2019年度 ゼロエネルギーハウス普及セミナー(2019.05.31)資料①

地中熱導入に対する研究会のサポート
新潟県地中熱利用研究会
桑原 賢二

・技術士〔機械部門－熱工学〕
・一級地中熱施工管理技術者
NGH 新潟県地中熱利用研究会

1アジェンダ②

１．はじめに
２．地中熱特有の設備に対する安心施工
３．地中熱対応ヒートポンプの提案
４．省エネ適合性判定へのアドバイス
５．地中熱利用の調査・検討
６．おわりにNGH 新潟県地中熱利用研究会

2１．はじめに③ネット・ゼロ・エネルギー・ビル／ハウス
図：環境省報道発表資料

エネルギーを極力必要としないエネルギーを上手に使う（夏は涼しく、冬は暖かい住宅）

＋

暖房
冷房
換気
照明
給湯

建物構造・材料の工夫

減エネ？

（※こんな名前はありません！）

エネルギーを創る

○％省エネ
暖房
冷房
換気
照明

＋

給湯

省エネ機器導入『省エネ』

太陽電池など『創エネ』“地中熱”はココで貢献します！

NGH 新潟県地中熱利用研究会3

１．はじめに
地中熱

アリガ
プランニング様（北海道）

 地中熱活用事例

地中熱• 地中熱利用事例のうち，
藤﨑建設『ＺＥＢ』＋Nearly ZEBを工業様グラフにプロットすると…（茨城）100%以上減

50
地中熱

地中熱

竹中工務店
東関東支店様（千葉）

創エネルギー率(%)

40

『ＺＥＢ』
30

テラル本社
事務所様
（広島）

NGH 新潟県地中熱利用研究会

75%
以上減

ＮｅａｒｌｙＺＥＢ

20

ＺＥＢ
Ready

10

地中熱

前田建設工業技術研究所様
（茨城）

地中熱

0100

90

80
7060
一次エネルギー削減率(%)

5040

大和ハウス
佐賀支店様
（佐賀）

4

１．はじめに④

 アリガプランニング様（北海道）『ＺＥＢ』事例

注目！
空調の100%が地中熱

NGH 新潟県地中熱利用研究会

5１．はじめに 空調エネルギーへの地中熱100%活用事例

NGH 新潟県地中熱利用研究会

6１．はじめに 新潟県地中熱利用研究会地中熱利用の県内普及をめざし
2011年に経済産業省で「地中熱利用の導入支援のための補助制度」を確立した動きを受け，2012年2月に新潟県地中熱利用研究会を設立し，あなたの足元にある身近な熱エネルギー源の利用を県内に広く普及させる活動を始めました．
当研究会は，地中熱利用技術全般についての調査・研究・規格化などを行い，技術の向上と普及の促進を通して，県内企業の育成・発展と県民の生活環境の向上に寄与できるものと考えています．
NGH 新潟県地中熱利用研究会

7１．はじめに 新潟県地中熱利用研究会
研究会の取り組み【目的】
環境に優しい地中熱の利用技術全般について調査・研究・規格化等の普及促進活動等を行い，県民の生活環境の向上に寄与することを目的とする．
１．地中熱利用の調査・研究・規格化
地中熱利用技術全般の設計、施工に関わる規格化検討及び調査研究
２．地中熱利用技術の普及促進
地中熱利用技術に関する見学会、展示会、シンポジウムの開催
３．地中熱利用システムに関する制度・政策の調査研究
関係諸官庁への普及促進協力、要請ならびに建議

NGH 新潟県地中熱利用研究会

8

余談｜新潟県地中熱利用研究会の活動
研究会会員企業の勉強会•

年数回，技術情報の交換・共有等を目的として開催

新潟県地中熱利用研究会

地中熱利用技術及び普及に関する勉強会
主 催 ： 新潟県地中熱利用研究会 技術委員会・運営委員会

１．日 時 ： 平成 30 年 7 月12 日（木曜日）
２．会 場 ： 興和ビル 10 階

13：30 ～ 16：00

新潟市中央区新光町6 番地 1025-281-8812

プ ロ グ ラ ム 「 地 中 熱 ヒ ートポン プシステムと導 入 事 例 」※ 講 師 ・講 義内 容が変更 にな る場合 があ りま す

司 会 ： 運営副委員長

13:30～13:35 開会挨拶

小谷野 保

技術委員長

齋藤 浩之

13:35～14:15 地中熱ハイブリッドとパイル５システムの紹介
株式会社コロナ 技術本部 空調商品開発グループ

川上 岳彦

14:15～14:55 Something for a Blue Star －導入事例のご紹介－
サンポット株式会社 営業開発課

村上 知詠里14:55～15:05～ 休憩 ～

15:05～15:45 再生可能エネルギー熱を利用したヒートポンプシステムと納入事例
ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 本社統括営業本部 谷藤 浩二
15:45～15:55 質疑応答（全体）15:55～16:00 閉会挨拶

運営委員長

池上 孝司

以

上

勉強会の状況

NGH 新潟県地中熱利用研究会

平成30年度勉強会(7/12)プログラム

9

１．はじめに⑤ 新潟県地中熱利用研究会 加盟企業
企業 名

HP
製造

関連資材
製造

調査

ｼｽﾃﾑ
設計

施工

(BH)

(設備)

(計装)

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

施工

施工

1

昱工業(株)

2

旭電工(株)

3(株)アスカ4(株)アドヴァンス

5(株)アルペン設備

6(株)飯田ボーリング工業○

7(株)池田工業○

8(株)イノアック住環境◎9(株)上松設備○

10

エムケイ開発(株)○11

兼松サステック(株)新潟(営)○

12(株)興和13(株)コロナ

◎○

○

14

サンポット(株)信越(営)◎○○

15(株)ジオック技研

16

上毛天然瓦斯工業(株)NGH 新潟県地中熱利用研究会○(配管)

関連資材販売

施工

○
○

○
○

○

○

○

○

○

○
○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○
○
10

１．はじめに企

業 名17

新越開発(株)18

積水化学工業(株)環境・ﾗｲﾌｶﾝﾊﾟﾆｰ東日本支店

19

ｾﾞﾈﾗﾙﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ工業(株)北信越(営)20(株)大隆工業

21

大和探査技術(株)

22

(株)拓越

23

(株)Ｄ－１24

東邦地水(株)新潟(営)25日綋土木工業(株)26

日曹商事(株)27(株)林組

28

ベストパーツ(株)29

北越融雪(株)30(株)美佐伝

31(株)ユーテック

32(株)レックス

NGH 新潟県地中熱利用研究会

⑥HP
製造

関連
資材
製造

調査

ｼｽﾃﾑ
設計

施工(BH)

施工

(配管)

施工

(設備)

施工

(計装)

関連資材
販売

○
◎
◎

○

○
○

○

○
○

○

○

○

○

○

○
○

○

○

○
○

○
○

○

○

○

○

○

○

○
○

○
○
○
○

○

○

○

○

○

○

○
○
○
11

２．地中熱特有の設備に対する安心施工⑦

ボアホール設置

土中埋設配管(ポリエチレン管)•

Uチューブ・PE管の国内主要2メーカーが当研究会会員！
（イノアック・積水）•

最新技術動向を把握し，品質確保ができる．

NGH 新潟県地中熱利用研究会

12２．地中熱特有の設備に対する安心施工⑧

循環液(不凍液)
注入システム構築

NGH 新潟県地中熱利用研究会

13３．地中熱ヒートポンプの提案⑨•

国内の主要３メーカーが当研究会の会員！
（コロナ・サンポット・ゼネラルヒートポンプ工業）•

御用命の出力規模に応じた提案が可能！

ヒートポンプ・ヒートポンプチラー（冷温水タイプ：5kW～）

ルームヒーター

ラジエ－ターNGH 新潟県地中熱利用研究会

ファンコイルユニット（FCU）

給湯・加温ヒートポンプ（冷媒タイプ：4kW～）

室内機（壁掛、天カセ、天吊りなど）
14

４．省エネ適合性判定へのアドバイス
2030年目標
 国が描く将来像⑩「新築住宅の平均でZEH」

300㎡未満の住宅でもいつかは省エネ基準「適合義務化」

NGH 新潟県地中熱利用研究会

低炭素社会に向けた住まいと住まい方推進会議 資料より

15

４．省エネ適合性判定へのアドバイス 省エネ適合性判定•

H29.4の『建築物省エネ法』施行により，まずは一定規模（2,000㎡以上）の非住宅建築物の建築確認申請において，省エネ基準に対する適合性判定が義務化された．

技術情報抜粋WEBプログラムトップページ

NGH 新潟県地中熱利用研究会

出典：建築研究所HP(http//www.kenken.go.jp/becc/building.html)

16

４．省エネ適合性判定へのアドバイス
 地中熱交換器タイプ確認シート•「地盤の有効熱伝導率」などを入力すると，熱交換器タイプがきまる．

地中熱交換器タイプ確認シート(Ver.2.0)

作成日等：2017/○/○○【記入例 -1 】

入力者等：○○○株式会社 ○○ ○○建物 (等) の名前 ：熱 源・空 調系 統名 ：○○事務所

1階事務室空調●入 力情 報入 力( 選択 )項目0) 地 域区 分

地 中熱 交換 器の 構成 ：1) 地 中熱 交換 器の 種類(選択 )2) 地 盤の有 効 熱伝 導率

決 定方 法：
(選択 )

構成1

構成2

ダブルUチューブ

水平埋設型※建 設地 の地 域区 分を入力 ( H 算 定に 必要 )構成3※複 数の異 な る熱 交換 部位 で構 成されて いる地中
熱交 換器 につ いて は 、構 成単 位毎 に「種類 」「寸法」「有効 熱伝 導 率」「長さ」を入力 する。
※「ダブルUチュー ブ」「シ ングルUチューブ」「水 平埋設 型」「大口 径 固体 充填 (d<0. 6m)」「大 口径 固体充填 (d≧0.6m )」「間接 型水 充填 」「直接 循環 型水 充填」から地中 熱交 換 器の種 類を選 択す る(1) サーマ ルレスポンス(3) デ フ ォルト値を使 う
試験 によ る計測 値を使方法
う方 法※地 盤 の 有効 熱 伝 導率 を 決 定 した 方 法 を選 択し 、 四 捨 五 入 し て 小 数 点 以 下 1桁 と し た 有 効
熱伝 導 率 を入 力 す る。

λ i [W /(mK )]=_1.70.73) 地 中熱 交換 器長L i [m]=_8002404) 地 中熱 交換 器の 直径 に係る代 表寸 法 dd [m]=_5 -1) 地中 熱ヒ ートポ ンプの定 格能 力

冷房 時： _56

q C [kW]=_63

q H [kW]=_5 -2) 地中 熱ヒ ートポ ンプの定 格消 費 電力

※ 【 構 成 2】 「 水 平 埋 設 型 」 に お い て 、 デフ ォ ル ト 値 の λを 使 う 場 合 は 、 λ=0.7と す る※「ダブルUチュー ブ」では 地中 熱交 換器 の長 さの合計 とす る。
※「水 平埋 設型 」では 地 中熱 交換 器 を埋 設す るトレンチの水 平方 向長 さの 合計 とす る。
※地 中熱 交換 器長 は 四 捨五 入し て 整数 とし た 値 で入力 するものとす る。
※「大 口径 固体 充填 (d<0.6m)」「大 口径 固体 充填 (d≧0.6m )」「間接 型水 充填 」「直接 循環 型水 充填 」について は 、 種類 に対応 し た 直 径に係 る代表 寸法 を、四捨 五入 し て 小数 点以 下3桁 の数 値で 入力 する。
※「ダブルUチュー ブ」「シ ングルUチューブ」「水 平埋設 型」につ いて は 、直 径に 係る代 表寸 法を入 力して も計 算 に反映 され な い 。

暖房 時： _
冷房 時： _

12.7

e C [kW]=_
暖房 時： _9.8

e H [kW ]=]※地 中熱 ヒー トポンプの 定格 性能 を入力 する。入 力値は 水－ 空気 ヒー トポンプに つい て は 、 「 JIS B8616:2015 パ ッケー ジ エア コンデ ィシ ョナ 」の定 格条
件にお ける値 を、 水－ 水ヒ ートポ ンプにつ いて は 、「JIS B 8613:1994 ウォー タ ーチ リングユニット 」また は「JRA 4066:2014 ウォー ター チリングユニット」の定 格
条件 におけ る値を入力 す る。 た だし 、循 環 ポンプを内蔵 した 機種 では 、ポンプ 動力 を除外 した 値を入 力する。

●地 中熱 交換 器の タ イプ 確認計 算値

計算 式 等(1) 相 当熱 交換 器長 L '[m]の算 出
l i [-]=_L i ' [m]=_L' [m]=_(2) 設 計最 大熱 交換 量 H [W]の算 出H C ' [kW]=_H H ' [kW]=_H [kW]=_NGH 新潟県地中熱利用研究会

入力 (選 択)に あた って の注 意事 項

6地域(選択 )【地盤の有効熱伝導率の決定方法】① サーマルレスポンス試験による計測値を使う方法② 敷地内の地盤調査により得られた土質柱状図から算定する方法③ デフォルト値を使う方法⑪(3) 相 当最 大熱 交換 能力 Q' [W/m]の算 出(4) 熱 交換 器タ イ プ

Q ' [W/m]=_1.08

1.98741

12186268.7
53.2
68.7
79.7

タイプ4

l1 = 1.3957×1.7^(-0.481)
l2 = 1.0023×1.3×1.3×0.7^(-0.439)※ liは 小 数 点 以 下 2桁 と す る

L1' = L1/l1 = 800/1.08L2' = L2/l2 = 240/1.98※ Li'は 整 数 と す る
L' = Σ Li' =741+121= 56 + 12.7
= 63 - 9.8← H = 68.7≧ 53.2
Q' = 1000×H /L' = 1000×68.7/862※ Q 'は 小 数 点 以 下 1桁 と す る← 70≦ Q '＜ 90[W/m]17

５．地中熱利用の調査・検討⑫

 ＴＲＴ（熱応答試験）の実施と解析•

熱応答試験（TRT）とは，実際に熱交換器に温水を循環させ、その温度応答記録から地盤の有効熱伝導率を求めるもの．
ヒーター電力熱応答試験装置

データロガー

循環水タンク

循環流量

ヒーター
ポンプ

流量計
循環水出口温度

循環水入口温度

8.0
測定値

7.0

TRT試験装置

初 期 地 温 と 平 均 循 環 水 温 の 温 度 差 ，℃マッチング（曲線解析)

6.0
見かけの熱伝導率 ＝1.52W/（m℃）
5.0

Uチューブ

4.0
3.0
2.0
1.0

マッチング範囲

0.0
0.01

0.1

110

経過時間，hour

NGH 新潟県地中熱利用研究会

有効熱伝導率解析結果(例)100

地中熱交換器18

５．地中熱利用の調査・検討
 新潟県のような雪国では…
十日町地域消防本部庁舎の事例•

消雪パイプの普及している新潟県は季節で採熱状況が変わる場合が…．
…．

夏期：通常期（９月実施）

NGH 新潟県地中熱利用研究会

冬期：渇水期（翌１月実施）

19

５．地中熱利用の調査・検討⑬

 研究会での調査研究活動を現場にフィードバック
十日町地域消防本部庁舎の事例
夏期：通常期（９月実施）

夏と冬でちがう

冬期：渇水期（翌１月実施）NGH 新潟県地中熱利用研究会

地質柱状図

20

６．おわりに⑭ 私見：ＺＥＨのイメージ『ZEH』
スマートsmart
かしこいクール

cool

かっこイイ+ かけい(家計)にやさしい ⇒ ３かNGH 新潟県地中熱利用研究会

21

６．おわりに⑮

 究極の目的＝ＣＯ２排出削減•

消費者としてできることは限られるが，“わずかな取組みの積み重ね”に貢献していく！

RCP2.6 最も温暖化を抑えた場合

RCP8.5 最も温暖化が進んだ場合

年平均地上気温の変化
図: Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report.
Climate Change 2013: The Physical Science Basis Summary for Policymakers 27 September 2013

NGH 新潟県地中熱利用研究会

22

６．おわりに⑯ ヒートアイランド現象の緩和• できるだけ排熱しない！

地中熱≒ まわりに迷惑をかけない
カッコいい省エネ

NGH 新潟県地中熱利用研究会

232019年度 ゼロエネルギーハウス普及セミナー(2019.05.31)資料

ＺＥＨにおける地中熱の活用（完）ご清聴ありがとうございました
地中熱利用のご相談は，新潟県地中熱利用研究会または加盟各社へお願いいたします！
NGH 新潟県地中熱利用研究会

24