(57)【要約】【課題】地上側への地中熱の取出しを効率良く行うことができると共に、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができ、しかも、それをコスト的に有利に実現することができる、地中熱利用の温水供給システムを提供する。【解決手段】地中熱の作用を受ける深さ位置に達する高さ寸法を備えた水収容容器１と、給水系に接続され、給水吐出口２ａが前記容器１の下端側で容器１内に開口する給水管２と、温水利用側に延ばされ、温水くみ上げ口３ａが前記容器１の上端側で容器１内に開口する温水くみ上げ管３とが備えられ、水収容容器１の水５内に、下端側から上端側に延び、下端側から吸収した地中熱を上端側で放散するヒートパイプ４が設置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中熱の作用を受ける深さ位置に達する高さ寸法を備えた水収容容器と、
給水系に接続され、給水吐出口が前記容器の下端側で容器内に開口する給水管と、
温水利用側に延ばされ、温水くみ上げ口が前記容器の上端側で容器内に開口する温水くみ上げ管と、
が備えられた地中熱利用の温水供給システムにおいて、
前記水収容容器の水内に、下端側から上端側に延び、下端側から吸収した地中熱を上端側で放散するヒートパイプが設置されていることを特徴とする地中熱利用の温水供給システム。
【請求項２】
地中熱の作用を受ける深さ位置に達するように設置され、地中熱を地上側に送るヒートパイプと、
給水系に接続された給水管と、
該給水管からの水とヒートパイプで地上側に送られた地中熱とを熱交換する熱交換器と、
が備えられ、該熱交換器での熱交換で得られた温水を利用側で利用できるようになされていることを特徴とする地中熱利用の温水供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱利用の温水供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
北海道等の寒冷地では、氷点下を大幅に越える厳冬期においてさえ、地中の少し深いところは１０°Ｃの暖かさがあり、その地中熱を取り出して温水をつくることを発明者らは考えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、その場合に、地中熱を地上側にいかにして合理的に取り出すかが問題となる。例えば、地中熱の作用を受ける深さ位置に達する高さ寸法を備えた縦型の水収容容器を設置し、地中熱で暖められた容器内の下端側の温水が、温度差上昇で容器内の上端側に移行するのを待って温水の取出しを行うシステムでは、得られる温水の量が限られてしまうし、温水が得られるのにかなりの時間を要するし、地中から奪い取ることのできる熱の量も限られてしまう。
【０００４】
そこで、容器内の下端側の温水をポンプによる循環で上端側に積極的に移動させることも考えられるが、それでは、ランニングコストが高くつく。のみならず、ポンプの駆動の制御を誤ると、ポンプで上昇させたはずの温水が下降し、下降させたはずの冷水が上昇してしまうというようなことが起こったり、また、ポンプの駆動が過剰であると、水容器内の温度が上下で差がなくなってしまうというようなことも起こり、そのため、容器内の上端側で取り出せる温水の温度が低くなったり、容器内の下端側で奪い取ることのできる地中熱の量が少なくなったりすることがあることから、ポンプの駆動をうまい具合に制御していく必要があり、制御のためのコストも高くつくという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、地上側への地中熱の取出しを効率良く行うことができると共に、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができ、しかも、それをコスト的に有利に実現することができる、地中熱利用の温水供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、地中熱の作用を受ける深さ位置に達する高さ寸法を備えた水収容容器と、
給水系に接続され、給水吐出口が前記容器の下端側で容器内に開口する給水管と、
温水利用側に延ばされ、温水くみ上げ口が前記容器の上端側で容器内に開口する温水くみ上げ管と、
が備えられた地中熱利用の温水供給システムにおいて、
前記水収容容器の水内に、下端側から上端側に延び、下端側から吸収した地中熱を上端側で放散するヒートパイプが設置されていることを特徴とする地中熱利用の温水供給システムによって解決される。
【０００７】
このシステムでは、容器内の下端側の地中熱で暖められた温水の熱は、ヒートパイプにすばやく奪われ、すばやく上昇して、容器内の上端側の水をすばやく暖める。容器内の上端側で暖められた温水が下端側に移動してしまうことはないし、容器内の水が上下で混ざり合ってしまうこともない。従って、地上側への地中熱の取出し、即ち、温水の取出しを、容器内の上端側で、効率良く行うことができると共に、容器内の下端側の温水の熱はヒートパイプですばやく容器内の上端側に移行するので、容器内の下端側では地中熱の吸収が活発に行われ、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができ、それによってまた、地上側への温水の取出しを加速することができる。しかも、給水管の給水吐出口が容器の下端側で容器内に開口しているので、容器内への給水によって地中熱の吸収をより一層活発なものにすることができる。もちろん、ヒートパイプを使用するものであるから、ポンプを使用する場合に比べて、コストを低くすることができるし、制御も必要ない。
【０００８】
また、上記の課題は、地中熱の作用を受ける深さ位置に達するように設置され、地中熱を地上側に送るヒートパイプと、
給水系に接続された給水管と、
該給水管からの水とヒートパイプで地上側に送られた地中熱とを熱交換する熱交換器と、
が備えられ、該熱交換器での熱交換で得られた温水を利用側で利用できるようになされていることを特徴とする地中熱利用の温水供給システムによって解決される。
【０００９】
このシステムでは、ヒートパイプの使用によって、地上側への地中熱の取出しを効率良く行うことができると共に、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができるのみならず、地下深くに給水管を設置する必要がなく、地中側の設備構成を簡素化して、地中熱を利用した温水を経済的につくりだすことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の地中熱利用の温水供給システムは、以上のとおりのものであるから、地上側への地中熱の取出しを効率良く行うことができると共に、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができ、しかも、それをコスト的に有利に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示す第１実施形態のシステムにおいて、１は水収容容器、２は給水管、３は温水くみ上げ管、４はヒートパイプであり、水収容容器１は、地中熱の作用を受ける深さ位置に達する高さ寸法を備えた縦型のものからなり、給水管２は、その基端側が地表近くの地中に埋込み状態にされて図示しない給水系に接続されると共に、先端側が容器１の上端側から容器１内に挿入されて下端側に延ばされ、先端の給水吐出口２ａが該下端側で開口するように備えられている。また、温水くみ上げ管３は、先端側が図示しない温水利用側に延ばされ、基端側の温水くみ上げ口３ａが容器１内の上端側で容器１内の水面下に開口している。なお、温水くみ上げ管３を通じて温水のくみ上げを行うと、給水管２から容器１内に給水がなされるようになっていて、温水くみ上げ管３のくみ上げ口３ａは常時水面下に存在するようになされている。
【００１３】
そして、ヒートパイプ４は、密閉パイプ内部を真空にして、代替フロンなどの作動液を少量封入したもので、一方の端を加熱すると、内部の作動液が熱エネルギーを受け取って蒸発し、他端へ高速で移動しながら凝縮潜熱を放出して液体へ戻るもので、水収容容器１の水５内において、その下端側から上端側に延びるように設置され、液体となった作動液は、重力によって容器内の上端側から下端側に下降して戻り、それが繰り返されることで、容器１内の下端側の温水から吸収した熱を上端側で放散し、上端側の水を温める作用を行うようになされている。
【００１４】
上記のシステムでは、容器１内の下端側の地中熱で暖められた温水の熱は、ヒートパイプ４にすばやく奪われ、すばやく上昇して、容器１内の上端側の水をすばやく暖める。容器１内の上端側で暖められた温水が下端側に移動してしまうことはないし、容器１内の水が上下で混ざり合ってしまうこともない。従って、地上側への温水の取出しを、容器１内の上端側で、効率良く行うことができると共に、容器１内の下端側の温水の熱はヒートパイプ４ですばやく容器１内の上端側に移行するし、給水管２の給水吐出口２ａが容器１の下端側で容器１内に開口しているので、容器１内の下端側では地中熱の吸収が活発に行われ、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができ、それによってまた、地上側への温水の取出しも加速することができる。コストも低く、ポンプの場合のような制御も必要ない。
【００１５】
図２に示す第２実施形態のシステムは、地面に鋼管杭等の中空杭６を打ち、該杭の中空部を通じて、ヒートパイプ４の先端側を地中熱の作用を受ける深さ位置に達するように設置したもので、ヒートパイプ４の上端側は、地上側に導出され、地上側にヒートパイプ４で送られてくる地中熱と、給水系に接続された給水管２内を流れる水とが、熱交換器７で熱交換を行い、熱交換器７で暖められた温水を利用側で利用することができるようになされている。
【００１６】
このシステムでは、ヒートパイプ４の使用によって、地上側への地中熱の取出しを効率良く行うことができると共に、地中熱を温水の形成に効率良く使用することができるのはもちろん、地下深くに給水管を設置する必要がなく、金属製の中空杭の使用も相俟って、地中側の設備構成を簡素化でき、地中熱を利用した温水を経済的につくり出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の温水供給システムを示す断面正面図である。
【図２】第２実施形態の温水供給システムを示す断面正面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…水収容容器
２…給水管
２ａ…給水吐出口
３…くみ上げ管
３ａ…くみ上げ口
４…ヒートパイプ
５…水
７…熱交換器
【図１】
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【図２】
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