(57)【要約】【課題】高効率での地熱利用を実現する。【解決手段】地中Ｕｇに埋設される第１蓄熱部１と、第１蓄熱部１の内部と地上Ｏｇとの間で空気を流通させる空気流路２とを備え、第１蓄熱部１は、下部１１ａに開口部１２を有する収容部１１と、収容部１１内に充填された石８０とを備えて地熱を利用可能に構成され、空気流路２は、収容部１１の開口部１２側と地上Ｏｇとを繋ぐように配設されて地上Ｏｇの空気を収容部１１内に送り込むための給気ダクト２１と、収容部１１の上部１１ｂ側と地上Ｏｇとを繋ぐように配設されて収容部１１内の空気を地上Ｏｇに送り出すための排気ダクト２２とを備えて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地熱を利用する地熱利用システムであって、
地中に埋設される第１蓄熱部と、当該第１蓄熱部の内部と地上との間で空気を流通させる空気流路とを備え、
前記第１蓄熱部は、下部に開口部を有する収容部と、当該収容部内に充填された石とを備えて構成され、
前記空気流路は、前記収容部の前記開口部側と前記地上とを繋ぐように配設されて当該地上の空気を当該収容部内に送り込むための給気ダクトと、前記収容部の上部側と前記地上とを繋ぐように配設されて当該収容部内の空気を当該地上に送り出すための排気ダクトとを備えて構成されている地熱利用システム。
【請求項２】
前記給気ダクトを介して前記地上の空気を収容部内に圧送する空気圧送装置を備えている請求項１記載の地熱利用システム。
【請求項３】
前記排気ダクトを介して当該収容部内の空気を吸引する吸気装置を備えている請求項１または２記載の地熱利用システム。
【請求項４】
前記給気ダクトが前記第１蓄熱部の周囲を周回するように配設されている請求項１から３のいずれかに記載の地熱利用システム。
【請求項５】
前記給気ダクトに浸入した水を排水するための排水設備を備え、
前記排水設備は、前記収容部の前記開口部側に位置する前記給気ダクトの端部よりも深い位置に配設された集水枡と、前記地上に設けた排水口と前記集水枡とを繋ぐ排水パイプとを備え、
前記給気ダクトは、前記地上側に配設される第１ダクトと前記収容部の前記開口部側に配設される第２ダクトとを備え、前記第１ダクトおよび前記第２ダクトは前記排水パイプを介して接続されている請求項１から４のいずれかに記載の地熱利用システム。
【請求項６】
前記排気ダクトから送り出される空気を加熱する加熱装置を備えている請求項１から５のいずれかに記載の地熱利用システム。
【請求項７】
前記排気ダクトから送り出される空気を冷却する冷却装置を備えている請求項１から６のいずれかに記載の地熱利用システム。
【請求項８】
前記排気ダクトから送り出される空気が内部に流入する第２収容部と、当該第２収容部内に充填された石とを備えて構成されて地上に配設された第２蓄熱部を備えている請求項１から７のいずれかに記載の地熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱を利用する地熱利用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のシステムとして、特開２００３−２２１８８３号公報に開示された地熱を利用した建物の暖冷房構造（以下、「地熱利用構造」ともいう）が知られている。この地熱利用構造は、建物の床下空間に石材を充填して形成した蓄熱石層を備えて構成されている。また、床下空間（蓄熱石層）の下に位置する地中には、床下空間と連通する複数のパイプが、鉛直方向に埋め込まれている。また、このパイプの内部空間にも石材が充填されている。この地熱利用構造では、冬期においては、地熱によってパイプ内における石材間の空気が暖められ、その空気がパイプ内を上昇して床下空間に流入して、床下空間内における石材間の空気が暖められ、これによって建物が暖められる。また、夏季においては、地熱（地中の冷気）によってパイプ内における石材間の空気が冷却され、その冷気によって床下空間内における石材間の空気が冷却され、これによって建物が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２１８８３号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した従来の地熱利用構造には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この地熱利用構造では、パイプ内に充填した石で蓄熱を行っている。このため、十分な蓄熱量を確保するには、数多くのパイプを配設する必要がある。一方、この地熱利用構造では、床下空間の下に位置する地中にパイプを鉛直方向に埋め込んで床下空間とパイプとを連通させている。このため、パイプを配設可能な領域が床下空間の下の領域だけに限定される結果、数多くのパイプを配設しようとしてもその数には限界があり、十分な蓄熱量を確保できないという課題が存在する。また、従来の地熱利用構造では、パイプ内の空気と床下空間の空気との間の熱交換が自然対流だけで行われる。この場合、冬期においては、パイプ内の空気の温度が床下空間の空気の温度よりも高いため、パイプ内の空気が上昇して床下空間の空気との間で熱交換が行われるものの、夏期においては、パイプ内の空気の温度が床下空間の空気の温度よりも低いため、パイプ内の空気は上昇せず、パイプ内の空気と床下空間の空気との間の熱交換が十分に行われないこととなる。このように、従来の地熱利用構造には、地熱を効率よく利用することが困難であるとの課題が存在しており、その改善が望まれている。
【０００５】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、高効率での地熱利用を実現し得る地熱利用システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく請求項１記載の地熱利用システムは、地熱を利用する地熱利用システムであって、地中に埋設される第１蓄熱部と、当該第１蓄熱部の内部と地上との間で空気を流通させる空気流路とを備え、前記第１蓄熱部は、下部に開口部を有する収容部と、当該収容部内に充填された石とを備えて構成され、前記空気流路は、前記収容部の前記開口部側と前記地上とを繋ぐように配設されて当該地上の空気を当該収容部内に送り込むための給気ダクトと、前記収容部の上部側と前記地上とを繋ぐように配設されて当該収容部内の空気を当該地上に送り出すための排気ダクトとを備えて構成されている。
【０００７】
また、請求項２記載の地熱利用システムは、請求項１記載の地熱利用システムにおいて、前記給気ダクトを介して前記地上の空気を収容部内に圧送する空気圧送装置を備えている。
【０００８】
また、請求項３記載の地熱利用システムは、請求項１または２記載の地熱利用システムにおいて、前記排気ダクトを介して当該収容部内の空気を吸引する吸気装置を備えている。
【０００９】
また、請求項４記載の地熱利用システムは、請求項１から３のいずれかに記載の地熱利用システムにおいて、前記給気ダクトが前記第１蓄熱部の周囲を周回するように配設されている。
【００１０】
また、請求項５記載の地熱利用システムは、請求項１から４のいずれかに記載の地熱利用システムにおいて、前記給気ダクトに浸入した水を排水するための排水設備を備え、前記排水設備は、前記収容部の前記開口部側に位置する前記給気ダクトの端部よりも深い位置に配設された集水枡と、前記地上に設けた排水口と前記集水枡とを繋ぐ排水パイプとを備え、前記給気ダクトは、前記地上側に配設される第１ダクトと前記収容部の前記開口部側に配設される第２ダクトとを備え、前記第１ダクトおよび前記第２ダクトは前記排水パイプを介して接続されている。
【００１１】
また、請求項６記載の地熱利用システムは、請求項１から５のいずれかに記載の地熱利用システムにおいて、前記排気ダクトから送り出される空気を加熱する加熱装置を備えている。
【００１２】
また、請求項７記載の地熱利用システムは、請求項１から６のいずれかに記載の地熱利用システムにおいて、前記排気ダクトから送り出される空気を冷却する冷却装置を備えている。
【００１３】
また、請求項８記載の地熱利用システムは、請求項１から７のいずれかに記載の地熱利用システムにおいて、前記排気ダクトから送り出される空気が内部に流入する第２収容部と、当該第２収容部内に充填された石とを備えて構成されて地上に配設された第２蓄熱部を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の地熱利用システムでは、地中に埋設した第１蓄熱部に地熱を蓄積させ、給気ダクトからの第１蓄熱部への空気の送り込みと排気ダクトによる第１蓄熱部からの空気の送り出しによって第１蓄熱部に蓄積させた地熱を地上に伝えている。このため、この地熱利用システムによれば、建物の建設場所から離間した場所の地下に埋設した第１蓄熱部に蓄積させた地熱を利用することができる。したがって、この地熱利用システムによれば、建物の床下に配設したパイプだけで地熱を蓄積する従来の構成とは異なり、第１蓄熱部を十分に大形化することができる結果、高効率での地熱利用を実現することができる。また、この地熱利用システムによれば、第１蓄熱部における収容部の下部に開口部を設けたことにより、収容部よりも下側の地熱をこの開口部から収容部内に効率的に伝達させて、収容部内の石に蓄積させることができるため、地熱の利用効率をより高めることができる。
【００１５】
また、請求項２記載の地熱利用システムによれば、給気ダクトを介して地上の空気を第１蓄熱部の収容部内に圧送する空気圧送装置を備えたことにより、パイプ内の空気と床下空間の空気との間の熱交換が自然対流だけで行われる従来の構成とは異なり、地上の空気を強制的に収容部内において送り込んで熱交換を行うことができる。このため、この地熱利用システムによれば、地熱の利用効率を一層高めることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の地熱利用システムによれば、排気ダクトを介して第１蓄熱部の収容部内の空気を吸引する吸気装置を備えたことにより、例えば、夏期において収容部内の空気が地上の温度よりも低い温度に冷却されて、地上の空気よりも比重が大きくなったとしても、その空気を地上に確実に送り出すことができる。このため、この地熱利用システムによれば、地熱の利用効率を一層高めることができる。
【００１７】
また、請求項４記載の地熱利用システムによれば、第１蓄熱部の周囲を周回するように給気ダクトを配設したことにより、第１蓄熱部の周囲を周回する給気ダクトの中を流れる空気を収容部内に送り込む以前に、給気ダクトを介して伝わる地中の地熱によって加熱または冷却させることができるため、地熱の利用効率をさらに高めることができる。
【００１８】
また、請求項５記載の地熱利用システムによれば、給気ダクトに浸入した水を排水するための排水設備を備えたことにより、雨水が浸透し易い場所や地質地下水が湧水し易い場所に第１蓄熱部を埋設した場合においても、給気ダクトへの水の浸入によって地熱利用システムの機能が低下する事態を確実に防止することができる。
【００１９】
また、請求項６記載の地熱利用システムによれば、排気ダクトから送り出される空気を加熱する加熱装置を備えたことにより、例えば、地中と地上との温度差が小さく、地熱だけでは建物の暖房を十分に行えない場合においても、加熱装置を稼働させて、排気ダクトから送り出される空気を補助的に加熱することができる。したがって、この地熱利用システムによれば、他の暖房設備を用いることなく、この地熱利用システムだけで建物の暖房を行うことができる。
【００２０】
また、請求項７記載の地熱利用システムによれば、排気ダクトから送り出される空気を冷却する冷却装置を備えたことにより、例えば、地中と地上との温度差が小さく、地熱だけでは冷房を十分に行えない場合においても、冷却装置を稼働させて、排気ダクトから送り出される空気を補助的に冷却することができる。したがって、この地熱利用システムによれば、他の冷房設備を用いることなく、この地熱利用システムだけで建物の冷房を行うことができる。
【００２１】
また、請求項８記載の地熱利用システムによれば、地上に配設された第２蓄熱部を備えたことにより、第１蓄熱部によって蓄積された地熱を地上において蓄積することができるため、例えば、第２蓄熱部を建物の床下に配設することで、蓄積した熱を床を介して建物内に伝えることができる結果、地熱を利用した建物の暖房や冷房を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】地熱利用システム１００の構成を示す斜視図である。
【図２】地熱利用システム１００の構成を示す断面図である。
【図３】地熱利用システム１００の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、地熱利用システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２４】
最初に、地熱利用システムの一例としての地熱利用システム１００の構成について説明する。図１に示す地熱利用システム１００は、地中Ｕｇの熱（地熱）を熱源として利用する（地中Ｕｇと地上Ｏｇとの温度差を利用する）システムであって、建物の冷暖房用の熱源として地熱を利用するのに好適となるように構成されている。具体的には、地熱利用システム１００は、同図および図２，３に示すように、第１蓄熱部１、空気流路２、空気圧送装置３、吸気装置４、温度調節装置５、排水設備６および第２蓄熱部７を備えて構成されている。なお、図１〜３では、地中Ｕｇの状態を明示するため、土砂を取り除いた状態（地中Ｕｇを透かして見た状態）を図示している。また、図１，３では、第１蓄熱部１における後述する壁部１３ａ，１３ｅの一部を切り取った状態を図示している。また、図１では、後述する防水シート９２の図示を省略している。
【００２５】
第１蓄熱部１は、図１〜３に示すように、収容部１１および石８０を備えて構成されて、蓄熱機能（地熱を蓄積する機能）を有している。また、第１蓄熱部１は、後述する施工方法によって地中Ｕｇに製作される（つまり、地中Ｕｇに埋設される）。なお、以下の説明において、「地熱（または熱）を蓄積する」ことには、収容部１１の外部よりも高温（低温）の状態を維持すること、および収容部１１の外部よりも低温の状態を維持することの双方が含まれるものとする。また、「熱が伝わる」ことには、低温の物質が高温となることはもとより、高温の物質から熱が奪われてその物質が低温となること（つまり、低い温度が伝わる）ことが含まれるものとする。
【００２６】
収容部１１は、図１，２に示すように、下部１１ａに開口部１２を有する（下部１１ａが開口する）直方体状に形成されている。また、収容部１１を構成する各壁部１３ａ〜１３ｅ（以下、区別しないときには「壁部１３」ともいう）は、断熱性材料（一例として、発泡スチロール等の発泡プラスチック）で形成されている。
【００２７】
この場合、年間を通して温度がほぼ一定で地上Ｏｇとの十分な温度差が生じる地中Ｕｇの深さは、一般的に地面Ｇ（図２参照）から３ｍ以上であることが知られている。このため、この地熱利用システム１００では、地面Ｇから３ｍ程度の位置に収容部１１の開口部１２が位置し、収容部１１の上部１１ｂが地面Ｇから１ｍ程度の深さに位置するように、収容部１１の大きさ、および収容部１１の埋設位置が規定されている。
【００２８】
石８０は、蓄熱機能を高めるために収容部１１内に充填される蓄熱材料であって、一例として、粒径が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の砕石または玉砂利（天然石）が用いられる。なお、天然石に代えて、または天然石と共に人工石を用いることもできる。
【００２９】
空気流路２は、第１蓄熱部１の内部と地上Ｏｇとの間で空気を流通させる機能を有している。具体的には、空気流路２は、図１〜３に示すように、給気ダクト２１、および排気ダクト２２を備えて構成されている。給気ダクト２１は、地上Ｏｇの空気を第１蓄熱部１の収容部１１内に送り込むためのダクト（管）であって、地上Ｏｇ側に配設された給気ダクト２１ａ（第１ダクトに相当する）、および第１蓄熱部１における収容部１１の下部１１ａ側（開口部１２側）に配設された給気ダクト２１ｂ（第２ダクトに相当する）を備えて構成されている。
【００３０】
給気ダクト２１ａは、図１，２に示すように、一方の端部３１ａが地上Ｏｇに配設された空気圧送装置３に接続されると共に、他方の端部３１ｂが排水設備６における後述する排水パイプ６２に接続されている。給気ダクト２１ｂは、両図に示すように、一方の端部３１ｃが排水パイプ６２に接続されると共に、第１蓄熱部１の収容部１１における下部１１ａの周囲（この例では、下部１１ａよりもやや深い部位）を周回するように配設されている。また、給気ダクト２１ｂは、他方の端部３１ｄ（空気の吐出口）が収容部１１の開口部１２よりも上方に位置するように配設されている。上記のように、給気ダクト２１ａ，２１ｂは、排水設備６の排水パイプ６２にそれぞれ接続されることで、排水パイプ６２を介して互いに接続されている。
【００３１】
排気ダクト２２は、収容部１１内の空気を収容部１１の上部１１ｂから地上Ｏｇに送り出すためのダクトであって、収容部１１の上部１１ｂと地上Ｏｇとを繋ぐように配設されている。この場合、排気ダクト２２における地上Ｏｇ側の端部３２ａは、地上Ｏｇに配設された吸気装置４に接続され、他方の端部３２ｂは、収容部１１の上部１１ｂに接続されている。
【００３２】
空気圧送装置３は、給気ダクト２１を介して地上Ｏｇの空気を第１蓄熱部１の収容部１１内に圧送する。吸気装置４は、排気ダクト２２を介して収容部１１内の空気を吸引する。
【００３３】
温度調節装置５は、排気ダクト２２から送り出される空気を加熱する加熱装置、および排気ダクト２２から送り出される空気を冷却する冷却装置を備えて構成されている。
【００３４】
排水設備６は、給気ダクト２１ｂに浸入した水を排水するための設備であって、図１，２に示すように、集水枡６１、排水パイプ６２および蓋６３を備えて構成されている。集水枡６１は、収容部１１の開口部１２側に位置する給気ダクト２１ｂの端部３１ｄ（空気の吐出口）よりも深い位置に配設されている。排水パイプ６２は、下端部が集水枡６１に接続され、上端部が地上Ｏｇに設けられた排水口９１に接続されて、排水口９１と集水枡６１とを繋いでいる。
【００３５】
第２蓄熱部７は、収容部７１と、収容部７１内に配設された送風ダクト７６と、収容部７１内に充填された石８０とを備えて構成され、後述する施工方法によって地上Ｏｇ（一例として、建物の床下）に製作される（つまり、地上Ｏｇに配設される）。収容部７１は、上部に開口部７２を有する直方体状に形成されている。この場合、収容部１１を構成する各壁部７３ａ〜７３ｅ（以下、区別しないときには「壁部７３」ともいう）は、上記した壁部１３に用いられている断熱性材料と同様の断熱性材料で形成されている。また、壁部７３ａ〜７３ｅによって形成される空間は、板材７４によって仕切られることにより、石８０を充填する蓄熱スペース７５ａと、空気圧送装置３、吸気装置４および温度調節装置５を配設する機材スペース７５ｂとに区画される。
【００３６】
次に、地熱利用システム１００を製作する方法（施工方法）について図面を参照して説明する。
【００３７】
まず、第１蓄熱部１、給気ダクト２１ａ，２１ｂおよび排水設備６の配設場所を掘削して掘り下げる。この場合、この地熱利用システム１００では、上記したように、第１蓄熱部１における収容部１１の開口部１２が地面Ｇから３ｍ程度深い位置に位置するように、収容部１１の埋設位置が規定されている。このため、収容部１１の配設場所については、地面Ｇから３ｍよりもやや深い位置まで掘り下げる。
【００３８】
また、この地熱利用システム１００では、収容部１１の下部１１ａよりもやや深い部位の周囲を周回するように給気ダクト２１ｂが配設されるため、収容部１１の配設場所として掘削した箇所の周囲をさらに掘り下げる。また、この地熱利用システム１００では、収容部１１の下部１１ａ側に位置する給気ダクト２１ｂの端部３１ｄよりも深い位置に排水設備６の集水枡６１を配設する必要があるため、集水枡６１の配設場所については、収容部１１の配設場所として掘削した箇所よりも深い位置まで掘り下げる。
【００３９】
次いで、集水枡６１の配設場所に集水枡６１を配設し、続いて、集水枡６１の上部に排水パイプ６２の下端部を接続し、次いで、上端部が排水口９１を設ける基準レベル（掘削前の地面Ｇのレベル）よりも上方にやや突出するように排水パイプ６２を立設する。続いて、給気ダクト２１ｂを配設する（図１，２参照）。具体的には、両図に示すように、第１蓄熱部１の収容部１１の下部１１ａが位置する深さよりもやや深い位置において、下部１１ａが位置する領域の周囲を周回するように給気ダクト２１ｂを配設する。次いで、給気ダクト２１ｂの端部３１ｃを排水パイプ６２に接続する。続いて、両図に示すように、給気ダクト２１ｂの端部３１ｄを上向きに立ち上げて、端部３１ｄ（空気の吐出口）を収容部１１の下部１１ａが位置すべき位置よりも上に位置させる。
【００４０】
次いで、給気ダクト２１ａを配設する。具体的には、図１，２に示すように、排水パイプ６２の上方の位置と第２蓄熱部７の配設位置の下方の位置とを結ぶように給気ダクト２１ａを水平に配設する。続いて、給気ダクト２１ａの端部３１ｂを排水パイプ６２に接続する。また、給気ダクト２１ａの端部３１ａが第２蓄熱部７の配設場所の基準レベルよりも上方に位置するように端部３１ａ側を立ち上げる。
【００４１】
次いで、第１蓄熱部１を製作する。具体的には、掘り下げた部位を収容部１１の形状に対応する直方体状の凹みに成形し、続いて、その凹みを構成する側面（底面を除く各面）に防水シート９２を取り付ける（図２，３参照）。次いで、断熱性材料で形成された壁材を防水シート９２の上から取り付けて壁部１３ａ〜１３ｄを構成する。この場合、板状の壁材を並べるようにして取り付けて壁部１３ａ〜１３ｄを構成することもできるし、ブロック状の壁材を組み合わせつつ積み上げて壁部１３ａ〜１３ｄを構成することもできる。
【００４２】
続いて、上記のようにして構成した壁部１３ａ〜１３ｄと、凹みの底面（土の面）で構成される空間に粒径が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の石８０を充填する。次いで、充填した石８０を覆うようにして断熱性材料で形成された矩形で板状の壁材を配置し、その壁材の縁部と各壁部１３ａ〜１３ｄの上側の端面とを固定して壁部１３ｅを構成する。続いて、壁部１３ｅの上に防水シート９２を敷設する（図２参照）。以上により、第１蓄熱部１の製作が完了する。
【００４３】
次いで、排気ダクト２２を配設する。具体的には、収容部１１における壁部１３ｅの中央部に孔を形成する。続いて、壁部１３ｅに形成した孔から収容部１１内の上部１１ｂに排気ダクト２２の端部３２ｂを挿入する。また、排気ダクト２２の端部３２ａが第２蓄熱部７の配設場所の基準レベルよりも上方に位置するように端部３２ａ側を立ち上げる（図１，２参照）。次いで、基準レベル（掘削前の地面Ｇ）まで土砂を埋め戻して整地する。
【００４４】
続いて、第２蓄熱部７を製作する。具体的には、建物の床下に相当する設置場所の地面Ｇに断熱性材料で形成された矩形で板状の壁材を載置して壁部７３ａ（底壁）とする（図２参照）。次いで、壁部７３ａの各縁部（この例では、４つの縁部）に、断熱性材料で形成された矩形で板状の壁材をそれぞれ立設し、壁材同士を固定して壁部７３ｂ〜７３ｅ（側壁）とする。この場合、板状の壁材に代えてブロック状の壁材を用いて、このブロック状の壁材を組み合わせつつ積み上げて壁部７３ａ〜７３ｅを構成することもできる。
【００４５】
続いて、板材７４を用いて壁部７３ａ〜７３ｅで構成される空間を仕切ることにより、石８０を充填する蓄熱スペース７５ａと、空気圧送装置３、吸気装置４および温度調節装置５を配設する機材スペース７５ｂとを設ける（図３参照）。次いで、蓄熱スペース７２ａに送風ダクト７６を配設し、続いて、蓄熱スペース７２ａに石８０を充填する（図２，３参照）。以上により、第２蓄熱部７が完成する。
【００４６】
次いで、図２，３に示すように、空気圧送装置３、吸気装置４および温度調節装置５を第２蓄熱部７の機材スペース７５ｂに配設する。続いて、空気圧送装置３に給気ダクト２１ａの端部３１ａを接続する。また、吸気装置４に排気ダクト２２の端部３２ａを接続する。次いで、吸気装置４と温度調節装置５とを送風ダクト４１で繋ぐ。続いて、第２蓄熱部７の送風ダクト７６の端部を温度調節装置５に接続する。
【００４７】
続いて、排水設備６の排水パイプ６２の上部に位置する地面Ｇに排水口９１を設けて（排水口９１が形成されたコンクリートブロックを配設して）、排水パイプ６２の上端部に排水口９１を接続する（図１，２参照）。次いで、排水口９１を蓋６３で覆う。以上により、地熱利用システム１００の製作が終了する。
【００４８】
この地熱利用システム１００を建物の冷暖房に利用するときには、第２蓄熱部７が床下に位置するように建物を建築する（つまり、建物の床下に第２蓄熱部７を配設する）のが好ましい。このようにすることで、第２蓄熱部７に蓄積された熱を床を介して建物の内部に直接伝える（供給する）ことができるため、冷暖房の効率を十分向上させることができる。
【００４９】
次に、地熱利用システム１００の動作について図１〜３を参照して説明する。なお、地熱利用システム１００における第２蓄熱部７が床下に位置するように図外の建物が建築されており、この建物の冷暖房に地熱利用システム１００を利用する例について説明する。
【００５０】
この地熱利用システム１００では、地中Ｕｇに埋設されている第１蓄熱部１に地熱が蓄積（蓄熱）される。具体的には、第１蓄熱部１の収容部１１内に充填されている石８０が地中Ｕｇの温度に維持されている。この場合、地面Ｇから３ｍ程度の深さの地中Ｕｇの温度は、年間を通して１５℃〜１６℃に維持される。このため、冬期においては、石８０が地上Ｏｇの温度よりも高い温度に維持されて、地上Ｏｇとの温度差（プラスの温度差）に相当する熱が石８０に蓄積される。また、夏期においては、石８０が地上Ｏｇの温度よりも低い温度に維持されて、地上Ｏｇとの温度差（マイナスの温度差）に相当する熱が石８０に蓄積される。
【００５１】
また、この第１蓄熱部１では、第１蓄熱部１の収容部１１の下部１１ａに開口部１２が設けられているため（図１，２参照）、収容部１１よりも下側の地熱がこの開口部１２から収容部１１内に効率的に伝達して、石８０に蓄積される。また、この第１蓄熱部１では、収容部１１を構成する各壁部１３ａ〜１３ｅが断熱性材料で形成されているため、収容部１１に蓄積された熱の熱伝導による外部への放出が十分に低く抑えられている。
【００５２】
一方、この地熱利用システム１００では、空気圧送装置３によって地上Ｏｇの空気が空気流路２の給気ダクト２１ａに圧送され、この空気が給気ダクト２１ａを通って、排水設備６の排水パイプ６２を介して給気ダクト２１ｂに送り込まれる。続いて、給気ダクト２１ｂに送り込まれた空気は、第１蓄熱部１の収容部１１における下部１１ａの周囲を周回する給気ダクト２１ｂの中を流れる間に、地中Ｕｇの地熱によって加熱または冷却される（地中Ｕｇの温度に近づくように温度変化させられる）。次いで、下部１１ａの周囲を周回する間に加熱または冷却された空気は、給気ダクト２１ｂの端部３１ｄから収容部１１内に送り込まれる。
【００５３】
続いて、収容部１１内に送り込まれた空気は、収容部１１の内部空間に拡散する。この際に、拡散した空気は、収容部１１内において充填されている岩石８０の隙間を通過する間に、岩石８０に蓄積されている熱によって加熱または冷却される。次いで、第１蓄熱部１（岩石８０）に蓄積された熱によって加熱または冷却された空気は、排気ダクト２２を通って地上Ｏｇに送り出される。この場合、この地熱利用システム１００では、排気ダクト２２を介して収容部１１内の空気を吸引する吸気装置４を備えている。このため、例えば、夏期において第１蓄熱部１の収容部１１内の空気が地上Ｏｇの温度よりも低い温度に冷却されて、地上Ｏｇの空気よりも比重が大きくなったとしても、その空気が地上Ｏｇに確実に送り出される。
【００５４】
続いて、地上Ｏｇに送り出された空気は、吸気装置４および送風ダクト４１を通って温度調節装置５に送られる。この場合、収容部１１から送り出された空気が所望の温度に達していないときには、温度調節装置５を稼働させて収容部１１から送り出された空気を加熱または冷却する。一方、収容部１１から送り出された空気が所望の温度に達しているときには、温度調節装置５を稼働させずに、収容部１１から送り出された空気を通過させる。
【００５５】
次いで、温度調節装置５を通過した空気は、第２蓄熱部７の送風ダクト７６を通って収容部７１における蓄熱スペース７２ａに送り出されて、蓄熱スペース７２ａに拡散する。続いて、蓄熱スペース７２ａに拡散した空気によって蓄熱スペース７２ａ内に充填されている石８０が加熱または冷却される。この地熱利用システム１００では、このようにして、地中Ｕｇの地熱が第１蓄熱部１に蓄積され、蓄積されたその熱が空気を媒体として熱交換されて第２蓄熱部７に蓄積される。
【００５６】
また、第２蓄熱部７に蓄積された熱は、第２蓄熱部７の上部の開口部７２から建物の床を介して建物内に伝わる。この場合、上記したように、第１蓄熱部１における収容部１１の開口部１２が位置している地面Ｇから３ｍ程度の深さの地中Ｕｇの温度は、年間を通して１５℃〜１６℃に維持される。このため、第１蓄熱部１に蓄積されて上記のようにして第２蓄熱部７から供給される熱により、冬期においては建物内が加熱（つまり、暖房）され、夏期においては建物内が冷却（つまり、冷房）される。
【００５７】
この場合、この地熱利用システム１００では、上記したように地中Ｕｇに埋設した第１蓄熱部１の収容部１１内に地熱を蓄積させ、給気ダクト２１からの収容部１１内への空気の送り込みと排気ダクト２２による収容部１１からの空気の送り出しによって第１蓄熱部１に蓄積させた地熱を地上Ｏｇに伝えている。つまり、この地熱利用システム１００では、建物の地下の限られたスペースだけでなはなく、建物の建設場所から離間した広いスペースの地下に第１蓄熱部１を埋設した場合においても、その第１蓄熱部１で蓄積させた地熱を利用することが可能となる。このため、建物の床下に配設したパイプだけに地熱を蓄積させる従来の構成とは異なり、第１蓄熱部１を大形化することができ、このようにすることで十分な蓄熱量を確保することが可能となっている。
【００５８】
一方、例えば、地中Ｕｇと地上Ｏｇとの温度差が小さく地熱だけでは、暖房や冷房が十分に行えないときには、温度調節装置５を稼働させて、排気ダクト２２から送り出される空気を補助的に加熱または冷却する。このように、温度調節装置５を設けたことで、他の冷暖房設備を用いることなく、この地熱利用システム１００だけで建物の冷暖房を行うことが可能となっている。
【００５９】
ここで、地中Ｕｇに浸透した雨水や地下水が給気ダクト２１ｂの端部３１ｄから給気ダクト２１ｂ内に浸入することがある。この際には、排水設備６を用いて浸入した水を排水する。この場合、図２に示すように、給気ダクト２１ｂの端部３１ｄよりも深い位置に排水設備６の集水枡６１が配設されているため、給気ダクト２１ｂ内に浸入した水は、この集水枡６１に流れ込んで集水される。排水作業を行う際には、排水設備６の蓋６３（同図参照）を取り外し、次いで、図外の水中ポンプを排水口９１から排水パイプ６２内に挿通させて集水枡６１まで降下させ、続いて、水中ポンプを作動させる。これにより、給気ダクト２１ｂ内に浸入した水が排水される。この排水設備６を備えたことで、第１蓄熱部１の埋設場所の地質が雨水の浸透し易い地質であったり、地下水が湧水し易い地質であったりする場合においても、給気ダクト２１ｂへの水の浸入によって地熱利用システム１００の機能が低下する事態を確実に防止することが可能となっている。
【００６０】
このように、この地熱利用システム１００では、地中Ｕｇに埋設した第１蓄熱部１に地熱を蓄積させ、給気ダクト２１からの第１蓄熱部１への空気の送り込みと排気ダクト２２による第１蓄熱部１からの空気の送り出しによって第１蓄熱部１に蓄積させた地熱を地上Ｏｇに伝えている。このため、この地熱利用システム１００によれば、建物の建設場所から離間した場所の地下に埋設した第１蓄熱部１に蓄積させた地熱を利用することができる。したがって、この地熱利用システム１００によれば、建物の床下に配設したパイプだけで地熱を蓄積する従来の構成とは異なり、第１蓄熱部１を十分に大形化することができる結果、高効率での地熱利用を実現することができる。また、この地熱利用システム１００によれば、第１蓄熱部１における収容部１１の下部１１ａに開口部１２を設けたことにより、収容部１１よりも下側の地熱をこの開口部１２から収容部１１内に効率的に伝達させて、収容部１１内の石８０に蓄積させることができるため、地熱の利用効率をより高めることができる。
【００６１】
また、この地熱利用システム１００によれば、給気ダクト２１を介して地上Ｏｇの空気を第１蓄熱部１の収容部１１内に圧送する空気圧送装置３を備えたことにより、パイプ内の空気と床下空間の空気との間の熱交換が自然対流だけで行われる従来の構成とは異なり、地上Ｏｇの空気を強制的に収容部１１内において送り込んで熱交換を行うことができる。このため、この地熱利用システム１００によれば、地熱の利用効率を一層高めることができる。
【００６２】
また、この地熱利用システム１００によれば、排気ダクト２２を介して第１蓄熱部１の収容部１１内の空気を吸引する吸気装置４を備えたことにより、例えば、夏期において収容部１１内の空気が地上Ｏｇの温度よりも低い温度に冷却されて、地上Ｏｇの空気よりも比重が大きくなったとしても、その空気を地上Ｏｇに確実に送り出すことができる。このため、この地熱利用システム１００によれば、地熱の利用効率を一層高めることができる。
【００６３】
また、この地熱利用システム１００によれば、第１蓄熱部１の周囲を周回するように給気ダクト２１ｂを配設したことにより、第１蓄熱部１の周囲を周回する給気ダクト２１ｂの中を流れる空気を収容部１１内に送り込む以前に、給気ダクト２１ｂを介して伝わる地中Ｕｇの地熱によって加熱または冷却させることができるため、地熱の利用効率をさらに高めることができる。
【００６４】
また、この地熱利用システム１００によれば、給気ダクト２１ｂに浸入した水を排水するための排水設備６を備えたことにより、雨水が浸透し易い場所や地質地下水が湧水し易い場所に第１蓄熱部１を埋設した場合においても、給気ダクト２１ｂへの水の浸入によって地熱利用システム１００の機能が低下する事態を確実に防止することができる。
【００６５】
また、この地熱利用システム１００によれば、排気ダクト２２から送り出される空気を加熱する温度調節装置５（加熱装置）を備えたことにより、例えば、地中Ｕｇと地上Ｏｇとの温度差が小さく、地熱だけでは建物の暖房を十分に行えない場合においても、温度調節装置５を稼働させて、排気ダクト２２から送り出される空気を補助的に加熱することができる。したがって、この地熱利用システム１００によれば、他の暖房設備を用いることなく、この地熱利用システム１００だけで建物の暖房を行うことができる。
【００６６】
また、この地熱利用システム１００によれば、排気ダクト２２から送り出される空気を冷却する温度調節装置５（冷却装置）を備えたことにより、例えば、地中Ｕｇと地上Ｏｇとの温度差が小さく、地熱だけでは冷房を十分に行えない場合においても、温度調節装置５を稼働させて、排気ダクト２２から送り出される空気を補助的に冷却することができる。したがって、この地熱利用システム１００によれば、他の冷房設備を用いることなく、この地熱利用システム１００だけで建物の冷房を行うことができる。
【００６７】
また、この地熱利用システム１００によれば、地上Ｏｇに配設された第２蓄熱部７を備えたことにより、第１蓄熱部１によって蓄積された地熱を地上Ｏｇにおいて蓄積することができるため、例えば、第２蓄熱部７を建物の床下に配設することで、蓄積した熱を床を介して建物内に伝えることができる結果、地熱を利用した建物の暖房や冷房を効率的に行うことができる。
【００６８】
なお、地熱利用システムの構成は、上記した構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、地面Ｇから３ｍ程度の深さに収容部１１の開口部１２が位置し、地面Ｇから１ｍ程度の深さに収容部１１の上部１１ｂが位置するように、収容部１１の大きさ、および収容部１１の埋設位置を規定した例について上記したが、開口部１２や上部１１ｂが位置する地面Ｇからの深さは適宜変更することができる。この場合、開口部１２が位置する地面Ｇからの深さをより深く規定する（例えば、５ｍ以上に規定する）ことで、年間を通した地中Ｕｇの温度変化がより少なくなり、地中Ｕｇと地上Ｏｇとの温度差を年間を通してより大きくすることができるため、地熱の利用効率を一層高めることもできる。
【００６９】
また、加熱装置および冷却装置の双方を有する（排気ダクト２２から送り出される空気の加熱および冷却の双方を行う）温度調節装置５を備えた例について上記したが、加熱装置および冷却装置のいずれか一方のみを有する（排気ダクト２２から送り出される空気の加熱および冷却の一方のみを行う）温度調節装置を備えた構成を採用することもできる。また、温度調節装置５を備えていない、つまり、排気ダクト２２から送り出される空気の加熱および冷却のいずれも行わない構成を採用することもできる。
【００７０】
また、空気圧送装置３および吸気装置４の一方のみを備えた構成を採用することもできるし、空気圧送装置３および吸気装置４の双方を備えていない構成を採用することもできる。
【００７１】
また、第１蓄熱部１によって蓄積した地熱を第２蓄熱部７に蓄積して利用する例について上記したが、第２蓄熱部７を用いることなく、例えば、排気ダクト２２によって送り出される収容部１１内の空気を建物内に直接送風して冷暖房を行う（地熱を利用する）構成を採用することもできる。また、排気ダクト２２によって送り出される収容部１１内の空気を他の空調設備に供給して地熱を利用する構成を採用することもできる。
【００７２】
また、地熱利用システム１００を用いて建物の冷暖房用の熱源として地熱を利用する例について上記したが、地熱排気ダクト２２によって送り出される収容部１１内の空気を用いて発電を行う、つまり、第１蓄熱部１によって蓄積された地熱を発電に利用することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１  第１蓄熱部
２  空気流路
３  空気圧送装置
４  吸気装置
５  温度調節装置
６  排水設備
７  第２蓄熱部
１１  収容部
１１ａ  下部
１２  開口部
２１ａ，２１ｂ  給気ダクト
２２  排気ダクト
６１  集水枡
６２  排水パイプ
６３  蓋
７１  収容部
８０  石
９１  排水口
１００  地熱利用システム
Ｏｇ  地上
Ｕｇ  地中
【図１】
2013228155.tif 000003
【図２】
2013228155.tif 000004
【図３】
2013228155.tif 000005