JP2003302108A - U字管式地中熱交換器 - Google Patents

U字管式地中熱交換器

Info

Publication number
JP2003302108A
JP2003302108A JP2002110024A JP2002110024A JP2003302108A JP 2003302108 A JP2003302108 A JP 2003302108A JP 2002110024 A JP2002110024 A JP 2002110024A JP 2002110024 A JP2002110024 A JP 2002110024A JP 2003302108 A JP2003302108 A JP 2003302108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grout
shaped
underground heat
heat exchanger
injection pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002110024A
Other languages
English (en)
Inventor
Akimi Suzawa
昭己 洲澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Misawa Kankyo Gijutsu KK
Original Assignee
Misawa Kankyo Gijutsu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Misawa Kankyo Gijutsu KK filed Critical Misawa Kankyo Gijutsu KK
Priority to JP2002110024A priority Critical patent/JP2003302108A/ja
Publication of JP2003302108A publication Critical patent/JP2003302108A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/10Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/15Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using bent tubes; using tubes assembled with connectors or with return headers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T2010/50Component parts, details or accessories
    • F24T2010/53Methods for installation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Cleaning Of Streets, Tracks, Or Beaches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空隙を確実になくすことによって、採熱効率
を向上させることのできるU字管式の地中熱交換器を提
供する。 【解決手段】 U字状に形成した二つのU字管1を、そ
の底端部を上下に重ねた状態で、地中に垂直に形成した
縦孔3に挿入し、そのU字管1の中心空間部にグラウト
注入管2を挿入し、当該グラウト注入管2からグラウト
4を注入して前記縦孔3を潰し、前記二つのU字管1を
グラウト注入管2と共に地中に埋設する。なお、グラウ
ト4に熱伝導性の高い物質を混入すると良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、融雪、冷暖房、
温水プール、植物栽培あるいは動物飼育等に使用する地
中熱を、効率的に採取することのできるU字管式地中熱
交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 近年、大気汚染等の環境問題を考慮
し、係る問題を誘発することのない自然エネルギーの一
つである地中熱を利用して、道路や屋根の融雪あるいは
冷暖房等を行う技術が、本発明者らによって開発されて
いる。
【0003】地中熱を採取するためには、熱交換器を地
中に埋設して採取する必要があるが、この熱交換器の一
つとして、U字状に形成したもの(U字管式)がある。
このU字管式の熱交換器は、その一方の通路(第一通
路)の上端から熱媒を供給し、そのまま下方に送って下
端部で反転させ、他方の通路(第二通路)を上昇させる
ことによって地中熱を採取するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 このU字管式の熱交
換器は、第一通路と第二通路の両方で地中熱を採取する
ことができるので採熱効率が高いと言った利点を有す
る。
【0005】しかし、その形状がU次式であるがため
に、例えば、円筒状の同心二重管式のものと異なり、地
盤とU字管との間のみでなく、第一通路と第二通路との
間にも空隙が生じてしまい、それが原因で採熱効率が低
下すると言った問題がある。
【0006】本発明は、こうした問題に鑑み創案された
もので、空隙を確実になくすことによって、採熱効率を
向上させることのできるU字管式の地中熱交換器を提供
することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】 図1乃至図3を参照し
て説明する。本発明に係るU字管式地中熱交換器は、U
字状に形成した二つのU字管1を、その底端部を上下に
重ねた状態で、地中に垂直に形成した縦孔3に挿入し、
そのU字管1の中心空間部にグラウト注入管2を挿入
し、当該グラウト注入管2からグラウト4を注入して前
記縦孔3を潰し、前記二つのU字管1をグラウト注入管
2と共に地中に埋設してなる。なお、グラウト4に熱伝
導性の高い物質を混入すると良い。
【0008】
【発明の実施の形態】 本発明に係るU字管式地中熱交
換器の実施形態を、図1乃至図3に示す。これは、U字
状に形成した二つのU字管1を、その底端部を上下に重
ねた状態で、地中に垂直に形成した縦孔3に挿入し、そ
のU字管1の中心空間部にグラウト注入管2を、縦孔3
の底部に到達する程度に深く挿入する。そして、そのグ
ラウト注入管2から、液状で熱伝導性の高い物質である
金属片を混入したグラウト4を注入して縦孔3の全体を
隙間なく潰し、これにより、二つのU字管1をグラウト
注入管2と共に地中に埋設している。
【0009】こうして形成したU字管式地中熱交換器
は、その二つのU字管1と地盤5との間にグラウト4を
有し、空隙をなくしているので熱伝導性を高めることが
でき、従って、地中熱をU字管1内を流れる熱媒(不凍
液)により効率的に採取することができる。なお、グラ
ウト4は流動性に優れるので、縦孔3内の空隙を確実に
なくすことができる。
【0010】また、第一通路1aと第二通路1bとの間
にもグラウト注入管2およびグラウト4を有しているの
で、その部分における熱伝導性も高めることができ、こ
れによっても採熱効率を高めることができる。
【0011】さらに、本実施形態にあっては、グラウト
4に熱伝導性の高い金属片(銅片等)を混入しているの
で、地中熱を、さらに効率良く採取することができる。
【0012】なお、縦孔3には、通常、地下水が溜まっ
ているが、この地下水は注入するグラウト4によって排
除することができる。また、グラウト注入管2から注入
するグラウト4は流動性に優れるので、グラウト注入管
2内に大きな圧力を作用させなくても、縦孔3の底部の
みならず上部近くまで隙間なく埋め潰すことができる。
ただし、必要に応じて縦孔3の上端開口部からもグラウ
ト4を注入しても良い。
【0013】本実施形態において、縦孔3の径は、その
上部で160mmとすると共に、その中間部および下部
で約130mmとし、また、その深さを約100mとし
ている。U字管1は外径が40mmの硬質ポリエチレン
パイプで構成し、グラウト注入管2は、外径が25mm
の同じく硬質ポリエチレンパイプで構成している。ま
た、U字管1は熱媒の往路である第一通路1aと復路で
ある第二通路1bを有し、その上端部は、循環路6を介
して融雪管7や冷暖房装置等の放熱機構に連結される。
【0014】本実施形態に係るU字管式地中熱交換器の
作用について、融雪の場合を例に取って説明する。ま
ず、融雪管7で放熱した熱媒は、循環ポンプ8によって
U字管1の第一通路1aへ供給され、当該第一通路1a
内を下方へ送られる。ここで、第一通路1aは、グラウ
ト4を介して地盤5に直接接触しているので、当該第一
通路1a内の熱媒は熱交換によって地中熱を効率的に採
取する。
【0015】この熱媒は、その底端部で反転して第二通
路1bに進み、そのまま上昇する。この第二通路1bも
第一通路1aと同様に、グラウト4を介して地盤5に直
接接触しているので、第二通路1b内の熱媒は地中熱を
効率的に採取する。また、U字管1の中心部もグラウト
4とグラウト注入管2とを設けているので空隙がなく、
従って、これによっても効率的な採熱が行われる。
【0016】第二通路1bを通過した熱媒は、循環ポン
プ8によって融雪管7に供給され、採取した地中熱を放
出して融雪等を行った後、再び第一通路1aに戻され
る。こうした行程を繰り返すことによって、地中熱で連
続的に融雪を行う。
【0017】なお、循環ポンプ8は、商用電源の他に、
太陽熱発電装置や内燃機関発電装置によって稼動するこ
とができる。太陽光発電装置は、図4に示すように、ソ
ーラーパネル9で太陽光を吸収し、蓄電池ボックス10
内の蓄電池12に、充電必要時に作動する制御基板11
を介して蓄電し、コントローラー13によって必要量の
電力を循環ポンプ8へ供給する。
【0018】
【発明の効果】 本発明に係るU字管式地中熱交換器
は、縦孔3を、グラウト4によって潰しているので、U
字管1と地盤5との間に不要な空隙が形成されるのを確
実に阻止して、その部分の熱伝導性を高めることができ
る。従って、地中熱を効率的に採取することができる。
【0019】また、グラウト4に熱伝導性の高い物質を
混入することによって、グラウト4の熱伝導性を高める
ことができ、よって、地中熱をさらに効率的に採取する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態を示す部分断面正面図であ
る。
【図2】 図1におけるA−A線断面図である。
【図3】 本発明の下端部を示す概略斜視図である。
【図4】 本発明に係る地中熱交換器の循環ポンプを稼
動する太陽熱発電装置のフローチャートである。
【符号の説明】
1 U字管 1a 第一通路 1b 第二通路 2 グラウト注入管 3 縦孔 4 グラウト 5 地盤 6 循環路 7 融雪管 8 循環ポンプ 9 ソーラーパネル 10 蓄電池ボックス 11 制御基板 12 蓄電池 13 コントローラー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 U字状に形成した二つのU字管(1)
    を、その底端部を上下に重ねた状態で、地中に垂直に形
    成した縦孔(3)に挿入し、該U字管(1)の中心空間
    部にグラウト注入管(2)を挿入し、該グラウト注入管
    (2)からグラウト(4)を注入して前記縦孔(3)を
    潰し、前記二つのU字管(1)をグラウト注入管(2)
    と共に地中に埋設してなるU字管式地中熱交換器。
  2. 【請求項2】 グラウト(4)に熱伝導性の高い物質を
    混入してなる請求項1に記載のU字管式地中熱交換器。
JP2002110024A 2002-04-12 2002-04-12 U字管式地中熱交換器 Pending JP2003302108A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002110024A JP2003302108A (ja) 2002-04-12 2002-04-12 U字管式地中熱交換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002110024A JP2003302108A (ja) 2002-04-12 2002-04-12 U字管式地中熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003302108A true JP2003302108A (ja) 2003-10-24

Family

ID=29393287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002110024A Pending JP2003302108A (ja) 2002-04-12 2002-04-12 U字管式地中熱交換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003302108A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100359311C (zh) * 2004-10-25 2008-01-02 天津中冷暖通洁净工程技术有限公司 一种测试地埋管换热器换热能力的方法及专用测试装置
JP2008256329A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Ohbayashi Corp 地中熱交換器
WO2008122114A3 (en) * 2007-04-04 2008-12-18 James E Bardsley Coaxial borehole energy exchange system for storing and extracting underground cold
JP2010505086A (ja) * 2006-09-29 2010-02-18 アース トゥ エア システムズ,エルエルシー 直接交換式加熱/冷却システムにおける冷媒管地下設置用の収容アセンブリ
CN101887040A (zh) * 2010-06-18 2010-11-17 哈尔滨工业大学 同步冷热响应岩土热物性测试仪
US20120285657A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-15 Uponor Innovation Ab Ground heat exchanger
US20150316296A1 (en) * 2009-10-28 2015-11-05 Tai-Her Yang Thermal conductive cylinder installed with u-type core piping and loop piping
WO2015159188A3 (en) * 2014-04-14 2015-12-30 Ozols Ojars A method of borehole arrangement for extraction of geothermal energy
US11156374B2 (en) * 2018-03-13 2021-10-26 Michael ROPPELT Thermal-energy exchange and storage system
KR102518823B1 (ko) * 2021-10-06 2023-04-06 주식회사 지앤지테크놀러지 6열 이상의 열교환 코일관으로 구성되는 열교환 유니트와 이를 포함하는 수직밀폐형 지중열교환기 장치 및 이의 설치 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100359311C (zh) * 2004-10-25 2008-01-02 天津中冷暖通洁净工程技术有限公司 一种测试地埋管换热器换热能力的方法及专用测试装置
JP2010505086A (ja) * 2006-09-29 2010-02-18 アース トゥ エア システムズ,エルエルシー 直接交換式加熱/冷却システムにおける冷媒管地下設置用の収容アセンブリ
WO2008122114A3 (en) * 2007-04-04 2008-12-18 James E Bardsley Coaxial borehole energy exchange system for storing and extracting underground cold
JP2008256329A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Ohbayashi Corp 地中熱交換器
US20150316296A1 (en) * 2009-10-28 2015-11-05 Tai-Her Yang Thermal conductive cylinder installed with u-type core piping and loop piping
US10612864B2 (en) * 2009-10-28 2020-04-07 Tai-Her Yang Thermal conductive cylinder installed with U-type core piping and loop piping
CN101887040A (zh) * 2010-06-18 2010-11-17 哈尔滨工业大学 同步冷热响应岩土热物性测试仪
US20120285657A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-15 Uponor Innovation Ab Ground heat exchanger
WO2015159188A3 (en) * 2014-04-14 2015-12-30 Ozols Ojars A method of borehole arrangement for extraction of geothermal energy
US11156374B2 (en) * 2018-03-13 2021-10-26 Michael ROPPELT Thermal-energy exchange and storage system
KR102518823B1 (ko) * 2021-10-06 2023-04-06 주식회사 지앤지테크놀러지 6열 이상의 열교환 코일관으로 구성되는 열교환 유니트와 이를 포함하는 수직밀폐형 지중열교환기 장치 및 이의 설치 방법
WO2023058841A1 (ko) * 2021-10-06 2023-04-13 주식회사 지앤지테크놀러지 6열 이상의 열교환 코일관으로 구성되는 열교환 유니트와 이를 포함하는 수직밀폐형 지중열교환기 장치 및 이의 설치 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7810551B2 (en) Vapor-lift pump heat transport apparatus
AU2003257096B2 (en) Sealed well direct expansion heating and cooling system
JP2003301434A (ja) 地中熱利用融雪装置
CN106225268B (zh) 一种冷热电联产灌注桩装置及其施工方法
WO2018014608A1 (zh) 一种提高浅层地热能利用效率的新型钢管能量桩及其制作方法
WO2018014606A1 (zh) 一种冷热电联产pcc桩装置及其制作方法
JP2003302108A (ja) U字管式地中熱交換器
WO2018014609A1 (zh) 一种冷热电联产高压旋喷插芯组合桩系统及其施工方法
JP2005207718A (ja) 地中熱利用の融雪装置
JP2003148079A (ja) 対地熱交換設備の製造方法、及び、その製造方法に用いる土木建設用杭
US20080128108A1 (en) Convective earrh coil
JP2004101115A (ja) 地中連続壁を利用した地中熱交換システム
JP2019219159A (ja) 排湯熱再生装置、およびそれを利用した排湯熱再生システム
JP2003307353A (ja) 不凍液循環式地中熱利用装置
CN2823922Y (zh) 管中管地热交换器
CN108826422A (zh) 太阳能跨季节蓄能与地源热泵联合供暖系统及其供暖方法
CN2830984Y (zh) 一种竖埋式地热换热装置
JP2003302122A (ja) 地中熱利用装置
JP2007071439A (ja) トリプルu字管式地中熱交換器
JP2000240029A (ja) 融雪機能などを有するコンクリート管と融雪機能などを有するコンクリート管を用いた融雪装置あるいは冷房装置
CN1840984A (zh) 埋地回流套管式循环地热换热装置及用途
CN215062945U (zh) 热管式中深层热能利用系统
CN2777472Y (zh) 钢—铜复合热管式多热源散热器
CN109744011A (zh) 一种利用太阳能提升地温的系统及方法
JP2001174073A (ja) 地中熱交換器の埋込み方法