(57)【要約】【課題】メンテナンス性の良い地中熱ヒートポンプシステムを提供する。【解決手段】地中熱を熱源として利用する地中熱ヒートポンプ装置１と、地盤中に埋設され内部に熱媒を流通させる複数の地中熱交換パイプ５と、地盤中に埋設され地中熱交換パイプ５のうち隣り合う地中熱交換パイプ５同士、または地中熱交換パイプ５と地中熱ヒートポンプ装置１とを接続し、内部に熱媒を流通させる横引きパイプ７とを備えた地中熱ヒートポンプシステムにおいて、地盤中に埋設され上面が地表に向かって開口したＵ字溝１１と、Ｕ字溝１１の開口を覆うＵ字溝蓋１２とを設け、Ｕ字溝１１とＵ字溝蓋１２は、Ｕ字溝１１にＵ字溝蓋１２を取り付けた状態で、Ｕ字溝蓋１２の上面が地表に対して略平坦になるように設置され、Ｕ字溝１１とＵ字溝蓋１２との間に形成される内部空間Ｈ内に、地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７との接続部９、および横引きパイプ７を配設するようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中の地中熱を熱源として利用する地中熱ヒートポンプ装置と、地盤中に鉛直方向に埋設され内部に熱媒を流通させる複数の地中熱交換パイプと、地盤中に埋設され、前記地中熱交換パイプのうち隣り合う前記地中熱交換パイプ同士、または前記地中熱交換パイプと前記地中熱ヒートポンプ装置とを接続し、内部に熱媒を流通させる横引きパイプとを備えた地中熱ヒートポンプシステムにおいて、地盤中に埋設され上面が地表に向かって開口したＵ字溝と、該Ｕ字溝の開口を覆うＵ字溝蓋とを設け、前記Ｕ字溝および前記Ｕ字溝蓋は、前記Ｕ字溝に前記Ｕ字溝蓋を取り付けた状態で、前記Ｕ字溝蓋の上面が地表に対して略平坦になるように設置され、さらに、前記Ｕ字溝と前記Ｕ字溝蓋との間に形成される内部空間内に、前記地中熱交換パイプと前記横引きパイプとの接続部、および前記横引きパイプを配設するようにしたことを特徴とする地中熱ヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、年間を通じて温度が比較的安定している地中熱をヒートポンプ装置を介して空調等に利用する地中熱ヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のものにおいては、熱媒体が流通する熱媒体管が収容され地盤に埋設される複数の熱交換用埋設管と、複数の熱交換用埋設管相互の熱媒体管または熱媒体管と熱交換装置とを接続すると共に地盤に埋設される横主管と、熱媒体管と横主管とを接続する部位で一方が地盤に埋設され、他方が地表面に開口し得る縦メンテナンス管とを有し、横主管が地盤に埋設配置された横メンテナンス管に収容されると共に、熱媒体管と横主管が着脱可能に接続され、それを脱離することで熱交換用埋設管に収容された熱媒体管および横メンテナンス管に収容された横主管を縦メンテナンス管を利用して、熱媒体管および横主管を容易に交換することができるものがあった。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３１８５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この従来のものにおいては、施工作業の際に横主管を横メンテナンス管に格納する時に破損させたことに気付かずにそのまま施工してしまった、または横主管が経年劣化等により破損してしまった場合、修理業者は横主管を修理または交換する時に、横主管の破損箇所は縦メンテナンス管からは確認できず、いちいち熱媒体管と横主管とを脱離して縦メンテナンス管から横主管を引き出して破損しているか否かを確認し、その作業を破損した箇所が確認されるまで繰り返さなければならず面倒であり、また、引き出す前は破損のなかった横主管も引き出す時に傷つける可能性があると共に、再び熱媒体管と接続するために横主管を横メンテナンス管に戻す時にも傷つける可能性があり、メンテナンス性が悪いという問題点を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を解決するためにその構成を、地盤中の地中熱を熱源として利用する地中熱ヒートポンプ装置と、地盤中に鉛直方向に埋設され内部に熱媒を流通させる複数の地中熱交換パイプと、地盤中に埋設され、前記地中熱交換パイプのうち隣り合う前記地中熱交換パイプ同士、または前記地中熱交換パイプと前記地中熱ヒートポンプ装置とを接続し、内部に熱媒を流通させる横引きパイプとを備えた地中熱ヒートポンプシステムにおいて、地盤中に埋設され上面が地表に向かって開口したＵ字溝と、該Ｕ字溝の開口を覆うＵ字溝蓋とを設け、前記Ｕ字溝および前記Ｕ字溝蓋は、前記Ｕ字溝に前記Ｕ字溝蓋を取り付けた状態で、前記Ｕ字溝蓋の上面が地表に対して略平坦になるように設置され、さらに、前記Ｕ字溝と前記Ｕ字溝蓋との間に形成される内部空間内に、前記地中熱交換パイプと前記横引きパイプとの接続部、および前記横引きパイプを配設するものとした。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、メンテナンスを行う際に、Ｕ字溝蓋を取り外すだけで、接続部および横引きパイプを確認でき、地中熱交換パイプまたは横引きパイプをメンテナンスあるいは交換する作業を容易に行うことができ、さらに、何らかの原因により横引きパイプに破損が生じ、破損した横引きパイプを修理もしくは交換する場合は、Ｕ字溝蓋を取り外して破損箇所を確認し、破損が生じている横引きパイプだけを取り替えることが可能となりメンテナンス性が良いものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の一実施形態の地中熱ヒートポンプシステムの平面図。
【図２】同一実施形態の地中熱ヒートポンプシステムの断面図。
【図３】同一実施形態の要部斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、この発明の一実施形態の地中熱ヒートポンプシステムを図面に基づき説明する。
１は地盤中の地中熱をヒートポンプ装置の熱源として空調等に利用する地中熱ヒートポンプ装置、２は地中熱ヒートポンプ装置１を載置する土台で、家屋３の敷地内の地盤中には所定の深さで鉛直方向に埋設された地中熱鋼管杭４が互いに所定間隔開けて複数設けられている。
【０００９】
前記地中熱鋼管杭４内には、地中熱ヒートポンプ装置１から循環される熱媒としての不凍液を流通させるＵ字状の架橋ポリエチレンパイプからなる地中熱交換パイプ５が鉛直方向に挿設され、地中熱鋼管杭４と地中熱交換パイプ５との間隙には、熱伝導を促すための珪砂や水等のグラウト材６が充填されており、地盤中の地中熱と地中熱交換パイプ５内の熱媒との間で熱の授受が効率良く行われるものである。
【００１０】
７は地盤中に水平方向に埋設され、地中熱鋼管杭４内に挿設された地中熱交換パイプ５のうち隣り合う地中熱交換パイプ５同士、または地中熱交換パイプ５と地中熱ヒートポンプ装置１とを接続し、内部に熱媒を流通させる架橋ポリエチレンパイプよりなる横引きパイプ、８は横引きパイプ７外周を覆う断熱用の保温材、９は地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７との接続部に設けられ、地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７とを連通させる継手で、地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７と継手９とで、地中熱ヒートポンプ装置１に熱媒を循環させる地中熱循環回路１０を構成するものである。なお、図１中の矢印は地中熱循環回路１０を循環する熱媒の流れ方向を示すものである。
【００１１】
１１は地表に対して略水平方向に地盤中に埋設され上面が地表に向かって開口したコンクリート製の複数のＵ字溝、１２はＵ字溝１１の開口を覆い、取り外し可能なコンクリート製の複数のＵ字溝蓋で、Ｕ字溝１１にＵ字溝蓋１２を取り付けた状態で、Ｕ字溝１１とＵ字溝蓋１２との間に中空の内部空間Ｈを形成するものであり、Ｕ字溝１１は一方が地盤中に埋設され、他方が地表に開口しており、Ｕ字溝蓋１２の上面が地表に対して凹凸がなく略平坦になるように設置されるものである。
【００１２】
前記Ｕ字溝１１の底面には、地中熱鋼管杭４が干渉しないように切り欠き部が設けられており、具体的に説明すると、前記Ｕ字溝１１の一端側または両端側の底面に、ハツリ加工が施されて三角状に切削されたハツリ部１３が設けられ、図１または図３に示されるように、複数のＵ字溝１１を設置した時に、隣り合うＵ字溝１１の端部を突き合わせてハツリ部１３同士で形成される菱形状の切り欠きの中に地中熱鋼管杭４の上部が配置されているものであり、地中熱鋼管杭４とハツリ部１３との間はモルタル１４で埋めるものである。なお、ハツリ部１３は地中熱鋼管杭４と干渉しない程度の大きさで、地中熱鋼管杭４と干渉しない形状であれば三角状でなくてもよく、例えば半円状であってもよい。
【００１３】
また、前記Ｕ字溝蓋１２の一端側には、Ｕ字溝蓋１２を取り外す際に手をかける箇所となる内方に窪ませた持ち手部１５が設けられており、持ち手部１５は本実施形態のようにＵ字溝蓋１２の一端側だけでなく、両端側に設けられていてもよいものである。
【００１４】
ここで、地中熱鋼管杭４の上端部は、ハツリ部１３を設けたＵ字溝１１の底面よりも鉛直方向において上方に存在し、内部空間Ｈ内に突出しており、内部空間Ｈ内には、地中熱鋼管杭４の上端部よりも上方に地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７との接続部である継手９と横引きパイプ７が配設されているものであり、この内部空間Ｈ内で地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７とが継手９により着脱可能に接続されるものである。
【００１５】
１６は地中熱ヒートポンプ装置１から最も遠い位置に埋設された終端のＵ字溝１１に連結され内部に集水空間を有する集水桝、１７は集水桝蓋であり、Ｕ字溝１１およびＵ字溝蓋１２と同様に、集水桝１６はその全てが地盤中に埋設され、集水桝蓋１７の上面が地表に対して凹凸がなく平坦になるように施工されるものである。
【００１６】
前記集水桝１６は、その一側壁に終端のＵ字溝１１の内部空間Ｈと集水桝１６の集水空間とを連通する流入口１８が設けられていると共に、集水桝１６の集水空間に集められた水を地盤中に流出させる開口端としての流出口１９が集水桝１６下端に設けられているものであり、各Ｕ字溝１１に集水桝１６に向かうような下り勾配をつけて接続しておけば、Ｕ字溝１１内に雨水が流れ込んできたとしても、雨水は集水枡１６に集水され、地盤中に排出されるものである。
【００１７】
次に、熱媒を循環させる地中熱交換パイプ５および横引きパイプ７や継手９のメンテナンスを行う場合について説明すると、まず、Ｕ字溝１１の上面開口を覆うＵ字溝蓋１２を取り外して、継手９によって接続された地中熱交換パイプ５および横引きパイプ７の接続を外し、地中熱交換パイプ５および横引きパイプ７を取り出してメンテナンスまたは交換を行うものである。なお、グラウト材６が水以外の珪砂等の場合は、地中熱交換パイプ５は取り出さず、横引きパイプ７と継手９がメンテナンスの対象となるものである。
【００１８】
メンテナンスを終了した後は、地中熱鋼管杭４に地中熱交換パイプ５を挿入し、内部空間Ｈ内に横引きパイプ７を配設し、内部空間Ｈ内で地中熱交換パイプ５および横引きパイプ７を継手９で接続する接続作業を行い、Ｕ字溝１１の上面開口を覆うようにＵ字溝蓋１２を取り付けて作業を完了するものである。
【００１９】
このように、メンテナンスを行う際は、Ｕ字溝蓋１２を取り外すだけで、地中熱交換パイプ５および横引きパイプ７の接続部である継手９および横引きパイプ７を確認でき、地中熱交換パイプ５および横引きパイプ７をメンテナンスまたは交換する作業を容易に行うことができるものである。
【００２０】
また、経年劣化や何らかの原因により横引きパイプ７に破損が生じ、熱媒漏れが疑われるエラーが地中熱ヒートポンプ装置１に発生して、修理業者が破損した横引きパイプ７を修理もしくは交換する場合は、Ｕ字溝蓋１２を取り外して破損箇所を確認し、破損が生じている横引きパイプ７だけを簡単に取り替えることができるので、メンテナンス性がよいものである。
【００２１】
また、本実施形態において、地中熱交換パイプ５と横引きパイプ７との接続部および横引きパイプ７を内部に収納させるものとしてＵ字溝１１を用いたことで、一般に市販されているＵ字溝を使用でき、さらに施工に際して特別な技術を要することなく取り扱えるので、コストが安価で且つ均一な品質での施工を行うことができるものである。
【００２２】
なお、本発明は、先に説明した一実施形態に限定されるものでなく、本実施形態では、地中熱交換パイプ５を地中熱鋼管杭４内に挿設し、地中熱交換パイプ５の周囲にグラウト材６を充填するようにしたが、ボーリング等により所定の深さに掘削した孔を互いに所定間隔を開けて複数設けて、その孔内に、直接、地中熱交換パイプ５を挿設し、地中熱交換パイプ５の周囲に、掘削した土を埋め戻す、または珪砂等のグラウト材６を充填するようにしてもよいものであり、上記のように、地中熱交換パイプ５を直接地盤中に埋設した場合、Ｕ字溝１１底面のハツリ部１３は、地中熱交換パイプ５が干渉しない程度に切り欠かれていればよいものである。
【符号の説明】
【００２３】
１  地中熱ヒートポンプ装置
５  地中熱交換パイプ
７  横引きパイプ
９  継手
１１  Ｕ字溝
１２  Ｕ字溝蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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