(57)【要約】【課題】地熱利用装置の熱利用度を上げる。【解決手段】地中１の熱を空気に伝達して建物２等で利用する装置であり、水管４と空気管５とを有する。水管４は、上下Ｚ方向に設けられた主管４１と分岐管４２が結合されて形成されている。空気管５は分岐管４２を囲い空気が通過する。水管４に温水管６が入れられ、暖房の季節には、浴槽残湯やソーラー水が送られる。空気管５には、屋根裏等の熱気が供給される。【効果】空気管内の空気と分岐管内の水とが熱交換して分岐管内の水が降温又は昇温し、下降又は上昇して主管の水との間で対流が生じ、主管で地熱が取り入れられ、空気を効果的に昇温又は降温させることができる。廃熱の供給により、直接暖房効果が上がったり、水及び地中に蓄熱して後の使用時に暖房効果を上げることができる。【選択図】        図１
2004332983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中の熱を空気に伝達して利用部分で前記熱を利用するようにした地熱利用装置において、
前記地中に上下方向を含む方向に設けられる第１部分と第２部分とを備え前記第１部分と前記第２部分とが前記上下方向の両側で結合されていて熱媒体液が入れられる液保有体と、前記地中に入れられて前記第２部分を囲い前記空気を通過可能なように設けられた空気供給部材と、前記液保有体に廃熱を供給可能なように設けられた廃熱供給部と、を有することを特徴とする地熱利用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中の熱を空気に伝達して利用部分で前記熱を利用するようにした地熱利用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調等に地熱を利用する装置としては、地上から地中にパイプを敷設し、冬季の暖房と夏期の冷房とを補助するようにしたクール・ヒートチューブ方式の装置が一般的である（例えば特許文献１参照）。又、このような装置では、１本の二重管のうちの内管を経由して内外管の隙間部分に空気を循環させることにより、空気の流速を上げて熱交換性を良くすると共に管の構造や埋設工事の簡略化を図った装置がある（例えば特許文献２参照。）。更に、地熱を取り入れた空気をぐり石層に通してその中に蓄熱し、これから建物の室内に蓄熱空気を取り入れるようにした装置も提案されている（例えば特許文献３参照。）。
【０００３】
しかしながら、このような装置では、何れもパイプの外表面だけから地熱を取り入れているため、地中からの受熱量が少ない。又、外表面が通常地中の土や空気と接触しているだけであるため、外表面からパイプ材を介して内部の空気に熱を伝達するときの熱伝達率が低い。その結果、パイプ材やその埋設工事費用の割に熱利用量が少ないという問題がある。
【０００４】
又、地熱だけをそのまま利用する場合には、補助的暖房のための熱エネルギーの供給量が少ないという問題がある。特に、厳寒期や寒冷地での地熱利用においては、補助暖房のための熱エネルギーの供給率が低くなり、電気や石油を使用した主たる暖房の費用が高くなるという問題がある。又、春秋のうち冬に近い季節において主たる暖房に使用するときに熱供給量が不十分であるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−１５７４４３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５９−１５７４４２号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−２２４２０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於ける上記問題を解決し、地熱利用度が高く熱エネルギーの供給量の多い地熱利用装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決するために、地中の熱を空気に伝達して利用部分で前記熱を利用するようにした地熱利用装置において、
前記地中に上下方向を含む方向に設けられる第１部分と第２部分とを備え前記第１部分と前記第２部分とが前記上下方向の両側で結合されていて熱媒体液が入れられる液保有体と、前記地中に入れられて前記第２部分を囲い前記空気を通過可能なように設けられた空気供給部材と、前記液保有体に廃熱を供給可能なように設けられた廃熱供給部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した地熱利用装置の構成例を示し、図２はこの装置が適用される建物及びその中の地熱利用に関連した構成部分の一例を示す。
地熱利用装置１０は、地中１の熱を空気に伝達して利用部分である例えば建物２の床下３でこの空気の熱を利用するようにした装置であり、液保有体としての水管４と空気供給部材としての空気管５と廃熱供給部としての温水管６及び前記空気管５とを有する。
【００１１】
建物２は、図示の例では一般的な木造住宅になっていて、地中１上に設置された基礎２１、その上に配設され床下３を形成している床構造部２２、壁構造部２３、室２４、天井裏構造部２５、屋根構造部２６、等で構成されている。符号２７は浴槽である。又、本例ではソーラー装置２８が設けられている。なお、本発明が適用される地熱利用装置１０は、本例のような一般住宅だけでなく、集合住宅や小規模のビルや諸施設の建物等に広く採用可能な装置である。
【００１２】
水管４は、地中１に上下方向を含む方向として本例では垂直な上下Ｚ方向に設けられた第１及び第２部分として主管４１及び分岐管４２を備えていて、これらの両部分はＺ方向の両側として上下端部分でそれぞれ上結合部４３及び下結合分４４によって結合されている。
【００１３】
主管４１の上端には注水管４５が設けられていて、この部分に図示していないが水補給管が導設され、熱媒体液としての水道水等が注水管４５を介して主管４１及び分岐管４２内に供給され、これらの殆どの部分が水Ｗで充満される。即ち、水管４に水を入れてほぼ完全に空気と置換している。水が注水管４５から溢出したときには、その水は、図示していなが排水系に流される。
【００１４】
水管４としては、通常、水道管として使用される塩ビ管や、ポリエチレン等の合成樹脂管を使用することができる。又、亜鉛メッキ鋼管やアルミニウム管等の金属製管は熱伝達率が良いので、一層好都合に使用される。又、通常ストレート管が使用されるが、じゃばら管を使用してもよい。その場合には、熱交換面積が拡大されると共に外側を通過する空気流に乱れが生ずるため熱交換性が良くなり、地熱の吸収率が向上する効果がある。
【００１５】
水管４のＺ方向部分の長さは３〜４ｍであり、地中１に埋められると、地上から１〜２ｍの位置から５ｍ程度の位置に達する。水管４のうちの主管４１は、主として地熱が出入りする熱入出部になり、分岐管４２は出入りする地熱を利用する熱利用部分になる。分岐管４２は、必要に応じてフィン付き管等の伝熱面積の拡大された管にされてもよい。
【００１６】
なお、水管４は、Ｚ方向を含む熱利用部分と熱入出部分とがあってこれらが結合され中の水が上下方向に動いて循環し得る構造のものであればよく、従って傾斜していてもよい。
【００１７】
空気管５は、地中１に入れられて熱利用部分である分岐管４２の部分を囲い、地中の熱を伝達される空気が通過可能なように設けられている。このような空気管５は、本例では、供給管５１と分岐管４２を囲っている戻り管５２とが下端部分で連結され、上方の入口５１ａから入った空気が反転して出口５２ａから出て行くように形成されている。
【００１８】
空気管５の入口５１ａ及び出口５２ａには、それぞれ、建物２の外に開口した外気吸入管５３、及び、本例では建物２の床下３まで導設された空気排出管５４が接続されている。この管５４の先端には、管内から空気を吸入して床下に放出する送風機５５が設けられている。即ち、この送風機５５の吸入／吐出能力により、外気が吸入されて空気管５を通過して床下３に放出される。
【００１９】
なお、このような送風機は、外気吸入管５３側や空気排出管５４の途中の適当な所に設けられてもよい。又、空調されたりガス暖房器具が使用される室２４等まで導設され、その室内の換気時に自動的に吸入されることによって空気が通過可能になっていてもよい。又、空気の吸入及び排出部分は複数の位置に分かれていてもよい。
【００２０】
廃熱供給部としての温水管６は、本例ではコイルチューブとして水管４の主管４１に入れられている。主管４１の頂部には温水入口６１及び温水出口６２が突出して設けられている。廃熱としては、浴槽２７の使用後の残湯Ｈｗの熱又はソーラー装置２８のソーラー水の余分な熱が利用される。
【００２１】
そのため、温水入口６１には、浴槽２７の使用後の残り湯Ｈｗを排水する排水管２７ａから分岐した排水分岐管２７ｂがフィルタ２７ｃを介して接続される。又、ソーラー水管系２８ａにソーラー水分岐管２８ｂを設けてこれを上記排水分岐管２７ｂを介して温水入口６１に接続する。温水出口６２は、排水管２７ｄ及びこれから分岐して前記ソーラー水管系２８ａに接続される。これらの系には、切換用の弁Ｖ１  〜Ｖ６  が設けられる。Ｖ４  はバイパス弁である。これらの弁は遠隔操作又は自動開閉される電磁弁であることが望まい。
【００２２】
又本例では、空気管５も廃熱供給部として利用されている。即ち、建物２の屋根構造部２６又は天井裏構造部２５の上部の何れかもしくは両方から暖気を吸入する暖気吸入管５６が建物２内を通って床下まで導設され、外気吸入管５３に接続され、この管を介して空気管５の空気入口５１ａに接続されている。暖気吸入管５６と外気吸入管５３の外気吸入口側の部分との間には、吸気系を切り換えるためのダンパＤ１  及びＤ２  が介装されている。又、暖気吸入管５６は、建物２の南面の壁構造部２３に接続されてもよい。
【００２３】
なお以上では、廃熱供給部として、浴槽の残湯、ソーラー装置の温水及び建物上部の暖気の全てを利用した例を示したが、これらの何れか１又は２を利用してもよいことは勿論である。又、例えば空調の排気など、他の廃熱を利用することも可能である。
【００２４】
図３は本発明の地熱利用装置が適用される地中の温度分布の一例を示す。
この例は、厳寒の冬季（１月）と酷暑の夏期（８月）の東京における一般的な地中温度分布を示している。このデータによれば、４〜５ｍ程度以上の深さの地中では、冬季も夏期も温度が変わらずほぼ一定の１５〜１６℃程度である。又、１．５ｍ程度の深さになれば、冬季及び夏期の温度が、地上表面の約２℃及び３０℃であるのに対して約１１℃及び２１℃であり、温熱源又は冷熱源として利用可能な温度になっている。温熱源としては、既述の如く廃熱も利用される。
【００２５】
本発明の地熱利用装置は、上記のような地中に適用され、以下のような作用効果を発揮する。
【００２６】
図３の例によれば、冬季には、地中１の深さに対応した位置の温度が１２℃〜１５．５℃程度になる。そして、水管４内の水もそのような温度になるが、その温度分布は上が低く下が高く、従って上の水が重く下の水が軽く不安定であるため、自然対流が発生し、水温が均一化する傾向になる。この場合、分岐管４２の水には地中１からの入熱がないので、主管４１の水より少し温度が低くなるため、主管４と分岐管４１との間で図１において反時計方向に回る自然対流が生ずる。そしてこのような対流は僅かな温度差で発生するので、水管４内の水は全体的にほぼ１４〜１５℃程度の温度になる。
【００２７】
このような状態で、人の操作により又は自動的に送風機５５が運転されると、外気吸入管５３を介して空気管５の入口５１ａから例えば５℃程度の外気が流入し、まず供給管５１を通過する。このときには、流入した空気は直接地中１から吸熱する。しかしこの吸熱では、供給管を介して土と空気とが熱交換することになるので、熱交換率が低いため外気の温度上昇は少ない。
【００２８】
この空気は戻り管５２に入って分岐管４２と接触し、このとき仮に廃熱供給部からの熱の供給がないとすると、主管４１と同程度の温度である１４〜１５℃になっている水から効率良く熱を吸収し、最終的に１０〜１３℃程度の温度になり、出口５２ａから送風機５５に吸入されて床下３に放出される。
【００２９】
その結果、５℃程度の低温の空気が入っていた床下３が１０℃以上の空気で置換され、その上の居室等に対して暖房補助効果を与えることになる。なお、このように昇温空気を、床下３の全体に入れるのではなく、床構造部２２を床暖房の可能な構造にしてその中に導入し、床暖房の補助用として使用してもよい。更に、その上の室２４にも入れて、夜間等に騒音を発生させることなく室内の低温防止用として使用することができる。
【００３０】
以上のような本発明を適用した地熱利用装置によれば、水管４が取り入れた地熱が空気管５内の空気に供給されるので、土との熱交換によって地熱を取り入れる従来の地熱利用管に較べて熱伝達効果が大幅に向上していて、上記の如く空気の温度を地中１の温度に近い温度まで上げることができる。
【００３１】
ここで、水管４の作用効果を更に説明すれば次のとおりである。水管４は、外気の導入がないときには、前記の如く緩やかな水の対流によって地熱を効率良く吸収して均一的に地中温度に近い温度になっていて、外気が導入されると、水管４のうちの分岐管４２が外気に熱を与えることによって温度降下するが、それにより、熱容量が大きいと共に地熱を取り入れている主管４１との間に温度差が生じ、分岐管４２の水が下降し、これに対応して上下の結合部分４３、４４を介して主管４１と分岐管４４との間で水が出入りし、図１において反時計方向の対流が生じる。その結果、空気に熱を与えて温度降下した水は、主管４１で再び地中の熱を取り入れて温度上昇し、上結合部分４３を経由して再び分岐管４２に入り、対流による良好な熱吸収を可能にする水の循環系が形成される。
【００３２】
この場合、主管４では、管壁と水とが密に接触しているためこれらの間の熱伝達性及び水内部の熱伝達性が良いので、地熱の通過量が多いと共に、同様に水の入った分岐管４２により、取り入れた熱を効率良く空気に伝達することができる。即ち、対流の利用と良好な熱伝達性とにより、上記の如く空気に十分な熱を与えることができる。
【００３３】
本発明の地熱利用装置１０は、基本的には以上のような作用効果を発揮するが、本発明では更に廃熱供給部となる温水管６や空気管５を備えているので、これらの効果が前記の基本的効果に相乗的に付加される。
【００３４】
浴槽２７が使用されその中に残湯Ｈｗが入っているときには、廃熱としてこの残湯を使用する。そのときには、切換弁Ｖ１  、Ｖ３  、Ｖ６  が閉じた状態でＶ２  、Ｖ５  を開き、浴槽２７の底の図示しない水栓を抜く。これにより、残湯Ｈｗは、浴槽底部と排水管２７ｄとの水位差によって緩やかな流速で流れ、温水管６内を同様に遅い流速で流れる。このとき、主管４１内の水の温度が前記の如く１４〜１５℃になっていて、一方残湯の温度は通常３５℃程度であるため、残湯の熱が水に移動する。この熱移動は、液体間の熱移動であるため効率良く行われる。
【００３５】
この場合、主管４１は、例えば直径３００ｍｍで長さ３．５ｍ程度の寸法にされるので、約２５０リットルの保有水量を有し、一方残湯量も通常２５０リットル程度であるため、効率の良い熱交換によって残湯が２５℃より１〜２℃高い程度まで降温し、主管内の水は２５℃より１〜２℃程度低い温度まで昇温する。
【００３６】
その結果、温度が１０℃程度上昇した主管４１内の水は、２５００Ｋｃａｌ程度の追加熱量を取り入れたことになる。この熱量は、電力にすると約３ＫＷ・ｈｒ程度に相当する。そして、地熱利用装置１０を使用しているときには、この追加の熱量が床暖房に寄与するので、相当の暖房効果が付加される。なお、地熱利用装置１０を使用していないときには、この追加の熱量は水管内及び地中に蓄熱され、地中の温度が上昇し、次に地熱利用装置１０を使用するときに残湯による暖房効果が付加されることになる。この場合、地中１は、十分な蓄熱容量を有すると共に、それほど熱を発散させない断熱的効果も有するので、蓄熱体として極めて効果的に利用される。
【００３７】
次に、ソーラー水を直接利用しないときには、この熱を廃熱として使用することができる。。このときには、切換弁Ｖ２  、Ｖ５  が閉じた状態でＶ３  、Ｖ６  を開くと共にＶ４  を閉める。これにより、温水管６にソーラー水を流し、主管４１の水にソーラー熱を付与することができる。この場合、ソーラー水は冬季でも天候の良い日には３０〜５０℃程度の温度になるため、主管の水を３０℃程度まで昇温させ、十分な床下の暖房効果を得ると共に、主管の水を介して地中１にも熱を供給し、水管４及び地中１に蓄熱することができる。その結果、夜間でも必要な暖房効果が得ることができる。
【００３８】
又、空気管５も廃熱供給部として利用される。即ち、冬季等で暖房の必要な季節には、暖気用のダンパＤ２  を開にして外気用のダンパＤ１  を閉にし、建物２の屋根構造部２６や天井裏構造部２５の上部や南面の壁構造部２３から暖気吸入管５６及び外気吸入管５３を介して空気管５に暖気を供給する。この暖気は、晴天の日中で日射が強い時間帯には３０℃以上にもなるので、この暖気を空気管５を介して床下３に供給することにより、床下３に２０℃程度の十分な暖気を供給すると共に、１５℃程度で地中の温度に近い温度になっている水管４内の水にも熱を与えることができる。
【００３９】
その結果、水管４内の水温が上昇して地中の温度より高くなり、水管から更に地中に熱が伝達され、水管及び地中の温度が共に２０℃程度まで上がり、これらの部分に太陽熱が蓄熱されることになる。そして、夜間から日の出までの時間帯において本来の地熱に加えてこの蓄熱分も放熱され、暖房効果を高めることになる。
【００４０】
以上のように廃熱供給部を使用すると、本発明の地熱利用装置１０を単なる補助暖房装置としてだけでなく、厳寒期を除いた季節や比較的温暖な地域の冬季においては、主たる暖房装置として使用し、暖房費用を殆ど０にすることができる。
【００４１】
図４は本発明を適用した地熱利用装置の他の構成例を示す。
本例の地熱利用装置１０は、図１の装置に較べて、空気管５の供給管５１を２本設け、これらの間を囲い板１０ａで囲うと共に上下板１０ｂ及び１０ｃで蓋をし、供給管５１と囲い板１０ａと上下板１０ｂ及び１０ｃと水管の主管４１との間で戻り管５２に導通する戻り空間５２ｂを形成し、この空間を熱利用部分にしている点が相違する。
【００４２】
本例の装置では、空気は矢印のように流れて、戻り空間５２ｂで分岐管４２内の水と十分熱交換することになる。又、この空間では空気が主管４１に接触してその熱を受けることができる。本例の装置でも、図１の装置と同等以上の作用効果を得ることができる。
【００４３】
図５は本発明を適用した地熱利用装置の更に他の構成例を示す。
本例の地熱利用装置１０は、図１又は図４の装置に較べて、第１部分としての水管４の熱入出部分を主管４１と内管４６からなる二重管の管間部４７で構成していること、空気管５のうちの戻り管５２を上記内管４６にしていること、内管４６内に４本の分岐管４２を配設していること、浴槽の残湯を使用する廃熱供給部として上下端が開いた直管からなる湯管７を設けていること、ソーラー水を利用するための配管は図示していないが管間部４７の空間部分に必要に応じて適当に設けられること、等の点が相違する。
【００４４】
湯管７は、二重管の管間部４７に入れられてその底部まで導設されていて、上端の温水入口７１には図２に示す排水分岐管２７ｂがフィルタ２７ｃを介して接続される。そして、図２に示す切換弁Ｖ３  〜Ｖ６  は設けられず、湯管７に入れられた残湯は注水管４５から溢出させて図示しない排水系に導かれる。
【００４５】
本例の地熱利用装置１０では、主として内管４６内の空気が分岐管４２内の水から吸熱して温度上昇するが、空気管５の全体が熱入出部である管間部４７に接触しているので、この部分の水との間でも熱交換して昇温する。しかし、分岐管４２と管間部４７では水の保有量及び空気への熱供給量が同じであることはなく、本例では管間部４７が分岐管４２より十分大きいため、空気への熱供給による温度降下には大きな差が生じる。その結果、十分低温になる分岐管４２内の水が下降し、確実に水の対流が生じて、分岐管４２への熱供給が確保される。
【００４６】
浴槽を使用してその中に残湯Ｈｗがありこれを廃熱として使用できるときには、浴槽の水栓が抜く。これにより、残湯は、湯管７から水位差によって管間部４７の底部に放出される。それにより、中の水が押し上げられ、注水口４５から溢れ出る。そして、１４〜１５℃の温度であった水が、残湯の相当部分で置換され、管間部４７の中は３０℃近くの温水で置換される。その結果、約２５０リットルの水管内の水が１５℃程度温度上昇して、３８００Ｋｃａｌ程度の追加熱量を取り入れることができる。この熱は、追加の暖房効果として使用れれると共に、水及び地中に蓄熱される。
【００４７】
本例の地熱利用装置１０によっても、図１及び図４の装置と同等以上の作用効果が得られる。
【００４８】
以上では、地熱利用装置１０の暖房効果について説明したが、本装置は、夏期やこれに近い時期では、補助冷房的な機能を発揮する。
【００４９】
図３によれば、夏期には本装置まわりの地中温度が２１℃〜１５．５℃程度の温度になる。このときには、温度が上方で高く下方で低いため、安定した温度分布状態にあり、従って、ほぼ地中１と同じ温度状態になっている。この状態で送風機５５が運転され、例えば図１の装置において空気管５の入口５１ａから３０℃程度の外気が導入されると、この空気は供給管５１内で地中の冷熱によってある程度温度降下し、続いて戻り管５２に入り、この中で分岐管４２と接触し、温度が１７〜１８℃になっている水に十分な熱を放出し、最終的に２２〜２３℃程度の温度になり、出口５２ａから送風機５５に吸入されて床下３に吹き出される。
【００５０】
その結果、床下３を温度の低い状態に維持することができる。但し、夏期の場合には、床下等の下方部分は比較的温度の低い状態になっているので、本装置の２２〜２３℃程度の空気は、直接建物２内の室２４で利用されることが望ましく、そのようにすれば、夏期を中心としてある程度温度の高くなる季節において、十分な空調効果を発揮することができる。この場合、外気が冷却されるときに結露水が生成してこれが除去されるので、除湿効果も得られる。
【００５１】
以上のような本発明を適用した地熱利用装置によれば、夏期においても、通常の装置に較べて熱伝達効果が大きくなり、上記の如く空気の温度を十分低く下げることができる。即ち、外気が導入されて分岐管４２の水が外気の熱を奪って温度上昇すると、主管４１の水との間で温度差が生じ、分岐管４２の水が上昇して上結合部４３から主管４１に入ると共に、主管４１の水が下結合部から分岐管４２に入り、今度は図１において時計方向の対流による水循環が生じる。そして、空気の熱を取った水は、主管４１で再び地中に熱を放出して温度降下する。このような効率の良い熱放出の循環系が形成されることにより、空気から十分な熱を取ることができる。
【００５２】
以上のような熱利用装置は、送風機５５を発停させるだけで運転することができる。又、廃熱利用として暖房の必要な季節に浴槽の残湯を使用するには、季節の初めに一度だけ切換弁を切り換える。これにより、その後は、浴槽使用時に水栓を抜くという常に必要になる操作だけになり、追加される操作はない。ソーラー水の利用についても同様である。又、暖気の導入による廃熱利用も同様であり、暖房シーズンの最初に一度だけダンパを切り換えておけばよい。従って、本装置を使用するための操作は極めて簡単である。
【００５３】
更に、本装置は水管と空気管とを組み合わせただけであるから、本来的に低コストのものである。そして、設備費用の割に十分な地熱利用効果を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、地中に上下方向を含む方向に第１部分及び第２部分が設けられ、これらの両部分が上下方向の両側で結合されて形成され、熱媒体液で充満される液保有体を設けるので、第１部分の熱媒液と第２部分の熱媒液との間で温度差が生じると、熱媒液が比重差によって上下方向に移動して結合部を通過する対流が生じ、熱媒液を循環させることができる。そして、第２部分の熱媒液に放熱又は吸熱作用をさせれば、第１部分の熱媒液と同程度の温度であった第２部分の熱媒液の温度が低下又は上昇し、両熱媒液の温度に差が生じる。その結果、熱媒液の循環と、循環中に第１部分で熱媒液に地中から吸熱させたり地中に放熱させることができる。
【００５５】
そして、地中に入れられて液保有体のうちの第２部分を囲い空気を通過可能な空気供給部材を設けているので、この部材に空気を取り入れて通過させると、その空気は、第２部分の熱媒液との温度差によって熱媒液から吸熱したり熱媒液に放熱することになる。そして、この吸熱又は放熱作用により、第２部分と第１部分とで熱媒液に温度差が生じるため、これらの間で対流による水循環が生じ、第２部分で吸熱又は放熱した熱媒液が第１部分で効果的にその反対の作用を受け、地中に設けられているだけの第１部分の熱媒液が地熱を吸収したり地中に放熱することにより、連続的に空気を加熱又は冷却することができる。
【００５６】
又、液保有体の中では、その壁面と熱媒液とが密に接触しているためこれらの間の熱伝達性及び熱媒液内部の熱伝達性が良いので、地熱を良く取り入れると共に、取り入れた熱を外面を流れる空気に良く伝達することができる。即ち、対流の利用と良好な熱伝達性とにより、上記の如く空気に十分な熱交換効果を与えることができる。その結果、空気を十分な暖気又は冷気にして、床下暖房、換気用もしくは空調補助用の空気として、更に直接空調用の空気として、広く利用することができる。
【００５７】
そして更に、液保有体に廃熱を供給可能な廃熱供給部を設けているので、浴槽の残湯や不使用時のソーラー水や屋根裏等に蓄積された暖気等で、地熱利用装置の利用部分で容易に得られる廃熱を利用して、液保有体の熱媒液の保有熱を高めると共に、この熱を地中に放出して地熱レベルを高めることができる。
【００５８】
この場合、地中は十分な蓄熱容量を有すると共に、それほど熱を発散させない断熱的効果も有するので、蓄熱体として極めて効果的に利用される。そして、前記浴槽の残湯やソーラー水や蓄熱暖気等の廃熱によれば、相当の温度と熱量とが得られる可能性が高いので、本来的に利用される地熱にこれらの付加熱量を追加することにより、暖房効果を格段に高めることができる。その結果、地熱利用装置を、単なる床下暖気や補助暖房装置としてだけでなく、厳寒期を除いた季節や比較的温暖な地域の冬季等において主たる暖房装置として使用し、これまで必要であった暖房費用を殆ど０にすることができる。
【００５９】
一方、このような廃熱利用のための装置においては、通常、暖房の必要な季節の初めに廃熱供給部への廃熱供給系を使用可能な状態にしておくことにより、その後は特別な操作をすることなく、容易な操作で地熱利用装置を使用することができる。
【００６０】
そして、以上のような地熱利用装置は、例えば通常の空気管と水管とのを組み合わせだけの簡単な構成のものにして、低コストで工事も簡単なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した地熱利用装置の全体構成の一例を示し、（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図で、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図２】上記装置が適用される建物の関連装置部分の構成例を示す説明図である。
【図３】上記装置で利用する地中の地熱温度分布の一例を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した地熱利用装置の全体構成の他の一例を示し、（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図で、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図５】本発明を適用した地熱利用装置の全体構成の更に他の一例を示し、（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図で、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１              地中
２              建物（利用部分）
３              床下（利用部分）
４              水管（液保有体）
５              空気管（空気供給部材）
６              温水管（廃熱供給部）
７              湯管（廃熱供給部）
１０            地熱利用装置
４１            主管（第１部分、液保有体）
４２            分岐管（第２部分、液保有体）
Ｚ              上下方向
【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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