地中熱ヒートポンプシステムの、床暖房を地中熱ヒ
トポンプシステムの、床暖房を導入している保育園の事例紹介「冬 暮らし安心 を支援する「冬の暮らし安心」を支援する

北越融雪株式会社

説明内容
１・建築の概要
２・地中熱床暖房・冷房設備の概要
３・地中熱ヒートポンプシステムの特徴
４・地中熱ヒートポンプシステムの導入効果
５・サーマルレスポンス試験
６・施工状況写真
７・利用者の声

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１・建築の概要
● 床面積
● 階 数
● 構 造

965.46 ㎡
1 階
RC 造● 建築面積● 軒 高● 工 程1,109.63 ㎡
5.12 ｍ
着工 平成22年 3月17日
竣工 平成22年11月30日

建物全景

子育て支援室

２歳児室

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０・１歳児室２・地中熱床暖房・冷房設備の概要（１）● 補助金● 地中熱床暖房面積● 地中熱冷房面積● 主要機器● 縦型地中熱交換器● 循環媒体環境省 H22年度 地方公共団体対策技術率先導入補助事業（ 地中熱利用 ）部屋面積384.3㎡
ﾋｰﾃｨﾝｸﾞ面積 311.3㎡
部屋面積179.1㎡
地熱利用水冷ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟﾕﾆｯﾄ
加熱能力 51.5KW
冷却能力 44.9KW
ﾊﾊﾞｯﾌｧﾀﾝｸ
ｯﾌｧﾀﾝｸｽﾃﾝﾚｽ缶体
800L
採放熱ﾎﾟﾝﾌﾟ
1.5 KW×3φ×200V
冷熱源循環ﾎﾟﾝﾌﾟ 0.4 KW×3φ×200V
冷温水循環ﾎﾟﾝﾌﾟ 0.75KW×3φ×200V
密閉式膨張ﾀﾝｸ
採放熱側 80L 冷温水側 140L
ﾎﾎﾞｱﾎｰﾙ延長
ｱﾎ ﾙ延長680ｍ（80ｍ×6本・100ｍ×2本）
680ｍ（80ｍ×6本100ｍ×2本）
採放熱管
PE100-25A ｼﾝｸﾞﾙUﾁｭｰﾌﾞ
採放熱ﾍｯﾀﾞｰ
SUS304 口径50A 8分岐
採放熱系統
不凍液（ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝｸﾞﾘｺｰﾙ 凍結温度-15℃）
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冷温水系統
水道水

２・地中熱床暖房・冷房設備の概要（２）［システム系統図］

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２・地中熱床暖房・冷房設備の概要（３）［縦型地中熱交換器の配置］6２・地中熱床暖房・冷房設備の概要（４）［床暖房施工箇所］

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３・地中熱ヒートポンプシステムの特徴（１）［循環温度とＣＯＰ対策］◆ 床の構成が鋼製木質下地・木質ﾌﾛｰﾘﾝｸﾞ仕上げ。
◆ RC平屋構造で、冷暖房負荷が比較的大きい。
◆ 床暖房で必要放熱量を得るには、床表面温度32℃が必要。
32℃が必要◆ ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟの成績係数（COP）を考慮し、温水出口温度は45℃以下。

● ｱﾙﾐ板0.4mmと断熱材の床暖房ﾊﾟﾈﾙとし、放熱管を銅管にする事により、 平均循環温40.3℃（43 3℃/37 3℃）とする事が可能。
（43.3℃/37.3℃）とする事が可能。
● ｱﾙﾐ板と銅管の組合せの場合に音鳴りの発生があるが、 施設の用途から静寂性より、温水温度・COPを優先した。
（使用上全く問題は発生していません。）

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３・地中熱ヒートポンプシステムの特徴（２）［採熱による土壌の温度低下対策］◆ 経年採熱（熱取得）による土壌の温度低下が予想される。
◆ 土壌の温度回復を、自然回復だけでなく機械的に行える対策が必要。
◆ 採熱設備・機械設備をそのままに、冷房運転が可能。

● 空調設備の設計段階から、ｳｵ空調設備の設計段階から、ｳｵｰﾀｰﾍﾞｰｽの冷房設備を計画。
ﾀ ﾍ ｽの冷房設備を計画。
● 冷房運転を行う事で、特別に意識することなく、部屋の熱を地中に戻す事で、土壌温度の低下対策が図れる。
● 冷房設備はﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟの冷却能力から、２歳児室・３歳児室・４歳児室・５歳児室の４室となる。
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３・地中熱ヒートポンプシステムの特徴（３）［ランニングコストの低減対策］① 電力会社との協議で、水冷ﾋｰﾄﾎ電力会社との協議で 水冷ﾋ ﾄﾎﾟﾝﾌﾟ
ﾝﾌ ・採放熱循環ﾎ
採放熱循環ﾎﾟﾝﾌﾟ
ﾝﾌ ・冷熱源循環ﾎ
冷熱源循環ﾎﾟﾝﾌﾟに
ﾝﾌ に対して、業務用蓄熱調整契約を選択。
② 夜間電力使用量（22時
夜間電力使用量（22時～8時）に対する割引がある8時）に対する割引がある。
③ 夜間電力使用量の割合は、実績で平成22年度38.3％・平成23年度40.6％
なます。となっています。
④ 電力使用量対して割引によるｺｽﾄ削減率として、平成22年度18.1％・平成23年度19.2％となっています。
⑤ 暖房運転時間を12時間（4時～16時）としていますが、暖房停止中の冷却が立ち上がり負荷となるため、24時間暖房負荷に対して負荷率は0.65～0.7となります。間欠運転による冷却分のｴﾈﾙｷﾞｰ使用量は削減できませんが、ﾗﾝﾆﾝｸﾞｺｽﾄ面で補っています。
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４・地中熱ヒートポンプシステム導入効果［床暖房時のＣＯ２削減効果］● 建物のｼｰｽ
建物のｼ ｽﾞﾝ暖房負荷
ﾝ暖房負荷
6 682 83 Mcal/ｼｰｽ
6,682.83
Mcal/ｼ ｽﾞﾝﾝ
建物熱損失係数 4.7 Kcal/h℃・㎡ 十日町市のDD18-10 2,591 ℃・日/ｼｰｽﾞﾝ● ｴﾈﾙｷﾞｰ別の発熱量
地熱ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ 3,142 Kcal/Kwh（ COP4.06 熱損失10％）
灯油ﾎﾞｲﾗｰ
6,303 Kcal/L（ COP0.85 熱損失10％）● 床暖房のｴﾈﾙｷ
床暖房のｴﾈﾙｷﾞｰ消費量
消費量
地熱ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ 23.39 千Kwh/ｼｰｽﾞﾝ（循環ﾎﾟﾝﾌﾟの電力は含まない）
灯油ﾎﾞｲﾗｰ
11.66 KL/ｼｰｽﾞﾝ（ﾎﾞｲﾗｰ・循環ﾎﾟﾝﾌﾟの電力は含まない）● CO2排出量
地熱ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ 10.96 ｔ/ｼｰｽﾞﾝ（CO2排出係数 0.469 t-CO2/千Kwh ）灯油ﾎﾞｲﾗ
灯油ﾎｲﾗｰ
29 02 ｔ/ｼｰｽ
29.02
ｔ/ｼ ｽﾞﾝﾝ
（CO2排出係数 2.489
2 489 t-CO2/KL）
t CO2/KL）● CO2削減量
18.06 ｔ/ｼｰｽﾞﾝ● CO2削減量
62.2 ％※ ﾃﾞｰﾀｰは、補助金申請時のものです。

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５・サーマルレスポンス試験（１）［試験状況］

設計事務所立ち合い● 加熱機器

電気ﾎﾞｲﾗｰｻｰﾏﾙﾚｽﾎﾟﾝｽ試験状況

1φ200V×2KW×3

循環ﾎﾟﾝﾌﾟ・膨張ﾀﾝｸ● ﾃﾃﾞｰﾀｰﾛｶ
ﾀ ﾛｶﾞｰ

ｸｸﾞﾗﾌﾃｯｸGL800ﾗﾌﾃｯｸGL800● 流量測定電磁式小型流量計 SP-564● 温度測定白金測温抵抗体 PT100Ω

● 消費電力電流・電圧測定

12５・サーマルレスポンス試験（２）［試験結果と解析］
有効熱伝導率の解析① 式 T = m ・lnt ＋b② 式 λ = q / 4π・m
T：入出平均温度 [℃]q：加えた熱量 [W]ｂとｍ は定数λ：熱伝導率 [W/K
[W/K・m]m]
ｔ：時間 [s]lnｔは時間の対数
試験開始
試験終了
加熱時間
平均出力

2010年10月23日 9時57分
2010年10月27日 7時53分
計94時間
q 4,482［
4 482［ W ]図のグラフは、時間ｔを直線近似したときの傾きｍを最小二乗法を使って求めると2.0[K]でした。
熱伝導率λは 出力した熱量と①式の傾きｍによ熱伝導率λは、出力した熱量と①式の傾きって②の係式で求められ、土壌熱伝導率は以下の値となりました。
λλ＝
2 2 [W/K・m]
2.2[W/K m]（ 80ｍ801本当たり ）13

５・サーマルレスポンス試験（３）［地中熱交換器の計算］
80ｍ1本当たりの地中熱交換器の計算① 土壌ﾃﾞｰﾀ● 土壌ﾃﾞｰﾀｰによる平均土壌熱伝達率2 45［W/2.45［W/m・K］
K］● ｻｰﾏﾙﾚｽﾎﾟﾝｽ値による土壌熱伝達率2.20［W/m・K］② 加熱時ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ
加熱時
ﾎﾟ ﾟ● 24時間運転取得可能熱量
27.54［W/m］● 可能ﾋﾟｰｸ時加熱能力6.24［KW］③ 冷却時ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ● 24時間運転取得可能熱46.31［W/m］● 可能ﾋ
可能ﾋﾟｰｸ時冷却能力
ｸ時冷却能力5.96［KW］
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６・施工状況（１）［縦型地中熱交換器］

ﾎﾞｱﾎｰﾙ掘削状況

環境省現地確認15
掘削深確認

６・施工状況（２）［縦型地中熱交換器］

採熱管 ｼﾝｸﾞﾙUﾁｭｰﾌﾞ
採熱管挿入状況

採熱管挿入状況
採熱管折返し部

完 了

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６・施工状況（３）［縦型地中熱交換器］

採熱管ﾍｯﾀﾞｰ
採熱渡り配管 PE100-25A

砂巻養生

埋設表示ｼｰﾄ17

６・施工状況（４）［機械設備］

ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟﾕﾆｯﾄ

ﾀｯﾁﾊﾟﾈﾙ画面

ﾊﾞｯﾌｧﾀﾝｸ

循環ﾎﾟﾝﾌﾟﾕﾆｯﾄ

密閉式膨張ﾀﾝｸ18

６・施工状況（５）［床暖房設備］

床暖ﾊ ﾈﾙ施工状況
床暖ﾊﾟﾈﾙ施工状況

床下施工状況

床暖ﾊﾟﾈﾙ施工完了

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７・利用者の声● 冬期間にお休みする園児がとても少なくなりました。
● 保護者からも、風邪をひかなくなったと好評です。
保護者も、風邪をな な好評 す。
● 事故防止のために、保育園の中は一年中裸足ですが、真冬でもとても暖かく、元気に、楽しく過ごしています。
● 地域の方々も、地中熱を使って暖房している事に、とても関心をもってくれています。避難所にも指定されている事もあり、様々な行事の時に体感できる様にしています。

2011.02.04撮影

20ありがとうございました。