(57)【要約】【課題】  環境負荷を低減しつつもランニングコストを抑え、効率の良いロードヒーティングシステムを提供する。【解決手段】  このロードヒーティングシステム１は、太陽光が照射される領域２に第１の熱交換媒体流路３を配設し、太陽光が照射されない領域４の地中内にその一端５ｂが第１の熱交換媒体流路の一端３ｂに接続された第２の熱交換媒体流路５を埋設し、第１の熱交換媒体流路の他端３ａと第２の熱交換媒体流路の他端５ａとを第３の熱交換媒体流路７で連結するとともに、第３の熱交換媒体流路７に、第３の熱交換媒体流路７を介して第１の熱交換媒体流路３から第２の熱交換媒体流路５へと熱交換媒体を循環させる媒体送圧ポンプ８を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光が照射される領域に配設された第１の熱交換媒体流路と、
太陽光が照射されない領域の地中内に埋設され、その一端が第１の熱交換媒体流路の一端に接続された第２の熱交換媒体流路と、
第１の熱交換媒体流路の他端と第２の熱交換媒体流路の他端とを連結する第３の熱交換媒体流路と、
第３の熱交換媒体流路に配設され、第３の熱交換媒体流路を介して第１の熱交換媒体流路から第２の熱交換媒体流路へと熱交換媒体を循環させる媒体送圧ポンプとを有することを特徴とするロードヒーティングシステム。
【請求項２】
請求項１記載のロードヒーティングシステムにおいて、
前記太陽光が照射されない領域の地表面温度または第２の熱交換媒体流路を通過している熱交換媒体の温度、あるいは第２の熱交換媒体流路を通過した熱交換媒体の温度を検出する第１温度検出手段と、
前記媒体送圧ポンプの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、第１温度検出手段からの検出温度が予め設定された所定温度になると、前記媒体送圧ポンプを駆動することを特徴とするロードヒーティングシステム。
【請求項３】
請求項１または２記載のロードヒーティングシステムにおいて、
第３の熱交換媒体流路の途中に、地中内採熱部を設けたことを特徴とするロードヒーティングシステム。
【請求項４】
請求項３記載のロードヒーティングシステムにおいて、
前記地中内採熱部の上流側と下流側に位置する第３の熱交換媒体流路を連結するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられた電磁開閉弁と、
前記太陽光が照射される領域の温度または第１の熱交換媒体流路を通過している熱交換媒体の温度、あるいは第１の熱交換媒体流路を通過した熱交換媒体の温度を検出する第２温度検出手段と、
前記地中内採熱部内の温度または前記地中内採熱部を通過している熱交換媒体の温度、あるいは前記地中内採熱部を通過した熱交換媒体の温度を検出する採熱温度検出手段とを有し、
前記地中内採熱部を前記電磁開閉弁よりも媒体搬送方向下流側の位置でバイパス流路に接続し、
前記制御手段は、第２温度検出手段からの検出温度と前記採熱温度検出手段からの検出温度とを比較し、前記採熱温度検出手段からの検出温度が第２温度検出手段からの検出温度よりも高い場合には前記電磁開閉弁を開弁制御し、前記採熱温度検出手段からの検出温度が第２温度検出手段からの検出温度よりも低い場合には前記電磁開閉弁を閉弁制御することを特徴とするロードヒーティングシステム。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載のロードヒーティングシステムにおいて、
第３の熱交換媒体流路と接続して設けられ、循環する熱交換媒体の一部を貯める貯留部と、
前記貯留部に貯められた熱交換媒体を加熱して、加熱後の熱交換媒体を前記貯留部に戻す補助熱源供給手段とを有することを特徴とするロードヒーティングシステム。
【請求項６】
請求項５記載のロードヒーティングシステムにおいて、
前記補助熱源供給手段は、前記貯留部と流路を介して接続された加熱器と、前記流路に設けられ前記貯留部内の熱交換媒体を前記加熱器に対して送圧する補助熱源用駆動ポンプとを有し、
前記制御手段は、少なくとも前記媒体送圧ポンプが駆動状態において、第１温度検出手段からの検出温度が予め設定された所定温度に満たない場合、前記補助熱源用駆動ポンプを駆動することを特徴とするロードヒーティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、流路内で熱交換媒体を循環させることで、流路を埋設した地表面を温めて凍結解消や融雪を行うロードヒーティングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  地表面に流路を埋設し、この流路に対して少なくとも地表面温度よりも高温の熱交換媒体を循環させることで、地表面の凍結解消や防止、地表面の融雪を行うロードヒーティングシステムが知られている。一般に熱交換媒体は、システム作動持においては給湯器等の加熱源を用いて加熱されているため、システム稼動時のランニングコストが問題となっている。
ロードヒーティングシステムには、加熱源として給湯器等を利用しないものがある。例えば特許文献１には、太陽光で加熱される領域側に熱交換媒体としての１次循環水を循環させる第１の循環経路を設け、凍結する側の地中内に２次循環水を循環させる第２の循環経路を埋設し、第１の循環経路の一部と第２の循環経路の一部をヒートポンプ内に導入し、一次循環水の熱で２次循環水を加熱するシステムが提案されている。【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２１１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  特許文献１においては、給湯器等を加熱源として利用しないので、ランニングコストが抑えられる反面、２次循環水の温度がヒートポンプの性能に依存するので、高性能なヒートポンプが必要となり、初期コストが高くなってしまう。また、日差しのない夜間においては１次循環水の温度が十分な温度にならないこともあり、２次循環水の温度が十分に昇温できないことが懸念される。また、環境負荷軽減の観点やランニングコストの面から見ると、ロードヒーティングシステムを稼動させる際に、化石燃料や電気、ガス等の使用を極力抑え、自然エネルギーを用いることが望ましい。
本発明は、環境負荷を低減しつつもランニングコストを抑え、効率の良いロードヒーティングシステムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  請求項１の発明は、太陽光が照射される領域に配設された第１の熱交換媒体流路と、太陽光が照射されない領域の地中内に埋設され、その一端が第１の熱交換媒体流路の一端に接続された第２の熱交換媒体流路と、第１の熱交換媒体流路の他端と第２の熱交換媒体流路の他端とを連結する第３の熱交換媒体流路と、第３の熱交換媒体流路に配設され、第３の熱交換媒体流路を介して第１の熱交換媒体流路から第２の熱交換媒体流路へと熱交換媒体を循環させる媒体送圧ポンプとを有することを特徴としている。【０００６】  請求項２の発明は、請求項１記載のロードヒーティングシステムにおいて、太陽光が照射されない領域の地表面温度または第２の熱交換媒体流路を通過している熱交換媒体の温度、あるいは第２の熱交換媒体流路を通過した熱交換媒体の温度を検出する第１温度検出手段と、媒体送圧ポンプの駆動を制御する制御手段とを有し、制御手段が、第１温度検出手段からの検出温度が予め設定された所定温度になると媒体送圧ポンプを駆動することを特徴としている。【０００７】  請求項３の発明は、請求項１または２記載のロードヒーティングシステムにおいて、第３の熱交換媒体流路の途中に、地中内採熱部を設けたことを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項３記載のロードヒーティングシステムにおいて、地中内採熱部の上流側と下流側に位置する第３の熱交換媒体流路を繋ぐバイパス流路に設けられた電磁開閉弁と、太陽光が照射される領域の地表面温度または第１の熱交換媒体流路を通過している熱交換媒体の温度、あるいは第１の熱交換媒体流路を通過した熱交換媒体の温度を検出する第２温度検出手段と、地中内採熱部内の温度または地中内採熱部を通過している熱交換媒体の温度、あるいは地中内採熱部を通過した熱交換媒体の温度を検出する採熱温度検出手段とを有し、地中内採熱部を電磁開閉弁よりも媒体搬送方向下流側のバイパス流路に接続し、制御手段が、第２温度検出手段からの検出温度と採熱温度検出手段からの検出温度とを比較し、採熱温度検出手段からの検出温度が第２温度検出手段からの検出温度よりも高い場合には電磁開閉弁を開弁制御し、採熱温度検出手段からの検出温度が第２温度検出手段からの検出温度よりも低い場合には電磁開閉弁を閉弁制御することを特徴としている。【０００８】  請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載のロードヒーティングシステムにおいて、第３の熱交換媒体流路と接続して設けられ、循環する熱交換媒体の一部を貯める貯留部と、貯留部に貯められた熱交換媒体を加熱して、加熱後の熱交換媒体を貯留部に戻す補助熱源供給手段とを有することを特徴としている。
請求項６の発明は、請求項５記載のロードヒーティングシステムにおいて、補助熱源供給手段は、貯留部と流路を介して接続された加熱器と、流路に設けられ貯留部内の熱交換媒体を加熱器に対して送圧する補助熱源用駆動ポンプとを有し、制御手段が、少なくとも媒体送圧ポンプが駆動状態において、温度検出手段からの検出温度が予め設定された所定温度に満たない場合、補助熱源用駆動ポンプを駆動することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、太陽光が照射される領域に配設された第１の熱交換媒体流路の一端が、太陽光が照射されない領域の地中内に埋設された第２の熱交換媒体流路の一端と接続し、第１の熱交換媒体流路の他端と第２の熱交換媒体流路の他端とが第３の熱交換媒体流路で連結されるので、熱交換媒体が媒体送圧ポンプにより循環すると、第１の熱交換媒体流路内を通過する熱交換媒体が太陽光で温められた地表面の熱と当該領域内の地中熱を吸収して温まり、この温められた熱交換媒体が直接第２の熱交換媒体流路へと供給される。このため、従来のようにヒートポンプを用いる必要がないので、コスト上昇を抑えつつも、効率よく第２の熱交換媒体流路内へ熱交換媒体を供給することができ、環境負荷を低減しつつ地表面の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。【００１０】  本発明によれば、太陽光が照射されない領域の地表面温度または、その温度に相関する第２の熱交換媒体流路を通過している、あるいは第２の熱交換媒体流路を通過した熱交換媒体の温度が第１温度検出手段で検出され、その検出温度が予め設定された所定温度になると媒体送圧ポンプが制御手段によって駆動されるので、無駄な媒体送圧ポンプの駆動を抑えつつも、必要なときに第１の熱交換媒体流路から第２の熱交換媒体流路へ温かい熱交換媒体を供給することができ、ランニングコストの低減を図りながら効率的な熱交換媒体の循環を行え、より環境負荷を低減しつつ地表面の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。【００１１】  本発明によれば、第３の熱交換媒体流路の途中に地中内採熱部を設けたので、第３の熱交換媒体流路を流れる熱交換媒体が、地中内採熱部で採熱した熱により温められる。このため、第３の熱交換媒体流路における熱交換媒体の温度低減を抑制でき、媒体温度を維持した状態で第２の熱交換媒体流路へ熱交換媒体を供給することができ、より環境負荷を低減しつつ安定して地表面の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。【００１２】  本発明によれば、太陽光が照射される領域の温度または、その温度に相関する第１の熱交換媒体流路を通過している熱交換媒体の温度、あるいは第１の熱交換媒体流路を通過した熱交換媒体の温度を検出する第２温度検出手段からの検出温度と、地中内採熱部内の温度またはその温度に相関する地中内採熱部を通過している熱交換媒体の温度、あるいは地中内採熱部を通過した熱交換媒体の温度を検出する採熱温度検出手段からの検出温度とを比較し、採熱温度検出手段からの検出温度が第２温度検出手段からの検出温度よりも高い場合には、地中内採熱部の上流側と下流側の第３の熱交換媒体流路を連結するバイパス流路に設けた電磁開閉弁を開弁制御し、採熱温度検出手段からの検出温度が第２温度検出手段からの検出温度よりも低い場合には電磁開閉弁を閉弁制御する切替制御を行うので、太陽光が照射される領域の温度が低下して第１の熱交換媒体流路内の循環時に熱交換媒体が吸熱する熱量が低減しても、電磁開閉弁が開かれることで太陽光が照射される領域の温度よりも高温な地中内採熱部内へ熱交換媒体が案内され、熱交換媒体の温度低下が抑制される。このため、第１の熱交換媒体流路が設けられた領域において温度変動があった場合でも熱交換媒体が地中か���吸熱を行えるので、より安定して地表面の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。【００１３】  本発明によれば、第３の熱交換媒体流路と接続して設けられ、循環する熱交換媒体の一部を貯める貯留部と、貯留部内の熱交換媒体を加熱して、加熱後の熱交換媒体を貯留部に戻す補助熱源供給手段とを有するので、第１の熱交換媒体流路内での循環時や地中内採熱部での循環時、あるいはこれら両者を経た循環時に熱交換媒体が吸収する熱量が低減しても、補助熱源供給手段を通過する際に熱交換媒体が加熱される。このため、太陽光が照射される領域や地中内の温度に変動があった場合でも熱交換媒体を安定して温められ、より安定して地表面の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。【００１４】  本発明によれば、補助熱源供給手段が、貯留部と流路を介して接続された加熱器と、流路に設けられ貯留部内の熱交換媒体を加熱器に対して送圧する補助熱源用駆動ポンプとを有し、制御手段が、少なくとも媒体送圧ポンプの駆動状態において、第１温度検出手段からの検出温度が予め設定された所定温度に満たない場合には補助熱源用駆動ポンプを駆動するので、第１の熱交換媒体流路内での循環時や地中内採熱部での循環時、あるいはこれら両者を経た循環時に熱交換媒体が吸収する熱量が低減した場合にのみ加熱器へと熱交換媒体が供給されるので、加熱器の利用頻度を極力低減しながらも、必要な熱量を熱交換媒体に対して与えることができ、ランニングコストや環境負荷をより低減しながら安定した地表面の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。各実施の形態に亘り、同一の機能および形状等を有する部材や構成部品等については、同一符号を付すに留め、その説明はできるだけ省略する。【００１６】（第１の実施形態）
図１において、符号１は、本発明が適用されたロードヒーティングシステムを示す。このロードヒーティングシステムは、太陽光１５が照射される領域としての日照地２内に埋設されることで領域内に配設された第１の熱交換媒体流路３と、太陽光１５が照射されない領域であり、凍結や積雪のある日陰地４の地中内に埋設された第２の熱交換媒体流路５と、第１の熱交換媒体流路３の一端３ｂと第２の熱交換媒体流路５の一端５ｂとを連結する連結流路６と、第１の熱交換媒体流路３の他端３ａと第２の熱交換媒体流路５の他端５ａとを連結する第３の熱交換媒体流路７と、第３の熱交換媒体流路７に配設され、この流路７を介して第１の熱交換媒体流路３から連結流路６を経て第２の熱交換媒体流路５へと熱交換媒体としてのブライン水を循環させる媒体送圧ポンプ８と、日陰地４の地表面温度ｔ１を検出する第１温度検出手段としての温度センサ９と、媒体送圧ポンプ８の駆動を制御する制御手段２０とを備えている。【００１７】  本形態において、日陰地４は建物１６の日陰部分として説明するが、このような場所に限定されるものではなく、例えば傾斜地の北側斜面や、同一路面や敷地内において日中日差しが差し込まない領域等が挙げられる。太陽光１５が照射される領域としては、日照地２に限定されるものではなく、例えば、建物１６の屋根１７や屋上、壁面等が挙げられる。【００１８】  第１の熱交換媒体流路３は、耐寒性に優れる架橋ポリエチレン製の管材で、この管材を等間隔ピッチで連続して日照地２内の略全域に渡って配設することで構成されている。第２の熱交換媒体流路５は、管材を等間隔ピッチで連続して日陰地４内の略全域に渡って配設している。連結流路６及び第３の熱交換媒体流路７も上記と同様管材で構成されている。本形態において、管材には三菱化学産資株式会社製・エクセルパイプを用いるが、これに限定されるものではない。【００１９】  第１の熱交換媒体流路３の他端３ａ及び第２の熱交換媒体流路５の他端５ａは、それぞれ集管連結部として機能する周知のヘッダ１０，１１に接続されている。ヘッダ１０，１１には、連結流路６の両端６ａ，６ｂがそれぞれ連結されていて、第１の熱交換媒体流路３と第２の熱交換媒体流路５の他端側を連通させている。第１の熱交換媒体流路３の他端３ａ及び第２の熱交換媒体流路５の他端５ａは、それぞれ集管連結部として機能する周知のヘッダ１２，１３に接続されている。ヘッダ１２，１３には、第３の熱交換媒体流路７の両端７ａ，７ｂがそれぞれ連結されていて、第１の熱交換媒体流路３と第２の熱交換媒体流路５の他端側を連通させている。【００２０】  媒体送圧ポンプ８は電動駆動ポンプであって、その吸入側を第１の熱交換媒体流路３の他端３ａとつながる流路７１と、その吐出側を第２の熱交換媒体流路５の他端５ａとつながる流路７２に接続されていて、ブライン水を第１の熱交換媒体流路３の他端５ａから第２の熱交換媒体流路５へと流入する方向に循環させている。図中矢印ａは、ブライン水の循環方向を示す。ブライン水は、媒体送圧ポンプ８の吐出側を流路７１に接続する前に、ブライン水を溜めた容器内にポンプ吸入側を挿入して駆動することで予め流路内に充填されている。あるいは、流路７１に���閉可能な補給口を設け、そこから流路７１内に充填させても良い。【００２１】  制御手段２０は、図示を省略した、ＣＰＵ（中央処理装置）、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート、ＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み書き可能な記憶装置）およびタイマー等をそれぞれ備え、それらが信号バスによって接続された構成を有する周知のコンピュータで構成されている。制御手段２０の入力側には温度センサ９と、制御手段２０をオン／オフするためのメインスイッチ２１が、出力側には媒体送圧ポンプ８が電気的に接続されている。制御手段２０のＲＯＭには、媒体送圧ポンプ８の駆動をオン／オフするためのパラメータとなる所定温度ｔが予め設定されている。この所定温度ｔは、１℃〜５℃の範囲を許容設定温度とする。所定温度ｔの設定としては、システムの設置条件などを考慮して適宜上記範囲より設定するのが好ましい。制御手段２０は、温度センサ９が検出する現地温度（地表面温度）ｔ１に基づき媒体送圧ポンプ８の駆動をオン／オフ制御する。【００２２】  このような構成のロードヒーティングの動作について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。このシステムは、図３のステップＣ１において、メインスイッチ２１が投入されることで機能する。ステップＣ１において、メインスイッチ２１がオン（投入）されると、ステップＣ２に進んで温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも低いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより低い場合には、日陰地４の表面温度が低く、凍結あるいは凍結の恐れ、あるいは積雪状態にあるものとしてステップＣ３に進んで媒体送圧ポンプ８をオンする。媒体送圧ポンプ８がオンすると、各流路内のブライン水が管内循環を開始する。【００２３】  そして、第１の熱交換媒体流路３の一端３ｂから同流路内にブライン水が流れ込むと、太陽光によって温められている日照地２の表面の熱と地中熱を吸熱し、第１の熱交換媒体流路３の他端３ａから第３の熱交換媒体流路７を介して第２の熱交換媒体流路５の他端５ａへと搬送されて第２の熱交換媒体流路５内に導入される。導入されたブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内を一端５ｂに向かって移動するが、この移動中にブライン水の熱が日陰地４表面に伝達されて日陰地４を温める。第２の熱交換媒体流路５内を移動したブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内の一端５ｂから抜けて連結流路６を介し再び第１の熱交換媒体流路３へと戻される。【００２４】  媒体送圧ポンプ８がオンした後、制御手段２０は定期的に温度センサ９からの情報を取込んでいて、ステップＣ４において、温度センサ９からの検出温度となる地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも高いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより高い場合には、ブライン水の熱によって日陰地４が温められたものとして、ステップＣ５に進み、媒体送圧ポンプ８の駆動をオフしてステップＣ６に進む。ステップＣ６ではメインスイッチ２１のオフ状態が判断され、オフされていなければステップＣ２に戻り、ステップＣ２からステップＣ６までの一連の動作と判断を繰り返す。ステップＣ６においてメインスイッチ２１がオフ状態であると、当該システムを利用しないものとしてこの制御を終える。【００２��】  このように、媒体送圧ポンプ８がオンされてブライン水が循環すると、第１の熱交換媒体流路３内を通過する際に、太陽光で温められた地表面の熱と当該領域内の地中熱をブライン水が吸収して温まり、この温められたブライン水が第２の熱交換媒体流路５へと供給される。このため、従来のように高価なヒートポンプを用いる必要がなく、コスト上昇を抑えられるとともに、効率よく第２の熱交換媒体流路５内へブライン水を供給することができ、日陰地の凍結解消や防止と共に融雪を行える。また、日陰地４の地表面温度ｔ１を温度センサ９で検出し、その温度が予め設定された所定温度ｔよりも低い場合に媒体送圧ポンプ８をオンし、地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも高くなると媒体送圧ポンプ８をオフするので、必要な時期にだけ第１の熱交換媒体流路３から第２の熱交換媒体流路５へ温かいブライン水を供給することができ、効率的なブライン水の循環を行えるとともに、無駄なポンプ駆動を低減することができ、ロードヒーティングシステムでの消費エネルギーを低減でき、環境負荷を軽減しつつもランニングコストを低減することができる。【００２６】  本形態では、日陰地４の地表面温度ｔ１を検出する第１温度検出手段としての温度センサ９を日陰地４に設置したが、このような形態に限定されるものではなく、例えば、連結流路６の一端６ａ側に設け、第２の熱交換媒体流路５を通過したブライン水の温度を検出し、その温度情報に基づき媒体送圧ポンプ８のオンオフ制御を制御手段２０で行うようにしてもよいし、あるいは第２の熱交換媒体流路５内に温度センサ９を設け、第２の熱交換媒体流路５内を通過しているブライン水の温度を検出し、その温度情報に基づき媒体送圧ポンプ８のオンオフ制御を制御手段２０で行うようにしてもよい。【００２７】（第２の実施形態）
この実施形態は、第１の実施形態の構成に地中内採熱部３０の構成を追加したものである。地中内採熱部３０は、第３の熱交換媒体流路７の途中に設けられられている。地中内採熱部３０は、地中に略垂直に設けられた地中熱交換井３１と、管材で構成されていて、地中熱交換井３１の内部に挿入されたＵ字状流路３２とを有している。地中熱交換井３１の内部には地中熱交換井３１の温度（地中内温度）ｔ２を検出する採熱温度検出手段としての温度センサ３７が設けられている。【００２８】  第３の熱交換媒体流路７には、地中内採熱部３０の上流側と下流側を繋ぐバイパス流路７３が、媒体送圧ポンプ８よりも媒体搬送方向上流側の流路７１に設けられている。バイパス流路７３には、電磁開閉弁３５が設けられている。電磁開閉弁３５よりも媒体搬送方向下流には、Ｕ字状流路３２の両端がヘッダ３３，３４を介して接続されていて、電磁開閉弁３５が開弁している際に、ブライン水がＵ字状流路３２を循環するように構成されている。日照地２には、その地表面温度ｔ３を検出する第２温度検出手段としての温度センサ３６が配設されている。【００２９】  本形態で用いる制御手段４０は、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマー等をそれぞれ備えた周知のコンピュータで構成されている。制御手段４０の入力側には温度センサ９，３６，３７と、制御手段４０をオン／オフするためのメインスイッチ２１が、出力側には媒体送圧ポンプ８と電磁開閉弁３５がそれぞれ電気的に接続されている。制御手段４０のＲＯＭには、媒体送圧ポンプ８の駆動をオン／オフするためのパラメータとなる所定温度ｔが予め設定されている。【００３０】  制御手段４０は、温度センサ９が検出する現地温度（地表面温度）ｔ１に基づき媒体送圧ポンプ８の駆動をオン／オフ制御すると共に、温度センサ３６，３７が検出する検出温度ｔ３、ｔ２基づき、開閉電磁弁３５の開閉を制御する。【００３１】  本形態においては、図５のステップＤ１において、メインスイッチ２１が投入されることで機能する。ステップＤ１において、メインスイッチ２１がオン（投入）されると、ステップＤ２に進んで温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも低いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより低い場合には、日陰地４の表面温度が低く、凍結あるいは凍結の恐れ、または積雪状態にあるものとしてステップＤ３に進んで媒体送圧ポンプ８をオンする。媒体送圧ポンプ８がオンすると、各流路内のブライン水が管内循環を開始する。【００３２】  第１の熱交換媒体流路３の一端３ｂから同流路内にブライン水が流れ込むと、太陽光によって温められている地表面の熱と地中熱を吸熱し、第１の熱交換媒体流路３の他端３ａから第３の熱交換媒体流路７を介して第２の熱交換媒体流路５の他端５ａへと搬送されて、第２の熱交換媒体流路５内に導入される。導入されたブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内を一端５ｂに向かって移動するが、この移動中にブライン水の熱が日陰地４に伝達されて日陰地４を温める。第２の熱交換媒体流路５内を移動したブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内の一端５ａから抜けて連結流路６を介して再び第１の熱交換媒体流路３へと戻される。【��０３３】  ステップＤ４では、温度センサ３６からの検出温度となる地表面温度ｔ３と温度センサ３７からの検出温度となる地中内温度ｔ２とを比較し、温度センサ３７からの地中内温度ｔ２が温度センサ３６からの地表面温度ｔ３よりも高い場合には、ステップＤ５に進んで電磁開閉弁３５をオンして開く。電磁開閉弁３５が開くと、ブライン水が流路７１からパイパス流路７３を経てＵ字状流路３２へと導入される。導入されたブライン水は、Ｕ字状流路３２内を通過中に地中熱を吸収するので、夜間等において第１の熱交換媒体流路３において十分な熱を吸熱できない場合でも十分に温められてパイパス流路７３から流路７２を経て第２の熱交換媒体流路５へと流れる。このため、第１の熱交換媒体流路３側で温度変動があるような環境下においても、ブライン水の温度低下が抑制され、より安定して地表面の凍結防止や凍結解消と共に融雪を行える。【００３４】  ステップＤ６においては、温度センサ３７からの地中内温度ｔ２が温度センサ３６からの地表面温度ｔ３よりも低いか否かが判断され、低い場合にはステップＤ７に進んで電磁開閉弁３５をオフして閉じる。つまり、地中内温度ｔ２よりも地表面温度ｔ３が高い場合には、第１の熱交換媒体流路３を通過して温められたブライン水をＵ字状流路３２へ導入すると、温度を奪われてしまう事が想定されるので、このような状態においては、あえてＵ字状流路３２へは導入せず、直接第２の熱交換媒体流路５へ流した方が熱効率の点で好ましい。【００３５】  電磁開閉弁３５が閉じられると、ステップＤ８に進んで、温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも高いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより高い場合には、ブライン水の熱によって日陰地４が温められたものとして、ステップＤ９に進み媒体送圧ポンプ８の駆動をオフしてステップＤ１０に進む。ステップＤ１０ではメインスイッチ２１のオフ状態が判断され、オフされていなければステップＤ２に戻り、ステップＤ２からステップＤ１０までの一連の動作と判断を繰り返す。ステップＤ１０においてメインスイッチ２１がオフ状態であると、当該システムを利用しないものとしてこの制御を終える。【００３６】  本形態において、地中内温度を検出する採熱温度検出手段としての温度センサ３７を地中熱交換井３１内に設けているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、ヘッダ３４やヘッダ３４と媒体送圧ポンプ８とをつなぐパイパス流路上に設けてもよい。【００３７】  日照地２の地表面温度を検出する第２温度検出手段として温度センサ３６を日照地２に設けているが、第１の熱交換媒体流路３内に設けて同流路内を通過しているブライン水の温度、あるいは流路７１に設けて第１の熱交換媒体流路３を通過したブライン水の温度、すなわち、第３の熱交換媒体流路７内のブライン水温度を検出してもよい。【００３８】  すなわち、温度センサ３７の機能としては、地中内温度あるいはそれに相関する地中熱交換井３１の採熱管としてのＵ字状流路３２内あるいはＵ字状流路３２内を通過したブライン水の温度を検出できればよく、温度センサ３６の機能としては、日照地２の地表面温度あるいは第１の熱交換媒体流路３を通過しているあるい��通過したブライン水の温度を検出できればよい。【００３９】  本形態では、地中内温度ｔ２と地表面温度ｔ３とを比較して、その結果に応じて電磁弁３５の開閉を制御しているが、別な制御形態としても良い。例えば、温度センサ３６を流路７１に設けて第１の熱交換媒体流路３を通過して暖められたブライン水の温度を検出するようにし、温度センサ３７をヘッダ３４と媒体送圧ポンプ８とをつなぐ流路に設けて地中熱によって暖められたブライン水の温度を検出する場合においては、両センサからの温度情報（検出温度）を比較し、温度センサ３７からの温度情報が温度センサ３６からの温度情報よりも高い場合には、電磁下開閉弁３５を開き、温度センサ３７からの温度情報が温度センサ３６からの温度情報よりも低い場合には電磁下開閉弁３５を閉じるように制御手段４０で制御するようにしても良い。【００４０】（第３の実施形態）
この実施形態は、図６に示すように、第２の実施形態の構成に、ブライン水の一部を貯める貯留部５１と、貯留部５１に貯められたブライン水を加熱して、加熱後のブライン水を貯留部５１に戻す補助熱源供給手段５０の構成を追加したものである。【００４１】  貯留部５１は、第３の熱交換媒体流路７の一部を構成する流路７２に設けられていて、媒体送圧ポンプ８から吐出されたブライン水を溜めている。補助熱源供給手段５０は、貯留部５１と流路５２，５３を介して接続された加熱器の一形態であるガス給湯器５４と、流路５２に設けられ貯留部５１内のブライン水をガス給湯器５４に対して送圧する補助熱源用駆動ポンプ５５とを備えている。流路５２はガス給湯器５４に対する導入路を構成し、流路５３は給湯器５４からの排出路を構成する。加熱器としてガス給湯器５４を用いるのは汎用性が高く、低コストなためである。このため、本形態ではガス給湯器５４へブライン水を導入するのに、媒体送圧ポンプ８と個別に、媒体送圧ポンプ８よりも吐出圧の高いポンプを補助熱源用駆動ポンプ５５として用いている。加熱器としてはガス給湯器５４に限定されるものではなく、例えばヒートポンプチラー、電気温水器、灯油等ボイラーが挙げられる。【００４２】  加熱されたブライン水の排出路となる流路５３を直接流路７２に接続しないのは、ガス給湯器５４によって加熱されたブライン水を、温度の低い第２の熱交換媒体流路５へ直接流してしまうと、第２の熱交換媒体流路５が埋設されている日陰地４に対する熱負荷が大きくなり過ぎるおそれがあるからである。例えば、日陰地４がコンクリートであって、その表面が凍結しているような場合、ガス給湯器５４によって加熱されたブライン水の温度は約６０℃程度になるので、これをそのまま第２の熱交換媒体流路５へ導入してしまうと、コンクリートとの温度差によりクラック等の発生が考えられる。このような現象が発生しないように、本形態では、給湯器５４で加熱されたブライン水を貯留部５１内へ戻し、媒体送圧ポンプ８から吐出されたブライン水と混ぜることで温度調整を図っている。また、貯留部５１は、各ポンプの吐出圧の差を吸収する機能を備えている。貯留部５１には、好ましくは貯留部５１内に圧力を少なくとも媒体送圧ポンプ８による送圧と一定に保持するための圧力調整弁を設けるのが好ましい。Ｓ【００４３】  本形態で用いる制御手段６０は、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマー等をそれぞれ備えた周知のコンピュータで構成されている。図７に示すように、制御手段６０の入力側には温度センサ９，３６，３７と、制御手段６０をオン／オフするためのメインスイッチ２１が、出力側には媒体送圧ポンプ８、電磁開閉弁３５、ガス給湯器５４の点火スイッチ、補助熱源用駆動ポンプ５５がそれぞれ電気的に接続されている。制御手段６０のＲＯＭには、媒体送圧ポンプ８の駆動をオン／オフするためのパラメータとなる所定温度ｔが予め設定されている。【００４４】  制御手段６０は、温度センサ９が検出する現地温度（地表面温度）ｔ１に基づく媒体送圧ポンプ８の駆動のオン／オフ制御、温度センサ３６，３７が検出する検出温度ｔ３、ｔ２基づき開閉電磁弁３５の開閉制御、及び少なく���も媒体送圧ポンプ８が駆動状態において、温度センサ９からの検出温度ｔ１が所定温度ｔに満たない場合に補助熱源用駆動ポンプ５５を駆動するように制御する。【００４５】  このシステムは、図８のステップＥ１において、メインスイッチ２１が投入されることで機能する。ステップＥ１において、メインスイッチ２１がオン（投入）されると、ステップＥ２に進んで温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも低いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより低い場合には、日陰地４の表面温度が低く、凍結あるいは凍結の恐れ、または積雪状態にあるものとしてステップＥ３に進んで媒体送圧ポンプ８をオンする。媒体送圧ポンプ８がオンすると、各流路内のブライン水が管内循環を開始する。【００４６】  第１の熱交換媒体流路３の一端３ｂから同流路内にブライン水が流れ込むと、太陽光によって温められている地表面の熱と地中熱を吸熱し、第１の熱交換媒体流路３の他端３ａから第３の熱交換媒体流路７を介して第２の熱交換媒体流路５の他端５ａへと搬送されて、第２の熱交換媒体流路５内に導入される。導入されたブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内を一端５ｂに向かって移動するが、この移動中にブライン水の熱が日陰地４に伝達されて日陰地４を温める。第２の熱交換媒体流路５内を移動したブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内の一端５ａから抜けて連結流路６を介して再び第１の熱交換媒体流路３へと戻される。【００４７】  ステップＥ４では、温度センサ３６からの検出温度となる地表面温度ｔ３と温度センサ３７からの検出温度となる地中内温度ｔ２とを比較し、温度センサ３７からの地中内温度ｔ２が温度センサ３６からの地表面温度ｔ３よりも高い場合には、ステップＤ５に進んで、電磁開閉弁３５をオンして開く。電磁開閉弁３５が開かれると、ブライン水が流路７１からパイパス流路７３を経てＵ字状流路３２へと導入される。導入されたブライン水は、Ｕ字状流路３２内を通過中に地中熱を吸収するので、夜間等において第１の熱交換媒体流路３において十分な熱を吸熱できない場合でも十分に温められてパイパス流路７３から貯留部５１、流路７２を経て第２の熱交換媒体流路５へと流れる。このため、第１の熱交換媒体流路３側で温度変動があってもブライン水の温度低下が抑制され、より安定して地表面の凍結解消や融雪を行える。【００４８】  電磁開閉弁３５がオンされると、ステップＥ６に進んで温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも低いか否かが再度判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより低い場合には、地中内採熱部３０へブライン水を導入して採熱しても、日陰地４の表面温度が低く、ブライン水から日陰地４へと供給される熱量が不足しているものとして、ステップＥ７に進んで補助熱源用駆動ポンプ５５をオンすると共に点火スイッチがオンしてガス給湯器５４を作動する。補助熱源用駆動ポンプ５５が作動すると、貯留部５１に溜まっているブライン水が流路５２からガス給湯器５４内へと供給され、作動しているガス給湯器５４内を通過することで過熱され、流路５３を介して貯留部５１へ戻れる。ガス給湯器５４によって温められたきブライン水は、貯留部５１内において溜まっているブライン��と混合されて温度調整をされて流路７２を経て第２の熱交換媒体流路５へと流れる。このため、ブライン水は日陰地４に対する熱負荷を抑えられた状態で第２の熱交換媒体流路５へ供給されるので、熱負荷による不具合を発生することなく無く日陰地４を温める。【００４９】  ステップＥ８では、温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも高いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより高い場合には、給湯器５４により加熱されたブライン水の熱によって日陰地４が温められたものとして、ステップＥ９に進み補助熱源用駆動ポンプ５５をオフすると共に給湯器５４を停止してステップＥ１０に進む。【００５０】  このように、給湯器５４は、日照地２や地中内採熱部３０からの採熱量が低減した場合や、日陰地４の地表面温度が極めて低い場合に作動するので、給湯器５４の利用頻度を極力低減しながらも、必要な熱量をブライン水に対して与えることができ、ランニングコストや環境負荷をより低減しながら安定した日陰地４の凍結防止や凍結解消、融雪を行える。【００５１】  ステップＥ１０においては、温度センサ３７からの地中内温度ｔ２が温度センサ３６からの地表面温度ｔ３よりも低いか否かが判断され、低い場合にはステップＥ１１に進んで電磁開閉弁３５をオフして閉じる。つまり、地中内温度ｔ２よりも地表面温度ｔ３が高い場合には、第１の熱交換媒体流路３を通過して温められたブライン水をＵ字状流路３２へ導入すると、温度を奪われてしまう場合が想定されるので、このような状態においては、あえてＵ字状流路３２へは導入せず、直接第２の熱交換媒体流路５へ流した方が熱効率の点で好ましい。【００５２】  電磁開閉弁３５が閉じられると、ステップＥ１２に進んで、温度センサ９からの地表面温度ｔ１が所定温度ｔよりも高いか否かが判断される。地表面温度ｔ１が所定温度ｔより高い場合には、ブライン水の熱によって日陰地４が温められたものとして、ステップＥ１３に進み媒体送圧ポンプ８の駆動をオフしてステップＥ１４に進む。ステップＥ１４ではメインスイッチ２１のオフ状態が判断され、オフされていなければステップＥ２に戻り、ステップＥ２〜Ｅ１４までの一連の動作と判断を繰り返す。ステップＥ１４においてメインスイッチ２１がオフ状態であると、当該システムを利用しないものとしてこの制御を終える。【００５３】  本形態では、補助熱源用駆動ポンプ５５のオフとガス給湯器５４の停止を、温度センサ９からの地表面温度ｔ１に応じて行っているが、貯留部５１内あるいは貯留部５１から第２の熱交換媒体流路５との間をつなぐ流路７２内に、同貯留部内のブライン水の温度を検出する媒体温度検出手段としての温度センサ３８を設けると共に、制御手段６０のＲＯＭに媒体設定温度を設定し、温度センサ３８で検出されるブライン水の温度（検出温度）が媒体設定温度となったときに、補助熱源用駆動ポンプ５５をオフ、給湯器５４の停止する制御形態であっても良い。【００５４】  本形態においても、第１及び第２の実施形態で説明したように、各温度センサの位置を変更して、それら設置位置や検出対象を変更した温度センサからの検出温度（温度情報）に基づき各駆動部を制御手段６０で制御しても良い。【００５５】��第４の実施形態）
図９は、第１の実施形態に対して媒体送圧ホンプ８に対する制御が異なる形態を示すものである。この形態では、第２の熱交換媒体流路５内または第２の熱交換媒体流路５を通過した熱交換媒体の温度を検出する第１温度検出手段として温度センサ９を用い、第１の熱交換媒体流路３を通過して第２の熱交換媒体流路５へ搬送される熱交換媒体の温度を検出する第２温度検出手段として温度センサ３６を用いている。本形態において、温度センサ９は連結流路６の一端６ａに、温度センサ３６は第３の熱交換媒体流路７の流路７２にそれぞれ設けている。【００５６】  図９において、符号７０は媒体送圧ポンプ８の駆動を制御する制御手段を示す。この制御手段７０は、上述の制御手段同様、周知のコンピュータで構成されている。制御手段７０の入力側には温度センサ９、３６とメインスイッチ２１が接続され、出力側には媒体送圧ポンプ８が接続されている。制御手段７０のＲＯＭには、媒体送圧ポンプ８の駆動をオフするためのパラメータとなる所定温度差Δｔが予め設定されている。【００５７】  制御手段７０は、メインスイッチ２１が操作されると、媒体送圧ポンプ８を駆動すると共に、温度センサ９と温度センサ３６との温度差Δｔ１を算出し、この算出温度差Δｔ１に基づき媒体送圧ポンプ８の駆動をオフ制御する。【００５８】  このような構成のロードヒーティングの動作について、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。このシステムは、図１０のステップＦ１において、メインスイッチ２１がオンされることで機能し、ステップＦ２に進んで媒体送圧ポンプ８の駆動をオンする。媒体送圧ポンプ８がオンすると、各流路内のブライン水が管内循環を開始する。そして第１の熱交換媒体流路３の一端３ｂから同流路内にブライン水が流れ込むと、太陽光によって温められている日照地２の表面の熱と地中熱を吸熱し、第１の熱交換媒体流路３の他端３ａから第３の熱交換媒体流路７を介して第２の熱交換媒体流路５の他端５ａへと搬送されて第２の熱交換媒体流路５内に導入される。導入されたブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内を一端５ｂに向かって移動するが、この移動中にブライン水の熱が日陰地４表面に伝達されて日陰地４を温める。第２の熱交換媒体流路５内を移動したブライン水は、第２の熱交換媒体流路５内の一端５ｂから抜けて連結流路６を介し再び第１の熱交換媒体流路３へと戻される。【００５９】  媒体送圧ポンプ８がオンした後、制御手段７０は、ステップＦ３に進んで、温度センサ９、３６から温度情報ｔ４、ｔ５を取り込んで温度差Δｔ１を算出し、ステップＦ４に進む。ステップＦ４では、算出温度差Δｔ１と所定温度差Δｔとを比較して、算出温度差Δｔ１が所定温度差Δｔ以下となったか否かが判断される。算出温度差Δｔ１が所定温度差Δｔ以下となった場合には、ブライン水の熱によって日陰地４が温められてブライン水の温度差がなくなったものとしてステップＦ４に進み、媒体送圧ポンプ８の駆動をオフし、この制御を終える。算出温度差Δｔ１が所定温度差Δｔ以下となるまでは、媒体送圧ポンプ８のオン状態とする。【００６０】  このように、媒体送圧ポンプ８のオンオフ制御を行っても、必要な時期にだけ第１の熱交換媒体流路３から第２の熱交換��体流路５へ温かいブライン水を供給することができ、効率的なブライン水の循環を行えるとともに、無駄なポンプ駆動を低減することができ、ロードヒーティングシステムでの消費エネルギーを低減でき、環境負荷を軽減しつつもランニングコストを低減することができる。【００６１】  本実施形態のように、温度センサ９，３６から温度情報ｔ４，ｔ５を取り込んで温度差Δｔ１を算出し、この算出温度差Δｔ１と所定温度差Δｔとの比較結果に基づき、第２、第３の実施形態を実行するようにしても良い。また、媒体送圧モータ８の駆動形態としては、メインスイッチ２１の操作によるものではなく、周知のタイマーを各制御手段と接続し、タイマーによるオンオフ制御するようにしても良い。【００６２】  各実施形態において、第１の熱交換媒体流路３は、日照地２に埋設した形態としたが、例えば、建物１６の屋根１７や壁に設置しても良い。このような場所に第１の熱交換媒体流路を設置するにはケーシング内に流路が形成されている周知の集熱器を用いてもよい。【００６３】  各実施形態においては、様々な地形や建物の条件を考慮して日照地２の領域を日陰部４の領域よりも小さくし、第１の熱交換媒体流路３の全長を第２の熱交換媒体流路５の全長よりも短くした。しかし、日照地２の領域が日陰部４の領域を広く取れる場合には、第１の熱交換媒体流路３の全長を長くして採熱効率を高めることができるため、より効率的なシステム構成となり、第３の実施形態においてはガス給湯器５４の使用損度を極めて少なくできると推定される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】  本発明の第１の実施形態を示すロードヒーティングシステムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】  図１に示すロードヒーティングシステムの平面視図でする。
【図３】  第１の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】  本発明の第２の実施形態を示すロードヒーティングシステムの全体構成を示す斜視図である。
【図５】  第２の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】  本発明の第３の実施形態を示すロードヒーティングシステムの全体構成を示す斜視図である。
【図７】  第３の実施形態における制御手段とそれにつながる構成要素のブロック図である。
【図８】  第３の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】  第３の実施形態における制御手段とそれにつながる構成要素のブロック図である。
【図１０】  第４の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】１    ロードヒーティングシステム
２    太陽光が照射される領域
３    第１の熱交換媒体流路
３ａ  第１の熱交換媒体流路の他端
３ｂ  第１の熱交換媒体流路の一端
４    太陽光が照射されない領域
５    第２の熱交換媒体流路
５ａ    第２の熱交換媒体流路の他端
５ｂ    第２の熱交換媒体流路の一端
７    第３の熱交換媒体流路
８    媒体送圧ポンプ
９    第１温度検出手段
２０    制御手段
３０    地中内採熱部
３５    電磁開閉弁
３６    第２温度検出手段
３７    採熱温度検出手段
５０    補助熱源供給手段
５１    貯留部
５２，５３    流路
５４    加熱器
５５    補助熱源用駆動ポンプ
７３    バイパス流路
ｔ    所定温度
ｔ１    検出温度
ｔ２    検出温度
ｔ３    検出温度
【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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