JPH0725528Y2 - 地域冷暖房プラントにおける熱交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、地域冷暖房プラントにおける熱交換装置に関
する。

〔従来の技術〕

大気汚染の防止、各ビルの熱源機械室の不要化、及び保
守員の削減等の特長を有する地域冷暖房システムは、地
域冷暖房プラントに設けたヒートポンプから得られた熱
源を数キロメートルに及ぶ導管を介して各ビル、工場等
の需要家に供給するようにしている。

この地域冷暖房プラントに用いるヒートポンプにおいて
は、水道水、地下水並びに河川の自然水や、下水処理水
等を利用し、冬季にはこれを熱源水とし、蒸発器で熱交
換させて蒸発器内の冷媒に吸熱を行わせ、夏季には配管
系の切換を行って上記自然水等を冷却水とし、凝縮器で
熱交換させて凝縮器内の冷媒の有する熱を放熱させるよ
うにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

このような冷媒の有する熱に対する熱交換方式において
は、地域冷暖房プラントは大規模な設備である関係上、
いずれの方式においても大量の水を必要としており、こ
のため水道水を利用する方式においては、渇水時には給
水制限を受け、このため安定した熱交換用の水を供給す
るのが困難であり、河川に流れる自然水を利用する方式
においては、冬季には減水するため一定水量の採水を確
保するのが困難であり、地下水利用方式では地盤沈下の
問題があるため、大量に汲み上げることは不可能である
といった利用可能地域が限定される問題を有している。
また、いずれの方式においても、凝縮器や蒸発器への送
水用のポンプを用いているため、その駆動用のランニン
グコストが必要になるという問題を抱えている。

本考案は、上記した問題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、熱交換用の水を何ら必要とするこ
となく、冷媒に対する熱交換を可能にするとともに、ヒ
ートポンプを高効率にて運転することができる他、熱交
換系のランニングコストの低減をはかることを可能とす
る地域冷暖房プラントにおける熱交換装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴とするところは、地域冷暖房プラントにお
いて、ヒートポンプに冷媒が貫流する熱交換用配管系を
接続する一方、この熱交換用配管系を大地の年間を通じ
て安定した温度を有する深さに埋設し、熱交換用配管系
を流れる冷媒に対し大地の有する熱による熱交換を行う
ように熱交換装置を構成した点にある。

〔作用〕

大地の年間を通じて安定した地中温度を有する深さに熱
交換用配管系を埋設するとともに、これをヒートポンプ
に接続し、冬季においては大地の有する熱を熱交換用配
管系を流れる冷媒が吸熱し、夏季においては熱交換系を
流れる冷媒から大地に放熱させる。

〔実施例〕

以下に、本考案の詳細を図示の実施例に基いて説明す
る。

第１図は本考案の装置の一実施例を示すもので、大地１
を掘削し、周面にコンクリート壁面３を設けてなる地域
冷暖房プラント２の内部には、周知の構成を有するヒー
トポンプ９が設けられ、このヒートポンプ９の冷媒吐出
側には夏季には開弁して使用される流路切換用弁４と、
冬季には開弁して使用される流路切換用弁５とが併設さ
れる一方、ヒートポンプ９の冷媒吸引側には夏季に開弁
して使用される流路切換用弁７と、冬季に開弁して使用
される流路切換弁６とが併設されている。そして、流路
切換用弁４と６との出口側を共に接続するとともに、流
路切換用弁５と７との出口側を共に接続する。他方、大
地１の地表面から数メートル以上の深さＤにおいては、
年間を通じて15℃乃至20℃の一定の温度を有することが
知見されているので、この深さに小口径の不錆鋼等より
なる閉ループ状の熱交換用配管系10が埋設され、この配
管系10の両端部は、流路切換用弁４と６の出口側接続部
と流路切換用弁５と７の出口側接続部とに接続され、熱
交換用配管系10には、夏季には流路切換用弁４と７を開
弁してヒートポンプ９からの冷媒を実線矢印方向に流し
て大地１に放熱し、冬季には流路切換用弁５と６を開弁
して冷媒を点線矢印方向に流して大地１から吸熱するよ
うに構成されている。

なお、需要家に供給する熱源供給用の導管については、
本考案の要旨とするものではないので、その説明ならび
に図示については省略した。

このように構成した装置の作用を説明すると、冬季にお
いては流路切換弁５と６とを開となすとともに、流路切
換弁４と７を閉にすると、ヒートポンプ９からの冷媒は
流路切換弁５を介して熱交換用配管系10を点線矢印で示
す方向に流れて流路切換弁６に至り、この間に熱交換用
配管系10を流れる冷媒が大地１の有する熱を吸熱し、夏
季においては流路切換弁４と７を開にするとともに、流
路切換弁５と６を閉にすると、ヒートポンプ９からの冷
媒は流路切換弁４を介して熱交換用配管系10を実線矢印
で示す方向に流れて流路切換弁７に至り、この間に熱交
換用配管系10を流れる冷媒の有する熱を大地１に対し放
熱する。

なお、大地に埋設する熱交換用配管系の外周面に放熱促
進用のフィンを設けることも可能であり、また熱交換用
配管系を複数組み併設して熱交換能力を増加することも
可能である。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、地域冷暖房プラント
において、ヒートポンプに冷媒が貫流する熱交換用配管
系を接続する一方、熱交換用配管系を大気に対し安定し
た温度を有する大地に埋設するように構成するととも
に、熱交換用配管系を流れる冷媒に対し大地の有する熱
による熱交換を行うように熱交換装置を構成したので、
熱交換用の水を何ら必要とすることなく、大地の有する
熱を利用して冷媒に対し熱交換することが可能となり、
しかも大地の有する熱は年間を通じて安定しているた
め、地域冷暖房プラントにおける大容量のヒートポンプ
を高効率で運転することができるという優れた効果を奏
する他、水道水、地下水や河川等の自然水を何ら必要と
しないものであるため、ランニングコストの低減を図る
ことができるという効果を奏する。

さらに、熱交換用配管系を大地に埋設する構成であるた
め、需要家に熱源を供給する導管系の埋設作業に付帯す
る簡単な施工で済むという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置の実施例の構成図を示すものであ
る。 １……大地、２……地域冷暖房プラント、３……コンク
リート壁、４、５、６及び７……流路切換用弁、８……
熱交換用配管系、９……ヒートポンプ、10……熱交換用
配管系、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地域冷暖房プラントにおいて、ヒートポン
   プに冷媒が貫流する熱交換用配管系を接続する一方、該
   熱交換用配管系を大気に対して安定した温度を有する大
   地に埋設するように構成するとともに、上記熱交換用配
   管系を流れる冷媒に対し大地の有する熱による熱交換を
   行うことを特徴とする地域冷暖房プラントにおける熱交
   換装置。