水部Ｗが設けられている。
【００３５】
図３に示されるように、通水部Ｗは、区画壁部２６に部分的に設けられた未改良地盤部とされている。この通水部Ｗでは、地盤改良されていない。すなわち、通水部Ｗでは、地盤１０にセメントミルク等の固化剤が注入されていない。これにより、通水部Ｗでは、地下水が流動可能になっている。この通水部Ｗは、例えば、次の方法によって施工される。
【００３６】
すなわち、本実施形態の区画壁部２６は、壁状に連続する複数の柱状改良体２８Ａ，２８Ｂを有している。柱状改良体２８Ａは、通水部Ｗを含んでいない。この柱状改良体２８Ａは、機械攪拌工法によって施工される。具体的には、柱状改良体２８Ａは、図示しない掘削オーガの先端部からセメントミルク等の固化剤を噴射しながら地盤１０を掘削し、掘削土と固化剤とを撹拌、混合することにより造成されている。
【００３７】
一方、柱状改良体２８Ｂは、通水部Ｗを含んでいる。この柱状改良体２８Ｂは、高圧噴射攪拌工法によって施工される。具体的には、地盤１０に打ち込まれた高圧噴射装置３４の回転ロッド３６の先端部３６Ｔから固化剤を高圧噴射し、かつ、回転ロッド３６を回転させながら引き上げる。これにより、回転ロッド３６の先端部３６Ｔ付近の地盤１０に固化剤が注入され、柱状改良体２８Ｂがその下端から順に造成される。
【００３８】
ここで、回転ロッド３６の先端部３６Ｔが通水部Ｗを通過する際には、当該先端部３６Ｔからの固化剤の高圧噴射が一時的に停止される。これにより、通水部Ｗでは、地盤１０に固化剤が注入されず、地盤１０の通水性が維持される。
【００３９】
このように固化剤の高圧噴射を一時的に停止しながら柱状改良体２８Ｂを造成することにより、区画壁部２６に複数の通水部Ｗが設けられる。また、高圧噴射攪拌工法では、機械攪拌工法と比較して、固化剤の噴射と停止との切り替え管理が容易であるため、通水部Ｗの施工性が向上する。
【００４０】
なお、通水部Ｗは、機械攪拌工法において、固化剤の噴射を一時的に停止しながら造成することも可能である。また、区画壁部２６に設けられる通水部Ｗの数、配置、形状、及び大きさは、適宜変更可能である。また、通水部Ｗによって区画壁部２６の剛性が低下する場合には、区画壁部２６の厚みを厚くしたり、隣り合う区画壁部２６の間隔を狭くしたりしても良い。
【００４１】
（天井放射空調パネル）
図１に示されるように、構造物１２の各階１２Ａ，１２Ｂには、地中熱利用装置としての天井放射空調パネル（放射パネル）４０がそれぞれ設けられている。天井放射空調パネル４０は、構造物１２の各階１２Ａ，１２Ｂの天井裏１４に設置されている。各天井放射空調パネル４０は、揚水井戸３０から揚水された地下水を、各階１２Ａ，１２Ｂの室内１６の空調（冷房又は暖房）の熱源として利用し、室内１６を空調する。
【００４２】
具体的には、天井放射空調パネル４０には、供給管４２を介して揚水井戸３０が接続されている。この供給管４２には、図示しない循環用ポンプが設けられている。この循環用ポンプが作動することにより、揚水井戸３０から地下水が揚水されるとともに、揚水された地下水が、供給管４２を介して天井放射空調パネル４０に循環水として供給される。天井放射空調パネル４０は、供給管４２から供給された循環水の熱（冷熱又は温熱）を室内１６へ放熱させる。これにより、室内１６が空調される。また、循環水が天井放射空調パネル４０で熱（冷熱又は温熱）を放熱すると、循環水の温度が上昇又は低下する。
【００４３】
また、天井放射空調パネル４０には、排出管４４を介して注入井戸３２が接続されている。これにより、天井放射空調パネル４０で利用された循環水が、排出管４４及び注入井戸３２を介して格子状地盤改良体２２内の他の区画領域Ｒ２に注入（還元）される。
【００４４】
（ヒートポンプ及び空調機）
構造物１２には、地中熱利用装置としての空調用ヒートポンプ（水熱源ヒートポンプ）５０が設けられている。空調用ヒートポンプ５０は、揚水井戸３０から揚水された地下水を熱源として利用し、地下水の熱を空調機５６用に所定温度に変換する。
【００４５】
具体的には、空調用ヒートポンプ５０には、供給管５２を介して揚水井戸３０が接続されている。供給管５２には、図示しない循環用ポンプが設けられている。この循環用ポンプが作動することにより、揚水井戸３０から揚水された地下水が、循環水として空調用ヒートポンプ５０に供給される。
【００４６】
空調用ヒートポンプ５０は、供給管５２から供給された循環水の熱を、所定温度に変換する。この際、循環水が空調用ヒートポンプ５０内の熱媒と熱交換することにより、循環水の温度が上昇又は低下する。この空調用ヒートポンプ５０には、供給管５４を介して空調機５６が接続されている。
【００４７】
空調機５６は、構造物１２の各階１２Ａ、１２Ｂの天井裏１４に設置されている。各空調機５６は、空調用ヒートポンプ５０によって所定温度に変換された循環水の熱（冷熱又は温熱）を、室内１６の空調（冷房又は暖房）の熱源として利用し、室内１６を空調する。
【００４８】
また、空調用ヒートポンプ５０には、排出管５８を介して注入井戸３２が接続されている。これにより、空調用ヒートポンプ５０で利用された循環水が、排出管５８及び注入井戸３２を介して格子状地盤改良体２２内の他の区画領域Ｒ２に注入（還元）される。
【００４９】
（作用及び効果）
次に、第一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５０】
（夏期の動作）
先ず、地中熱利用システム２０の夏期の動作について説明する。夏期において、図示しない循環用ポンプが作動されると、図１に示されるように、揚水井戸３０から地下水が揚水される。この地下水は、構造物１２の各階１２Ａ，１２Ｂの天井裏１４に設けられた天井放射空調パネル４０に、供給管４２を介して循環水として供給される。各天井放射空調パネル４０は、供給管４２から供給された循環水の熱（冷熱）を室内１６へ放熱させる。
【００５１】
ここで、地下水の平均水温（例えば１７℃）は、一般に夏期の平均気温（例えば２７℃）よりも低い。したがって、夏期では、循環水が天井放射空調パネル４０で放熱すると、循環水の熱（冷熱）によって各階１２Ａ，１２Ｂの室内１６が冷却される。一方、循環水の温度は、放熱に伴って上昇する。
【００５２】
また、循環用ポンプが作動されると、揚水井戸３０から揚水された地下水が、供給管５２を介して空調用ヒートポンプ５０に循環水として供給される。この循環水の熱は、空調用ヒートポンプ５０によって所定温度に低温変換される。この際、循環水の温度は、空調用ヒートポンプ５０内の熱媒との熱交換に伴って上昇する。
【００５３】
また、空調用ヒートポンプ５０で低温変換された循環水の熱は、各階１２Ａ，１２Ｂの天井裏１４に設けられた空調機５６に、供給管５４を介して供給される。これにより、各階１２Ａ，１２Ｂの室内１６が冷却される。
【００５４】
また、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０で利用され、温度が上昇した循環水は、排出管４４，５８を介して注入井戸３２から格子状地盤改良体２２の他の区画領域Ｒ２に注入（還元）される。
【００５５】
（冬期の動作）
次に、地中熱利用システム２０の冬期の動作について説明する。前述したように、夏期では、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０で利用され、温度が上昇した循環水が揚水井戸３０から格子状地盤改良体２２内に注入される。この結果、格子状地盤改良体２２内の地下水の温度が徐々に上昇する。このように温度が上昇した格子状地盤改良体２２内の地下水を、冬期では、構造物１２の暖房等の熱源として利用する。
【００５６】
具体的には、冬期において、図示しない循環用ポンプが作動されると、揚水井戸３０から地下水が揚水される。この地下水は、各階１２Ａ，１２Ｂの天井裏１４に設けられた天井放射空調パネル４０に、供給管４２を介して循環水として供給される。各天井放射空調パネル４０は、供給管４２から供給された循環水の熱（温熱）を室内１６へ放熱させる。これにより、循環水の熱（温熱）によって、各階１２Ａ，１２Ｂの室内１６が加温される。一方、循環水の温度は、放熱に伴って低下する。
【００５７】
また、循環用ポンプが作動されると、揚水井戸３０から揚水された地下水が、供給管５２を介して空調用ヒートポンプ５０に循環水として供給される。この循環水の熱は、空調用ヒートポンプ５０によって所定温度に高温変換される。この際、循環水の温度は、空調用ヒートポンプ５０内の熱媒との熱交換に伴って低下する。
【００５８】
また、空調用ヒートポンプ５０で高温変換された循環水の熱は、各階１２Ａ，１２Ｂの天井裏１４に設けられた空調機５６に供給管５４を介して供給される。これにより、各階１２Ａ，１２Ｂの室内１６が加温される。
【００５９】
また、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０で利用され、温度が低下した循環水は、排出管４４，５８を介して注入井戸３２から格子状地盤改良体２２の他の区画領域Ｒ２に注入（還元）される。これにより、格子状地盤改良体２２内の地下水の温度が徐々に低下する。そして、温度が低下した地下水は、夏期において、天井放射空調パネル４０等の空調（冷房）の熱源として利用される。
【００６０】
このように本実施形態では、地盤１０の地下水の熱（地中熱）を天井放射空調パネル４０等で利用することにより、構造物１２の空調の省エネルギー化等を図ることができる。
【００６１】
また、本実施形態の揚水井戸３０は、図２に示されるように、格子状地盤改良体２２によって区画された一の区画領域Ｒ１に設けられている。
【００６２】
ここで、比較例として、一の区画領域Ｒ１から他の区画領域Ｒ２に至るまでの間にある複数の区画壁部２６に通水部Ｗがない場合は、一の区画領域Ｒ１及び他の区画領域Ｒ２の地下水を揚水するためには、一の区画領域Ｒ１及び他の区画領域Ｒ２に揚水井戸３０をそれぞれ設ける必要がある。したがって、揚水井戸３０の本数が増加する。
【００６３】
これに対して本実施形態では、一の区画領域Ｒ１から他の区画領域Ｒ２に至るまでの間にある複数の区画壁部２６に、通水部Ｗがそれぞれ設けられている。これにより、矢印Ｆで示されるように、一の区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸３０から、通水部Ｗを介して他の区画領域Ｒ２の地下水を揚水することができる。そのため、本実施形態では、他の区画領域Ｒ２の揚水井戸を省略することができる。したがって、本実施形態では、格子状地盤改良体２２によって帯水層１０Ｂの液状化を抑制しつつ、揚水井戸３０の本数を削減することができる。
【００６４】
また、他の区画領域Ｒ２には、注入井戸３２が設けられている。この注入井戸３２から他の区画領域Ｒ２に、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０で利用された循環水が注入される。また、他の区画領域Ｒ２に注入された循環水は、通水部Ｗを介して一の区画領域Ｒ１に流れ込む。さらに、一の区画領域Ｒ１に流れ込んだ循環水は、揚水井戸３０から揚水され、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０によって再び利用される。つまり、地盤１０と天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０との間で循環水が循環する。
【００６５】
このように天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０と地盤１０との間で循環水を循環させることにより、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０において、地中熱を継続的に利用することができる。
【００６６】
（第一実施形態の変形例）
次に、第一実施形態の変形例について説明する。
【００６７】
上記第一実施形態では、格子状地盤改良体２２の各区画壁部２６に通水部Ｗが設けられるが、上記第一実施形態はこれに限らない。例えば、図４に矢印Ｆで示されるように、他の区画領域Ｒ２と一の区画領域Ｒ１とを繋ぐ１本の流路６０が形成されるように、各区画壁部２６に通水部Ｗが設けられても良い。
【００６８】
具体的には、揚水井戸３０は、格子状地盤改良体２２の角部にある一の区画領域Ｒ１に設けられている。一方、注入井戸３２は、一の区画領域Ｒ１と隣り合う角部にある他の区画領域Ｒ２に設けられている。この他の区画領域Ｒ２と一の区画領域Ｒ１とは、格子状地盤改良体２２内を蛇行する１本の流路６０によって繋がれている。
【００６９】
流路６０は、矢印Ｙ方向一方側（矢印Ｙ１側）にある他の区画領域Ｒ２から、矢印Ｙ方向他方側（矢印Ｙ２側）へ延び、矢印Ｘ方向に沿った一方の外周壁部２４Ａに達すると、矢印Ｙ方向一方側へ折り返えされる。折り返えされた流路６０は、矢印Ｙ方向一方側へ延び、矢印Ｘ方向に沿った他方の外周壁部２４Ｂに達すると、矢印Ｙ方向他方側へ再び折り返される。そして、流路６０は、全ての区画領域Ｒを通過するように一対の外周壁部２４の間で繰り返し折り返えされた後、一の区画領域Ｒ１に達している。
【００７０】
ここで、流路６０を格子状地盤改良体２２内で蛇行させることにより、他の区画領域Ｒ２から一の区画領域Ｒ１へ流れる地下水の流路６０の全長（移動経路の全長）が長くなる。これにより、例えば、夏期において、天井放射空調パネル４０等で利用され、温度が上昇した循環水を注入井戸３２から他の区画領域Ｒ２に注入したときに、一の区画領域Ｒ１の地下水の温度が上昇し難くなる。したがって、夏期において、揚水井戸３０から揚水された地下水を、天井放射空調パネル４０の冷房の熱源として、長期に亘って利用することができる。
【００７１】
これと同様に、例えば、冬期において、天井放射空調パネル４０等で利用され、温度が低下した循環水を注入井戸３２から他の区画領域Ｒ２に注入したときに、一の区画領域Ｒ１の地下水の温度が低下し難くなる。したがって、冬期において、揚水井戸３０から揚水された地下水を、天井放射空調パネル４０の暖房の熱源として、長期に亘って利用することができる。
【００７２】
なお、本変形例では、流路６０が複数の区画領域Ｒの全てを通過したが、流路６０は、複数の区画領域Ｒを部分的に通過しても良い。また、流路６０の蛇行方向や折り返し方向は適宜変更可能である。さらに、格子状地盤改良体２２内には、複数の流路６０を形成することも可能である。つまり、格子状地盤改良体２２内には、少なくとも１本の流路を形成することができる。なお、ここでいう「流路」とは、地盤改良体の他の区画領域と一の区画領域とに亘るとともに、他の区画領域から一の区画領域に至る途中で分岐することがない１本の流路を意味する。
【００７３】
次に、上記第一実施形態では、地盤改良体が格子状地盤改良体２２とされるが、上記第一実施形態はこれに限らない。例えば、図５に示されるように、地盤改良体６２は、平面視にて、「日」の字状に形成されても良い。なお、図５では、地盤改良体６２の図示が、簡略化されている。
【００７４】
具体的には、地盤改良体６２は、外周壁部６４と、区画壁部６６とを有している。区画壁部６６は、外周壁部６４の内側の領域（帯水層１０Ｂ）を２つの区画領域Ｒ１，Ｒ２に区画している。一の区画領域Ｒ１には、揚水井戸３０が設けられ、他の区画領域Ｒ２には、注入井戸３２が設けられている。
【００７５】
また、一の区画領域Ｒ１と他の区画領域Ｒ２との間にある区画壁部６６には、通水部Ｗが設けられている。これにより、矢印Ｆで示されるように、一の区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸３０から、通水部Ｗを介して他の区画領域Ｒ２内の地下水を汲み上げることができる。したがって、本実施形態では、区画壁部６６に通水部Ｗがない場合と比較して、揚水井戸３０及び注入井戸３２の本数を削減することができる。
【００７６】
なお、区画壁部６６は、一の区画領域Ｒ１から他の区画領域Ｒ２に至るまでの間にある区画壁部の一例である。また、地盤改良体は、平面視にて「田」の字状に形成することも可能である。
【００７７】
また、上記第一実施形態では、格子状地盤改良体２２の他の区画領域Ｒ２に注入井戸３２を設けたが、上記第一実施形態はこれに限らない。例えば、天井放射空調パネル４０等で利用した循環水を、格子状地盤改良体２２内に還元する必要がない場合は、注入井戸３２は省略可能である。また、例えば、格子状地盤改良体２２の外側の地盤１０に注入井戸を設けることも可能である。
【００７８】
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成の部材等には、第一実施形態と同じ符号を付して説明を適宜省略する。
【００７９】
（地中熱利用システム）
図６及び図７には、第二実施形態に係る地中熱利用システム７０が適用された地盤１０及び構造物１２が示されている。地中熱利用システム７０は、格子状地盤改良体２２と、複数の冷熱揚水井戸３０Ｃと、複数の冷熱注入井戸３２Ｃと、複数の温熱揚水井戸３０Ｈと、複数の温熱注入井戸３２Ｈと、天井放射空調パネル４０と、空調用ヒートポンプ５０と、空調機５６と、給湯用ヒートポンプ８０と、給湯器８６とを備えている。
【００８０】
（格子状地盤改良体）
図７に示されるように、格子状地盤改良体２２内は、中央の区画壁部２６Ｙ１を境に、冷熱蓄熱領域ＲＣと温熱蓄熱領域ＲＨとに分けられている。この中央の区画壁部２６Ｙ１には、通水部が設けられていない。これにより、冷熱蓄熱領域ＲＣと温熱蓄熱領域ＲＨとの間で、地下水が流動しない構成とされている。
【００８１】
一方、冷熱蓄熱領域ＲＣ内の複数の区画壁部２６Ｘ，２６Ｙには、通水部Ｗがそれぞれ設けられている。これにより、冷熱蓄熱領域ＲＣ内では、矢印Ｆで示されるように、隣り合う区画領域Ｒの間で、地下水が流動可能とされている。これと同様に、温熱蓄熱領域ＲＨ内の複数の区画壁部２６Ｘ，２６Ｙには、通水部Ｗがそれぞれ設けられている。これにより、温熱蓄熱領域ＲＨ内では、矢印Ｆで示されるように、隣り合う区画領域Ｒの間で、地下水が流動可能とされている。
【００８２】
なお、格子状地盤改良体２２は、一対の格子状地盤改良体２２Ａ，２２Ｂを一体化したものと捉えることができる。この一対の格子状地盤改良体２２Ａ，２２Ｂのうち一方の格子状地盤改良体２２Ａは、冷熱蓄熱領域ＲＣを区画し、一対の格子状地盤改良体２２Ａ，２２Ｂのうち他方の格子状地盤改良体２２Ｂは、温熱蓄熱領域ＲＨを区画している。
【００８３】
（冷熱揚水井戸、冷熱注入井戸、温熱揚水井戸、温熱注入井戸）
冷熱蓄熱領域ＲＣ内の一の区画領域Ｒ１には、冷熱揚水井戸３０Ｃが設けられており、他の区画領域Ｒ２には、冷熱注入井戸３２Ｃが設けられている。これと同様に、温熱蓄熱領域ＲＨ内の一の区画領域Ｒ１には、温熱揚水井戸３０Ｈが設けられており、他の区画領域Ｒ２には、温熱注入井戸３２Ｈが設けられている。
【００８４】
図１に示されるように、冷熱蓄熱領域ＲＣの冷熱揚水井戸３０Ｃには、供給管７２を介して天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０が接続されている。そして、冷熱揚水井戸３０Ｃから揚水された地下水は、供給管７２を介して天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０に循環水としてそれぞれ供給される。
【００８５】
なお、本実施形態では、構造物１２の１階１２Ａの天井裏１４に、天井放射空調パネル４０が設けられ、構造物１２の２階１２Ｂの天井裏１４に、空調機５６が設けられている。また、供給管７２には、図示しない冷熱循環用ポンプがそれぞれ設けられている。
【００８６】
天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０には、排出管７４を介して温熱注入井戸３２Ｈが接続されている。これにより、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０で利用された循環水が、温熱注入井戸３２Ｈから温熱蓄熱領域ＲＨの他の区画領域Ｒ２に注入される。
【００８７】
一方、温熱蓄熱領域ＲＨの温熱揚水井戸３０Ｈには、供給管８２を介して給湯用ヒートポンプ８０が接続されている。これにより、温熱揚水井戸３０Ｈから揚水された地下水が、供給管８２を介して給湯用ヒートポンプ８０に循環水として供給される。給湯用ヒートポンプ８０は、温熱揚水井戸３０Ｈから揚水された地下水を熱源として利用し、地下水（循環水）の熱を給湯器８６用に所定温度に変換する。この際、循環水の温度は、給湯用ヒートポンプ８０内の熱媒との熱交換に伴って低下する。なお、供給管８２には、図示しない温熱循環用ポンプが設けられている。
【００８８】
給湯用ヒートポンプ８０には、供給管８４を介して給湯器８６が接続されている。給湯器８６は、構造物１２の２階１２Ｂの室内１６に設置されている。この給湯用ヒートポンプ８０は、給湯用ヒートポンプ８０によって所定温度に変換された循環水の熱を利用し、湯を生成する。
【００８９】
また、給湯用ヒートポンプ８０には、排出管８８を介して冷熱注入井戸３２Ｃが接続されている。これにより、給湯用ヒートポンプ８０で利用され、温度が低下した循環水が冷熱注入井戸３２Ｃから冷熱蓄熱領域ＲＣの他の区画領域Ｒ２に注入される。
【００９０】
（作用及び効果）
次に、第二実施形態の作用及び効果について説明する。
【００９１】
（夏期の動作）
先ず、地中熱利用システム７０の夏期の動作について説明する。夏期において、図示しない冷熱循環用ポンプが作動されると、冷熱揚水井戸３０Ｃから地下水が揚水される。この地下水は、供給管７２を介して１階１２Ａの天井裏１４に設けられた天井放射空調パネル４０に循環水として供給される。天井放射空調パネル４０は、供給管４２から供給された循環水の熱（冷熱）を１階１２Ａの室内１６へ放熱させる。これにより、循環水の熱（冷熱）によって、１階１２Ａの室内１６が冷却される。
【００９２】
また、冷熱循環用ポンプが作動されると、冷熱揚水井戸３０Ｃから揚水された地下水が、供給管７２を介して空調用ヒートポンプ５０に循環水として供給される。この循環水の熱は、空調用ヒートポンプ５０によって所定温度に低温変換される。この際、循環水の温度は、空調用ヒートポンプ５０内の熱媒との熱交換に伴って上昇する。
【００９３】
また、空調用ヒートポンプ５０で低温変換された循環水の熱は、２階１２Ｂの天井裏１４に設けられた空調機５６に、供給管５４を介して供給される。これにより、２階１２Ｂの室内１６が冷却される。
【００９４】
また、天井放射空調パネル４０及び空調用ヒートポンプ５０で利用され、温度が上昇した循環水は、排出管７４を介して温熱注入井戸３２Ｈから格子状地盤改良体２２の温熱蓄熱領域ＲＨの他の区画領域Ｒ２に注入される。これにより、温熱蓄熱領域ＲＨに温熱が徐々に蓄熱される。
【００９５】
また、夏期において、図示しない温熱循環用ポンプが作動されると、温熱揚水井戸３０Ｈから地下水が揚水される。この地下水は、供給管８２を介して給湯用ヒートポンプ８０に循環水として供給される。給湯用ヒートポンプ８０は、循環水の熱を所定温度に高温変換する。この際、循環水の温度は、給湯用ヒートポンプ８０内の熱媒との熱交換に伴って低下する。
【００９６】
また、給湯用ヒートポンプ８０で高温変換された循環水の熱は、供給管８４を介して２階１２Ｂの室内１６に設けられた給湯器８６に供給される。給湯器８６は、高温変換された熱（温熱）を利用し、湯を生成する。
【００９７】
また、給湯用ヒートポンプ８０で利用され、温度が低下した循環水は、排出管８８を介して冷熱注入井戸３２Ｃから格子状地盤改良体２２の冷熱蓄熱領域ＲＣの他の区画領域Ｒ２に注入される。これにより、冷熱蓄熱領域ＲＣに冷熱が徐々に蓄熱される。
【００９８】
（冬期の動作）
次に、地中熱利用システム７０の冬期の動作について説明する。冬期では、夏期と同様に、温熱蓄熱領域ＲＨに蓄熱された温熱を給湯器８６で利用する。
【００９９】
なお、温熱蓄熱領域ＲＨに蓄熱された温熱は、天井放射空調パネル４０又は空調機５６において暖房の熱源として利用することも可能である。また、本実施形態では、冷熱蓄熱領域ＲＣに蓄熱された冷熱は、冬期に使用しないが、使用することも可能である。
【０１００】
ここで、本実施形態では、格子状地盤改良体２２の温熱蓄熱領域ＲＨ及び冷熱蓄熱領域ＲＣに温熱と冷熱とを別々に蓄熱する。これにより、地盤１０において、温熱蓄熱領域ＲＨに蓄熱された温熱と、冷熱蓄熱領域ＲＣに蓄熱された冷熱とが混合することが抑制される。したがって、温熱及び冷熱の蓄熱効率を高めることができる。
【０１０１】
（第二実施形態の変形例）
次に、上記第二実施形態の変形例について説明する。
【０１０２】
上記第二実施形態では、一対の格子状地盤改良体２２Ａ，２２Ｂが一体化されているが、一対の格子状地盤改良体２２Ａ，２２Ｂは、別体とされても良い。
【０１０３】
また、上記第二実施形態では、温熱蓄熱領域ＲＨと冷熱蓄熱領域ＲＣとの広さが略同じとされるが、温熱蓄熱領域及び冷熱蓄熱領域の広さは、用途に応じて適宜変更可能である。
【０１０４】
（第一実施形態及び第二実施形態の変形例）
次に、上記第一実施形態及び第二実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、上記第一実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は第二実施形態にも適宜適用可能である。
【０１０５】
上記第一実施形態では、格子状地盤改良体２２の全ての区画壁部２６に通水部Ｗが設けられるが、上記第一実施形態はこれに限らない。通水部は、揚水井戸３０や注入井戸３２の配置に応じて、複数の区画壁部２６の少なくとも１つに設けることができる。
【０１０６】
また、揚水井戸３０及び注入井戸３２の本数や配置も適宜変更可能である。また、揚水井戸３０の本数と注入井戸３２の本数とは、異なっていても良い。
【０１０７】
また、天井放射空調パネル４０、空調用ヒートポンプ５０、及び空調機５６の配置や数も適宜変更可能である。さらに、地中熱利用装置としては、天井放射空調パネル４０やヒートポンプ５０に限らず、例えば、空調機や給湯器、床暖房等であっても良い。また、地中熱利用装置としては、例えば、夏期において、屋根に地下水を散水することで構造物を冷却する散水装置等であっても良い。
【０１０８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    地盤
２０    地中熱利用システム
２２    格子状地盤改良体（地盤改良体）
２２Ａ  格子状地盤改良体
２２Ｂ  格子状地盤改良体
２６    区画壁部
２６Ｘ  区画壁部
２６Ｙ  区画壁部
３０    揚水井戸
３０Ｃ  冷熱揚水井戸
３０Ｈ  温熱揚水井戸
３２    注入井戸
３２Ｃ  冷熱注入井戸
３２Ｈ  温熱注入井戸
４０    天井放射空調パネル（地中熱利用装置）
５０    空調用ヒートポンプ（地中熱利用装置）
６２    地盤改良体
７０    地中熱利用システム
７２    格子状地盤改良体
８０    給湯用ヒートポンプ（地中熱利用装置）
Ｒ      区画領域
Ｒ１    一の区画領域
Ｒ２    他の区画領域
Ｗ      通水部
【図１】
2018091551.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018091551.tif 000006
【図５】
2018091551.tif 000007
【図６】
2018091551.tif 000008
【図７】
2018091551.tif 000009