(57)【要約】【課題】蓄熱効率、長期間使用時の信頼性、及び、資源の有効利用の側面において良好であり、かつ、比較的簡易に構築することができる、直接方式の地中蓄熱システムを提供すること。【解決手段】地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システム１Ａであって、原地盤２に形成された収容空間３と、この収容空間３に充填されることにより、原地盤２を、建築物を支持可能な支持地盤７に置換する塊状の蓄熱材４と、支持地盤７に対して液体状の熱搬送媒体を注入し、この液体状の熱搬送媒体を支持地盤７から汲み上げる配管５、６とを備える。【選択図】図１
2007178071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システムであって、
原地盤に形成された収容空間と、
前記収容空間に充填されることにより、前記原地盤を、建築物を支持可能な支持地盤に置換する塊状の蓄熱材と、
前記支持地盤に対して液体状の熱搬送媒体を注入し、この液体状の熱搬送媒体を前記支持地盤から汲み上げる配管と、
を備えたことを特徴とする地中蓄熱システム。
【請求項２】
前記蓄熱材は、コンクリート廃材塊を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の地中蓄熱システム。
【請求項３】
前記配管として、前記熱搬送媒体を前記支持地盤に注入する注入配管と、前記熱搬送媒体を前記支持地盤から汲み上げる汲み上げ配管とを備え、
前記注入配管に形成した注入口と、前記汲み上げ配管に形成した取り込み口とを、相互に異なる高さに配置したこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の地中蓄熱システム。
【請求項４】
前記収容空間の側方に配置され、この収容空間に対する山留め壁又は止水壁を構成する壁部、
を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の地中蓄熱システム。
【請求項５】
前記配管を、前記壁部に略埋設したこと、
を特徴とする請求項４に記載の地中蓄熱システム。
【請求項６】
前記収容空間に、前記原地盤を地盤改良するための改良体を配置し、この改良体の周囲に、前記蓄熱材を充填したこと、
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の地中蓄熱システム。
【請求項７】
前記改良体を略格子状に配置し、
前記格子状の改良体にて前記収容空間に形成された複数の区画を相互に導水可能に連結する連結手段を設けたこと、
を特徴とする請求項６に記載の地中蓄熱システム。
【請求項８】
前記支持地盤の下方の支持層に至るものであって、前記支持地盤を支持すると共に蓄熱可能な支持手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の地中蓄熱システム。
【請求項９】
地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システムの施工方法であって、
原地盤に収容空間を形成する空間形成工程と、
前記収容空間の内部に配管を建て込む配管設置工程と、
前記収容空間に塊状の蓄熱材を充填することにより、前記原地盤を支持地盤とする充填工程と、
を順次行なうこと、を特徴とする地中蓄熱システムの施工方法。
【請求項１０】
前記空間形成工程において、前記収容空間の周囲に法面を形成し、
前記充填工程の後に、前記法面を埋設すること、
を特徴とする請求項９に記載の地中蓄熱システムの施工方法。
【請求項１１】
地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システムの施工方法であって、
原地盤に収容空間を形成する空間形成工程と、
前記空間形成工程の前後いずれかにおいて、前記収容空間の周囲に壁部を形成する壁部形成工程とを備え、
前記壁部形成工程において、前記壁部を構成する所定の構成材を前記原地盤に打設した後、この構成材が固化する前に、当該構成材に配管を埋設すること、
を特徴とする地中蓄熱システムの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中に温熱や冷熱を利用可能に蓄熱する地中蓄熱システム及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地中に温熱や冷熱を蓄熱し、この熱を必要時に取り出して利用する地中蓄熱システムが提案されている。このような地中蓄熱システムは、その蓄熱形態に基づいて、直接方式と間接方式の２つに大別される。直接方式とは、地下の帯水層に温水や冷水を注入して地下水として蓄熱し、この地下水を必要時に直接汲み上げてその温熱や冷熱を利用する方式である。一方、間接方式とは、地中に熱交換パイプ等の熱交換器を埋設し、この熱交換器により地盤に温熱や冷熱を蓄熱し、この温熱や冷熱を熱交換器により取り出して利用する方式である。
【０００３】
このうち、直接方式の地中蓄熱システムとして、従来からいくつかの具体的構造が提案されている。例えば、建物下部の土層に水を蓄えて蓄熱槽として利用するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、原地盤にボーリング等によって井戸を掘削し、この井戸に温水や冷水を注入して蓄熱を行なうものがある（例えば、特許文献２参照）。さらには、地下に貯水槽を作製し、この貯水槽にコンクリート廃材等を貯蔵し、このコンクリート廃材等に空気を導入して蓄熱を行なうものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１１８５８９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９９７７号公報
【特許文献３】特開２００４−１６９９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の直接方式の地中蓄熱システムは、その構造から、蓄熱効率、長期間使用時の信頼性、あるいは、資源の有効利用の側面において、様々な問題が生じ得るものであった。
【０００６】
具体的には、土層に水を蓄えて蓄熱槽として利用するシステムや、原地盤に掘削した井戸を用いて蓄熱を行なうシステムにおいては、熱搬送媒体としての水を、原地盤に注入し、あるいは、原地盤から汲み上げる必要がある。しかしながら、原地盤の透水性は一般的に低いために、この原地盤に対する水の注入や汲み上げには比較的長時間を要する。また井戸への水の注水量にも自ら限界があるため、この井戸に対して大量の水を一度に注入等することは困難である。これらのことから、水の注入や汲み上げに時間を要し、蓄熱作業効率が悪いという問題があった。また、このように原地盤に水を注入等する場合、原地盤に含まれる細粒分が水と一体になって井戸や配管内に流入し、井戸に堆積してその水量を減らしたり、管路に目詰まりを生じさせたりする等、水の汲み上げ性能を低下させ、長期間使用時における蓄熱システムの信頼性を低下させるという問題があった。
【０００７】
一方、貯水槽にコンクリート廃材等を貯蔵するシステムは、コンクリート廃材等を利用しているために資源を有効利用できるという点には利点があるが、熱搬送媒体として空気を使用することを前提として立案されたものであり、水を使用することを意図していないので、水を注入等して蓄熱を行なった場合には、原地盤から水を汲み上げるシステムと同様に、コンクリート廃材等に混入している細粒分が導水配管に流入して不具合を生じさせる可能性があった。また、このシステムでは、地下に貯水槽を作製しているので、システムの導入コストが高くなり、また施工期間が長くなるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、蓄熱効率、長期間使用時の信頼性、及び、資源の有効利用の側面において良好であり、かつ、比較的簡易に構築することができる、直接方式の地中蓄熱システム及びその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システムであって、原地盤に形成された収容空間と、前記収容空間に充填されることにより、前記原地盤を、建築物を支持可能な支持地盤に置換する塊状の蓄熱材と、前記支持地盤に対して液体状の熱搬送媒体を注入し、この液体状の熱搬送媒体を前記支持地盤から汲み上げる配管と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において、前記蓄熱材は、コンクリート廃材塊を含むこと、を特徴とする。
【００１１】
また請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の本発明において、前記配管として、前記熱搬送媒体を前記支持地盤に注入する注入配管と、前記熱搬送媒体を前記支持地盤から汲み上げる汲み上げ配管とを備え、前記注入配管に形成した注入口と、前記汲み上げ配管に形成した取り込み口とを、相互に異なる高さに配置したこと、を特徴とする。
【００１２】
また請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の本発明において、前記収容空間の側方に配置され、この収容空間に対する山留め壁又は止水壁を構成する壁部、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の本発明において、前記配管を、前記壁部に略埋設したこと、を特徴とする。
【００１４】
また請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の本発明において、前記収容空間に、前記原地盤を地盤改良するための改良体を配置し、この改良体の周囲に、前記蓄熱材を充填したこと、を特徴とする。
【００１５】
また請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の本発明において、前記改良体を略格子状に配置し、前記格子状の改良体にて前記収容空間に形成された複数の区画を相互に導水可能に連結する連結配管を設けたこと、を特徴とする。
【００１６】
また請求項８に記載の本発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の本発明において、前記支持地盤の下方の支持層に至るものであって、前記支持地盤を支持すると共に蓄熱可能な支持手段を設けたこと、を特徴とする。
【００１７】
また請求項９に記載の本発明は、地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システムの施工方法であって、原地盤に収容空間を形成する空間形成工程と、前記収容空間の内部に配管を建て込む配管設置工程と、前記収容空間に塊状の蓄熱材を充填することにより、前記原地盤を支持地盤とする充填工程と、を順次行なうこと、を特徴とする。
【００１８】
また請求項１０に記載の本発明は、請求項９に記載の本発明において、前記空間形成工程において、前記収容空間の周囲に法面を形成し、前記充填工程の後に、前記法面を埋設すること、を特徴とする。
【００１９】
また請求項１１に記載の本発明は、地中に熱を蓄熱するための地中蓄熱システムの施工方法であって、原地盤に収容空間を形成する空間形成工程と、前記空間形成工程の前後いずれかにおいて、前記収容空間の周囲に壁部を形成する壁部形成工程とを備え、前記壁部形成工程において、前記壁部を構成する所定の構成材を前記原地盤に打設した後、この構成材が固化する前に、当該構成材に配管を埋設すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、地中を利用して蓄熱を行なうことができるので、熱負荷の低い時に廃熱を蓄熱し、この廃熱を熱負荷の高い時に取り出して有効利用できるので、熱負荷ピークを低減できると共に、システム全体のＣＯＰ（Coefficient of Performance、エネルギー消費効率）を向上させて、省エネルギー対策に大きく貢献することができる。このような蓄熱運転は、いわゆる季節間蓄熱にも適用可能であり、例えば、冷房期における熱源機からの温排熱を蓄熱し、これを暖房期に取り出して熱源水として熱源に導入したり、あるいは、温水を直接空調機に導入したりすることで、エネルギーの消費を抑えることができる。逆に、暖房期における熱源機からの冷排熱を蓄熱し、これを冷房期に取り出して熱源水として熱源に導入したり、あるいは、冷水を直接空調機に導入したりすることで、エネルギーの消費を抑えることができる。また、これらの運転においては、熱源からの排熱の大半は地中に投入されるため、地上の温熱環境への悪影響（夏期のヒートアイランド等）を低減できる。特に、蓄熱材として、塊状の蓄熱材を用いているので、蓄熱材の相互間に適度な間隙を形成でき、透水性を高めて蓄熱効率を向上させることができると共に、配管の目詰まり等を防止できる。また、蓄熱材によって原地盤を地盤改良して支持地盤とすることができ、この支持地盤の上部に建築物を建築可能としたので、軟弱な原地盤を改良して構築した支持地盤に建物を建てることができ、土地を有効活用することができる。
【００２１】
請求項２に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、蓄熱材としてコンクリート廃材塊を用いているので、高密度で蓄熱を行なうことができ、さらには、産業廃棄物を資源として有効活用することで、環境問題にも貢献することができると共に、産業廃棄物の処分費用を削減するという経済的効果を得ることができる。
【００２２】
請求項３に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、注入口と取り込み口とを相互に異なる高さに配置しているので、温水は常に上方から注入や汲み上げを行ない、冷水は常に下方から注入や汲み上げを行なう等、支持地盤の内部における温水や冷水の温度成層を崩すことなく注水や取水を行なうことができるので、蓄熱効率を一層向上させることができる。
【００２３】
請求項４に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、収容空間に壁部を設けたので、収容空間の周囲の原地盤が崩壊して収容空間に雪崩れ込むことを防止でき、あるいは、収容空間の内外に渡る水の移動を防止して、支持地盤に蓄熱された温熱や冷熱が水の移動によって周囲の原地盤に逃げることを防止でき、高い蓄熱効率を維持することができる。
【００２４】
請求項５に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、配管を壁部に略埋設したので、支持地盤に対する配管設置用のボーリングが不要になり、配管敷設作業が一層容易になると共に、配管の目詰まりを生じさせるという問題を回避でき、メンテナンスフリーな地中蓄熱システムを構築できる。
【００２５】
請求項６に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、改良体を用いることで、支持地盤に液状化対策機能や建物支持機能を持たせることができる。従って、特に液状化に対する抵抗力や建物の支持力が高い高品質な建物を、支持地盤の上に建設することが可能になる。
【００２６】
請求項７に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、改良体にて形成された区画を連結手段で連結したので、温水や冷水が連結手段を介して各区画に相互に透水可能になるため、隅々まで水または蓄熱材を有効に利用でき、高い蓄熱効率を維持することができる。
【００２７】
請求項８に係る本発明の地中蓄熱システムによれば、支持地盤を支持する支持手段を設けたので、十分な支持性能を有する原地盤が比較的深い深度に存在する場合であっても、この深部に至るように打設した杭によって支持地盤を支持することで、支持地盤の全体を深部に形成する必要がなくなり、掘削費用や掘削土を低減できる。また、支持手段にて蓄熱可能としたので、支持地盤に蓄熱された温熱又は冷熱が、支持手段自体に、あるいは、支持手段の相互間の原地盤やそこに含有される水にて蓄熱されるので、システム全体の蓄熱効率を向上させることができる。
【００２８】
請求項９に係る本発明の地中蓄熱システムの施工方法によれば、蓄熱材を完全に充填する前に、注入配管や汲み上げ配管を建て込むことで、配管の設置位置の自由度を高めることができると共に、蓄熱材が砕石や切削されて細粒分が発生することがなくなるため、配管の目詰まりを生じさせるという問題を回避でき、メンテナンスフリーな地中蓄熱システムを構築できる。
【００２９】
請求項１０に係る本発明の地中蓄熱システムの施工方法によれば、収容空間の周囲に法面を形成することで、収容空間の崩落を招くような危険性を解消でき、安定的した収容空間を構築することができる。
【００３０】
請求項１１に係る本発明の地中蓄熱システムの施工方法によれば、壁部を構成する構成材が固化する前に、この構成材に配管を埋設することで、壁部の内部に配管を容易に設置できる。この場合には、支持地盤に対する配管設置用のボーリングが不要になり、配管敷設作業が一層容易になると共に、配管の目詰まりを生じさせるという問題を回避でき、メンテナンスフリーな地中蓄熱システムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る地中蓄熱システム及びその施工方法の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３２】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る地中蓄熱システムは、地中に熱を蓄熱するためのシステムであり、概略的には、原地盤に形成された収容空間と、この収容空間に充填されることにより前記原地盤を支持地盤とする塊状の蓄熱材（蓄熱体）と、この支持地盤に対して熱搬送媒体を注入すると共に、この熱搬送媒体を前記支持地盤から汲み上げる配管とを備えて構成されている。このような構成において、冷却又は暖めた熱搬送媒体を配管にて支持地盤に注入することで、この熱搬送媒体が蓄熱材と熱交換し、この蓄熱材に蓄熱が行なわれる。そして、熱負荷のピーク時等に、熱搬送媒体を支持地盤に注入して蓄熱材と熱交換させることで、熱搬送媒体を冷却又は暖めた後、この熱搬送媒体を支持地盤から汲み上げて冷房や暖房に利用することで、蓄熱材に蓄えた熱を利用できる。このような蓄熱運転は、季節間蓄熱にも適用可能であり、例えば、冷房期における熱源機からの温排熱を蓄熱すると共にこれを暖房期に利用したり、逆に、暖房期における熱源機からの冷廃熱を蓄熱すると共にこれを冷房期に利用したりすることで、エネルギーの消費を抑えることができる。また、これらの運転においては、熱源からの廃熱の大半は地中に投入されるため、地上の温熱環境への悪影響を低減できる。なお、熱搬送媒体は、液体状であればよく、水、又は、水和物スラリーを含み得るが、以下の説明では水（温水又は冷水）を用いるものとして説明する。
【００３３】
このような構成において、各実施の形態に共通の基本的特徴の一つは、蓄熱材として、高強度で比較的粒径が大きい塊状の蓄熱材を利用している点にある。すなわち、従来のように原地盤に直接的に水を注入する場合には、原地盤の透水性が低いためにその効率が悪い等の問題があったが、塊状の蓄熱材で原地盤を置換することで、空隙の大きな支持地盤を形成でき、透水率を高めて、注水や取水の効率を向上させることができる。さらには、原地盤に直接的に水を注入する場合には、原地盤に含まれる細粒分が種々の問題を生じさせていたが、塊状の蓄熱材は水と一体に流動しないため、この蓄熱材から取水等を行なっても、配管が目詰まりすること等を防止できる。
【００３４】
このような塊状の蓄熱材としては、従来のように原地盤に直接注水を行なっていた時よりも優れた透水性を有する限りにおいて、任意の材質及び形状のものを利用可能である。例えば、比熱容量の大きい樹脂を塊状に固化させたものを硬質な被覆材で被覆することで蓄熱材を構成できる。しかしながら、以下では、蓄熱材としてコンクリート廃材塊を用いた例について説明する。このコンクリート廃材塊は、コンクリート建造物を解体する際等に生じる建設廃材（コンクリート解体ガラ）であり、このような廃材を蓄熱材として利用することで、資源の有効活用を図ることができる。
【００３５】
また、各実施の形態に共通の基本的特徴の一つは、原地盤を支持地盤としていることにある。すなわち、収容空間に対して塊状の蓄熱材を充填することで、人口地盤を造成でき、地盤強度を向上させることができるので、水を注入した場合であっても、液状化現象を招くような事態を防止できる。以下、このような地中蓄熱システムを実現する各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００３６】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る地中蓄熱システム及びその施工方法の各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００３７】
〔実施の形態１〕
まず、本発明の実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、本発明の最も基本的な構成及びその施工方法に係る形態である。以下では、地中蓄熱システムの構成について説明した後、この地中蓄熱システムの施工方法について説明し、最後に地中蓄熱システムによる蓄熱サイクルについて説明する。
【００３８】
（地中蓄熱システムの構成）
図１は、本実施の形態１に係る地中蓄熱システムの縦断面図、図２は、図１の地中蓄熱システムに水を注入した状態を示す縦断面図である。これら図１、２に示すように、本実施の形態１に係る地中蓄熱システム１Ａは、原地盤２に収容空間３を形成し、この収容空間３に、蓄熱材４、及び、配管５、６を収容して構成されている。
【００３９】
収容空間３は、原地盤２に形成された凹状空間である。この収容空間３の具体的形状や大きさは任意であり、蓄熱材４の必要収容量や、当該収容空間３の上方に建設する建造物の寸法等を考慮して決定できる。例えば、本実施の形態１では、収容空間３は、略直方体状に形成されているが、正方体状や半球状に形成してもよい。また、収容空間３の具体的形成方法も任意であり、原地盤２を地上面から掘削して作製してもよく、地表面は掘削することなく地下のみに収容空間３を形成してもよい。あるいは、地下構造体を有する既存建造物がある場合には、この既存建造物の地上部分のみを解体し、地下構造体は解体せずに残して当該地下構造体の内部空間を収容空間３として利用してもよい。なお、本実施の形態において、収容空間３は、貯水槽や防水シートによって覆われておらず、原地盤２の掘削面にて直接的に区画されている。
【００４０】
蓄熱材４は、収容空間３に充填され、水との間において熱交換を行なうことにより、温熱又は冷熱を蓄熱する蓄熱部材である。この蓄熱材４は、高強度で比較的粒径が大きい塊状のものであり、具体的には、コンクリート廃材塊、掘削岩塊、砕石、あるいは、比較的粒径が大きな砂利等が、単独で、又は、複数種類を組み合わせて用いられる。このように塊状の蓄熱材４を利用することで、蓄熱材４の相互に間隙が形成され、透水性及び貯水量を高めることができる。また、蓄熱材４が水と一体に流動することがないので、配管５、６の目詰まり等を防止できる。さらに、高強度の蓄熱材４にて原地盤２を置換することで地盤改良を行い、支持地盤７を形成できる。このような塊状の蓄熱材４の具体的な粒径は、十分な透水性を確保できる限りにおいて任意であるが、例えば、砂よりも小さな粒径の蓄熱材４を用いた場合には、透水性が低下し、かつ、温水や冷水と共に配管５、６に流入し易くなるため、蓄熱材４の粒径は２ｍｍ以上とすることが好ましく、さらには、１０ｍｍ以上とすることがより好ましい。
【００４１】
特に、蓄熱材４としてコンクリート廃材塊を用いた場合、一般的にコンクリートは容積比熱が大きいことから、高密度で蓄熱を行なうことができる。このコンクリート廃材塊として、特に多数の空隙を有するポーラスコンクリートの廃材塊を用いてもよく、この場合には、コンクリート廃材塊の表面積が比較的大きくなることから、水との熱交換効率が一層向上する。さらに、コンクリート廃材塊の如き廃材を利用することで、従来であれば単に廃棄されていた廃棄物を資源として有効活用できる。特に、収容空間３を形成する際にコンクリート廃材塊が生じる場合には、これを蓄熱材４として利用することで、自己完結的な資源の活用サイクルを形成できる。あるいは、原地盤２が砂地盤である場合には、収容空間３を形成する際に生じた残土を、建設構造物のコンクリート用の細骨材として利用することも可能であり、掘削残土を有効活用することができる。
【００４２】
なお、このようにコンクリート廃材塊は建設廃材から構成されていることから、必ずしも純粋なコンクリートではなく、コンクリートと一体に解体された鉄筋等を含み得る。また、収容空間３には、蓄熱材４の以外のものを組み合わせて充填してもよく、例えば、コンクリート廃材塊を固着させるための薬剤を充填してもよい。さらに、建設廃材としてのコンクリート廃材塊を用いることに限定されるものではなく、例えば、収容空間３にポーラスコンクリートを新規に打設することで蓄熱材４を構成してもよい。また、このような新規のコンクリートの打設時には、掘削岩石等の建設廃材を併せて利用してもよい。
【００４３】
配管５、６は、支持地盤７に対して熱搬送媒体である温水又は冷水を注入し、あるいは、支持地盤７から温水又は冷水を汲み上げるものである。ここでは、配管５、６を複数（少なくとも２本以上）設けており、配管５、６の一方を、温水又は冷水を注入する注入配管として機能させ、他の配管５、６を、温水又は冷水を汲み上げる汲み上げ配管として機能させる。ここで、注入配管と汲み上げ配管とは相対的に所定の位置関係で配置することが好ましく、この位置関係は温水利用時と冷水利用時とで異なり得るため、配管５、６のいずれを注入配管又は汲み上げ配管として利用するかは、利用する熱搬送媒体が冷水であるか温水であるかによって異なり得る。従って、温水と冷水との両方を用いて温熱蓄熱と冷熱蓄熱を行なうシステムにおいては、配管５、６の前段側に、これら管５、６を相互に切り換える図示しない切換えバルブを設けることが好ましい。
【００４４】
一例として、季節間蓄熱を行なう場合であって、冷房期に温排熱を蓄熱してこれを暖房期に利用する場合、まず夏季の冷房期には、比較的下方に配置された配管５を汲み上げ配管とし、この配管５の上端を、図示しない熱源機や空調機の一次側に接続する。また、比較的上方に配置された配管６を注入配管とし、この配管６の上端を、図示しない熱源機や空調機の二次側に接続する。そして、配管５の下端部に形成された開口５ａ（この場合には取り込み口として機能する）を介して、支持地盤７から水を汲み上げ、この水を、冷房時の熱源機からの余剰熱や空調機の温排熱によって加熱して温水とし、この温水を、配管６の下端部に形成された開口６ａ（この場合には注入口として機能する）を介して支持地盤７に注入する。この温水は、蓄熱材４の相互間に形成された隙間を通ることによって支持地盤７にスムーズに浸水するので、この温水自体を貯水することで温熱を蓄熱できると共に、この温水との間で熱交換を行わせることで蓄熱材４に温熱を蓄熱できる。その後、冬季の暖房期には、比較的上方に配置された配管６を汲み上げ配管とし、この配管６の上端を、図示しない熱源機や空調機の一次側に接続する。また、比較的下方に配置された配管５を注入配管とし、この配管５の上端を、図示しない熱源機や空調機の二次側に接続する。そして、配管６の開口６ａ（この場合には取り込み口として機能する）を介して、支持地盤７から温水を汲み上げ、この温水を熱源機や空調機に導入して暖房用熱源として利用したり、熱源機を高効率に運転するための熱源水として利用する。そして、この利用を終えた水を、配管５の開口５ａ（この場合には注入口として機能する）を介して支持地盤７に排水する。
【００４５】
逆に、季節間蓄熱を行なう場合であって、暖房期に冷排熱を蓄熱してこれを冷房期に利用する場合、まず冬季の暖房期には、比較的上方に配置された配管６を汲み上げ配管とし、この配管６の上端を、図示しない熱源機や空調機の一次側に接続する。また、比較的下方に配置された配管５を注入配管とし、この配管５の上端を、図示しない熱源機や空調機の二次側に接続する。そして、配管６の開口６ａ（この場合には取り込み口として機能する）を介して、支持地盤７から水を汲み上げ、この水を、暖房時の熱源機からの余剰熱や空調機の冷排熱によって冷却して冷水とし、この冷水を、配管５の開口５ａ（この場合には注入口として機能する）を介して支持地盤７に注入する。この冷水は、蓄熱材４の相互間に形成された隙間を通ることによって支持地盤７にスムーズに浸水するので、この冷水自体を貯水することで冷熱を蓄熱できると共に、この冷水との間で熱交換を行わせることで蓄熱材４に冷熱を蓄熱できる。その後、夏季の冷房期には、比較的下方に配置された配管５を汲み上げ配管とし、この配管５の上端を、図示しない熱源機や空調機の一次側に接続する。また、比較的上方に配置された配管６を注入配管とし、この配管６の上端を、図示しない熱源機や空調機の二次側に接続する。そして、配管５の開口５ａ（この場合には取り込み口として機能する）を介して、支持地盤７から冷水を汲み上げ、この冷水を熱源機や空調機に導入して冷房用の熱源として利用したり、熱源機を高効率に運転するための熱源水として利用する。そして、この利用を終えた水を、配管６の開口６ａ（この場合には注入口として機能する）を介して支持地盤７に排水する。
【００４６】
このような季節間蓄熱運転を行なうことで、冷房期における熱源機からの温排熱を蓄熱すると共にこれを暖房期に利用したり、逆に、暖房期における熱源機からの冷廃熱を蓄熱すると共にこれを冷房期に利用したりすることで、エネルギーの消費を抑えることができる。また、これらの運転においては、熱源からの廃熱の大半は地中に投入されるため、地上の温熱環境への悪影響を低減できる。
【００４７】
また、他の例として、ピークカット運転を行なう場合について説明する。まず夏季には、夜間等の空調負荷の小さい時間帯に、比較的下方に配置された配管５を注入配管とし、この配管５の上端を図示しない熱源機や空調機の二次側に接続する。そして、これら熱源機や空調機からの余剰冷水を配管５を介して支持地盤７に投入することにより、冷熱を蓄熱する。そして、昼間等の空調負荷のピークの時間帯に、配管５の上端を図示しない熱源機や空調機の一次側に接続し、この配管５を介して支持地盤７の冷水を汲み上げて、この冷水を冷房に利用する。
【００４８】
一方、冬季には、昼間等の空調負荷の小さい時間帯に、比較的上方に配置された配管６を注入配管とし、この配管６の上端を図示しない熱源機や空調機の二次側に接続する。そして、これら熱源機や空調機からの余剰温水を、配管６を介して支持地盤７に投入することにより、温熱を蓄熱する。そして、夜間等の空調負荷のピークの時間帯に、配管６の上端を図示しない熱源機や空調機の一次側に接続し、この配管６を介して支持地盤７の温水を汲み上げて、この温水を暖房に利用する。
【００４９】
このようなピークカット運転を行なうことで、空調負荷の小さい時における熱源機からの余剰冷熱や余剰温熱を蓄熱すると共に、これを空調負荷のピーク時に有効利用できるので、熱負荷ピークを低減できると共に、空調システム全体のＣＯＰを向上させて、省エネルギー対策に大きく貢献することができる。
【００５０】
また、上記のような季節間蓄熱運転やピークカット運転時における配管５、６の相互の位置関係によれば、冷水は常に下方の配管５から注入又は汲み上げされると共に、温水は常に上方の配管６から注入又は汲み上げされるので、温水や冷水の密度差にて形成される温度成層を維持でき、蓄熱効率を一層向上できる。また、配管５から取り出せる水の温度は常に低く、冷水、熱源水として利用しやすい。また、配管６から取り出せる水の温度は常に高く、温水、熱源水として利用しやすい。
【００５１】
なお、このように開口５ａや開口６ａを所定の相対位置に配置するための具体的構造は任意であり、例えば、図１のように、配管５、６の管長を相互に異なるものとする他、配管５、６の管長を同一とする一方で各配管５、６における開口５ａ、６ａの形成位置のみを相互に異なるものとしてもよい。また、各配管５、６に複数の開口５ａ、６ａを形成することもでき、この場合には、全ての開口５ａ、６ａを上記のような所定の相対位置関係としてもよく、あるいは、少なくとも一部の開口５ａ、６ａのみを所定の相対位置関係としてもよい。
【００５２】
（地中蓄熱システムの施工方法）
次に、地中蓄熱システム１Ａの施工方法について説明する。最も簡単な施工方法としては、原地盤２を垂直状に掘削して凹状の収容空間３を形成し、さらに収容空間３に蓄熱材４を充填した後、この蓄熱材４にボーリングにて穴部を形成し、この穴部に配管５、６を挿入する方法がある。しかしながら、原地盤２を垂直状に掘削した場合において、特にその深度が深い場合には、収容空間３を区画する壁面が、周囲の原地盤２の自重圧力によって崩壊する可能性があり、安定的した収容空間３を構築することが困難である。また、蓄熱材４にボーリングにて穴部を形成する場合には、蓄熱材４が砕石や切削されて細粒分が発生し、従来技術と同様に、配管５、６の目詰まりを生じさせるといった問題が生じ得る。また、原地盤２を掘削し、蓄熱材４を充填した後、これを配管５、６のために掘削することは、掘削作業を複数回行なうことになり、施工作業効率が悪くなる。
【００５３】
このような問題を回避するため、本実施の形態１においては、以下のように地中蓄熱システム１Ａを施工する。すなわち、図３に示すように、原地盤２を掘削して収容空間３を形成する（空間形成工程）。この際、この原地盤２を単に垂直状に掘削するのではなく、収容空間３の周囲に対応する箇所に、法面８を形成する。このように法面８を形成することで、収容空間３を区画する壁面が崩壊することを防止でき、安定的した収容空間３を構築することができる。なお、この法面８の掘削は、収容空間３の掘削前と掘削後のいずれにおいて行なってもよいが、特に収容空間３の掘削前に法面８を形成した場合には、この法面８を利用して原地盤２の深部を掘削することが一層容易になる。
【００５４】
その後、収容空間３における所定位置に、下方に設置される配管５のみを建て込む（配管設置工程）。なお、このように配管５を建て込む場合には、収容空間３の掘削レベルを変えることで、配管５の設置レベルを容易に調整できるので、配管５の設置位置の自由度を高めることができる。次いで、図４に示すように、上方に設置される配管６の建て込み位置に到達するレベルまで、蓄熱材４を充填する（充填工程）。また、この時の蓄熱材４と略同一のレベルまで、法面８を掘削土９を用いて埋め戻す。この際、掘削土９にセメントを添加することで、この掘削土９が蓄熱材４の側に流れ込むことを防止できる。
【００５５】
次いで、図５に示すように、上方の配管６を建て込み（第２の配管設置工程）、図６に示すように、蓄熱材４を最終レベル（本実施の形態１では地表面と略面一になるレベル）まで充填する（第２の充填工程）。また、この時の蓄熱材４と略同一のレベルまで、法面８を掘削土９を用いて埋め戻す。この際にも、上記と同様に、掘削土９にセメントを添加することで、この掘削土９が蓄熱材４の側に流れ込むことを防止できる。なお、このように配管６を建て込む場合には、蓄熱材４の充填レベルを変えることで、配管６の設置レベルを容易に調整できるので、配管６の設置位置の自由度を高めることができる。
【００５６】
このように、本実施の形態１においては、蓄熱材４を完全に充填する前に、配管５、６を建て込んでいるので、蓄熱材４にボーリングにて穴部を形成する必要がなくなり、蓄熱材４が砕石や切削されて細粒分が発生することがなくなるため、配管５、６の目詰まりを生じさせるという問題を回避できる。
【００５７】
（実施の形態１の効果）
このように本実施の形態１によれば、地中を利用して蓄熱を行なうことができるので、熱負荷の低い時に廃熱を蓄熱し、この廃熱を熱負荷の高い時に取り出して有効利用できるので、熱負荷ピークを低減できると共に、システム全体のＣＯＰ（Coefficient of Performance、エネルギー消費効率）を向上させて、省エネルギー対策に大きく貢献することができる。また、このような蓄熱運転によれば、冷房期における熱源機からの温排熱を蓄熱すると共にこれを暖房期に利用したり、逆に、暖房期における熱源機からの冷廃熱を蓄熱すると共にこれを冷房期に利用したりすることで、エネルギーの消費を抑えることができる。また、これらの運転においては、熱源からの廃熱の大半は地中に投入されるため、地上の温熱環境への悪影響を低減できる。また、蓄熱材４として、粒径の大きい蓄熱材を用いているので、透水性を高めて蓄熱効率を向上させることができると共に、配管の目詰まり等を防止できる。また、蓄熱材４として、強度の高い蓄熱材を用いているので、原地盤２を地盤改良して支持地盤７とすることができる。さらに、蓄熱材４としてコンクリート廃材塊を用いているので、高密度で蓄熱を行なうことができ、さらには、産業廃棄物を資源として有効活用することで、環境問題にも貢献することができると共に、産業廃棄物の処分費用を削減するという経済的効果を得ることができる。また、注入口と取り込み口との設置高さを相互に異なるものとしているので、支持地盤７の内部における温水や冷水の温度成層を崩すことなく注水及び取水を行なうことができるので、蓄熱効率を一層向上させることができる。さらに、収容空間３の周囲に法面８を形成することで、安定的した収容空間３を構築することができる。また、蓄熱材４を完全に充填する前に、配管５、６を建て込むことで、これら配管５、６の設置位置の自由度を高めることができると共に、蓄熱材４が砕石や切削されて細粒分が発生することがなくなるため、配管５、６の目詰まりを生じさせるという問題を回避でき、メンテナンスフリーな地中蓄熱システム１Ａを構築できる。
【００５８】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１の支持地盤７に対して建物を構築した形態である。特に説明なき構成及び処理については実施の形態１と同じであり、実施の形態１と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
（地中蓄熱システムの構成）
図７は、本実施の形態２に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。この図７に示すように、本実施の形態２に係る地中蓄熱システム１Ｂは、本実施の形態１に係る地中蓄熱システム１Ａと同様に構成されており、その支持地盤７には、建物１０が構築されている。すなわち、蓄熱材４として、コンクリート廃材塊のような支持強度の高いものを一定以上の密度で収容空間３に充填することで、原地盤２が、液状化するような軟弱地盤である場合や、支持力が小さい地盤である場合にも、この原地盤２を地盤改良して、建物を支持可能な強度を有する支持地盤７に置換できる。
【００６０】
このように支持強度を高めるためには、蓄熱材４としてのコンクリート廃材塊の他、このコンクリート廃材塊を相互に固着するような薬剤や公知の地盤改良剤を、収容空間３に注入等してもよい。ただし、これら薬剤や地盤改良剤の注入は、支持地盤７の透水性を減じることがない程度に留めておくことが好ましい。
【００６１】
（実施の形態２の効果）
このように本実施の形態２によれば、原地盤を蓄熱材４にて置換して強固な支持地盤７とすることで、原地盤２が、液状化するような軟弱地盤である場合や、支持力が小さい地盤である場合にも、その支持強度を向上させて建物を建設でき、原地盤２を有効活用することができる。
【００６２】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、収容空間３の周囲に壁部を形成すると共に、この壁部に配管を埋設した形態である。特に説明なき構成及び処理については実施の形態２と同じであり、実施の形態２と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
（地中蓄熱システムの構成）
図８は、本実施の形態３に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。この図８に示すように、地中蓄熱システム１Ｃは、収容空間３の周囲に壁部１１を備えて構成されている。
【００６４】
この壁部１１は、収容空間３を略全周に渡って囲繞するものであり、収容空間３の周囲の原地盤２が崩壊して収容空間３に雪崩れ込むことを防止する山留め壁として機能し、あるいは、収容空間３の内外に渡る水の流入出を防止して高い蓄熱効率を維持する止水壁として機能する。換言すれば、壁部１１は、このような山留め壁又は止水壁として機能し得るに十分な強度や防水性を有する構造及び材質にて形成されている。
【００６５】
このような壁部１１の具体的な施工方法は任意であるが、例えば、深層混合処理工法（DCM:Deep Cement Mixing）を用いることができ、固化材スラリーと軟弱地盤とを処理機を用いて攪拌及び混合し、これを原地盤２に打設して固化させることで、壁部１１を施工できる。この壁部１１の施工は、収容空間３を掘削する前に行なうことが好ましく、この場合には、収容空間３の掘削時におけるその周囲の原地盤２の崩落の危険性を一層確実に回避できる。
【００６６】
また、本実施の形態３においては、この壁部１１の内部に、配管５、６の少なくとも下端部分が埋設されている。具体的には、配管５、６のうち、実施の形態１において支持地盤７に埋設されていた部分の略全域が、壁部１１の内部に埋設されている。一方、注入口又は取り込み口として機能する開口５ａ、６ａは、支持地盤７に対する注水又は取水が可能なように、壁部１１の内面（収容空間と対向する面）と略面一となるように位置決めされており、あるいは、支持地盤７の内部に若干突出するように位置決めされている。この場合には、蓄熱材４をボーリングする必要がなくなるので、蓄熱材４が砕石や切削されて細粒分が発生することがなくなるため、配管５、６の目詰まりを生じさせるという問題を回避できる。
【００６７】
このように配管５、６を埋設するための施工方法は任意であるが、例えば、上記のように深層混合処理工法にて壁部１１を施工する場合には、固化材スラリーと軟弱地盤とを混合して原地盤２に打設した後（壁部形成工程。この際に打設される混合物は特許請求の範囲における構成材に対応する）、これが固化する前に配管５、６を挿入することで、これら配管５、６を壁部１１の内部に埋設できる。この場合には、従来のようにボーリングによって壁部１１に配管敷設用の穴部を形成する必要がなくなるので、配管敷設作業が一層容易になる。
【００６８】
（実施の形態３の効果）
このように本実施の形態３によれば、実施の形態２と同様の効果に加えて、壁部１１を設けることにより、収容空間３の周囲の原地盤２が崩壊してこの収容空間３に雪崩れ込むことを防止でき、あるいは、収容空間３の内外に渡る水の移動を防止して、支持地盤７に蓄熱された温熱や冷熱が水の移動によって周囲の原地盤２に逃げることを防止でき、高い蓄熱効率を維持することができる。また、壁部１１を形成するコンクリートの固化前に配管５、６を埋設することで、配管敷設作業が一層容易になると共に、配管５、６の目詰まりを生じさせるという問題を回避でき、メンテナンスフリーな地中蓄熱システム１Ｃを構築できる。
【００６９】
〔実施の形態４〕
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４は、格子状に改良された支持地盤に蓄熱材４を収容した形態である。特に説明なき構成及び処理については実施の形態３と同じであり、実施の形態３と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態３で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
（地中蓄熱システムの構成）
図９は、本実施の形態４に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。この図９に示すように、地中蓄熱システム１Ｄにおいては、蓄熱材４と改良体１３とを含んで支持地盤１４が構成されている。この改良体１３は、平面的に格子状に形成されており、このような格子状の改良体１３によって区画された収容空間３の内部に、蓄熱材４が充填されている。この改良体１３は、原地盤２を強度的に改良するためのものであり、例えば、耐液状化格子状深層混合処理工法（TOFT工法）により、深層混合処理工法を使って施工した改良体１３によって原地盤２を格子状に囲むことで、液状化した原地盤からの動液土圧の進入を防ぐとともに、改良体１３の格子構造によってそのせん断変形を防止するものである。このように格子状の改良体１３を用いることで、原地盤２を一層強固な支持地盤１４に地盤改良でき、この支持地盤１４に液状化対策機能や建物支持機能を持たせることができる。従って、特に液状化に対する抵抗力や建物の支持力が高い高品質な建物を、支持地盤１４の上に建設することが可能になる。
【００７１】
ここで、格子状の改良体１３によって区画された収容空間３には、複数の連結配管１５が設けられている。この連結配管１５は、複数の区画を相互に導水可能に連結するもので、特許請求の範囲における連結手段に対応する。具体的には、連結配管１５は、改良体１３を略水平方向に貫通するように配置され、隣接する区画を相互に連結している。従って、収容空間３を改良体１３で区画した場合においても、温水や冷水が連結配管１５を介して各区画に相互に透水可能になるので、隅々まで水または蓄熱材を有効に利用でき、高い蓄熱効率を維持することができる。なお、このような透水性を維持できる限りにおいて、連結手段は任意の構造で構成でき、例えば、改良体１３に貫通孔を穿設してもよく、あるいは、改良体１３として透水性が高いポーラスコンクリートを用いた場合にはこのポーラスコンクリートに形成された多数の孔部が連結手段として機能し得る。
【００７２】
（実施の形態４の効果）
このように本実施の形態４によれば、実施の形態３と同様の効果に加えて、格子状の改良体１３を用いることで、支持地盤１４に液状化対策機能や建物支持機能を持たせることができる。従って、特に液状化に対する抵抗力や建物の支持力が高い高品質な建物を、支持地盤１４の上に建設することが可能になる。また、連結配管１５を設けたことで、温水や冷水が連結配管１５を介して各区画に相互に透水可能になるので、隅々まで水または蓄熱材を有効に利用でき、高い蓄熱効率を維持することができる。
【００７３】
〔実施の形態５〕
次に、本発明の実施の形態５について説明する。実施の形態５は、支持地盤や建物を支持する杭を設けた形態である。特に説明なき構成及び処理については実施の形態２と同じであり、実施の形態２と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
（地中蓄熱システムの構成）
図１０は、本実施の形態５に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。この図１０に示すように、地中蓄熱システム１Ｅにおいては、支持地盤７の下面に底盤１６が配置され、この底盤１６が複数の杭１７にて支持されている。底盤１６は、支持地盤７の下面の略全面に敷設された略水平状の基盤で、例えば、鉄筋コンクリートや鉄鋼板にて構成される。このような底盤１６を設けることで、支持地盤７の支持ベースを構築でき、支持地盤７及びその上部に構築された建物の自重を底盤１６に略均等に分散させることができる。
【００７５】
杭１７は、支持地盤７及び建物１０を支持するもので、特許請求の範囲における支持手段に対応する。具体的には、この杭１７は、その上端部を底盤１６に固定されると共に、その下端部は原地盤１８に埋設されている。この原地盤１８は、原地盤２よりも深い深度に存在する地盤であって、原地盤２よりも支持強度が高い地盤である。例えば、原地盤２は沖積層であり、原地盤１８は洪積層である。この杭１７の具体的な材質や施工方法は、所望の支持性能を発揮する限りにおいて任意であるが、例えば、原地盤２、１８をボーリングして鋼管杭１７やコンクリート杭１７を打設することにより施工する。
【００７６】
（実施の形態５の効果）
このように本実施の形態５によれば、実施の形態２と同様の効果に加えて、底盤１６を設けることで、支持地盤７の支持ベースを構築でき、支持地盤７及びその上部に構築された建物１０の自重を底盤１６に略均等に分散させることができる。また、実施の形態１〜４のように、支持地盤７やその上の建物１０を原地盤１８によって直接的に支持させる直接基礎形式をとった場合には、支持地盤７の直下の原地盤１８は、十分な支持性能を有した地盤である必要がある。しかしながら、地盤の支持性能はその場所によって大きく異なり得るため、十分な原地盤１８が存在する深度も場所によって大きく異なり得る。例えば、十分な支持性能を有する原地盤１８が比較的深い深度に存在する場合には、この深度まで上層側の原地盤２を掘削して支持地盤７を作製することも考えられるが、この場合には大深度掘削を実施することになり、地盤掘削費用が高額になると共に、掘削土量が膨大になるために掘削土の処理が大変になる等の問題が生じる。これに対して、本実施の形態５によれば、十分な支持性能を有する原地盤１８が比較的深い深度に存在する場合であっても、この深部に至るように打設した杭１７によって支持地盤７を支持することで、支持地盤７の全体を深部に形成する必要がなくなり、掘削費用や掘削土を低減できる。
【００７７】
〔実施の形態６〕
次に、本発明の実施の形態６について説明する。実施の形態６は、支持地盤や建物を支持する杭を第２の蓄熱材として利用する形態である。特に説明なき構成及び処理については実施の形態５と同じであり、実施の形態５と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態５で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
（地中蓄熱システムの構成）
図１１は、本実施の形態６に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。この図１１に示すように、地中蓄熱システム１Ｆにおいては、杭２０は、比較的熱容量の高い材質にて形成されており、第２の蓄熱材として機能する。すなわち、支持地盤７に蓄熱された温熱又は冷熱が、底盤１６を介して杭２０に伝導されることで、この杭２０自体に、あるいは、杭２０の相互間の原地盤２、１８やそこに含有される水にて蓄熱されるので、システム全体の蓄熱効率を向上させることができる。ここで、杭２０の具体的な材質は任意であるが、例えば、透水性の高いポーラスコンクリートにて構成できる。この場合には、杭２０に対する貯水量が多くなり、杭２０自体に、より大量の温水や冷水を浸水させて、蓄熱量を増やすことができる。なお、ポーラスコンクリートの打設にあたっては、掘削岩塊等の建設廃材を利用してもよい。
【００７９】
また、本実施の形態６においても、実施の形態４と同様に、杭２０によって区分された複数の区画を連結配管１５や貫通孔にて連結したり、あるいは、ポーラスコンクリートの持つ透水性を利用したりすることで、区画間の水の流動性を確保して、蓄熱効率を高めてもよい。なお、人工地盤を省略し、原地盤に杭２０のみを打設して、この杭２０によって建物１０を支持するようにしてもよく、この場合には、杭２０自体とその相互間に水を含有させることで蓄熱を行なうことができると共に、原地盤２が軟弱な場合であっても杭２０によって建物１０を支持できる。
【００８０】
（実施の形態６の効果）
このように本実施の形態６によれば、実施の形態５と同様の効果に加えて、支持地盤７に蓄熱された温熱又は冷熱が、杭２０自体に、あるいは、杭２０の相互間の原地盤２、１８やそこに含有される水にて蓄熱されるので、システム全体の蓄熱効率を一層向上させることができる。
【００８１】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００８２】
（各実施の形態の組合せ）
各実施の形態に示した構成は、相互に組合せることができ、例えば、実施の形態４の蓄熱地中蓄熱システム４に、実施の形態５、６の杭１７、２０を設けてもよい。
【００８３】
（構成要素の追加又は置換）
特記する場合を除いて、地中蓄熱システム１〜６には公知の構成要素を追加することができ、あるいは、地中蓄熱システム１〜６の構成要素を公知の構成要素にて置換することができる。例えば、蓄熱材４として、コンクリート廃材塊に代えて、あるいは、コンクリート廃材塊と共に、湿度調整や粉塵除去機能を有する多孔質の岩石を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
この発明は、空調設備を有する各種の施設や建物あるいはその周辺の原地盤に設けられ、この原地盤を置換して支持地盤とすると共に地中への蓄熱を可能とし、地盤の支持性能を向上させることや、空調設備の熱負荷を軽減すること等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る地中蓄熱システムの縦断面図である。
【図２】図１の地中蓄熱システムに水を注入した状態を示す縦断面図である。
【図３】地中蓄熱システムの施工工程を示す図であり、原地盤を掘削して配管を建て込んだ状態を示す図である。
【図４】図３に続く施工工程を示す図であり、蓄熱材を充填した状態を示す図である。
【図５】図４に続く施工工程を示す図であり、他の配管を建て込んだ状態を示す図である。
【図６】図５に続く施工工程を示す図であり、蓄熱材を最終レベルまで充填した状態を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。
【図８】実施の形態３に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。
【図９】実施の形態４に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。
【図１０】実施の形態５に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。
【図１１】実施の形態６に係る地中蓄熱システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１Ａ〜１Ｆ  地中蓄熱システム
２、１８  原地盤
３  収容空間
４  蓄熱材
５、６  配管
７、１４  支持地盤
８  法面
９  掘削土
１０  建物
１１  壁部
１２  難透水層
１３  改良体
１５  連結配管
１６  底盤
１７、２０  杭
【図１】
2007178071.tif 000003
【図２】
2007178071.tif 000004
【図３】
2007178071.tif 000005
【図４】
2007178071.tif 000006
【図５】
2007178071.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2007178071.tif 000010
【図９】
2007178071.tif 000011
【図１０】
2007178071.tif 000012
【図１１】
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