(57)【要約】【課題】本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的な土壌内用の熱交換装置，土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システム及び空調システムを提供することを目的とする。【解決手段】土壌30内に配設される熱交換部１が設けられた土壌内用の熱交換装置であって、前記熱交換部１は、前記土壌30に設けた穴部30ａ内に配設され保形性を有する管体３の内周面部及び外周面部夫々に、可撓性を有し内部に熱交換流体を流通する熱交換パイプ２を螺旋状に巻回配設した構成であり、前記管体３は紙製の管体３が採用されたものである。【選択図】図１
2011021842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌内に配設される熱交換部が設けられた土壌内用の熱交換装置であって、前記熱交換部は、前記土壌に設けた穴部内に配設され保形性を有する管体の内周面部及び外周面部夫々に、可撓性を有し内部に熱交換流体を流通する熱交換パイプを螺旋状に巻回配設した構成であり、前記管体は紙製の管体が採用されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置。
【請求項２】
請求項１記載の土壌内用の熱交換装置において、前記熱交換パイプは、前記管体の内周面部側から外周面部側に貫通して該外周面部に螺旋状に巻回配設された後、前記外周面部側から前記内周面部側に貫通して該内周面部に螺旋状に巻回配設されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、一の前記熱交換部と他の前記熱交換部とは上下に連設可能に構成されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置。
【請求項４】
請求項１，２いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、一の前記熱交換部と他の前記熱交換部とは連設体を介して上下に間隔を介して連設可能に構成されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、前記熱交換パイプの前記管体に巻回配設される部位以外の部位にして、少なくとも前記土壌内に配される部位には断熱材が被覆されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、前記熱交換パイプとして架橋ポリエチレン製の熱交換パイプが採用されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システムであって、上水道に設けられる切換え弁部と、この切換え弁部に接続され、土壌に設けた複数の穴部夫々の深さ位置に配設された複数の前記熱交換部同士を流通状態で連設して成る第一熱交換構造部と、前記切換え弁部に接続され、前記穴部夫々の深さ位置よりも深い深さ位置に配設された複数の前記熱交換部同士を流通状態で連設して成る第二熱交換構造部とを具備し、前記切換え弁部の切り替えにより上水道水が前記第一熱交換構造部若しくは前記第二熱交換構造部を介して水消費部に供給されるように構成されていることを特徴とする水供給システム。
【請求項８】
請求項１〜６いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置を用いた空調システムであって、空調機の熱交換部に接続され熱媒体を流通する熱媒体循環流路に、土壌に設けた複数の穴部夫々の深さ位置に配設された複数の前記熱交換部夫々が接続され、この熱媒体循環流路と前記夫々の熱交換部の各接続部位には弁部が設けられていることを特徴とする空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば土壌内で熱交換する土壌内用の熱交換装置，土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システム及び空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、土壌内の地熱等の自然エネルギーを取得（熱交換）する技術が種々提案されており、これらの技術は、ヒートアイランド現象対策、寒冷地における低コスト給湯暖房システムへの適用、路面融雪システムへの適用等が期待され、今後の省エネ、エコロジー政策の下で注目されている。
【０００３】
具体的構造としては、例えば土壌の極めて深い位置となる大深度土壌まで到達する竪穴を設け、この竪穴に熱交換パイプを敷設し、この熱交換パイプを流通する熱交換媒体と大深度土壌との間で熱交換を行うことによって地熱を取得する技術が提案されており、この大深度土壌は、年間を通じて温度変動が少ないことから、安定的に地熱を取得することが可能である。
【０００４】
ところが、前述したように大深度土壌まで到達する竪穴を掘削するのは極めて困難であり、このことが施工期間を長期化させ、ひいては導入コストを引き上げる原因となっている。また、その構造上、一本の竪穴あたりの時間当たりの取得可能熱量は少なく、まとまった熱量が必要な場合には、竪穴の本数を増やすことによって全体としての時間当たり採取可能熱量を増加させることも考えられるが、こうした場合には、本数に比例して導入コストが増加してしまうという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、従来においても、例えば特開２００８−２９２０４４号に開示されるように比較的浅い深さの深度まで掘削した場所に熱交換パイプを配設する土壌内用の熱交換装置（以下、従来例）が提案されている。
【０００６】
この従来例は、熱交換パイプを螺旋状に内外二重巻きにして熱交換部を構成したものであり、よって、熱交換部は上下方向に長くなくコンパクトでありながら表面積が広いために効率良く熱交換が行われる構造であり、よって、土壌内の比較的浅い深さ位置でも十分な熱量を取得することができるため大深度掘削を行う必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９２０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来例は、熱交換パイプとして金属製パイプを採用した場合にはコスト高となってしまう。
【０００９】
そこで、熱交換パイプとして可撓性を有する合成樹脂製パイプが採用されているが、可撓性を有する熱交換パイプを土壌内で螺旋状に巻いて熱交換部を形成する作業は厄介で施工性が極めて悪いという問題点がある。
【００１０】
また、合成樹脂製パイプは、例えば土壌内に熱交換部を配設する際や土を埋め戻す際などに破損し易いという問題点もある。
【００１１】
本発明は、前述した問題点を解決する、従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置，土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システム及び空調システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１３】
土壌30内に配設される熱交換部１が設けられた土壌内用の熱交換装置であって、前記熱交換部１は、前記土壌30に設けた穴部30ａ内に配設され保形性を有する管体３の内周面部及び外周面部夫々に、可撓性を有し内部に熱交換流体を流通する熱交換パイプ２を螺旋状に巻回配設した構成であり、前記管体３は紙製の管体３が採用されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置に係るものである。
【００１４】
また、請求項１記載の土壌内用の熱交換装置において、前記熱交換パイプ２は、前記管体３の内周面部側から外周面部側に貫通して該外周面部に螺旋状に巻回配設された後、前記外周面部側から前記内周面部側に貫通して該内周面部に螺旋状に巻回配設されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置に係るものである。
【００１５】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、一の前記熱交換部１と他の前記熱交換部１とは上下に連設可能に構成されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置に係るものである。
【００１６】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、一の前記熱交換部１と他の前記熱交換部１とは連設体18を介して上下に間隔を介して連設可能に構成されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置に係るものである。
【００１７】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、前記熱交換パイプ２の前記管体３に巻回配設される部位以外の部位にして、少なくとも前記土壌30内に配される部位には断熱材６が被覆されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置に係るものである。
【００１８】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置において、前記熱交換パイプ２として架橋ポリエチレン製の熱交換パイプ２が採用されていることを特徴とする土壌内用の熱交換装置に係るものである。
【００１９】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システムであって、上水道８に設けられる切換え弁部７と、この切換え弁部７に接続され、土壌30に設けた複数の穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１に配設された複数の前記熱交換部１同士を流通状態で連設して成る第一熱交換構造部10と、前記切換え弁部７に接続され、前記穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１よりも深い深さ位置Ｐ２に配設された複数の前記熱交換部１同士を流通状態で連設して成る第二熱交換構造部11とを具備し、前記切換え弁部７の切り替えにより上水道水が前記第一熱交換構造部10若しくは前記第二熱交換構造部11を介して水消費部19に供給されるように構成されていることを特徴とする水供給システムに係るものである。
【００２０】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の土壌内用の熱交換装置を用いた空調システムであって、空調機12の熱交換部13に接続され熱媒体を流通する熱媒体循環流路14に、土壌30に設けた複数の穴部30ａ夫々の深さ位置Ｑに配設された複数の前記熱交換部１夫々が接続され、この熱媒体循環流路14と前記夫々の熱交換部１の各接続部位には弁部15，16，17が設けられていることを特徴とする空調システムに係るものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上述のように構成したから、熱交換部は上下方向に長くなくコンパクトでありながら表面積が広いために効率良く熱交換が行われる構造であり、よって、土壌内の比較的浅い深さ位置でも十分な熱交換ができるため大深度掘削を行う必要がなく、施工期間の短縮及びコスト低減が達成され、しかも、その構造上、軽量でコスト安な熱交換部が得られるのは勿論、土壌内への熱交換部の配設作業が極めて簡易且つ良好に行え、更に、自然環境に優しい構造であるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置となる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明においては、管体の内側スペースを有効に利用したコンパクト構造が実現でき、ひいては熱交換部の搬送や配設などの取扱性が向上するなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置となる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明においては、必要に応じて熱交換部の数や位置を可変することが簡易且つ確実に行えるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置となる。
【００２４】
また、請求項４記載の発明においては、土壌内の要求される温度の箇所に熱交換部を確実に配設することができるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置となる。
【００２５】
また、請求項５記載の発明においては、熱損失を可及的に防止することができるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置となる。
【００２６】
また、請求項６記載の発明においては、より一層コスト安で秀れた熱交換機能が発揮されることになるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置となる。
【００２７】
また、請求項７記載の発明においては、前述した土壌内用の熱交換装置から奏される効果に加え、最適な温度の水を安定供給することができ、しかも、例えば給湯機のランニングコストを低減することができるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システムとなる。
【００２８】
また、請求項８記載の発明においては、前述した土壌内用の熱交換装置から奏される効果に加え、空調機のランニングコストを低減することができるなど従来にない作用効果を発揮する土壌内用の熱交換装置を用いた空調システムとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施例を示す斜視図である。
【図２】本実施例に係る要部を説明する断面図である。
【図３】本実施例に係る要部を説明する断面図である。
【図４】本実施例に係る熱交換部１の配設状態を説明する図である。
【図５】本実施例に係る要部を説明する断面図である。
【図６】本実施例に係る熱交換部１の配設状態を説明する図である。
【図７】本実施例に係る要部を説明する断面図である。
【図８】本実施例に係る熱交換部１の配設状態を説明する図である。
【図９】本実施例の使用状態説明図である。
【図１０】本実施例の使用状態説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００３１】
土壌30内に熱交換部１を配設する。この際、この熱交換部１を構成する可撓性を有する熱交換パイプ２は、管体３の内周面部及び外周面部夫々に螺旋状に巻回配設された状態、つまり、熱交換パイプ２が保形性を有する管体３に巻回配設された所謂ユニット化された状態である。
【００３２】
従って、土壌30内へは予めユニット化されたものを配設するだけであり、可撓性を有する熱交換パイプ２を螺旋状に巻回して成る熱交換部１の土壌30内への配設作業が極めて簡易且つ良好に行えることになる。
【００３３】
また、本発明は、管体３として紙製の管体３を採用しており、軽量でコスト安な熱交換部１が得られるのは勿論、例えば土壌30内に配設して埋め戻した後、土壌30内の水で融けたり経年変化により土壌30へ還ることになるから環境に優しい構造であり、しかも、熱交換部１を配設した後は管体３が熱交換パイプ２の機能の発揮の妨げとならず、確実に熱交換パイプ２の機能が発揮される状態が得られることになる。
【００３４】
また、熱交換パイプ２は、管体３の内周面部側から外周面部側に貫通して該外周面部に螺旋状に巻回配設された後、外周面部側から内周面部側に貫通して該内周面部に螺旋状に巻回配設されている場合には、可能な限り熱交換パイプ２を管体３の内側を通すことで、管体３の内側スペースを有効に利用したコンパクト構造が実現でき、ひいては熱交換パイプ２から成る熱交換部１の搬送や配設などの取扱性が飛躍的に向上することになる。
【００３５】
また、一の熱交換部１と他の熱交換部１とは上下に接続可能に構成されている場合には、必要に応じて熱交換部１の数や土壌30内での深さ位置を可変することが簡易且つ確実に行えることになる。
【００３６】
また、一の熱交換部１と他の熱交換部１とは連設体18を介して上下に間隔を介して連設可能に構成されている場合には、土壌30内の要求される温度の箇所に熱交換部１を確実に配設することができ、具体的には、例えば一つの穴部30ａの上下位置に各熱交換部１夫々を配設して最適な温度の熱交換が行えることになる。
【００３７】
また、熱交換パイプ２の管体３に巻回配設される部位以外の部位にして、少なくとも土壌30内に配される部位には断熱材６が被覆されている場合には、例えば熱交換部１で得た熱の搬送途中において不要に熱交換されてしまうのを防止することができるなど、熱損失を可及的に防止することができることになる。
【００３８】
また、熱交換パイプ２として架橋ポリエチレン製の熱交換パイプ２が採用されている場合には、より一層コスト安で秀れた熱交換機能が発揮されることになる。
【００３９】
また、上水道８に設けられる切換え弁部７と、この切換え弁部７に接続され、土壌30に設けた複数の穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１に配設された複数の熱交換部１同士を流通状態で連設して成る第一熱交換構造部10と、切換え弁部７に接続され、穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１よりも深い深さ位置Ｐ２に配設された複数の熱交換部１同士を流通状態で連設して成る第二熱交換構造部11とを具備し、切換え弁部７の切り替えにより上水道水が第一熱交換構造部10若しくは第二熱交換構造部11を介して水消費部19に供給されるように構成されている場合には、例えばこの第一熱交換構造部10及び第二熱交換構造部11夫々が持つ特徴を適宜利用することで外気温に左右されず常に要求される状態の上水道水が得られることになる。
【００４０】
具体的には、土壌30は、外気温の高い夏場は浅い深さ位置Ｐ１では外気温と同様に温度が高めであり、この浅い深さ位置Ｐ１よりも深い深さ位置Ｐ２では外気温に比して温度が低めである。一方、外気温の低い冬場は深さ位置Ｐ１（外気温）に比して深さ位置Ｐ２では温度が高めである。
【００４１】
そこで、温度の高い水が得たい場合、夏場は熱交換部１が浅い深さ位置Ｐ１に配される第一熱交換構造部10を上水道水が流れるようにし、冬場は熱交換部１が深い深さ位置Ｐ２に配される第二熱交換構造部10を上水道水が流れるようにすれば良い。一方、外気温が高い夏場に温度の低い水が得たい場合、熱交換部１が深い深さ位置Ｐ２に配される第二熱交換構造部10を上水道水が流れるようにすれば良い。
【００４２】
従って、上水道水の使用目的により切換え弁部７を切り替えて上水道水が第一熱交換構造部10若しくは第二熱交換構造部11を通過するようにすれば、水消費部19としての例えば給湯機の使用エネルギー量を低減できてランニングコストを抑制できるのは勿論、二酸化炭素の排出量を削減することができて環境に優しい構造となる。
【００４３】
また、空調機12の熱交換部13に接続され熱媒体を流通する熱媒体循環流路14に、土壌30に設けた複数の穴部30ａ夫々の深さ位置Ｑに配設された複数の熱交換部１夫々が接続され、この熱媒体循環流路14と前記夫々の熱交換部１の各接続部位には弁部15，16，17が設けられている場合には、例えば外気温が高い夏場でも外気温に比して温度の低い土壌30内（深さ位置Ｑ）で熱媒体の熱交換をすることで熱媒体の温度を低くすることができ、反対に、例えば外気温が低い冬場でも外気温に比して温度の高い土壌30内（深さ位置Ｑ）で熱媒体の熱交換をすることで熱媒体の温度を低くすることができ、よって、例えば空調機12の使用エネルギー量を低減できてランニングコストを抑制できるのは勿論、二酸化炭素の排出量を削減することができて環境に優しい構造となる。また、弁部15，16，17を適宜切り替えることでその機能が十分に発揮される部位のみで熱交換することが可能となり、常に安定した冷却効果及び加温効果が得られることになる。
【実施例】
【００４４】
本発明の具体的な一実施例について図面に基づいて説明する。
【００４５】
本実施例は、土壌30内に配設される熱交換部１が設けられた土壌内用の熱交換装置である。
【００４６】
具体的には、熱交換部１は、土壌30に設けた穴部30ａ（竪穴）内に配設される管体３の内周面部及び外周面部夫々に、可撓性を有し内部に熱交換流体を流通する熱交換パイプ２を螺旋状に巻回配設した構成である。
【００４７】
管体３は、図１，２に図示したように適宜な紙製の部材を円管状（直径４６５ｍｍ，長さ１５００ｍｍ）に形成したものであり、この紙製の管体３は通水性と衝撃吸収性と土壌30に還る性質を有する点で秀れている。尚、筒体３は、特に生分解性の高い紙であればより一層環境に優しいものとなる。
【００４８】
熱交換パイプ２は、図１，２に図示したように可撓性を有する合成樹脂製のパイプで構成されており、本実施例では架橋ポリエチレン製のパイプ（内径１６ｍｍ）で構成されている。尚、本実施例で使用される熱交換パイプ２は、全長約１５３０ｍｍの継ぎ目がなく、一本の管で内容積は約３１リットルである。
【００４９】
本実施例では、この熱交換パイプ２を管体３に螺旋状に巻回配設してユニット化された熱交換部１を構成している。
【００５０】
具体的には、図１，２に図示したように熱交換パイプ２は、管体３の内周面部側から外周面部側に貫通された部位２Ａが該管体３の外周面部に螺旋状に巻回配設された後、管体３の外周面部側から内周面部側に貫通された部位２Ｂが当該管体３の内周面部に螺旋状に巻回配設されている。この熱交換パイプ２における部位２Ａ及び部位２Ｂ以外となる部位２Ｃは、往路管若しくは復路管として後述する内管体４若しくは第二管体18Ｂの内側を通過させて地上に配される。
【００５１】
この管体３の外周面部に巻回配設される熱交換パイプ２Ａと、管体３の内周面部に巻回配設される熱交換パイプ２Ｂは、夫々所定ピッチ（２７ｍｍ）を介して螺旋状に巻回配設されており、これは熱交換する表面積を可及的に広くするための構成である。
【００５２】
尚、熱交換パイプ２を管体３に巻回配設する際には、環境に優しい接着剤などを用いて管体３の配設面に熱交換パイプ２が固定されるようにする。
【００５３】
また、本実施例では、管体３の内周面部に巻回配設される熱交換パイプ２Ｂは紙製の内管体４で被覆されている。尚、熱交換パイプ２Ｂに対して内管体４は環境に優しい接着剤などを用いて固定され、また、管体３の外周面部に巻回配設される熱交換パイプ２Ａにも紙製の外管体で被覆しても良い。
【００５４】
この内管体４は、例えば土壌30内に熱交換部１を配設する際や土を埋め戻す際などに熱交換パイプ２が損傷するのを確実に防止し得る保護機能は勿論、他の熱交換部１（内管体４）及び後述する連設体18との接続機能を発揮する。尚、内管体４は、特に生分解性を有する素材の紙であればより一層環境に優しいものとなる。
【００５５】
また、内管体４は、図２に図示したように筒体３と上下位置にてリング状の連結部材27を介して連結されている。
【００５６】
また、内管体４は、他の熱交換部１を構成する内管体４若しくは後述する連設体18と連設管25を介して上下に連設し得るように設けられている。
【００５７】
この連設管25は、図１〜３に図示したように適宜な紙製の部材を円管状に形成したものであり、内管体４の上端部に嵌挿状態に設けられ、一部が内管体４の上端から突出するように設けられている。
【００５８】
この内管体４の上端から突出する部位を他の熱交換部１を構成する内管体４の下端部若しくは後述する連設体18の第一管体18Ａの下端部に嵌挿して連結することができ、よって、熱交換部１同士の連結、熱交換部１と連設体18との連結が、側方へずれ動しない良好な連結となる。
【００５９】
また、本実施例では、熱交換パイプ２における管体３に巻回配設される部位２Ａ，２Ｂ以外の部位にして、少なくとも土壌30内に配される部位２Ｃには断熱材６が被覆されている。
【００６０】
従って、熱交換パイプ２は熱交換部１以外の部位での熱交換は可及的に防止され、確実に狙った温度の熱交換が行われる。
【００６１】
また、本実施例は、熱交換部１に連設される連設体18が設けられている。
【００６２】
この連設体18は、図１，２に図示したように紙製の第一管体18Ａと、この第一管体18Ａの内側にスライド自在に配設される紙製の第二管体18Ｂとで構成されている。尚、第一管体18Ａ及び第二管体18Ｂは、特に生分解性を有する素材の紙であればより一層環境に優しいものとなる。
【００６３】
この第一管体18Ａは、熱交換部１の連設管25及び他の連設体18に係る第二管体18Ｂ（第一管体18Ａから約２０ｃｍ突出する部位）に被嵌連結し得るように構成されており、側方へのずれ動しない良好な連結となる。
【００６４】
従って、連設体18は、上下位置に配される熱交換部１同士を連結する機能（スペーサー機能）を発揮したり、熱交換部１を穴部30内の所定高さ位置に配設する機能（高さ位置調整機能）を発揮したりする。
【００６５】
実際に熱交換部１を土壌30の穴部30ａ内に配設する際には、穴部30ａの内面に適宜な管体26（ボイド管）を配した状態とし、熱交換部１を土壌30内の狙った深さ位置に配設するよう、図４，５に図示したように上下の熱交換部１同士間に連設体18を配して接続したものを用意して一つの穴部30ａ内に複数段配設したり、図６，７に図示したように熱交換部１同士を複数接続し且つ最上段の熱交換部１の上に連設体18を接続したものを用意して穴部30ａに配設したりする。このように土壌30内に熱交換部１を配設した後は、図８に図示したように埋め戻し材30ｂ（目通しした掘削土）で熱交換パイプ２（架橋ポリエチレン管）を傷付けないように埋め戻す。この埋め戻し方法としては、例えば径が５０〜１００ｍｍ程度の埋め戻し管（ボイド管）を用い、先ずは熱交換部１及び連設体18の内側を埋め戻し、その後、管体26の内側であって熱交換部１及び連設体18の外側を埋め戻す。この熱交換部１及び連設体18の外側を埋め戻す際、穴部30ａから管体26を徐々に引き抜きながら行うと良い（全て埋め戻した後に穴部30ａから管体26を引き抜くのは大変だからである。）。尚、目通ししない掘削土は熱交換パイプ２を傷付ける原因となる為、埋め戻さずに排除する。
【００６６】
尚、前述した本実施例に係る紙製の管体（管体３，第一管体18Ａ及び第二管体18Ｂ）同士は、ホッチキスやステープラーなどの止着具の針（例えば樹脂製針）で固定しても良いし、環境に優しい接着剤や粘着剤（粘着テープ）で固定しても良いし、連設する管体の端部同士間に形成された係止連結構造で固定しても良い。
【００６７】
以上の構成から成る本実施例に係る土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システム及び空調システムを図面に基づいて説明する。
【００６８】
水供給システムは、図６に図示したように上水道８に設けられる切換え弁部７と、この切換え弁部７に接続され、土壌30に設けた複数の穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１に配設された複数の熱交換部１同士を流通状態で連設して成る第一熱交換構造部10と、切換え弁部７に接続され、穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１よりも深い深さ位置Ｐ２に配設された複数の熱交換部１同士を流通状態で連設して成る第二熱交換構造部11とを具備し、切換え弁部７の切り替えにより上水道水（熱交換流体）が第一熱交換構造部10若しくは第二熱交換構造部11を介して水消費部19に供給される構成されている。尚、本実施例では、土壌30に設けられる穴部30ａは、穴掘り建柱車にて径６００ｍｍ，深さ約６ｍに掘削されており、この穴掘り建柱車による掘削は大掛かりな作業とならず、施工性及びコスト性に秀れる。
【００６９】
具体的には、切換え弁部７としては電子三方弁が採用されており、第一熱交換構造部10と第二熱交換構造部11に上水道水を切り替え供給し得るように構成されている。
【００７０】
第一熱交換構造部10は、土壌30に形成された３つの穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１（約１ｍ）に配設される３つの熱交換部１夫々に係る熱交換パイプ２同士を流通状態で連設して構成されており、上水道８から後述する水消費部19までの間に上水道水が流れる流路（図６中鎖線）が形成されている。
【００７１】
第二熱交換構造部11は、３つの穴部30ａ夫々の深さ位置Ｐ１（約１ｍ）よりも深い深さ位置Ｐ２（約５ｍ）に配設される３つの熱交換部１夫々に係る熱交換パイプ２同士を流通状態で連設して構成されており、上水道８から水消費部19までの間に上水道水が流れる流路（図６中実線）が形成されている。
【００７２】
水消費部19は、図６に図示したように給湯機19Ａ，台所給水装置19Ｂ及びその他の給水装置19Ｃである。
【００７３】
第一熱交換構造部10は、切換え弁部20（電子三方弁）を介して給湯機19Ａにのみ接続され、一方、第二熱交換構造部11は、切換え弁部20（電子三方弁）を介して給湯機19Ａに接続され、且つ、台所給水装置19Ｂ及びその他の給水装置19Ｃに接続されている。
【００７４】
尚、穴部30ａの数や配設する熱交換部１の数は適宜設計変更し得るものである。
【００７５】
符号21はサーミスタ、22は止水栓である。
【００７６】
以上の構成の水供給システムの使用状態について説明する。
【００７７】
例えば給湯機19Ａを使用する場合（温度の高い水が得たい場合）、切換え弁部７を適宜操作して、夏場は熱交換部１が浅い深さ位置Ｐ１に配される第一熱交換構造部10を上水道水が流れるようにし、冬場は熱交換部１が深い深さ位置Ｐ２に配される第二熱交換構造部10を上水道水が流れるようにする。
【００７８】
従って、上水道水の使用目的により切換え弁部７を切り替えて上水道水が第一熱交換構造部10若しくは第二熱交換構造部11を通過するようにすれば、年中通して温度の高い水が得られ例えば給湯機19Ａの使用エネルギー量を低減できてランニングコストを抑制できるのは勿論、二酸化炭素の排出量を削減することができて環境に優しい構造となる。
【００７９】
また、例えば台所給水装置19Ｂ及びその他の給水装置19Ｃを使用する場合（外気温が高い夏場に温度の低い水が得たい場合）、熱交換部１が深い深さ位置Ｐ２に配される第二熱交換構造部10を上水道水が流れるようにする。
【００８０】
従って、外気温が高い夏場においても温度の低い水が得られることになる。
【００８１】
空調システムは、図７に図示したように家屋23内に設置される空調機12の熱交換部13に接続され熱媒体（熱交換流体）を流通する熱媒体循環流路14に、土壌30に設けた複数の穴部30ａ夫々の深さ位置Ｑに配設された複数の熱交換部１夫々が接続され、この熱媒体循環流路14と夫々の熱交換部１の各接続部位には弁部15，16，17が設けられている。
【００８２】
具体的には、熱媒体循環流路14は、図７に図示したように往路14Ａと復路14Ｂとを有し、この往路14Ａと復路14Ｂとは３つの熱交換部１を介して連設されており、復路14Ｂに設けられた循環ポンプ24の作動により熱媒体循環路14内を液状の熱媒体が循環するように構成されている。
【００８３】
各熱交換部１は、土壌30に形成された３つの穴部30ａ夫々の深さ位置Ｑ（約５ｍ）に配設されている。従って、外気温の高い夏場には外気温に比して温度の低い深さ位置Ｑに配設された各熱交換部１により熱媒体の温度を下げることができ、外気温の低い冬場には外気温に比して温度の高い深さ位置Ｑに配設された各熱交換部１により熱媒体の温度を上げることができる。
【００８４】
この各熱交換部１には第一弁部15，第二弁部16及び第三弁部17（いずれも電子弁）が設けられており、この第一弁部15，第二弁部16及び第三弁部17の切り替え操作により、順に熱交換される熱交換部１が切り替えられるように構成されている。
【００８５】
尚、穴部30ａの数や配設する熱交換部１の数は適宜設計変更し得るものである。
【００８６】
以上の構成の空調システムの使用状態について説明する。
【００８７】
空調機12を使用する場合（熱媒体の温度を下げたい場合若しくは上げたい場合）、第一弁部15，第二弁部16及び第三弁部17を順に開閉して、土壌30内の深い深さ位置Ｑに配設される熱交換部１に対して熱媒体を通過させて該熱媒体の温度を下げる若しくは上げることができる。
【００８８】
即ち、第一弁部15を開放して第一の熱交換部１にて熱媒体が流通状態で熱交換（熱媒体の温度を下げる若しくは熱媒体の温度を上げる）している間は、第二弁部16及び第三弁部17を閉塞して第二の熱交換部１及び第三の熱交換部１にて熱媒体が留まった状態で熱交換（熱媒体の温度を下げる若しくは熱媒体の温度を上げる）をし、第二弁部16を開放して第二の熱ｆ交換部１にて熱媒体が流通状態で熱交換（熱媒体の温度を下げる若しくは熱媒体の温度を上げる）している間は、第一弁部15及び第三弁部17を閉塞して第一の熱交換部１及び第三の熱交換部１にて熱媒体が留まった状態で熱交換（熱媒体の温度を下げる若しくは熱媒体の温度を上げる）をし、第三弁部17を開放して第三の熱交換部１にて熱媒体が流通状態で熱交換（熱媒体の温度を下げる若しくは熱媒体の温度を上げる）している間は、第一弁部15及び第二弁部16を閉塞して第一の熱交換部１及び第二の熱交換部１にて熱媒体が留まった状態で熱交換（熱媒体の温度を下げる若しくは熱媒体の温度を上げる）をする。
【００８９】
尚、本実施例では第一弁部15，第二弁部16及び第三弁部17の開閉を３分毎に行われるように構成されている。
【００９０】
従って、弁部の切り替えにより使用する熱交換部１を適宜可変することで、システム内を循環する熱媒体を連続的（永続的）に最適な温度に熱交換することができる。
【００９１】
具体的には、空調機12から冷風を出したい外気温が高い夏場においては、熱媒体は土壌30内の深い深さ位置Ｑ（夏場は外気温に比して温度が低い位置）に配設される熱交換部１を通過して温度が下げられ、空調機12から温風を出したい外気温が低い冬場においては、熱媒体は土壌30内の深い深さ位置Ｑ（冬場は外気温に比して温度が高い位置）に配設される熱交換部１を通過して温度が上げられることになる。
【００９２】
従って、熱媒体を土壌30内の深い深さ位置Ｑに配設される熱交換部１に通過させるようにすれば、夏場は熱媒体の温度を下げることができて冬場は熱媒体の温度を上げることができ、年中通して熱媒体の温度を最適な状態にコントロールすることができ、よって、空調機12の使用エネルギー量を低減できてランニングコストを抑制できるのは勿論、二酸化炭素の排出量を削減することができて環境に優しい構造となる。
【００９３】
本実施例は上述のように構成したから、土壌30内へは予めユニット化されたものを配設するだけであり、可撓性を有する熱交換パイプ２を螺旋状に巻回して成る熱交換部１の土壌30内への配設作業が極めて簡易且つ良好に行えることになる。
【００９４】
また、本実施例は、管体３として紙製の管体３を採用しており、軽量でコスト安な熱交換部１が得られるのは勿論、例えば土壌30内に配設して埋め戻した後、土壌30内の水で融けたり経年変化により土壌30へ還ることになるから環境に優しい構造であり、しかも、熱交換部１を配設した後は管体３が熱交換パイプ２の機能の発揮の妨げとならず、確実に熱交換パイプ２の機能が発揮される状態が得られることになる。
【００９５】
また、本実施例は、熱交換パイプ２は、管体３の内周面部側から外周面部側に貫通された部位が該管体３の外周面部に螺旋状に巻回配設された後、管体３の外周面部側から内周面部側に貫通された部位が当該管体３の内周面部に螺旋状に巻回配設されているから、可能な限り熱交換パイプ２を管体３の内側を通すことで、管体３の内側スペースを有効に利用したコンパクト構造が実現でき、ひいては熱交換パイプ２から成る熱交換部１の搬送や配設などの取扱性が飛躍的に向上することになる。
【００９６】
また、本実施例は、一の熱交換部１（内管体４）と他の熱交換部１（内管体４）とは上下に接続可能に構成されているから、必要に応じて熱交換部１の数や土壌30内での深さ位置を可変することが簡易且つ確実に行えることになる。
【００９７】
また、本実施例は、一の熱交換部と、他の熱交換部１とは連設体18を介して上下に間隔を介して連設可能に構成されているから、土壌30内の要求される温度の箇所に熱交換部１を確実に配設することができ、具体的には、例えば一つの穴部30ａの上下位置に各熱交換部１夫々を配設して最適な温度の熱交換が行えることになる。
【００９８】
また、本実施例は、熱交換パイプ２における管体３に巻回配設される部位以外の部位にして、少なくとも土壌30内に配される部位には断熱材６が被覆されているから、例えば熱交換部１で得た熱の搬送途中において不要に熱交換されてしまうのを防止することができるなど、熱損失を可及的に防止することができることになる。
【００９９】
また、本実施例は、熱交換パイプ２として架橋ポリエチレン製の熱交換パイプ２が採用されているから、より一層コスト安で秀れた熱交換機能が発揮されることになる。
【０１００】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、土壌内で熱交換を行う土壌内用の熱交換装置，土壌内用の熱交換装置を用いた水供給システム及び空調システムに有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｐ１  深さ位置
Ｐ２  深さ位置
Ｑ  深さ位置
１  熱交換部
２  熱交換パイプ
３  管体
６  断熱材
７  切換え弁部
８  上水道
10  第一熱交換構造部
11  第二熱交換構造部
12  空調機
13  熱交換部
14  熱媒体循環流路
15  弁部
16  弁部
17  弁部
18  連設体
19  水消費部
30  土壌
30ａ  穴部
【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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【図１０】
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