(57)【要約】汚水処理システム（１）の中水出水側に接続される給水本管（３）と、給水本管（３）に接続される複数のエネルギーステーション（１３、２２）及び複数の送配ステーション（３８）と、隣接するエネルギーステーション（１３，２２）同士の間に設けられて連通する源側返水本管（１９）と、エネルギーステーション（１３、２２）に設けられて地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する複数の浅層地熱エネルギー熱交換システム（１４、２１、１７、２５）と、エネルギーステーション（１３、２２）及び送配ステーション（３８）に対応して接続される配水管網（４４、５６、６１）を備え、配水管網（４４、５６、６１）は、ユーザー側給水システムに接続される、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。このシステムは、ユーザーに冷水源／熱水源を提供するとともに中水を提供し、地域内の地熱管網であるとともに中水管網である。
2015530557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水処理システムの中水出水側に接続される給水本管と、
給水本管に接続される複数のエネルギーステーション及び複数の送配ステーションと、
隣接するエネルギーステーション同士の間に設けられて連通する源側返水本管と、
前記エネルギーステーションに設けられて、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する複数の浅層地熱エネルギー熱交換システムと、
前記エネルギーステーションと前記送配ステーションとに対応して接続される配水管網と、
を備え、
前記エネルギーステーションの配水側の出水口は、配水ポンプ及び配水管網給水分配管を順に介して対応する配水管網の給水管路に接続されており、
エネルギーステーションは、配水管網の返水分配管を介して対応する配水管網の返水管路に接続される、
ことを特徴とする地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項２】
前記配水管網は、ユーザー側給水システムに接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項３】
前記エネルギーステーションは、エネルギーステーションの分水タンクと、エネルギーステーションの集水タンクと、エネルギーステーションの中水処理システムとを含み、
前記エネルギーステーションの分水タンクは、給水本管と連通し、エネルギーステーションの分水タンクの配水側の出水口は、エネルギーステーションの配水ポンプを介して対応する配水管網の配水管網給水分配管に接続されており、
エネルギーステーション集水タンクの入水口は、対応する配水管網の配水管網返水分配管に接続され、エネルギーステーションの集水タンクの出水側は、管路を介してエネルギーステーションの中水処理システムの入水側に接続されており、
エネルギーステーションの中水処理システムには、１個または１個以上の出水口が設けられ、
１個の出水口を採用するとき、この出水口は、熱交換システムの循環ポンプを介して当該エネルギーステーションに対応する浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、当該浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路を介してエネルギーステーションの分水タンクの第１入水口に接続されており、
複数の出水口を採用するとき、二つのエネルギーステーションの中水処理システムの少なくとも他の出水口は、循環ポンプを介して当該エネルギーステーションに対応する他の浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、この浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路を介して前記エネルギーステーションの分水タンクの第２入水口に接続される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項４】
前記エネルギーステーションの分水タンクの第２入水口に接続される浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路及び熱交換システムの出水管路に設けられる中水再処理システムを介して、それぞれエネルギーステーションの分水タンクに接続される、ことを特徴とする請求項３に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項５】
給水本管の入口端は、汚水処理システムの中水出水側の給水本管の給水ポンプに接続され、
給水本管の出口端は、第１エネルギーステーションの分水タンクの入水口に接続され、第１エネルギーステーションの分水タンクの出水口の給水本管の給水ポンプは、給水本管の次のセクションの入口端と接続され、
前記供水本管の次のセクションの出口端は、第２エネルギーステーションの分水タンクの入水口に接続され、第２エネルギーステーションの分水タンクの出水口の給水本管の給水ポンプは、給水本管の次のセクションの入口端に接続され、このように最後のエネルギーステーションまで接続される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項６】
源側返水本管は、隣接するエネルギーステーションにおける集水タンクの間に設けられ、隣接するエネルギーステーションのうち、前のエネルギーステーションの集水タンクの源側返水接続口は、源側返水本管の返水ポンプ及び源側返水本管の調節弁を順に介して源側返水本管の先端口に接続され、源側返水本管の末端口は、源側返水本管の調節弁及び源側返水本管の返水ポンプを順に介して次のエネルギーステーションの集水タンクの第１源側返水接続口に接続され、前記エネルギーステーションの集水タンクの第２源側返水接続口は、源側返水本管の返水ポンプ及び源側返水本管の調節弁を順に介して次のセクションの源側返水本管の先端口に接続され、このように最後のエネルギーステーションまで接続されており、
源側返水本管の先端口と末端口は、それぞれ、バイパス弁及びバイパス管を介して対応するエネルギーステーションの集水タンクに接続される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項７】
エネルギーステーションの分水タンクの配水側の出水口は、配水ポンプ及び配水管網給水分配管を順に介して対応する配水管網の配水管網給水分配管に接続され、
エネルギーステーションの集水タンクの入水口は、配水管網返水分配管を介して対応する配水管網返水分配管に接続されており、
配水管網は、環状管網と分枝状管網とを組み合わせた混合式管網を採用し、配水管網の返水管路は、重力返水、圧力返水、または重力返水と圧力返水の組み合わせを採用しており、
配水管網の配水管網給水分岐管と配水管網返水分岐管は、それぞれ、少なくても１つのユーザー側給水システムに接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項８】
前記送配ステーションは、送配ステーションの分水タンクと、配水ポンプと、調節弁とを含み、
送配ステーションの分水タンクの送配ステーション入水管は、調節弁を介して給水本管に接続され、
送配ステーションの分水タンクの配水側出水口は、配水ポンプ及び給水分配管を順に介して対応する配水管網の給水分岐管に接続され、
前記配水管網の配水管網返水分岐管は、接続される返水分配管を介して、当該配水管網に近いエネルギーステーションに対応する配水管網の返水分配管に接続され、
前記配水管網の返水分配管は、返水分岐管増圧ポンプを介して対応する集水タンクの入水口に接続されており、
前記配水管網の配水管網給水分岐管と配水管網返水分岐管は、それぞれ、少なくとも１つのユーザー側給水システムに接続される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項９】
エネルギーステーションと送配ステーションの配水管網の少なくても１つの配水管網給水分岐管は、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水および中水の公共給水管網システムの分区管網の主給水管とし、分区管網の主給水管には、複数の分区管網エネルギーステーションが接続され、隣接する分区管網エネルギーステーションの集水タンク同士の間には、連通する分区管網の主返水管が設けられ、
分区管網の主返水管の先端口、末端口とのいずれには、分区管網の主返水管の返水ポンプと、分区管網の主返水管の調節弁と、分区管網の主返水管のバイパス管と、分区管網の主返水管のバイパス弁とが設けられており、
分区管網エネルギーステーションには、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する１個または１個以上の分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムが設けられており、
前記分区管網のエネルギーステーションの集水タンクの出水側は、管路を介して分区管網の中水処理装置の入水側に接続され、分区管網の中水処理装置の出水側は、分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して地域内の複数の浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側にそれぞれ接続され、
前記分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水管は、それぞれ、分区管網のエネルギーステーションの分水タンクに接続される、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１０】
前記分区管網のエネルギーステーションのいずれは、１つの分区配水管網に対応して接続され、
前記分区管網のエネルギーステーションの分水タンクの配水側の出水口は、分区配水管網の配水ポンプと分区配水管網の給水分配管を順に介して対応する分区配水管網の給水分岐管に接続され、
分区管網のエネルギーステーションの集水タンクは、分区配水管網の返水分配管を介して対応する分区配水管網の返水分岐管に接続され、
前記分区配水管網の配水管網給水分岐管と配水管網返水分岐管には、それぞれ、少なくても１つのユーザー側給水システムが接続される、
ことを特徴とする請求項９に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１１】
前記分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、それぞれ、さらに熱交換システムの出水管路と熱交換システムの出水管路に設けられる中水再処理システムを介して、分区管網のエネルギーステーションの分水タンクに接続される、
ことを特徴とする請求項９に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１２】
前記分区管網の主給水管には、複数の分区送配ステーションがさらに接続され、
分区送配ステーションの配水側は、分区配水管網に接続され、
分区配送ステーションは、分区送配ステーションの分水タンクと、配水ポンプと、分区送配ステーションの調節弁とを含み、
前記分区送配ステーションの分水タンクの分区送配ステーション入水管は、分区送配ステーションの調節弁を介して分区主給水管に接続され、
前記分区送配ステーションの分水タンクの配水側出水口は、分区配水管網の配水ポンプと分区配水管網の給水分配管を順に介して対応する分区配水管網の給水分岐管に接続され、
前記分区送配ステーションの配水管網の返水分岐管は、接続される返水分配管を介して分区送配ステーションの配水管網に近い分区管網エネルギーステーションに対応する分区配水管網返水分配管に接続されており、
前記分区配水管網の給水分配管と分区配水管網の返水分配管のそれぞれには、少なくても１つのユーザー側給水システムが接続される、
ことを特徴とする請求項９に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１３】
前記ユーザー側給水システムは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける配水管網の給水分岐管と配水管網の返水分岐管とを含み、
前記配水管網の給水分岐管と配水管網の返水分岐管には、それぞれ、集中式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第１ユーザー側給水システムと、分散式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第２ユーザー側給水システムと、中水のみを使用する第３ユーザー側給水システムとが設けられており、
前記配水管網の給水分岐管は、それぞれ、第１ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第１給水口を介して第１ユーザー側給水システムの第１給水サッブ分岐管に接続され、第２ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第２給水口を介して第２ユーザー側給水システムの第２給水サッブ分岐管に接続され、第３ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第３給水口を介して第３ユーザー側給水システムの第３給水サッブ分岐管に接続され、
前記配水管網の返水分岐管には、それぞれ、第１ユーザー側給水システムに接続される第１源側返水リターン管及び第２ユーザー側給水システムに接続される第２源側返水リターン管が設けられ、
前記配水管網の返水分岐管には、源側返水を提供する第４給水口を介して第３ユーザー側給水システムの第４給水サッブ分岐管がさらに接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１４】
前記第１ユーザー側給水システムは、第１給水サッブ分岐管に接続される第１増圧給水ポンプを含み、
第１増圧給水ポンプの出水端は、第１源側水入水分水管と第１中水分水管にそれぞれ接続され、
前記第１源側水入水分水管の出水端は、集中式水源ヒートポンプユニットの入水口に接続され、
前記集中式水源ヒートポンプユニットの出水口は、第１中水処理装置の入水口に接続され、
第１中水処理装置の出水口は、第１源側出水ポンプを介して第１中水タンクの第１入水口に接続され、
前記第１中水タンクの返水口は、第１源側返水リターン管及び第１源側返水リターン管に直列接続される第１源側返水機構を介して配水管網の返水分岐管に接続され、
前記第１源側返水機構は、第１源側返水リターン管に直列接続されて互いに並列接続する第１源側返水重力リターン管と第１源側返水圧力リターン管とを含み、
前記第１源側返水リターン管の最後の出水口は、配水管網の返水分岐管に接続されており、
前記第１源側返水重力リターン管には、第４調節弁が設けられ、
前記第１源側返水圧力リターン管には、水流の方向に沿って第５調節弁と、第１源側返水ポンプと、第１源側返水逆止め弁が順に設けられ、
前記第１中水分水管の出水口は、第１中水タンクの第２入水口に接続され、
前記第１中水タンクの出水口は、第１中水分配管及び第１中水分配管に設けられる第１中水ポンプを介して第１中水配給機構に接続され、
前記第１中水配給機構は、第１中水分配管に形成される１個以上の出水口と、第１中水分配管の各出水口にそれぞれ接続される第１ユーザー側中水分岐管とを含み、
前記第１ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第１ユーザー中水使用端が設けられ、
前記第１源側水入水分水管には、第１調節弁が設けられ、
前記第１中水分水管には、第２調節弁が設けられ、
前記第１源側出水ポンプと前記第１中水タンクとの間の管路には、第３調節弁が設けられる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１５】
前記第２ユーザー側給水システムは、第２給水サッブ分岐管に接続される第２増圧給水ポンプを含み、
第２増圧給水ポンプの出水端は、第２源側水入水分水管と第２中水分水管にそれぞれ接続され、
前記第２源側水入水分水管には、少なくても１つの出水口が設置され、
それぞれの出水口は、源側水入水分岐管に接続され、
前記源側水入水分岐管には、それぞれ、少なくても１つの分散式水源ヒートポンプユニットの入水口端が接続され、
分散式水源ヒートポンプユニットの出水口端は、それぞれ、対応する源側返水分岐管の入水口に接続され、
源側返水分岐管の出水口は、源側返水ヘッダー管の入水口セクションに接続され，
前記源側返水ヘッダー管の出水口は、第２中水処理装置の入水口に接続され、
第２中水処理装置の出水口は、第２源側出水ポンプを介して第２中水タンクの第１入水口に接続され、
前記第２中水タンクの返水口は、第２源側返水リターン管及び第２源側返水リターン管に直列接続される第２源側返水機構を介して配水管網返水分岐管に接続され、
前記第２源側返水機構は、第２源側返水リターン管に直列接続されて互いに並列接続する第２源側返水重力リターン管と第２源側返水圧力リターン管とを含み、
前記第２源側返水リターン管の最後の出水口は、配水管網の返水分岐管に接続されており、
前記第２源側返水重力リターン管には、第１０調節弁が設けられ、
前記第２源側返水圧力リターン管には、水流の方向に沿って第１１調節弁と、第２源側返水ポンプと、第２源側返水逆止め弁とが順に設けられ、
前記第２中水分水管の出水口は、第２中水タンクの第２入水口に接続され、
前記第２中水タンクの出水口は、第２中水分配管及び第２中水分配管に設けられる第２中水ポンプを介して第２中水配給機構に接続されており、
第２中水配給機構は、第２中水分配管に形成される少なくても１つの出水口と、第２中水分配管の各出水口にそれぞれ接続される第２ユーザー側中水分岐管とを含み、
第２ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第２ユーザー中水使用端が設けられ、
前記第２源側水入水分水管には、第６調節弁が設けられ、
第２中水分水管には、第７調節弁が設けられ、
第２源側出水ポンプと第２中水タンクとの間の管路には、第８調節弁が設けられ、
源側返水ヘッダー管の出水端は、第９調節弁を介して第２中水処理装置の入水口に接続される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１６】
前記第３ユーザー側給水システムは、第３給水サッブ分岐管と、第３給水サッブ分岐管に設けられる第１２調節弁と、第４給水サッブ分岐管と、第４給水サッブ分岐管に設けられる第１３調節弁とを含み、
第３給水サッブ分岐管と第４給水サッブ分岐管の出水端は、共に、第３中水分配管及び第３中水分配管に設けられる第３中水ポンプを介して第３中水配給機構に接続され、
第３中水配給機構は、第３中水分配管に形成される少なくても１つの出水口と、第３中水分配管の各出水口にそれぞれ接続される第３ユーザー側中水分岐管とを含み、
前記第３ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第３ユーザー中水使用端が設けられる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地域の公共給水管網システムに関する。具体的には、源側水を冷源／熱源として地域内の地中熱ヒートポンプシステムに提供するとともに、中水を地域内のユーザーに提供できる、両網合一、単網両用である、地域の地中熱ヒートポンプ源側水及び中水の公共給水管網システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー、水資源及び環境は、人類の生存と発展の永遠のテーマである。省エネルギー、節水及び環境保護は、現在の人類が直面している重要な課題である。近年、省エネルギー、節水及び環境保護のニーズを満たすため、本技術分野では、多様な地中熱ヒートポンプ技術や中水再利用技術が発展してきた。そこで、地中熱ヒートポンプ技術は、省エネルギーで環境に優しい冷房・暖房の空調技術である。この技術では、ヒートポンプ技術により、地表岩土体、地下水、川・河・湖・海などの自然な地表水、都市汚水・廃水などの地表浅層地熱エネルギー資源の中に含まれる低品位エネルギーを、高品位エネルギーにアップグレードすることで、冷房及び暖房が実現できる。地表浅層地熱資源は、一年中比較的に安定した温度を持ち、優れた温度特性を有するため、水源ヒートポンプユニットの優秀な冷源／熱源として、水源ヒートポンプユニットに対して最適な作動モードを提供する。そのため、地中熱ヒートポンプ空調機は、伝統的な空調機に比べて効率的であり、エネルギー効率比であるＣＯＰ値は、普通３０％以上上回っている。また、これは周囲の環境に何らの汚染物質も排出しないため、省エネルギーで環境にも優しい。地表浅層地熱資源は、量が多いし、分布面積が広くて、循環再生可能で無尽蔵であり、清潔な再生可能なエネルギーとして注目を浴びて、急速に発展した。地中熱ヒートポンプシステムは、地表浅層地熱エネルギー資源の種類によって大きく下記の４つのグループの１０種類の形態に分かれる。
【０００３】
１．埋設管の地中熱ヒートポンプシステム：１）垂直埋設管の地中熱ヒートポンプシステム；２）水平埋設管の地中熱ヒートポンプシステム。
【０００４】
２．地下水の地中熱ヒートポンプシステム：１）直接地下水の地中熱ヒートポンプシステム；２）間接地下水の地中熱ヒートポンプシステム。
【０００５】
３．地表水の地中熱ヒートポンプシステム：１）オープン式地表水の地中熱ヒートポンプシステム；２）クローズ式水中配管式地表水の地中熱ヒートポンプシステム；３）クローズ式中間熱交換式地表水の地中熱ヒートポンプシステム。
【０００６】
４．汚水源の地中熱ヒートポンプシステム：１）直接汚水源の地中熱ヒートポンプシステム（一次汚水源の地中熱ヒートポンプシステムともいう）；２）間接汚水源の地中熱ヒートポンプシステム；３）中水源の地中熱ヒートポンプシステム。
【０００７】
従来、地中熱ヒートポンプの開発と建設は、主に単体プロジェクトとして行われていた。「単体プロジェクト」とは、単独の建物がその所在地の資源条件、環境条件、工事条件などに基づいて、いずれかの一種の地中熱ヒートポンプシステムを使用し、独立した体系を形成し、独立に作動するものである。このような単体プロジェクトの開発モデルには、多くの欠陥があり、地中熱ヒートポンプ技術の発展を妨げる。
【０００８】
水資源が日々不足になる問題を解決するには、汚水処理と中水再利用が有効である。中水とは、汚水を高度処理してから所定の標準に達成させ、特定の範囲内で使用可能にした非飲料水である。このような中水は、トイレの洗浄、緑地の灌漑、洗車用水、消防用水、環境用水、農業用水、工業用冷却水、公共事業の工事などの諸方面に広く応用される。統計によると、都市用水の総量の８０％が汚水になり、この汚水を高度処理された後、汚水の７０％が中水に変えることができる。すなわち、都市用水の総量の半分以上は、中水に変えることができる。そのため、中水資源は、膨大な量で、低コストで、輸送しやすい第２の水源とも言える。また、これは、都市汚水処理の発展を大きく推進し、都市汚水の環境に対する汚染を効果的に除去する。汚水処理と中水再利用は、資源を開拓する一方でその使用量を抑えるし、環境にも優しいため、重要な戦略的意義を持っている。ただし、現在の中水再利用は、不十分である。主には、中水の再利用率が低く、応用範囲が広くない状況である。結果的には、都市が深刻な水不足に陥り、人々の健康や日常生活に被害をもたらし、社会と経済の持続的発展に影響を及ぼす。一方で、中水が再利用されておらず、大量の貴重な水資源が無駄になっている。
【０００９】
従来の地中熱ヒートポンプ技術と中水再利用技術は、主に次のような問題点に直面している。
（一）．従来の地中熱ヒートポンプ技術における従来の問題点
１．地中熱ヒートポンプの大規模な普及は、単体プロジェクトの建設モードに制限される。ある建設プロジェクトに地中熱ヒートポンプシステムを採用できるか否かは、環境条件、資源条件、水文地質条件及び工事条件などによって決まる。これらの条件は、単体プロジェクトを大きく制限し、多くの建築プロジェクトが地中熱ヒートポンプシステムを採用することができないに至る。
【００１０】
２．エネルギーのバランスを取ることは、非常に困難である。エネルギーのバランスは、地中熱ヒートポンプの開発・建設において遵守すべき原則である。１つのシステムにおいて、地下へ排出する熱量と地下から取り出す熱量とを基本的にバランスさせる必要がある。さもなければ、もし、ある地域のエネルギーが長期間にわたってバランスではない状態にあっては、この地域の温度場がきっと破壊されるに違いない。例えば、「ヒートアイランド」または「クールアイランド」が形成したり、地表水の水質が悪化して、環境汚染が引き起こされたり、地下水の温度、水質又は流量が破壊されたり、さらに地質学的災害に至ったり、するおそれがある。従来の単体地中熱ヒートポンプシステムは、ある形態の地熱エネルギー資源を使用する傾向にあるため、エネルギーのバランスを取ることは、非常に困難である。
【００１１】
３．冷源／熱源の品質を確保することは、非常に困難である。冷源／熱源の温度は、水源ヒートポンプユニットの省エネルギー的に効率よく作動するためのキーである。一般的に、水源ヒートポンプユニットが最適の作動モードにあるとき、要求される源側水の入水温度は、夏の冷却用に供する際は約２５℃が好ましく、冬の加熱用に供する際は１０−１５℃が好ましい。この範囲外では、高すぎることも低すぎることも好ましくない。軽い場合、効率が低下し、省エネルギーの目的に達成できない。酷い場合、ユニットが故障して正常に作動できなくなり、それだけでなくて、ユニットの運転中止、システムダウン、プロジェクトの失敗などの可能性もある。単体プロジェクトの開発形式は、単一形態の地熱エネルギー資源を使用することが多く見られる。こういう単一形態の地熱エネルギー資源は、常に限界性や不安定性があり、冷源／熱源の品質を完全に確保することや、地中熱ヒートポンプによる省エネルギーの効果を確保することや、地中熱ヒートポンプシステムの継続的かつ安定的な作動を確保することができない。
【００１２】
４．単体プロジェクトの建設方式は、工事の品質を確保することが困難である。地中熱ヒートポンプシステムは、複雑なシステムであり、その開発建設において科学を尊重し、技術を重視し、厳しい工事規範と基準を実行しなければならない。しかしながら、単体プロジェクトは、厳しいプロジェクト管理が不足することが良くあり、工事が標準化されていないことが多くあるので、プロジェクトの品質を確保し難く、プロジェクトに潜在的危険が多く存在する。これは、地中熱ヒートポンプ技術の発展に深刻な影響を及ぼす。
【００１３】
５．地域内の浅層地熱エネルギー資源は、限定的に開発するしかできない。単体プロジェクトの開発モデルでは、条件を満たす少数の建物を、限定された場所で限定的に開発するしかできない。よって、地域内の大量な浅層地熱エネルギー資源は、利用されることができない。
【００１４】
（二）．従来の中水技術における問題：
１．認知の誤りがある。中水は、汚水から由来するため、汚いと思い込まれ、中水の水品質を疑っているので、使用上の積極性が高くない。
【００１５】
２．価格の問題がある。従来、技術と規模の問題のため、中水の生産コストと輸送コストが比較的に高く、上水に比べて価格差が目立っていない。よって、人々にとって中水を生産・使用する利益的動機が欠如している。
【００１６】
３．給水管網が不足しているため、水があっても供給できない。
【００１７】
経済上の実現可能性は、業界の発展を影響する要因である。従来の技術に基づいて、中水の再利用及び地中熱ヒートポンプを開発するには、２つの管網と３つの管路を構築する必要がある。都市の管網建設には、投資が巨大であり、プロジェクトが複雑であるので、経済上のリスクが大きい。現在、管網建設の不足は、中水の再利用の発展を大きく制限している。地中熱ヒートポンプ技術を継続的に、安定的に、健全的に発展させるには、公共の冷源／熱源―源側水管網を構築する必要がある。ただし、源側水管網には、供給と回収という２つの管路が必要であるため、投資コストが更に高くなってしまう。また、空調機を使わない季節では、ほとんどの水源ヒートポンプユニットが運転しないため、管網の使用率が低く、運転コストがさらに高くなる。従って、管網建設も、地中熱ヒートポンプ技術の開発におけるネックとなるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来技術の欠陥に対し、本発明の出願人は、多くの科学的研究を行った結果、中水が水資源であるとともにエネルギーであるという特別な性質を利用して、中水の再利用及び地中熱ヒートポンプの開発建設における問題を十分に解決する技術的解決手段を提案する。上記の研究結果に基づいて、本発明は、地域の地中熱ヒートポンプシステム源側水及び中水公共給水管網システムを提供する。この管網システムは、地域内の任意の水源ヒートポンプユニットの冷源／熱源として利用できるし、地域内の任意の利用者の中水源として理由できる。すなわち、この管網は、地域内の地中熱ヒートポンプシステムの源側水であるとともに、中水の管網であり、つまり、いわゆる両網合一、単網両用である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る技術的解決手段は次の通りである。汚水処理システムの中水出水側に接続される給水本管と、給水本管に接続される複数のエネルギーステーション及び複数の送配ステーションと、隣接するエネルギーステーション同士の間に設けられて連通する返水本管と、エネルギーステーションに設けられて地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する複数の浅層地熱エネルギー熱交換システムと、エネルギーステーションと送配ステーションに対応して接続される配水管網とを備え、上記エネルギーステーションの配水側出水口は、配水ポンプと配水管網給の水分配管を順に介して対応する配水管網の給水管路に接続され、エネルギーステーションは、配水管網の返水分配管を介して対応する配水管網の返水管路に接続される公共給水管網システムであり、具体的には、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムである。
【００２０】
そのうち、上述の配水管網は、ユーザー側給水システムに接続される。
【００２１】
本発明に係るエネルギーステーションは、管網のエネルギー中枢であり、下記の２つの機能を備える。
まず、管網中を流れる転送媒体である源側水及び中水の温度や圧力や流量などの技術的パラメーターが、地中熱ヒートポンプユニットの運転モードの要求に達するように、地域内の異なる場所の浅層地熱資源の特徴に基づいて、１種類または複数の種類の浅層地熱資源を選択し、収集し、処理し、整合し、集成する。同時に、水質を、地中熱ヒートポンプシステムの循環水の運転要求に達成させるとともに、中水利用の基準を満たさせる。
【００２２】
次に、地域内のユーザー水源ヒートポンプユニット及び中水に対する負荷要求と負荷の変化に基づいて、リアルタイムに調整して管網中の転送媒体である源側水及び中水を合理的に送配し、送配管網の効率的、安全的、安定的な運転を確保し、ユーザーのニーズを満たす。
【００２３】
本発明に係るエネルギーステーションは、エネルギーステーションの分水タンクと、エネルギーステーションの集水タンクと、エネルギーステーションの中水処理システムとを含む。そのうち、エネルギーステーションの分水タンクは、給水本管と連通して源側水及び中水を取得し、エネルギーステーションの分水タンクの配水側の出水口は、エネルギーステーションの配水ポンプを介して対応する配水管網の配水管網給水分配管に接続されており、エネルギーステーションの集水タンクの入水口は、対応する配水管網の配水管網返水分配管に接続され、エネルギーステーションの集水タンクの出水側は、管路を介してエネルギーステーションの中水処理システムの入水側に接続されており、エネルギーステーションの中水処理システムには、１個または１個以上の出水口が設けられ、１つの出水口を採用するとき、この出水口は、熱交換システムの循環ポンプを介してエネルギーステーションに対応する浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、当該浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路を介してエネルギーステーションの分水タンクの第１入水口に接続されており、複数の出水口を採用するとき、エネルギーステーションの中水処理システムの少なくとも他の出水口は、循環ポンプを介して当該エネルギーステーションに対応する浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、当該浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路を介してエネルギーステーション分水タンクの第２入水口に接続される。
【００２４】
さらに、エネルギーステーションの分水タンクの第２入水口に接続される浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、更に熱交換システムの出水管路及び熱交換システムの出水管路に設けられる中水再処理システムを介して、それぞれエネルギーステーションの分水タンクに接続される。
【００２５】
本発明において、給水本管の入口端は、汚水処理システムの中水出水側の給水本管の給水ポンプに接続され、給水本管の出口端は、第１エネルギーステーションの分水タンクの入水口に接続され、第１エネルギーステーションの分水タンクの出水口における給水本管の給水ポンプは、給水本管の次のセクションの入口端と接続され、供水本管の次のセクションの出口端は、第２エネルギーステーションの分水タンクの入水口に接続され、第２エネルギーステーションの分水タンクの出水口における給水本管の給水ポンプは、給水本管の次のセクションの入口端に接続され、これにより、以上の接続構造を繰り返して最後のエネルギーステーションまで接続される。
【００２６】
本発明において、源側返水本管は、隣接するエネルギーステーションにおける集水タンクの間に設けられ、前のエネルギーステーションの集水タンクの返水接続口は、１個の返水本管の返水ポンプ及び１個の返水本管の調節弁を順に介して返水本管の先端口に接続され、返水本管の末端口は、1個の返水本管の調節弁及び１個の返水本管の返水ポンプを順に介して次のエネルギーステーションの集水タンクの第１返水接続口に接続され、当該エネルギーステーションの集水タンクの第２源側返水接続口は、１個の返水本管の返水ポンプと１個の返水本管の調節弁を順に介して次のセクションの返水本管の先端口に接続され、これにより、最後のエネルギーステーションまで接続される。そのうち、それぞれの返水本管の先端口と末端口は、それぞれ、１個のバイパス弁とバイパス管を介して対応するエネルギーステーションの集水タンクに接続される。
【００２７】
以上の構造により、異なる源側返水ポンプと調節弁をオーポン、クローズすることで、源側返水本管内の源側返水の流れの方向を調節できる。源側返水本管は、システム内の源側水の品質及び地域内のエネルギーと水流量とのバランスを確保するように、システム内の各エネルギーステーションのサービス区内の浅層地熱資源の状況とユーザー冷源／熱源負荷の状況によって、熱力循環に参与する源側返水を調製できる。源側返水管路は、水源ヒートポンプユニットの熱力循環に参与した後の源側返水をエネルギーステーションの集水タンクに返送する。返送した源側返水は、中水処理装置により処理された後、再び浅層地熱エネルギー熱交換システムに返送され、新たな熱交換を行う。
【００２８】
本発明において、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する浅層地熱エネルギー熱交換システムは、浅層地熱エネルギー熱交換システムの埋設管熱交換システム、地下水熱交換システム、地表水熱交換システム、及び汚水と廃水源熱交換システムから選択されたいずれかである。地域内の浅層地熱エネルギー熱交換システムは、さらに地域内の再生可能エネルギー、未利用エネルギー、従来エネルギーの余熱／廃熱熱交換システムのいずれかを採用する。
【００２９】
本発明において、それぞれのエネルギーステーションの分水タンクの配水側の出水口は、配水ポンプと配水管網の給水分配管を順に介して、対応する配水管網の配水管網給水分岐管に接続され、エネルギーステーションの集水タンクの入水口は、配水管網の返水分配管を介して対応する配水管網の配水管網返水分岐管に接続され、配水管網の配水管網給水分岐管と配水管網返水分岐管には、それぞれ、少なくても１つのユーザー側給水システムが接続される。
【００３０】
そのうち、配水管網は、環状管網と分枝状管網とを組み合わせた混合式管網を採用し、配水管網の返水管路は、重力返水、圧力返水、または重力返水と圧力返水の組み合わせを採用する。
【００３１】
本発明に係る送配ステーションは、送配ステーションの分水タンクと、配水ポンプと、調節弁とを含む。送配ステーションの分水タンクの送配ステーション入水管は、調節弁を介して給水本管に接続されて源側水及び中水を取得し、送配ステーションの分水タンクの配水側出水口は、配水ポンプと給水分配管を順に介して対応する配水管網の給水分岐管に接続され、当該配水管網の配水管網返水分岐管は、接続される返水分配管を介して、当該配水管網に近いエネルギーステーションに対応する配水管網の返水分配管に接続され、当該配水管網返水分配管は、返水分配管増圧ポンプを介して対応する集水タンクの入水口に接続される。そのうち、上記の配水管網の配水管網給水分岐管と配水管網返水分岐管には、それぞれ、少なくとも１つのユーザー側給水システムが接続される。
【００３２】
本発明のシステムにおけるエネルギーステーションと送配ステーションの配水管網の少なくても１つの配水管網の給水分岐管は、公共給水管網システムの分区管網の主給水管とし、分区管網主給水管に複数の分区管網エネルギーステーションが接続され、隣接する分区管網エネルギーステーションの集水タンク同士の間には、連通する分区管網の主返水管が設けられ、分区管網の主返水管の先端口と末端口とのいずれには、分区管網の主返水管返水ポンプと、分区管網の主返水管調節弁と、分区管網の主返水管バイパス管と、分区管網主返水管バイパス弁とが設けられており、分区管網エネルギーステーションには、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する１個または１個以上の分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムが設けられる。分区浅層地熱エネルギー熱交換システムの分区管網浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水管は、それぞれ、分区管網エネルギーステーションの分水タンクに接続され、分区管網エネルギーステーションのいずれは、１つの分区配水管網に対応して接続され、配水管網は、少なくとも１つのユーザー側給水システムに接続される。
【００３３】
さらに、１種類の分区管網浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システム出水管路及び熱交換システム出水管路に設けられる中水再処理システムを介して、分区管網エネルギーステーションの分水タンクにそれぞれ接続される。
【００３４】
具体的な接続形態は、次の通りである。分区管網エネルギーステーション集水タンクの出水側は、管路を介して分区管網の中水処理装置の入水側に接続され、分区管網の中水処理装置の出水側は、分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して地域内の複数の浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側にそれぞれ接続されており、分区管網エネルギーステーション分水タンクの配水側出水口は、分区配水管網の配水ポンプと分区配水管網の給水分配管を介して対応する分区配水管網の給水分岐管に接続され、分区管網エネルギーステーション集水タンクは、分区配水管網の返水分配管を介して対応する分区配水管網の返水分岐管に接続され、配水管網の給水分岐管と配水管網の返水分岐管には、それぞれ、少なくとも１つのユーザー側給水システムが接続される。
【００３５】
さらに、分区管網の主給水管には、更に複数の分区送配ステーションが接続され、それぞれの分区送配ステーションの配水側は,１つの分区配水管網に接続される。分区送配ステーションは、分区送配ステーションno分水タンクと、配水ポンプと、分区送配ステーションno調節弁とを含み、分区送配ステーション分水タンクの分区送配ステーションno入水管は、分区送配ステーションno調節弁を介して分区主給水管に接続されて源側水及び中水を取得し、分区送配ステーションの分水タンクの配水側出水口は、配水ポンプと分区配水管網の給水分配管を順に介して対応する分区配水管網の給水分岐管に接続され、分区送配ステーションの配水管網における返水分岐管は、接続される返水分配管を介して、分区送配ステーションの配水管網に近い分区管網エネルギーステーションに対応する分区配水管網の分区配水管網の返水分配管に接続される。そのうち、配水管網の給水分岐管と配水管網の返水分岐管には、それぞれ、少なくとも１つのユーザー側給水システムが接続される。
【００３６】
そのうち、複数のエネルギーステーション、複数の分区管網エネルギーステーション、複数の送配ステーション、及び複数の分区管網送配ステーションは、ツリー型と、スター型と、バス同士が組み合わせられた混合式トポロジ構造で伸び広がっており、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムを構築する。
【００３７】
本発明に係るユーザー側給水システムは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける配水管網の給水分岐管と、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける配水管網の返水分岐管とを含む。配水管網の給水分岐管と配水管網の返水分岐管にはそれぞれ、集中式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第１ユーザー側給水システムと、分散式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第２ユーザー側給水システムと、中水のみを使用する第３ユーザー側給水システムとが設置される。配水管網の給水分岐管は、第１ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第１給水口を介して第１ユーザー側給水システムの第１給水サッブ分岐管に接続され、第２ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第２給水口を介して第２ユーザー側給水システムの第２給水サッブ分岐管に接続され、第３ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第３給水口を介して第３ユーザー側給水システムの第３給水サッブ分岐管に接続される。配水管網の返水分岐管には、第１ユーザー側給水システムに接続される第１源側返水リターン管と、第２ユーザー側給水システムに接続される第２源側返水リターン管とがそれぞれ設けられる。さらに、配水管網返水分岐管には、源側返水を提供する第４給水口を介して第３ユーザー側給水システムの第４給水サッブ分岐管が接続される。
【００３８】
そのうち、第１ユーザー側給水システムは、第１給水サッブ分岐管に接続される第１増圧給水ポンプを含み、第１増圧給水ポンプの出水端は、第１源側水入水分水管と第１中水分水管にそれぞれ接続され、第１源側水入水分水管の出水端は、集中式水源ヒートポンプユニットの入水口に接続され、集中式水源ヒートポンプユニットの入水口は、第１中水処理装置の入水口に接続され、第１中水処理装置の出水口は、第１源側出水ポンプを介して第１中水タンクの第１入水口に接続される。第１中水タンクの返水口は、第１源側返水リターン管及び第１源側返水リターン管に直列接続される第１源側返水機構を介して配水管網の返水分岐管に接続されており、第１中水分水管の出水口は、第１中水タンクの第２入水口に接続され、第１中水タンクの出水口は、第１中水分配管及び第１中水分配管に設けられる第１中水ポンプを介して第１中水配給機構に接続される。第１中水配給機構は、第１中水分配管に形成される１個以上の出水口と、第１中水分配管の各出水口にそれぞれ接続される第１ユーザー側中水分岐管とを含む。それぞれの第１ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第１ユーザー中水使用端が設けられる。上述の第１源側水入水分水管には、第１調節弁が設けられ、第１中水分水管には、第２調節弁が設けられ、第１源側出水ポンプと上述の第１中水タンクとの間の管路には、第３調節弁が設けられる。
【００３９】
さらに、第１源側返水機構は、第１源側返水リターン管に直列接続されて互いに並列接続する第１源側返水重力リターン管と第１源側返水圧力リターン管とを含み、第１源側返水リターン管の最後の出水口は、配水管網の返水分岐管に接続される。そのうち、第１源側返水重力リターン管には、第４調節弁が設けられ、第１源側返水圧力リターン管には、水流の方向に沿って第５調節弁と、第１源側返水ポンプと、第１源側返水逆止め弁とが順に設けられる。
【００４０】
第２ユーザー側給水システムは、第２給水サッブ分岐管に接続される第２増圧給水ポンプを含み、第２増圧給水ポンプの出水端は、第２源側水入水分水管と第２中水分水管にそれぞれ接続され、第２源側水入水分水管には、少なくても１つの出水口が設置され、それぞれの出水口は、１つの源側水入水分岐管に接続され、各源側水入水分岐管には、それぞれ、少なくても１つの分散式水源ヒートポンプユニットの入水口端が接続され、各分散式水源ヒートポンプユニットの出水口端は、それぞれ、対応する源側返水分岐管の入水口に接続され、複数の源側返水分岐管の出水口は、源側返水ヘッダー管の入水口セクションに接続され，源側返水ヘッダー管の出水口は、第２中水処理装置の入水口に接続され、第２中水処理装置の出水口は、第２源側出水ポンプを介して第２中水タンクの第１入水口に接続される。第２中水タンクの返水口は、第２源側返水リターン管と第２源側返水リターン管に直列接続される第２源側返水機構を介して配水管網の返水分岐管に接続され、第２中水分水管の出水口は、第２中水タンクの第２入水口に接続され、第２中水タンクの出水口は、第２中水分配管及び第２中水分配管に設けられる第２中水ポンプを介して第２中水配給機構に接続される。第２中水配給機構は、第２中水分配管に形成される少なくても１つの出水口と、第２中水分配管の各出水口にそれぞれ接続される第２ユーザー側中水分岐管とを含む。各第２ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第２ユーザー中水使用端が設けられる。第２源側水入水分水管には、第６調節弁が設けられ、第２中水分水管には、第７調節弁が設けられ、第２源側出水ポンプと第２中水タンクとの間の管路には、第８調節弁が設けられ、源側返水ヘッダー管の出水端は、第９調節弁を介して第２中水処理装置の入水口に接続される。
【００４１】
さらに、第２源側返水機構は、第２源側返水リターン管に直列接続されて互いに並列接続する第２源側返水重力リターン管と第２源側返水圧力リターン管とを含み、第２源側返水リターン管の最後の出水口は、配水管網返水分岐管に接続される。そのうち、第２源側返水重力リターン管には、第１０調節弁が設けられ、第２源側返水圧力リターン管には、水流の方向に沿って第１１調節弁と、第２源側返水ポンプと、第２源側返水逆止め弁とが順に設けられる。
【００４２】
第３ユーザー側給水システムは、第３給水サッブ分岐管と、第３給水サッブ分岐管に設けられた第１２調節弁と、第４給水サッブ分岐管と、第４給水サッブ分岐管に設けられた第１３調節弁とを含む。第３給水サッブ分岐管と第４給水サッブ分岐管との出水端は、共に第３中水分配管及び第３中水分配管に設けられる第３中水ポンプを介して第３中水配給機構に接続され、第３中水配給機構は、第３中水分配管に形成される少なくても１つの出水口と、第３中水分配管の各出水口にそれぞれ接続される第３ユーザー側中水分岐管とを含む。それぞれの第３ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第３ユーザー中水使用端が設けられる。
【００４３】
本発明において、用語「少なくても１つ」とは、「１つ」または「１つ以上」の２つの状況を含み、好ましくは「１つ以上」である。
本発明は、上述の技術の改良を通じて、下記の技術的進歩を得る。
【００４４】
（１）本発明のシステムにおいて、管網の輸送媒体である源側水及び中水は、地域内の非飲料水源であるとともに、地域内の地中熱ヒートポンプシステムの冷源／熱源である。これは、水資源であるとともに、エネルギーである。本発明の技術的解決手段では、両者を科学的に整合し集成しており、資源を段階的に、科学的に利用することを実現した。
【００４５】
（２）本発明の技術的解決手段では、２つの管路を建築すればよく、単網で単網両用できる。源側水及び中水の管網は、都市の機能的な施設であるとともに水源施設であり、さらには都市のエネルギー施設でもある。これは、プロジェクトの投資コスト、運営コストおよび管理コストを大幅に低減させ、地中熱ヒートポンプ技術と中水再利用の発展に対して、広い空間を提供する。
【００４６】
（３）本発明の技術的解決手段は、環境に優しく汚染のない産業ソルーションであり、都市の汚水処理や中水再利用の発展を大きく促進でき、浅層地熱エネルギーの開発や地中熱ヒートポンプ技術の発展を大きく促進できる。これは、節水型都市、低炭素型都市の建設に対して、有力な技術サポートと産業上のサポートを提供し、省エネルギー、節水、環境保護、経済又は社会の多大な利益を生み出すことができる。
【００４７】
従来技術と比べて、本発明に係る地域の地中熱ヒートポンプシステム源側水及び中水の公共給水管網システムは、次のような特徴を有する。
【００４８】
１．地中熱ヒートポンプ技術の発展を大きく促進できる。本発明に係る技術的解決手段は、地域内の様々な形態の浅層地熱エネルギー資源を整合し集成しており、公共の管網、公共のエネルギー場を構築する。管網は、地域内の各所に延び、地域内の任意のユーザーの水源ヒートポンプユニットに冷源／熱源を提供できる。また装着及び使用しやすく、複雑な地源施工が必要でない。工事後に、メンテナンスコストが低く、地源システムに対してユーザーの煩雑な専門的な作動管理が必要でない。初期投資が大きく低減できる。本発明に係る技術的解決手段によっては、地中熱ヒートポンプ技術を大規模に普及させ、今後ＨＶＡＣ及び空調機業界において発展しようとする主流技術、製品となることができる。
【００４９】
２．本発明に係る公共管網は、地域の広範囲において、様々な形態の浅層地熱エネルギー資源に対して統一分配、最適な相補、総合的なバランスを取り、最終に地域全体のエネルギーの基本的なパランスに達しており、浅層地熱エネルギー資源を永久的に開発、循環再生、良い発展のために効率よく保護する。
【００５０】
３．本発明は、地域内の様々な形態の浅層地熱エネルギー資源を整合し、集成する。広領域において、多品位のエネルギーの集積するエネルギー場内で、利点を相補し、分配を最適化し、高品質の冷源／熱源を整合し集成しており、水源ヒートポンプユニットを常に最適運転モードで作動させるようにする。そして、省エネルギー、高効率な効果に達する。
【００５１】
４．プロジェクト品質の確保に寄与できる。本発明により構築される区域公共給水管網は、都市の基盤施設である。そのため、プロジェクト建設において、複数の学科と複数の分野の技術力、及び多方面の資金を集中し、プロジェクトを厳しく管理する。真剣な調査、科学的な計画、最適化したデザイン、標準施工、及び秩序のある開発を達成すれば、プロジェクトの品質を保障しやすい。それにより、地中熱ヒートポンプ技術の安定的、持続的、健全な発展を保障する。
【００５２】
５．地域内の浅層地熱エネルギー資源を最大限に開発利用できる。本技術的解決手段により構築される地域の公共給水管網は、都市の基盤施設である。都市の地理条件、浅層地熱資源の状況、及び都市の発展計画によって、地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共管網の構築に対して統一計画、全体計画及び科学計画が行われば、ある地域の浅層地熱エネルギー資源を最大限に開発利用できるし、地域内の他の再生可能なエネルギー、未利用エネルギー、及び従来エネルギーの余熱／廃熱を整合し集成できる。こうした開発利用の幅と深さは、単体プロジェクトの開発モードとは比較にならないものである。
【００５３】
６．本発明は、従来の中水と地中熱ヒートポンプという両分野の限界を打破し、技術分野間、業界分野間、及び工学システム間に跨る科学的な組み合わせを達成し、両網を一つに統合して単網両用を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る公共管網システムのメインシステムの構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係る公共管網システムの分区管網システムの構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態に係る公共管網システムの全体のシステムの構造を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第４実施形態に係る公共管網システムのユーザー側給水システムの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、実施例に即し、図面を参照して本発明における地域の地中熱ヒートポンプシステム源側水及び中水の公共給水管網システムを詳しく説明する。以下の実施の形態は、本発明の単なるより好ましい実現であって、本発明の保護範囲を制限するものではない。
【００５６】
図１に示すように、本発明に係る地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網メインシステムは、汚水処理システムの中水出水側に接続される給水本管３を含む。給水本管３は、管網内の輸送媒体である源側水及び中水のメイン輸送配管であり、源側水及び中水を各エネルギーステーション、送配ステーションに輸送することを担当する。給水本管３には、複数のエネルギーステーション１３／２２が接続されており、隣接する2つのエネルギーステーション１３／２２同士には、連通する源側返水本管１９が設けられ、それぞれのエネルギーステーション１３／２２には、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する複数の浅層地熱エネルギー熱交換システム１４／２１、１７／２５が設けられており、それぞれのエネルギーステーション１３／２２は、対応する配水管網６１／４４に接続され、それぞれの配水管網６１／４４は、１つのユーザー側給水システムに接続される。
【００５７】
具体的な接続形態は、以下の通りである。それぞれのエネルギーステーション１３／２２的配水側出水口Ｃ"/Ｆ"は、配水ポンプ５９／４６と配水管網の給水分配管６０／４７とを順に介し対応する配水管網６１／４４の給水管路に接続され、それぞれのエネルギーステーション１３／２２は、配水管網の源側返水分配管５５／４８／４９を介して対応する配水管網６１／４４の源側返水管路に接続される。
【００５８】
エネルギーステーション１３／２２は、エネルギーステーションの分水タンク４／４３と、エネルギーステーションの集水タンク８／３４と、エネルギーステーションの中水処理システム１１／２９とを含む。そのうち、エネルギーステーションの分水タンク４／４３は、給水本管３と連通して源側水及び中水を取得し，当該エネルギーステーションの分水タンク４／４３の配水側の出水口Ｃ”／Ｆ”は、エネルギーステーション配水ポンプ５９／４６を介して対応する配水管網６１／４４の配水管網給水分配管６０／４７に接続され、エネルギーステーションの集水タンク８／３４の入水口ａ’／ｄ’は、対応する配水管網６１／４４の配水管網の返水分配管５５／４８に接続され、エネルギーステーションの集水タンク８／３４の出水側は、管路を介してエネルギーステーションの中水処理システム１１／２９の入水側に接続され、エネルギーステーションの中水処理システム１１／２９には、２つの出水口が設けられ，一つの出水口は、熱交換システムの循環ポンプ１５／２３を介して当該エネルギーステーション１３／２２に対応する浅層地熱エネルギー熱交換システム１４／２１の入水側に接続され、当該浅層地熱エネルギー熱交換システム１４／２１の出水側は、熱交換システム出水管路１２／２０を介してエネルギーステーションの分水タンク４／４３の第１入水口Ｂ’／Ｅ’に接続され、エネルギーステーションの中水処理システム１１／２９のもう一つの出水口は、循環ポンプ１６／２４を介して当該エネルギーステーション１３／２２に対応する他の種類の浅層地熱エネルギー熱交換システム１７／２５の入水側に接続され、浅層地熱エネルギー熱交換システム１７／２５の出水側は、熱交換システムの出水管路１８／２６及びこれに設けられる中水再処理システム１５６／１５７を介して上記のエネルギーステーションの分水タンク４／４３の第２入水口Ｂ”／Ｅ”に接続される。
【００５９】
給水本管３の入口端Ａは、汚水処理システム１の中水出水側における給水本管給水ポンプ１に接続され、給水本管３の出口端Ｂは、第１エネルギーステーション１３の分水タンク４の入水口に接続され、第１エネルギーステーション１３の分水タンク４の出水口Ｃ’における給水本管給水ポンプ５は、給水本管３の次のセクションの入口端Ｃに接続され、給水本管３の次のセクションの出口端Ｅは、第２エネルギーステーション１１の分水タンク４３の入水口に接続され、第２エネルギーステーション１１の分水タンク４３の出水口における給水ポンプ４２は、給水本管３の次のセクションの入口端Ｆに接続され、これにより、最後のエネルギーステーションまで接続される。
【００６０】
源側返水本管１９は、隣接する２つのエネルギーステーション１３／２２におけるエネルギーステーション集水タンク８／３４の間に設けられており、圧力送水方法を採用し，両方向送水の機能を有する。前のエネルギーステーションの集水タンク８の返水接続口ａは、一つの源側返水本管返水ポンプ１０と一つの源側返水本管調節弁９とを順に介して源側返水本管１９の先端口ｂに接続され、源側返水本管１９の末端口ｃは、一つの源側返水本管調節弁３１と一つの源側返水本管返水ポンプ３０とを順に介して次のエネルギーステーションの集水タンク３４の第１返水接続口ｄに接続され、当該エネルギーステーション集水タンク３４の第２返水接続口ｅは、源側返水本管返水ポンプ２８と源側返水本管調節弁２７とを順に介して次のセクションの源側返水本管１９の先端口ｆに接続され、これにより、最後のエネルギーステーションまで接続される。各源側返水本管１９の先端口ｂ／ｆと末端口ｃは、それぞれ、さらにバイパス弁７／３６／３３とバイパス管６／３５／３２を介して対応するエネルギーステーションの集水タンク８／３４に接続される。
【００６１】
それぞれのエネルギーステーション１３／２２の分水タンク４／４３の配水側のいずれは、配水管網６１／４４に対応して接続され、それぞれのエネルギーステーション１３／２２の分水タンク４／４３の配水側の出水口Ｃ”／Ｆ”は、配水ポンプ５９／４６と配水管網給水分配管６０／４７を順に介して対応する配水管網６１／４４の配水管網給水分岐管６２／５１に接続され、エネルギーステーション１３／２２の集水タンク８／３４の入水口ａ’／ｄ’は、配水管網の源側返水分配管５５／４８／４９を介して対応する配水管網６１／４４の配水管網の源側返水分岐管５８／４５に接続される。そのうち、配水管網６１／４４は、環状管網と分枝状管網とを組み合わせる混合式管網を採用し、配水管網６１／４４の源側返水管路は、重力返水、圧力返水、または重力返水と圧力返水の組み合わせを採用する。
【００６２】
ここで、配水管網６１／４４の配水管網の給水分岐管６２／５１及び配水管網の返水分岐管５８／４５には、それぞれ、１個以上のユーザー側給水システムが接続される。
【００６３】
送配ステーションは、管網のレイアウトの状況及びユーザーの負荷需要に基づいて設置される。送配ステーションは、管網の中の分配機構であり、サービス区内のユーザー水源ヒートポンプユニット及び中水に対する負荷要求と負荷の変化に基づいて、リアルタイムに調整して、管網の中の転送媒体である源側水及び中水を配水管網により、各ユーザーに効率的に、安全的に、合理的に、安定的に送配する。
【００６４】
給水本管３には、複数の送配ステーション３８がさらに接続される。各送配ステーション３８の配水側は、一つの配水管網５６に接続される。送配ステーション３８は、送配ステーションの分水タンク３９と、配水ポンプ５３と、調節弁４１とを含む。送配ステーションの分水タンク３９の入水管４０は、調節弁４１を介してＤ箇所で給水本管３に接続されて、源側水及び中水を取得する。送配ステーションの分水タンク３９の配水側出水口Ｄ’は、一つの配水ポンプ５３と給水分配管５４を順に介して対応する配水管網５６の給水分岐管５７に接続される。当該配水管網５６の配水管網の源側返水分岐管５２は、接続される源側返水分配管５０を介して、配水管網５６に近い１個のエネルギーステーション１１に対応する配水管網４４の源側返水分配管４９／４８に接続される。当該配水管網の源側返水分配管４８は、一つの源側返水分配管の増圧ポンプ３７を介して対応する集水タンク３４の入水口ｄ’に接続される。
【００６５】
そのうち、配水管網５６の配水管網の給水分岐管５７及び配水管網返水分岐管５２には、それぞれ１個以上のユーザー側給水システムに接続される。
【００６６】
源側水及び中水の供給範囲の拡大に伴って、給水本管から離れた地区で地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水分区管網システムを構築する。
【００６７】
図２に示すように、エネルギーステーション１３／２２と送配ステーション３８の配水管網６１／４４／５６の中の１つの配水管網の給水分岐管６２／５１／５７を、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの分区管網の主給水管６５として、分区管網主給水管６５に複数の分区管網のエネルギーステーション１１８／１０５を接続させる。各隣接する２つの分区管網のエネルギーステーション１１８／１０５の集水タンク１１１／９４同士には、連通する分区管網の源側水主返水管（９１）が設けられる。分区管網の源側水主返水管（９１）の先端口と末端口のいずれには、分区管網の源側水主返水管返水ポンプ１０７／１０１／８９と、分区管網の源側水主返水管調節弁１０８／１０２／９０と、分区管網の源側水主返水管バイパス管１０９／１０４／９２と、分区管網の源側水主返水管バイパス弁１１０／１００／９３が設けられる。それぞれの分区管網エネルギーステーション１１８／１０５には、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する複数の分区管網浅層地熱エネルギー熱交換システム１１９／１１６／１０６／９７が設けられる。具体的には、それぞれの分区管網エネルギーステーション１１８／１０５の分区管網の集水タンク１１１／９４の出水側は、管路を介して分区管網の中水処理装置１１５／９８の入水側に接続され、分区管網の中水処理装置１１５／９８の出水側は、それぞれ、分区管網浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプ１１７／１１３／９９／９６を介して地域内の複数の浅層地熱エネルギー熱交換システム１１９／１１６／１０６／９７の入水側に接続される。分区浅層地熱エネルギー熱交換システム１１９／１１６／１０６／９７の分区管網浅層地熱エネルギー熱交換システム１１９／１０６の出水側は、熱交換システムの出水管１２０／１０３を介して、分区管網エネルギーステーション１１８／１０５の分水タンク７１／８７にそれぞれ接続される。分区浅層地熱エネルギー熱交換システム１１９／１１６／１０６／９７の分区管網浅層地熱エネルギー熱交換システム１１６／９７の出水側は、それぞれ、熱交換システムの出水管１１２／９５とこれに設けられる中水再処理システム１５８／１５９を介して、分区管網エネルギーステーション１１８／１０５の分水タンク７１／８７に接続される。それぞれの分区管網エネルギーステーション１１８／１０５は、分区配水管網６６／８１に対応して接続される。具体的には、それぞれの分区管網エネルギーステーション１１８／１０５の分水タンク７１／８７の配水側出水口ｇ／ｉは、分区配水管網の配水ポンプ６４／８５と分区配水管網の給水分配管６３／８４を順に介して対応する分区配水管網６６／８１の分区配水管網の給水分岐管６７／８２に接続される。それぞれの分区管網エネルギーステーション１１８／１０５の集水タンク１１１／９４は、分区配水管網の返水分配管６９／８６を介して対応する分区配水管網６６／８１の分区配水管網の返水分岐管６８／８３に接続される。そのうち、配水管網６６／８１の配水管網の給水分岐管６７／８２と配水管網の返水分岐管６８／８３のいずれには、１個以上のユーザー側給水システムがそれぞれ接続される。
【００６８】
分区管網の主給水管６５には、されに複数の分区送配ステーション８０が接続される。それぞれの分区送配ステーション８０の配水側は、分区配水管網７４に接続される。分区送配ステーション８０は、分区送配ステーションの分水タンク７９と、配水ポンプ７８と、分区送配ステーションの調節弁７２とを含む。分区送配ステーションの分水タンク７９の分区送配ステーション入水管７３は、分区送配ステーションの調節弁７２を介してポイントＨで分区主給水管６５に接続されて、源側水及び中水を取得する。分区送配ステーションの分水タンク７９の配水側出水口ｈ’は、配水ポンプ７８と分区配水管網の給水分配管７７を順に介して対応する分区配水管網７４の給水分岐管７５に接続される。分区送配ステーション８０の配水管網７４の返水分岐管７６は、接続される返水分配管７０を介して、分区送配ステーション８０の配水管網７４に近い一つの分区管網のエネルギーステーション１１８に対応する分区配水管網６６の分区配水管網返水分配管６９に接続される。そのうち、配水管網７４の配水管網給水分岐管７５と配水管網返水分岐管７６には、それぞれ１個以上のユーザー側給水システムに接続される。
【００６９】
図３に示すように、複数のエネルギーステーション１３／２２、複数の分区管網エネルギーステーション１０５／１１８／１２４、複数の送配ステーション３８、及び複数の分区送配ステーション８０／１２６は、ツリー型と、スター型と、バス同士を組み合わせた混合式トポロジ構造で伸び広がっており、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムを構築する。
【００７０】
本発明のシステムの作動原理は、以下のとおりである。
システムが作動する時、汚水処理システム１は、高度処理後の再生水である源側水及び中水を、ポンプ１によって加圧してから、給水本管３を経由して第１エネルギーステーション１３の分水タンク４に輸送する。同時に、当該地域内のある浅層地熱エネルギー熱交換システム１４／１７により収集された冷／熱媒水も、第１エネルギーステーション１３の分水タンク４に輸送される。整合された後の源側水及び中水は、一部がエネルギーステーションの分水タンク４の出水側Ｃ”におけるエネルギーステーションの配水ポンプ５９を経由して配水管網６１に輸送され、残部が給水本管３の給水ポンプ５により加圧された後送配ステーション３８に輸送される。
【００７１】
送配ステーション３８のサービス区内の源側水及び中水の負荷要求に基づいて、給水本管３は、Ｄ箇所で源側水及び中水の一部を送配ステーション入水管４０経由で送配ステーション３８の分水タンク３９に輸送する。入力された源側水及び中水は、送配ステーションの分水タンク３９の配水側Ｄ’における配水ポンプ５３を経由して配水管網５６に輸送される。給水本管３における源側水及び中水の残部は、給水本管３を経由して第２エネルギーステーション１１の分水タンク４３に輸送される。第２エネルギーステーション１１は、第１エネルギーステーション１３と同様な運転モードを採用し、当該地域内のある浅層地熱エネルギー熱交換システム２１／２５により収集された冷／熱媒水も、第２エネルギーステーション２２の分水タンク４３に輸送される。整合された後の源側水及び中水は、一部がエネルギーステーション分水タンク４３の配水側Ｆ”における配水ポンプ４６を経由して配水管網４４に輸送され、残部が給水本管３のＦにおける給水本管給水ポンプ４２により加圧された後、次の送配ステーションまたはエネルギーステーションの分水タンクに輸送され、以降も同様に繰り返される。
【００７２】
配水管網６１／４４／５６の配水管網の返水分岐管５８／４５／５２は、地域内のユーザーの水源ヒートポンプユニットの熱力循環後の源側返水を返水分配管５５／４９／４８／５０を経由してエネルギーステーション１３／２２の集水タンク８／３４に返送する。源側返水は、エネルギーステーション内の中水処理システム１１／２９にて処理された後、各浅層地熱エネルギー熱交換システム１４／２１、１７／２５に輸送されて、熱交換を行う。熱交換した後の新たな冷／熱媒水は、エネルギーステーションの分水タンク４／４３に返送され、新たな熱循環に入る。
分区管網システムは、同様なモードに従って運転する。
【００７３】
地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムのユーザー側において、給水システムを構築する。ユーザー側給水システムは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける転送媒体である源側水及び中水に含まれるエネルギーを十分に利用して、地域内の任意のユーザーの水源ヒートポンプユニットに冷源／熱源を提供できると共に、熱力循環に参与してエネルギー交換された後の源側出水をユーザーの非飲用水である中水源として、雑用のために提供できる。
【００７４】
具体的に、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網のユーザー側給水システムは、大きく３つの形態がある。第１形態は、集中式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣ（heating, ventilating, and air conditioning、暖房、換気、および空調）システムを使用するユーザーに源側水及び中水を提供するユーザー側給水システムである。第２形態は、分散式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用するユーザーに源側水及び中水を提供するユーザー側給水システムである。第３形態は、地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用しなく中水のみを使用するユーザーに中水を提供するユーザー側給水システムである。
【００７５】
図４に示すように、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の供水管網ユーザー側給水システムは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける配水管網の給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２と、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３とを含む。配水管網の給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２及び配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３には、それぞれ、集中式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第１ユーザー側給水システム、分散式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第２ユーザー側給水システム、中水のみを使用する第３ユーザー側給水システムが設置される。そのうち、配水管網の給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２は、それぞれ、第１ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第１給水口Ａを介して第１ユーザー側給水システムの第１給水サッブ分岐管１２８ａに接続され、第２ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第２給水口Ｂを介して第２ユーザー側給水システムの第２給水サッブ分岐管１２８ｂに接続され、第３ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第３供水口Ｃを介して第３ユーザー側給水システムの第３給水サッブ分岐管１２８ｃに接続される。配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３には、それぞれ、第１ユーザー側給水システムに接続される第１源側返水リターン管１２９ａ及び第２ユーザー側給水システムに接続される第２源側返水リターン管１２９ｂが設けられる。配水管網の返水分岐管３には、源側返水を提供する第４給水口Ｄを介して第３ユーザー側給水システムの第４給水サッブ分岐管１５５がさらに接続される。
【００７６】
そのうち、第１ユーザー側給水システムは、第１給水サッブ分岐管１２８ａに接続される第１増圧給水ポンプ１３０ａを含む。第１増圧給水ポンプ１３０ａの出水端は、第１源側水入水分水管１３５ａと第１中水分水管１３８ａにそれぞれ接続される。第１源側水入水分水管１３５ａの出水端は、集中式水源ヒートポンプユニット１３２の入水口に接続され、集中式水源ヒートポンプユニット１３２の出水口は、第１中水処理装置１３３ａの入水口に接続される。第１中水処理装置１３３ａの出水口は、第１源側出水ポンプ１３６ａを介して第１中水タンク１４０ａの第１入水口ｆに接続される。第１中水タンク１４０ａの返水口ｇは、第１源側返水リターン管１２９ａ及び第１源側返水リターン管１２９ａに直列接続される第１源側返水機構を介して配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。第１中水分水管１３８ａの出水口は、第１中水タンク１４０ａの第２入水口ｅに接続され、第１中水タンク１４０ａの出水口ｈは、第１中水分配管１４２ａ及び第１中水分配管１４２ａに設けられる第１中水ポンプ１４１ａを介して第１中水配給機構に接続される。
【００７７】
第１中水配給機構は、第１中水分配管１４２ａに形成される１個以上の出水口と、第１中水分配管１４２ａの各出水口にそれぞれ接続される第１ユーザー側中水分岐管１４４ａとを含む。それぞれの第１ユーザー側中水分岐管１４４ａには、１個以上の第１ユーザー中水使用端１４３ａが設けられる。
【００７８】
第１源側返水機構は、第１源側返水リターン管１２９ａに直列接続されて互いに並列接続する第１源側返水重力リターン管１２９ａ−1と第１源側返水圧力リターン管１２９ａ−２とを含む。第１源側返水リターン管１２９ａの最後の出水口は、配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。そのうち、第１源側返水重力リターン管１２９ａ−1には、第４調節弁１３４ａが設けられ、第１源側返水圧力リターン管１２９ａ−２には、水流の方向に沿って順に第５調節弁１４７ａ、第１源側返水ポンプ１４６ａ、第１源側返水逆止め弁１４５ａが設けられる。圧力式返水モードでは、第１中水タンク１４０ａの回水口ｇは、第１源側返水リターン管１２９ａ及び第１源側返水圧力リターン管１２９ａ−２に順に設けられる第１源側返水ポンプ１４６ａ、第１源側返水逆止め弁１４５ａを介し、配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。重力式返水モードでは、第１中水タンク１４０ａの返水口ｇは、直接に前記第１源側返水リターン管１２９ａ及び第１源側返水重力リターン管１２９ａ−1を介して配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。
【００７９】
そのうち、第１源側水入水分水管１３５ａには第１調節弁１３１ａが設けられ、第１中水分水管１３８ａには、第２調節弁１３９ａが設けられ、第１源側出水ポンプ１３６ａと第１中水タンク１４０ａとの間の管路には、第３調節弁１３７ａが設けられる。
【００８０】
第２ユーザー側給水システムは、第２給水サッブ分岐管１２８ｂに接続される第２増圧給水ポンプ１３０ｂを含む。第２増圧給水ポンプ１３０ｂの出水端は、第２源側水入水分水管１３５ｂ及び第２中水分水管１３８ｂにそれぞれ接続される。第２源側水入水分水管１３５ｂには、１個以上の出水口が設けられており、それぞれの出水口は、源側水入水支管１５０に接続される。各源側水入水支管１５０には、それぞれ、１個以上の分散式水源ヒートポンプユニット１４９の入水口端が接続される。各分散式水源ヒートポンプユニット１４９の出水口端は、それぞれ、対応する源側返水分岐管１４８の入水口に接続される。複数の源側返水分岐管１４８の出水口は、源側返水ヘッダー管１５１の入水口セクションに接続される。源側返水ヘッダー管１５１の出水口は、第２中水処理装置１３３ｂの入水口に接続され、第２中水処理装置１３３ｂの出水口は、第２源側出水ポンプ１３６ｂを介して第２中水タンク１４０ｂの第１入水口ｆに接続される。第２中水タンク１４０ｂの返水口ｇは、第２源側返水リターン管１２９ｂ及び第２源側返水リターン管１２９ｂに直列接続される第２源側返水機構を介して、配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。第２中水分水管１３８ｂの出水口は、第２中水タンク１４０ｂの第２入水口ｅに接続される。第２中水タンク１４０ｂの出水口ｈは、第２中水分配管１４２ｂ及び第２中水分配管１４２ｂに設けられる第２中水ポンプ１４１ｂを介して、第２中水配給機構に接続される。
【００８１】
第２中水配給機構は、第２中水分配管１４２ｂに形成される１個以上の出水口と、第２中水分配管１４２ｂの各出水口にそれぞれ接続される第２ユーザー側中水分岐管１４４ｂとを含む。それぞれの第２ユーザー側中水分岐管１４４ｂには、１個以上の第２ユーザー中水使用端１４３ｂが設けられる。
【００８２】
第２源側返水機構は、第２源側返水リターン管１２９ｂに直列接続されて互いに並列接続する第２源側返水重力リターン管１２９ｂ−1と第２源側返水圧力リターン管１２９ｂ−２を含む。第２源側返水リターン管１２９ｂの最後の出水口は、配水管網返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。そのうち、第２源側返水重力リターン管１２９ｂ−1には、第１０調節弁１３４ｂが設けられ、第２源側返水圧力リターン管１２９ｂ−２には、水流の方向に沿って第１１調節弁１４７ｂ、第２源側返水ポンプ１４６ｂ、第２源側返水逆止め弁１４５ｂが順に設けられる。圧力式返水モードでは、第２中水タンク１４０ｂの回水口ｇは、第２源側返水リターン管１２９ｂ及び第２源側返水圧力リターン管１２９ｂ−２に順に設けられる第１源側返水ポンプ１４６ｂと第２源側返水逆止め弁１４５ｂを介して、配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。重力式返水モードでは、第２中水タンク１４０ｂの返水口ｇは、直接に前記第２源側返水リターン管１２９ｂ及び第２源側返水重力リターン管１２９ｂ−1を介して、配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に接続される。
【００８３】
そのうち、第２源側水入水分水管１３５ｂには、第６調節弁１３１ｂが設けられ、第２中水分水管１３８ｂには、第７調節弁１３９ｂが設けられ、第２源側出水ポンプ１３６ｂと第２中水タンク１４０ｂとの間の管路には、第８調節弁１３７ｂが設けられる。源側返水ヘッダー管１５１の出水端は、第９調節弁１５２を介して第２中水処理装置１３３ｂの入水口に接続される。
【００８４】
本発明に係る地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の供水管網ユーザー側給水システムにおいて、第１中水タンク１４０ａと第２中水タンク１４０ｂのいずれの返水モードは、重力式返水モードまたは圧力式返水モードを採用してもよい。どちらの返水モードを採用するのは、配水管網の返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３、第１中水タンク１４０ａ、第２中水タンク１４０ｂの圧力状況によって決まる。
第３ユーザー側給水システムは、第３給水サッブ分岐管１２８ｃと、第３給水サッブ分岐管１２８ｃに設けられる第１２調節弁１５３と、第４給水サッブ分岐管１５５と、第４給水サッブ分岐管１５５に設けられる第１３調節弁１５４とを含む。第３給水サッブ分岐管１２８ｃと第４給水サッブ分岐管１５５の出水端は、共に第３中水分配管１４２ｃ及び第３中水分配管１４２ｃに設けられる第３中水ポンプ１４１ｃを介して第３中水配給機構に接続される。
【００８５】
第３中水配給機構は、第３中水分配管１４２ｃに形成される１個以上の出水口と、第３中水分配管１４２ｃの各出水口にそれぞれ接続される第３ユーザー側中水分岐管１４４ｃを含む。それぞれの前記第３ユーザー側中水分岐管１４４ｃには、１個以上の第３ユーザー中水使用端１４３ｃが設けられる。
【００８６】
本発明に係る配水管網給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２は、従来技術の都市公共中水管網の一次中水給水管であってもよい。一方、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３は、新築の二次中水給水管である。
【００８７】
本発明に係る給水管網ユーザー側給水システムの作動原理は、以下のとおりである。
１．第１ユーザー側給水システムは、集中式水源ヒートポンプユニット１３２の作動期間に、第１中水分水管１３８ａにおける第２調節弁１３９ａを閉め、第１源側水入水分水管１３５ａに設けられる第１調節弁１３１ａ、及び第１源側出水ポンプ１３６ａと第１中水タンク１４０ａとの間の管路に設けられる第３調節弁１３７ａをオープンする。第１給水サッブ分岐管１２８ａは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２の第１給水口Ａから源側水及び中水を取得する。取得した源側水及び中水は、第１増圧給水ポンプ１３０ａにより加圧された後、第１源側水入水分水管１３５ａを経由して集中式水源ヒートポンプユニット１３２に入り、熱力循環に入り、加熱または冷却を行う。熱力循環に参与した後の源側出水は、第１中水処理装置１３３ａに輸送されて中水処理を受けて、中水の標準に達成させており、第１源側出水ポンプ１３６ａと第３調節弁１３７ａを順に経由して第１中水タンク１４０ａに輸送される。第１中水分配管１４２ａの第１中水ポンプ１４１ａは、第１中水タンク１４０ａにおける源側返水をユーザー側第１中水分配管１４２ａ、第１ユーザー側中水分岐管１４４ａを順に経由して各第１ユーザー中水使用端１４３ａに輸送する。第１中水タンク１４０ａに余った源側返水は、重力式返水モードまたは圧力式返水モードで地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に返送される。
【００８８】
集中式水源ヒートポンプユニット１３２の中止期間に、第１源側水入水分水管１３５ａに設けられる第１調節弁１３１ａ、及び第１源側出水ポンプ１３６ａと第１中水タンク１４０ａとの間の管路に設けられる第３調節弁１３７ａを閉め、第１中水分水管１３８ａに設けられる第２調節弁１３９ａをオープンする。第１給水サッブ分岐管１２８ａは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２の第１給水口Ａから源側水及び中水を取得する。取得した源側水及び中水は、第１増圧給水ポンプ１３０ａにより加圧された後、第１中水分水管１３８ａを経由して第１中水タンク１４０ａに入り、中水のみとして使用される。第１中水ポンプ１４１ａは、第１中水タンク１４０ａにおける中水を第１中水分配管１４２ａと、第１ユーザー側中水分岐管１４４ａを順に経由して各第１ユーザー中水使用端１４３ａに輸送する。
【００８９】
２．第２ユーザー側給水システムは、分散式水源ヒートポンプユニット１４９の作動期間に、第２中水分水管１３８ｂに設けられる第７調節弁１３９ｂを閉め、第２源側水入水分水管１３５ｂに設けられる第６調節弁１３１ｂ、第２源側出水ポンプ１３６ｂと第２中水タンク１４０ｂとの間の管路に設けられる第８調節弁１３７ｂ、及び源側返水ヘッダー管１５１に設けられる第９調節弁１５２をオープンする。第２給水サッブ分岐管１２８ｂは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網の給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２の第２供水口Ｂから源側水及び中水を取得する。取得した源側水及び中水は、第２増圧給水ポンプ１３０ｂにより加圧された後、第２源側水入水分水管１３５ｂと各源側水入水支管１５０を順に経由してユーザー側の分散式水源ヒートポンプユニット１４９に輸送され、熱力循環に参与し、加熱または冷却を行う。熱力循環に参与した後の源側出水は、源側返水分岐管１４８、源側返水ヘッダー管１５１、第９調節弁１５２を順に経由して第２中水処理装置１３３ｂに輸送されて、中水処理を受けて、中水の標準に達成させており、第２源側出水ポンプ１３６ｂ、及び第２源側出水ポンプ１３６ｂと第２中水タンク１４０ｂとの間の管路に設けられる第８調節弁１３７ｂを順に経由して第２中水タンク１４０ｂに輸送される。第２中水分配管１４２ｂの第２中水ポンプ１４１ｂは、第２中水タンク１４０ｂにおける源側返水を第２中水分配管１４２ｂと、各第２ユーザー側中水分岐管１４４ｂとを順に経由して各第２ユーザー中水使用端１４３ｂに輸送する。第２中水タンク１４０ｂに余った源側返水は、圧力式返水モードまたは重力式返水モードで地域の地中熱ヒートポンプシステム源側水中水の公共給水管網システムの配水管網返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３に返送される。
【００９０】
分散式水源ヒートポンプユニット１４９の中止期間に、第２源側水入水分水管１３５ｂに設けられる第６調節弁１３１ｂ、及び第２源側出水ポンプ１３６ｂと第２中水タンク１４０ｂとの間の管路に設けられる第８調節弁１３７ｂを閉め、第２中水分水管１３８ｂに設けられる第７調節弁１３９ｂをオープンする。第２給水サッブ分岐管１２８ｂは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網の給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２の第２給水口Ｂから源側水及び中水を取得する。取得した源側水及び中水は第２増圧給水ポンプ１３０ｂにより加圧された後、第２中水分水管１３８ｂを経由して第２中水タンク１４０ｂに入り、中水のみとして使用される。第２中水ポンプ１４１ｂは、第２中水タンク１４０ｂにおける中水を第２中水分配管１４２ｂ、各第２ユーザー側中水分岐管１４４ｂを順に経由して各第２ユーザー中水使用端１４３ｂに輸送する。
【００９１】
３．第３ユーザー側給水システムは、上述した２種類のユーザー側給水システムが地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムの集中式水源ヒートポンプユニット１３２と分散式水源ヒートポンプユニット１４９とを使用している期間に、第３給水サッブ分岐管１２８ｃに設けられる第１２調節弁１５３を閉め、第４給水サッブ分岐管１５５に設けられる第１３調節弁１５４をオープンする。上記の第４給水サッブ分岐管１５５は、地域の地中熱ヒートポンプシステム源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３の第４給水口Ｄから源側返水（エネルギーが抽出された後の二次中水）を取得する。取得した源側返水は、第３中水分配管１４２ｃの第３中水ポンプ１４１ｃを経由して第３ユーザー側給水システムの第３中水配給機構に輸送する。
【００９２】
上述した２種類のユーザー側給水システムが地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムの集中式水源ヒートポンプユニット１３２と分散式水源ヒートポンプユニット１４９を中止させる期間に、第１３調節弁１５４を閉め、第１２調節弁１５３をオープンする。第３給水サッブ分岐管１２８ｃは、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及中共供水管網システムの配水管網給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２の第３給水口Ｃから源側水及び中水を取得する。取得した源側水及び中水は、第３中水ポンプ１４１ｃを経由して第３ユーザー側給水システムの第３中水配給機構に輸送されて、中水のみとして使用される。
【００９３】
本発明に係る地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の給水管網ユーザー側給水システムにおいては、公共給水管網システムの配水管網給水分岐管６２／５１／５７／６７／７５／８２が従来技術の都市公共中水管網の一次中水給水管であってもよい。このような場合、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムの配水管網返水分岐管５８／４５／５２／６８／７６／８３は、従来技術的解決手段に備えない二次中水給水管である。
【符号の説明】
【００９４】
１：汚水処理システム（中水部分）；２、５、４２：給水本管給水ポンプ；３：給水本管；４、４３：エネルギーステーションの分水タンク；６、３２、３５：返水本管のバイパス管；７、３６、３３：返水本管のバイパス調節弁；８、３４：エネルギーステーションの集水タンク；９、３１、２７：返水本管の調節弁；１０、３０、２８：返水本管の返水ポンプ；１１、２９：中水処理システム；１２、１８、２０、２６：浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水管；１３、２２：エネルギーステーション；１４、２１：クローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システム；１５、１６、２３、２４：熱交換システムの循環ポンプ；１７、２５：オープン式浅層地熱エネルギー熱交換システム；１９：返水本管；３７：返水分配管の増圧ポンプ；３８：送配ステーション；３９：送配ステーションの分水タンク；４０：送配ステーション入水管；４１：送配ステーションの調節弁；４４、５６、６１：配水管網；４５、５８、５２：配水管網の返水分岐管；４６、５３、５９：配水ポンプ；４７、５４、６０：配水管網の給水分配管；４８、４９、５０、５５：配水管網の返水分配管；５１、５７、６２：配水管網の給水分岐管；６３、７７、８４：分区配水管網の給水分配管；６４、７８、８５：分区配水管網の給水ポンプ；６５、１２１、１２７：分区管網の主給水管；６６、７４、８１、１２３、１２５：分区配水管網；６７、７５、８２：分区配水管網の給水分岐管；６８、７６、８３：分区配水管網の返水分岐管；６９、７０、８６：分区配水管網の返水分配管；７１、８７：分区管網エネルギーステーションの分水タンク；７２：分区送配ステーションの調節弁；７３：分区送配ステーション入水管；７９：分区送配ステーションの分水タンク；８０、１２６：分区送配ステーション；８８、１１４：分区管網主給水管の給水ポンプ；８９、１０１、１０７：分区管網の主返水管の返水ポンプ；９０、１０２、１０８：分区管網の主返水管の調節弁；９１、１２２：分区管網の主返水管；９２、１０４、１０９：分区管網の主返水管のバイパス管；９３、１００、１１０：分区管網の主返水管のバイパス弁；９４、１１１：分区管網のエネルギーステーションの集水タンク；９５、１０３、１１２、１２０：分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水管；９６、９９、１１３、１１７：分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプ；９７、１１６：オープン式分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システム；９８、１１５：分区管網の中水処理装置；１０５、１１８、１２４：分区管網のエネルギーステーション；クローズ式１０６、１１９：分区管網の浅層地熱エネルギー熱交換システム；１２８ａ：第１給水サッブ分岐管；１２８ｂ：第２給水サッブ分岐管；１２８ｃ：第３給水サッブ分岐管；１２９ａ：第１源側返水リターン管；１２９ａ−ｌ：第１源側返水重力リターン管；１２９ａ−２：第１源側返水圧力リターン管；１２９ｂ：第２源側返水リターン管；１２９ｂ−ｌ：第２源側返水重力リターン管；１２９ｂ−２：第２源側返水圧力リターン管；１３０ａ：第１増圧給水ポンプ；１３０ｂ：第２増圧給水ポンプ；１３１ａ：第１調節弁；１３１ｂ：第６調節弁；１３２：集中式水源ヒートポンプユニット；１３３ａ：第１中水処理装置；１３３ｂ：第２中水処理装置；１３４ａ：第４調節弁；１３４ｂ：第１０調節弁；１３５ａ：第１源側水入水分水管；１３５ｂ：第２源側水入水分水管；１３６ａ：第１源側出水ポンプ；１３６ｂ：第２源側出水ポンプ；１３７ａ：第３調節弁；１３７ｂ：第８調節弁；１３８ａ：第１中水分水管；１３８ｂ：第２中水分水管；１３９ａ：第２調節弁；１３９ｂ：第７調節弁；１４０ａ：第１中水タンク；１４０ｂ：第２中水タンク；１４１ａ：第１中水ポンプ；１４１ｂ：第２中水ポンプ；１４１ｃ：第３中水ポンプ；１４２ａ：第１中水分配管；１４２ｂ：第２中水分配管；１４２ｃ：第３中水分配管；１４３ａ：第１ユーザー中水使用端；１４３ｂ：第２ユーザー中水使用端；１４３ｃ：第３ユーザー中水使用端；１４４ａ：第１ユーザー側中水分岐管；１４４ｂ：第２ユーザー側中水分岐管；１４４ｃ：第３ユーザー側中水分岐管；１４５ａ：第１源側返水逆止め弁；１４５ｂ：第２源側返水逆止め弁；１４６ａ：第１源側返水ポンプ；１４６ｂ：第２源側返水ポンプ；１４７ａ：第５調節弁；１４７ｂ：第１１調節弁；１４８：源側返水分岐管；１４９：分散式水源ヒートポンプユニット；１５０：源側水入水支管；１５１：源側返水ヘッダー管；１５２：第９調節弁；１５３：第１２調節弁；１５４：第１３調節弁；１５５：第４給水サッブ分岐管；１５６、１５７、１５８、１５９：中水再処理システム
【図１】
2015530557.tif 000003
【図２】
2015530557.tif 000004
【図３】
2015530557.tif 000005
【図４】
2015530557.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月18日(2015.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水処理システムの中水出水側に接続される給水本管と、
給水本管に接続される複数のエネルギーステーション及び複数の送配ステーションと、
隣接するエネルギーステーション同士の間に設けられる返水本管と、
前記エネルギーステーションと送配ステーションとに対応して設けられて接続される配水管網と、
前記配水管網に接続される少なくても１つのユーザー側給水システムと
を備え、
前記エネルギーステーションには、地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する複数の熱交換システムが設けられており、前記エネルギーステーションと送配ステーションの配水側出水口は、順に配水ポンプと配水管網の給水分配管を介して対応する配水管網の給水管路に接続され、前記エネルギーステーションは、配水管網の返水分配管を介して対応する配水管網の返水管路に接続される、
ことを特徴とする地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項２】
前記エネルギーステーションは、分水タンクと、集水タンクと、エネルギーステーションの中水処理システムとを含み、
前記分水タンクは、給水本管と連通し、分水タンクの配水側の出水口は、エネルギーステーションの配水ポンプを介して対応する配水管網の給水分配管に接続されており、
前記集水タンクは、対応する配水管網の返水分配管に接続される入水口を含み、集水タンクの出水側は、管路を介してエネルギーステーションの中水処理システムの入水側に接続されており、
前記エネルギーステーションの中水処理システムは、出水側に１個以上の出水口が設けられ、前記エネルギーステーションの中水処理システムの１個以上の出水口は、浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して対応する１種類または２種類の浅層地熱エネルギー熱交換システムに接続されており、
前記エネルギーステーションの中水処理システムの出水口がクローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システムに接続される場合、前記出水口は、前記浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して、前記エネルギーステーションに対応するクローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、前記ローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路を介して前記分水タンクの入水口に接続されており、
前記エネルギーステーションの中水処理システムの出水口がオープン式浅層地熱エネルギー熱交換システムに接続される場合、前記出水口は、前記浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して、前記エネルギーステーションに対応するオープン式浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、前記オープン式浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路及び熱交換システムの出水管路に設けられる中水再処理システムを介して、前記分水タンクの入水口に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項３】
前記給水本管の入口端は、汚水処理システムの中水出水側の給水本管の給水ポンプに接続され、給水本管の出口端は、第１エネルギーステーションの分水タンクの給水本管入水口に接続され、第１エネルギーステーションの分水タンクの給水本管の出水口における給水本管の給水ポンプは、給水本管の次のセクションの入口端に接続され、前記供水本管の次のセクションの出口端は、第２エネルギーステーションの分水タンクの給水本管の入水口に接続され、第２エネルギーステーションの分水タンクの給水本管の出水口における給水本管の給水ポンプは、給水本管の次のセクションの入口端に接続され、このように、最後のエネルギーステーションまで接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項４】
前記源側返水本管は、隣接するエネルギーステーションにおける集水タンクの間に設けられ、隣接するエネルギーステーションのうち、前の集水タンクの源側返水接続口は、源側返水本管の返水ポンプと源側返水本管の調節弁を順に介して源側返水本管のヘッドポートに接続され、源側返水本管のテールポートは、源側返水本管の調節弁と源側返水本管の返水ポンプを順に介して次の集水タンクの第１源側返水接続口に接続され、当該集水タンクの第２源側返水接続口は、源側返水本管の返水ポンプと源側返水本管の調節弁を順に介して次のセクションの源側返水本管のヘッドポートに接続され、このように、最後のエネルギーステーションまで接続されており、
源側返水本管のヘッドポートとテールポートは、それぞれ、バイパス弁とバイパス管を介して対応する集水タンクに接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項５】
前記送配ステーションは、
送配ステーションの調節弁と、
送配ステーションの調節弁を介して給水本管の送配ステーションの入水口に接続される送配ステーションの入水管と、
配水ポンプと、
送配ステーションの分水タンクと
を含み、
前記送配ステーションの分水タンクは、その入水口が送配ステーションの入水管の出水口に接続され、その配水側出水口が配水管網の給水分配管に取り付けられる配水ポンプを介して対応する配水管網に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項６】
前記エネルギーステーション及び送配ステーションの分水タンクの配水側は、対応する配水管網に接続されており、
前記配水管網は、
配水管網の給水分配管に取り付けられる配水ポンプと、
前記エネルギーステーションまたは送配ステーションの分水タンクの配水側の出水口と、対応する配水管網の給水分岐管とを接続させるための、配水管網の給水分配管と、
前記配水管網がエネルギーステーションに接続される場合、前記集水タンクの入水口と、対応する配水管網の返水分岐管とを接続させており、前記配水管網が対応する送配ステーションに接続される場合、前記配水管網に近いエネルギーステーションに対応する配水管網の配水管網の返水分配管路に接続されるための、配水管網の返水分配管と
少なくても１つのユーザー側給水システムに接続される前記配水管網の給水分岐管と、
少なくても１つのユーザー側給水システムに接続される配水管網の返水分岐管と、
を含み、
前記配水管網は、環状管網と分枝状管網とを組み合わせた混合式管網を採用し、配水管網の返水管路は、重力返水、圧力返水、または重力返水と圧力返水との組み合わせを採用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項７】
配水管網の返水管路は、圧力返水方法を採用する場合、前記配水管網の返水管路は、配水管網の返水分配管に接続される増圧ポンプをさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項８】
エネルギーステーション及び送配ステーションの配水管網に接続される分区管網をさらに含み、
前記分区管網は、
前記配水管網の給水分岐管に接続される分区管網の主給水管と、
前記分区管網の主給水管に接続される複数の分区管網のエネルギーステーション及び複数の分区管網の送配ステーションと、
隣接する分区管網の集水タンク同士の間に設けられる分区管網の主返水管と、
前記分区管網のエネルギーステーション及び分区管網の送配ステーションに対応して設けられて接続される分区配水管網と、
前記分区管網に接続される少なくても１つのユーザー側給水システムと
を含み、
分区管網主返水管のヘッドポートとテールポートのいずれには、分区管網の主返水管返水ポンプと、分区管網の主返水管調節弁と、分区管網の主返水管バイパス管と、分区管網の主返水管バイパス弁とが設けられており、前記分区管網の集水タンクの出水側は、管路を介して分区管網の中水処理装置の入水側に接続され、分区管網の中水処理システムの出水側には、１個または１個以上の出水口が設けられ、分区管網のエネルギーステーションの中水処理システムの出水側の１個または１個以上の出水口は、１種類または２種類の浅層地熱エネルギー熱交換システムに対応して接続されており、
前記分区管網のエネルギーステーションの中水処理システムの出水口がクローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システムに接続される場合、前記出水口は、前記浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して、前記分区管網エネルギーステーションに対応するローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、前記クローズ式浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システムの出水管路を介して前記分水タンクの入水口に接続されており、
前記エネルギーステーションの中水処理システムの出水口がオープン式浅層地熱エネルギー熱交換システムに接続される場合、前記出水口は、前記浅層地熱エネルギー熱交換システムの循環ポンプを介して、前記エネルギーステーションに対応するオープン式浅層地熱エネルギー熱交換システムの入水側に接続され、前記オープン式浅層地熱エネルギー熱交換システムの出水側は、熱交換システム出水管路及び熱交換システム出水管路に設けられる中水再処理システムとを介して、前記分水タンクの入水口に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項９】
前記分区管網送配ステーションは、
分区管網送配ステーションの調節弁と、
分区管網送配ステーションの調節弁を介して分区主給水管の送配ステーションの入水口に接続される分区管網送配ステーションの入水管と、
分区配水管網の給水分配管に取り付けられる分区管網配水ポンプと、
分区管網の送配ステーションの分水タンクと
を含み、
前記分区管網の送配ステーションの分水タンクは、その入水口が分区管網の送配ステーションの入水管の出水口に接続され、その配水側出水口が分区管網の配水管網給水分配管に取り付けられる分区管網配水ポンプを介して、対応する分区配水管網に接続される、
ことを特徴とする請求項８に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム
【請求項１０】
前記分区配水管網は、
前記分区管網のエネルギーステーションまたは分区管網の送配ステーションの分水タンクの配水側の出水口と対応する分区配水管網給水分岐管との間に接続される、分区配水管網の配水ポンプ及び分区配水管網の給水分配管と、
前記分区配水管網が分区管網エネルギーステーションに接続される場合、前記分区管網のエネルギーステーションの分区管網の集水タンクの入水口と、対応する分区配水管網、返水分岐管とを接続させ、前記分区配水管網が対応する分区管網送配ステーションに接続される場合、前記分区管網の配水管網に近い分区管網のエネルギーステーションに対応する分区配水管網の分区配水管網の返水分配管に接続されるための、配水管網の返水分岐管と
を含み
分区配水管網は、少なくても１つのユーザー側給水システムに接続されており、
前記分区配水管網は、環状管網と分枝状管網とを組み合わせた混合式管網を採用し、前記配水管網の返水管路は、重力返水、圧力返水、または重力返水と圧力返水との組み合わせを採用する、
ことを特徴とする請求項８に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１１】
分区配水管網の返水管路が圧力返水方法を採用する場合、前記分区配水管網の返水管路は、分区配水管網の返水分配管に接続される増圧ポンプをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１２】
地域内の浅層地熱エネルギーと熱交換する前記熱交換システムは、浅層地熱エネルギー熱交換システムの埋設管熱交換システム、地下水熱交換システム、地表水熱交換システム、及び汚水と廃水源熱交換システムのうちの１つを採用しており、前記地域内の浅層地熱エネルギー熱交換システムは、地域内の再生可能エネルギー、未利用エネルギー、または従来エネルギーの余熱／廃熱熱交換システムのうちの１つを採用してもよい、
ことを特徴とする請求項１に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１３】
前記複数のエネルギーステーション、複数の分区管網のエネルギーステーションと複数の送配ステーション、及び複数の分区管網送配ステーションは、ツリー型と、スター型と、バス型とを組み合わせた混合式トポロジ構造で伸び広がっており、地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムを構築する、
ことを特徴とする請求項８に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１４】
前記ユーザー側給水システムは、
地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システムにおける配水管網及び分区配水管網の給水分岐管と、配水管網及び分区配水管網の返水分岐管と、
前記配水管網及び分区配水管網の給水分岐管、配水管網及び分区配水管網の返水分岐管に設けられて、集中式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第１ユーザー側給水システムと、分散式地中熱ヒートポンプＨＶＡＣシステムを使用する第２ユーザー側給水システムと、中水のみを使用する第３ユーザー側給水システムと、
を含み、
前記配水管網及び分区配水管網の給水分岐管は、第１ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第１給水口を介して第１ユーザー側給水システムの第１給水サッブ分岐管に接続され、第２ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第２給水口を介して第２ユーザー側給水システムの第２給水サッブ分岐管に接続され、第３ユーザー側給水システムに源側水及び中水を提供する第３給水口を介して第３ユーザー側給水システムの第３給水サッブ分岐管に接続され、前記配水管網及び分区配水管網の返水分岐管は、さらに源側返水を提供する第４給水口を介して第３ユーザー側給水システムの第４給水サッブ分岐管に接続されており、
前記配水管網及び分区配水管網の返水分岐管の第１源側返水口は、第１ユーザー側給水システムの第１源側返水リターン管に接続され、前記配水管網及び分区配水管網の返水分岐管の第２源側返水口は、第２ユーザー側給水システムの第２源側返水リターン管に接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１５】
前記第１ユーザー側給水システムは、第１給水サッブ分岐管に接続される第１増圧給水ポンプを含み、第１増圧給水ポンプの出水端は、第１源側水入水分水管と第１中水分水管にそれぞれ接続され、前記第１源側水入水分水管の出水端は、集中式水源ヒートポンプユニットの入水口に接続され、前記集中式水源ヒートポンプユニットの出水口は、第１中水処理装置の入水口に接続され、第１中水処理装置の出水口は、第１源側出水ポンプを介して第１中水タンクの第１入水口に接続されており、
前記第１中水タンクの返水口は、第１源側返水リターン管及び第１源側返水リターン管に直列接続される第１源側返水機構とを介して配水管網の返水分岐管に接続され、前記第１源側返水機構は、第１源側返水リターン管に直列接続されて互いに並列接続する第１源側返水重力リターン管と第１源側返水圧力リターン管とを含み、前記第１源側返水リターン管の最後の出水口は、配水管網及び分区配水管網の返水分岐管の第１源側返水口に接続されており、前記第１源側返水重力リターン管には、第４調節弁が設けられ、前記第１源側返水圧力リターン管には、水流の方向に沿って第５調節弁と、第１源側返水ポンプと、第１源側返水逆止め弁が順に設けられ、
前記第１中水分水管の出水口は、第１中水タンクの第２入水口に接続され、前記第１中水タンクの出水口は、第１中水分配管及び第１中水分配管に設けられる第１中水ポンプを介して第１中水配給機構に接続され、前記第１中水配給機構は、第１中水分配管に形成される１個以上の出水口と、第１中水分配管の各出水口に接続される第１ユーザー側中水分岐管とを含み、前記第１ユーザー側中水分配管には、少なくても１つの第１ユーザー中水使用端が設けられており、前記第１源側水入水分水管には、第１調節弁が設けられ、前記第１中水分水管には、第２調節弁が設けられ、前記第１源側出水ポンプと前記第１中水タンクとの間の管路には、第３調節弁が設けられる、
ことを特徴とする請求項１４に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１６】
前記第２ユーザー側給水システムは、第２給水サッブ分岐管に接続される第２増圧給水ポンプを含み、第２増圧給水ポンプの出水端は、第２源側水入水分水管と第２中水分水管にそれぞれ接続され、前記第２源側水入水分水管には、少なくても１つの出水口が設置され、それぞれの出水口は、源側水入水分岐管に接続され、前記源側水入水分岐管には、それぞれ、少なくても１つの分散式水源ヒートポンプユニットの入水口端が接続され、分散式水源ヒートポンプユニットの出水口端は、それぞれ、対応する源側返水分岐管の入水口に接続され、源側返水分岐管の出水口は、源側返水ヘッダー管の入水口セクションに接続され，前記源側返水ヘッダー管の出水口は、第２中水処理装置の入水口に接続され、第２中水処理装置の出水口は、第２源側出水ポンプを介して第２中水タンクの第１入水口に接続されており、
前記第２中水タンクの返水口は、第２源側返水リターン管及び第２源側返水リターン管に直列接続される第２源側返水機構を介して、配水管網及び分区配水管網の返水分岐管に接続され、前記第２源側返水機構は、第２源側返水リターン管に直列接続されて互いに並列接続する第２源側返水重力リターン管と第２源側返水圧力リターン管とを含み、前記第２源側返水リターン管の最後の出水口は、配水管網の返水分岐管の第２源側返水口に接続されており、前記第２源側返水重力リターン管には、第１０調節弁が設けられ、前記第２源側返水圧力リターン管には、水流の方向に沿って第１１調節弁と、第２源側返水ポンプと、第２源側返水逆止め弁が順に設けられており、
前記第２中水分水管の出水口は、第２中水タンクの第２入水口に接続され、前記第２中水タンクの出水口は、第２中水分配管と第２中水分配管に設けられる第２中水ポンプを介して第２中水配給機構に接続され、第２中水配給機構は、第２中水分配管に形成される少なくても１つの出水口と、第２中水分配管の各出水口に接続される第２ユーザー側中水分岐管とを含み、第２ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第２ユーザー中水使用端が設けられ、
前記第２源側水入水分水管には、第６調節弁が設けられ、第２中水分水管には、第７調節弁が設けられ、第２源側出水ポンプと第２中水タンクとの間の管路には、第８調節弁が設けられ、源側返水ヘッダー管の出水端は、第９調節弁を介して第２中水処理装置の入水口に接続される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【請求項１７】
前記第３ユーザー側給水システムは、第３給水サッブ分岐管と、第３給水サッブ分岐管に設けられる第１２調節弁と、第４給水サッブ分岐管と、第４給水サッブ分岐管に設けられる第１３調節弁とを含み、第３給水サッブ分岐管と第４給水サッブ分岐管の出水端は、共に第３中水分配管及び第３中水分配管に設けられる第３中水ポンプを介して、第３中水配給機構に接続されており、
第３中水配給機構は、第３中水分配管に形成される少なくても１つの出水口と、第３中水分配管の各出水口に接続される第３ユーザー側中水分岐管とを含み、前記第３ユーザー側中水分岐管には、少なくても１つの第３ユーザー中水使用端が設けられる、
ことを特徴とする請求項１４に記載の地域の地中熱ヒートポンプシステムの源側水及び中水の公共給水管網システム。
【国際調査報告】
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