JPH0776649B2 - 帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法及び装置 - Google Patents
帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法及び装置Info
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- JPH0776649B2 JPH0776649B2 JP3078598A JP7859891A JPH0776649B2 JP H0776649 B2 JPH0776649 B2 JP H0776649B2 JP 3078598 A JP3078598 A JP 3078598A JP 7859891 A JP7859891 A JP 7859891A JP H0776649 B2 JPH0776649 B2 JP H0776649B2
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は帯水層の蓄熱利用によ
る冷暖房消雪集熱方法およびその装置に係り、特に人為
的に夏期の太陽熱を集めて地下の帯水層に蓄えておき、
半年後の冬期に取り出して暖房と消雪に利用し、また、
冬の低温を集めて地下の帯水層に蓄えておき半年後の夏
期に取り出して冷房に利用し、太陽熱を集める冷暖房消
雪集熱方法およびその装置に関する。
る冷暖房消雪集熱方法およびその装置に係り、特に人為
的に夏期の太陽熱を集めて地下の帯水層に蓄えておき、
半年後の冬期に取り出して暖房と消雪に利用し、また、
冬の低温を集めて地下の帯水層に蓄えておき半年後の夏
期に取り出して冷房に利用し、太陽熱を集める冷暖房消
雪集熱方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特公昭５８−１１５２９号公報に
開示された地下水利用方法では夏期は冷水帯に設けた揚
水井から揚水ポンプで低温度（７〜１０℃）の地下水を
汲み上げ、揚水管を経て屋内の熱交換器に送り、冷房用
ファンで室内空気を熱交換器上を経て循環し、水温約２
０℃の温水とし、冷房後の終末水を配管によって屋上に
運び、散水ノズルにより屋根上に散水し、外気温度３０
℃の場合は２７〜２９℃まで水温を上昇させることによ
って太陽熱を吸収させる。このように加熱された温水を
管によって注入井に導き、地中深く注入することによっ
て地下の各地層が加温されると同時に、注入された温水
によって温水帯が生まれる。
開示された地下水利用方法では夏期は冷水帯に設けた揚
水井から揚水ポンプで低温度（７〜１０℃）の地下水を
汲み上げ、揚水管を経て屋内の熱交換器に送り、冷房用
ファンで室内空気を熱交換器上を経て循環し、水温約２
０℃の温水とし、冷房後の終末水を配管によって屋上に
運び、散水ノズルにより屋根上に散水し、外気温度３０
℃の場合は２７〜２９℃まで水温を上昇させることによ
って太陽熱を吸収させる。このように加熱された温水を
管によって注入井に導き、地中深く注入することによっ
て地下の各地層が加温されると同時に、注入された温水
によって温水帯が生まれる。
【０００３】更に、冬期には、温水帯に設けた揚水井か
ら揚水ポンプによって高温（２３〜２５℃）の地下水を
汲み上げ揚水管を経て屋内にある暖房用熱交換器に送り
暖房用ファンにより室内空気をこの熱交換器上に循環さ
せることによって、温水による暖房を行い、暖房後の終
末水を配管によって屋上及び敷地に運び、散水ノズルか
ら散水することによって屋根上の積雪を消雪するように
使用する。これによって水温は地下水の常温よりもはる
かに低く外気温度にほぼ近い５〜７℃の温度になる。こ
の温度低下された終末水は管によって再び地下に導き、
注入井によって地中深く注入し、帯水層に冷水帯をつく
る。
ら揚水ポンプによって高温（２３〜２５℃）の地下水を
汲み上げ揚水管を経て屋内にある暖房用熱交換器に送り
暖房用ファンにより室内空気をこの熱交換器上に循環さ
せることによって、温水による暖房を行い、暖房後の終
末水を配管によって屋上及び敷地に運び、散水ノズルか
ら散水することによって屋根上の積雪を消雪するように
使用する。これによって水温は地下水の常温よりもはる
かに低く外気温度にほぼ近い５〜７℃の温度になる。こ
の温度低下された終末水は管によって再び地下に導き、
注入井によって地中深く注入し、帯水層に冷水帯をつく
る。
【０００４】また、実公昭６３−２５４６６号公報に記
載された冷暖房設備における地下水の人工還元装置で
は、一方が温水井、他方が冷水井とされ、それぞれ汲み
上げポンプをもつ一対の涵養井と、この涵養井間を連通
し、井水を温水井から冷水井へ又は冷水井から温水井へ
流通させる導管と、冷凍ユニットとを具え、この冷凍ユ
ニットは一方が凝縮器として機能するとき他方が蒸発器
として機能する第一、第二凝縮器兼蒸発器と両凝縮器兼
蒸発器を連通して冷媒の循環管路を構成する第一、第二
管路と、この第一、第二管路にそれぞれ設けられて循環
管路内の冷媒の流れ方向を切り換える切り換え弁とを有
し、第一凝縮器兼蒸発器において導管内の井水と循環管
路内の冷媒とが熱交換し、第二凝縮器兼蒸発器において
負荷側の管路内の流体と循環管路内の冷媒とが熱交換す
るようになっているものが知られていた。
載された冷暖房設備における地下水の人工還元装置で
は、一方が温水井、他方が冷水井とされ、それぞれ汲み
上げポンプをもつ一対の涵養井と、この涵養井間を連通
し、井水を温水井から冷水井へ又は冷水井から温水井へ
流通させる導管と、冷凍ユニットとを具え、この冷凍ユ
ニットは一方が凝縮器として機能するとき他方が蒸発器
として機能する第一、第二凝縮器兼蒸発器と両凝縮器兼
蒸発器を連通して冷媒の循環管路を構成する第一、第二
管路と、この第一、第二管路にそれぞれ設けられて循環
管路内の冷媒の流れ方向を切り換える切り換え弁とを有
し、第一凝縮器兼蒸発器において導管内の井水と循環管
路内の冷媒とが熱交換し、第二凝縮器兼蒸発器において
負荷側の管路内の流体と循環管路内の冷媒とが熱交換す
るようになっているものが知られていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術は多くの課題をもっていた。すなわち、前記特公昭
５８−１１５２９号では建物の冷房や暖房に使った後の
温水や冷水を屋上に散水して太陽熱を集めたり自然放冷
したりしてから直接地下水帯に注入していたため地上の
粉塵や汚れが地下水帯に導かれ、地下汚染を引き起こす
という問題があった。また、夏期に温水を散水して太陽
熱を集めようとしても外気温度以上には水温が上がらな
いためこの温水を地下に蓄えても冬期に揚水される地下
水温が常温の地下水温よりも僅かに高いだけであるた
め、このままでは暖房用には使えない欠点があった。
技術は多くの課題をもっていた。すなわち、前記特公昭
５８−１１５２９号では建物の冷房や暖房に使った後の
温水や冷水を屋上に散水して太陽熱を集めたり自然放冷
したりしてから直接地下水帯に注入していたため地上の
粉塵や汚れが地下水帯に導かれ、地下汚染を引き起こす
という問題があった。また、夏期に温水を散水して太陽
熱を集めようとしても外気温度以上には水温が上がらな
いためこの温水を地下に蓄えても冬期に揚水される地下
水温が常温の地下水温よりも僅かに高いだけであるた
め、このままでは暖房用には使えない欠点があった。
【０００６】また、前記実公昭６３−２５４６６号では
温水井と冷水井を有し冷凍ユニットを介して夏期は建物
の冷房を行う熱の単一的利用であり、冬期も建物の暖房
を行う熱の単一的利用であり、省資源省エネルギーの見
地から熱の有効利用が行われなかった欠点があった。
温水井と冷水井を有し冷凍ユニットを介して夏期は建物
の冷房を行う熱の単一的利用であり、冬期も建物の暖房
を行う熱の単一的利用であり、省資源省エネルギーの見
地から熱の有効利用が行われなかった欠点があった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みて完成されたもの
であり、夏期の温熱を地下の帯水層に蓄えて半年後の冬
期の暖房と消雪に利用し、また冬期の冷熱を同じく地下
の帯水層に蓄えて半年後の夏期の冷房と集熱に利用で
き、また冬期の運転においては最終的に地下に還元され
る地下水の水温が人為的にコントロールでき効率的であ
り、火災の危険性が無く、安全でかつ燃焼ガスが発生し
ないため大気汚染の防止に役立つ帯水層の蓄熱利用によ
る冷暖房消雪集熱方法及び装置を提供することを目的と
している。
であり、夏期の温熱を地下の帯水層に蓄えて半年後の冬
期の暖房と消雪に利用し、また冬期の冷熱を同じく地下
の帯水層に蓄えて半年後の夏期の冷房と集熱に利用で
き、また冬期の運転においては最終的に地下に還元され
る地下水の水温が人為的にコントロールでき効率的であ
り、火災の危険性が無く、安全でかつ燃焼ガスが発生し
ないため大気汚染の防止に役立つ帯水層の蓄熱利用によ
る冷暖房消雪集熱方法及び装置を提供することを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、夏期に地下の帯水層に蓄えておいた温かい地
下水を冬期に温水井から揚水して第一ヒートポンプの蒸
発器に導き、該第一ヒートポンプの冷凍サイクルの中で
吸熱昇温して温水を造り、該温水を建物に導いて該建物
内部の暖房を行い、前記第一ヒートポンプの蒸発器を通
過した冷たい地下水を舗装体内に埋設したパイプ内に通
水して舗装面の上に降る雪を融かし、該パイプの末端か
らの冷水を第二ヒートポンプの蒸発器に導き、該第二ヒ
ートポンプの冷凍サイクルの中で吸熱昇温して温水をつ
くり、前記第一ヒートポンプによりつくられた温水と共
に建物に導いて該建物内部の暖房を行い、前記第二ヒー
トポンプの蒸発器を通過して、より一層冷たく冷えた地
下水をもう一方の冷水井から地下の帯水層に還元して該
帯水層の中に冷熱を蓄え、次の夏期には前記冷水井から
帯水層内の冷水を汲み上げて建物内に送って建物内部か
ら吸熱して温水をつくり、該温水を舗装体内に埋設した
パイプ内に送って太陽熱を集めて高温水とし、該高温水
を前記温水井から地下の帯水層に還元して帯水層の中に
温熱を蓄えておき、前記揚水と還元の操作を毎年繰り返
し交互に行うことを特徴とした帯水層の蓄熱利用による
冷暖房消雪集熱方法である。
するため、夏期に地下の帯水層に蓄えておいた温かい地
下水を冬期に温水井から揚水して第一ヒートポンプの蒸
発器に導き、該第一ヒートポンプの冷凍サイクルの中で
吸熱昇温して温水を造り、該温水を建物に導いて該建物
内部の暖房を行い、前記第一ヒートポンプの蒸発器を通
過した冷たい地下水を舗装体内に埋設したパイプ内に通
水して舗装面の上に降る雪を融かし、該パイプの末端か
らの冷水を第二ヒートポンプの蒸発器に導き、該第二ヒ
ートポンプの冷凍サイクルの中で吸熱昇温して温水をつ
くり、前記第一ヒートポンプによりつくられた温水と共
に建物に導いて該建物内部の暖房を行い、前記第二ヒー
トポンプの蒸発器を通過して、より一層冷たく冷えた地
下水をもう一方の冷水井から地下の帯水層に還元して該
帯水層の中に冷熱を蓄え、次の夏期には前記冷水井から
帯水層内の冷水を汲み上げて建物内に送って建物内部か
ら吸熱して温水をつくり、該温水を舗装体内に埋設した
パイプ内に送って太陽熱を集めて高温水とし、該高温水
を前記温水井から地下の帯水層に還元して帯水層の中に
温熱を蓄えておき、前記揚水と還元の操作を毎年繰り返
し交互に行うことを特徴とした帯水層の蓄熱利用による
冷暖房消雪集熱方法である。
【０００９】また、温水井と冷水井とを有し、前記温水
井中には第一揚水ポンプと第一注入管を設け、該第一揚
水ポンプの上部は揚水管によって第一ヒートポンプの蒸
発器の入り口部に接続し、該蒸発器の出口部からは別の
管路が第一切り替弁を介して舗装体内に埋設した小径パ
イプと接続するとともに、前記温水井内の水中に延びた
第一注入管と接続され、一方前記小径パイプの末端は第
三切り替弁を介して第二ヒートポンプの蒸発器の入り口
と管路で接続され、該第二ヒートポンプの蒸発器の出口
には第四切り替弁と第二切り替弁を介して管路が第二注
入管と接続されて冷水井の中の水中にまで延設してあ
り、また前記第二切り替弁と第三切り替弁とが管路で接
続され、しかも前記第四切り替弁は建物内に設けた放熱
器兼集熱器を介して冷水井の中の水中に設置してある第
二揚水管と第二揚水ポンプとに接続され、かつ前記第一
ヒートポンプの凝縮器の出入り口部は第一循環ポンプを
介して貯湯タンクとの間に循環管路が形成され、前記第
二ヒートポンプの凝縮器の出入り口部は第三循環ポンプ
を介して前記貯湯タンクとの間に循環管路が形成され、
前記貯湯タンクは第二循環ポンプを介して建物内部の放
熱器兼集熱器との間にもう一つの循環管路が形成されて
いることを特徴とした帯水層の蓄熱利用による冷暖房消
雪集熱装置である。
井中には第一揚水ポンプと第一注入管を設け、該第一揚
水ポンプの上部は揚水管によって第一ヒートポンプの蒸
発器の入り口部に接続し、該蒸発器の出口部からは別の
管路が第一切り替弁を介して舗装体内に埋設した小径パ
イプと接続するとともに、前記温水井内の水中に延びた
第一注入管と接続され、一方前記小径パイプの末端は第
三切り替弁を介して第二ヒートポンプの蒸発器の入り口
と管路で接続され、該第二ヒートポンプの蒸発器の出口
には第四切り替弁と第二切り替弁を介して管路が第二注
入管と接続されて冷水井の中の水中にまで延設してあ
り、また前記第二切り替弁と第三切り替弁とが管路で接
続され、しかも前記第四切り替弁は建物内に設けた放熱
器兼集熱器を介して冷水井の中の水中に設置してある第
二揚水管と第二揚水ポンプとに接続され、かつ前記第一
ヒートポンプの凝縮器の出入り口部は第一循環ポンプを
介して貯湯タンクとの間に循環管路が形成され、前記第
二ヒートポンプの凝縮器の出入り口部は第三循環ポンプ
を介して前記貯湯タンクとの間に循環管路が形成され、
前記貯湯タンクは第二循環ポンプを介して建物内部の放
熱器兼集熱器との間にもう一つの循環管路が形成されて
いることを特徴とした帯水層の蓄熱利用による冷暖房消
雪集熱装置である。
【００１０】
【作用】次に本発明の作用について説明する。本発明の
帯水層蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法および装置は
夏期に地下の帯水層に蓄えておいた温かい地下水を温水
井から冬期に第一揚水ポンプで揚水して第一ヒートポン
プの蒸発器に導き、その第一ヒートポンプの冷凍サイク
ルの中で吸熱昇温して貯湯タンクの中に温水を造り、こ
の温水を建物内部の放熱器兼集熱器に導いて建物内部の
暖房を行い、前記第一ヒートポンプの蒸発器を通過した
冷たい地下水を舗装体内に埋設したパイプ内に通水して
舗装体内に蓄熱し、この熱の放熱により舗装面の上に降
る雪を融かして舗装面の凍結防止を行うとともに、無降
雪時にも通水して舗装面より放熱させ、上記パイプの端
末からの冷水を第二ヒートポンプの蒸発器に導き、第二
ヒートポンプの冷凍サイクルの中で吸熱昇温して温水を
つくり前記第一ヒートポンプによりつくられた温水と共
に建物内部に導いて建物内部の暖房を行い、前記第二ヒ
ートポンプの蒸発器を通過させ、その後のより一層冷た
く冷えた地下水を下端が冷水井内の水中に没して設けた
第二注入管を経由してもう一方の冷水井内から地下の帯
水層に還元して帯水層の中に冷熱を蓄えておく。
帯水層蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法および装置は
夏期に地下の帯水層に蓄えておいた温かい地下水を温水
井から冬期に第一揚水ポンプで揚水して第一ヒートポン
プの蒸発器に導き、その第一ヒートポンプの冷凍サイク
ルの中で吸熱昇温して貯湯タンクの中に温水を造り、こ
の温水を建物内部の放熱器兼集熱器に導いて建物内部の
暖房を行い、前記第一ヒートポンプの蒸発器を通過した
冷たい地下水を舗装体内に埋設したパイプ内に通水して
舗装体内に蓄熱し、この熱の放熱により舗装面の上に降
る雪を融かして舗装面の凍結防止を行うとともに、無降
雪時にも通水して舗装面より放熱させ、上記パイプの端
末からの冷水を第二ヒートポンプの蒸発器に導き、第二
ヒートポンプの冷凍サイクルの中で吸熱昇温して温水を
つくり前記第一ヒートポンプによりつくられた温水と共
に建物内部に導いて建物内部の暖房を行い、前記第二ヒ
ートポンプの蒸発器を通過させ、その後のより一層冷た
く冷えた地下水を下端が冷水井内の水中に没して設けた
第二注入管を経由してもう一方の冷水井内から地下の帯
水層に還元して帯水層の中に冷熱を蓄えておく。
【００１１】次の夏期には前記冷水井から帯水層内の冷
水を第二揚水ポンプで汲み上げて建物内部の放熱器兼集
熱器に送って建物内部から吸熱させて温水をつくり、こ
の温水を舗装体内に埋設したパイプ内に送って舗装面の
受ける太陽熱を集めて高温水とし、その高温水を下端が
温水井内の水中に没して設けた第一注入管を経由して前
記温水井から地下の帯水層に還元して帯水層内に蓄熱し
ておくものであり、前記揚水と還元の作用を毎年繰り返
し交互に行うものである。
水を第二揚水ポンプで汲み上げて建物内部の放熱器兼集
熱器に送って建物内部から吸熱させて温水をつくり、こ
の温水を舗装体内に埋設したパイプ内に送って舗装面の
受ける太陽熱を集めて高温水とし、その高温水を下端が
温水井内の水中に没して設けた第一注入管を経由して前
記温水井から地下の帯水層に還元して帯水層内に蓄熱し
ておくものであり、前記揚水と還元の作用を毎年繰り返
し交互に行うものである。
【００１２】
【実施例】次に本発明に係る帯水層蓄熱利用による冷暖
房消雪集熱方法及び装置の実施例を図面を参照して説明
する。図１にはこの発明の帯水層蓄熱利用による冷暖房
消雪集熱装置を建物に適用した場合の実施例が示されて
いる。図示されるようにこの発明の冷暖房消雪集熱装置
を実施する温水井１と冷水井２は深さ１００m〜３００m
の深さをもって地下深く削井され、前記温水井１の水中
には第一揚水ポンプ３と第一注入管５を設け、第一揚水
ポンプ３の上部には揚水管７ａが接続され地上に設けた
第一ヒートポンプ８の蒸発器１０ａの入り口部に接続
し、蒸発器１０ａの出口部からは別の管路が第一の三方
切り替弁１２を介して延び、好ましくはアスファルト等
の黒い色をした舗装体１６内に埋設した小径パイプ１７
と接続し、また第一切り替弁１２は前記温水井１内の水
中に下端を没した第一注入管５と接続し、前記小径パイ
プ１７の末端は第三の三方切り替弁１４を介して第二ヒ
ートポンプ９の蒸発器１０ｂの入り口と管路で接続し、
第二ヒートポンプ９の蒸発器１０ｂの出口は第四の三方
切り替弁１５と第二の三方切り替弁１３を介して管路が
第二注入管６と接続して冷水井２の中の水中まで延びて
設置してある。
房消雪集熱方法及び装置の実施例を図面を参照して説明
する。図１にはこの発明の帯水層蓄熱利用による冷暖房
消雪集熱装置を建物に適用した場合の実施例が示されて
いる。図示されるようにこの発明の冷暖房消雪集熱装置
を実施する温水井１と冷水井２は深さ１００m〜３００m
の深さをもって地下深く削井され、前記温水井１の水中
には第一揚水ポンプ３と第一注入管５を設け、第一揚水
ポンプ３の上部には揚水管７ａが接続され地上に設けた
第一ヒートポンプ８の蒸発器１０ａの入り口部に接続
し、蒸発器１０ａの出口部からは別の管路が第一の三方
切り替弁１２を介して延び、好ましくはアスファルト等
の黒い色をした舗装体１６内に埋設した小径パイプ１７
と接続し、また第一切り替弁１２は前記温水井１内の水
中に下端を没した第一注入管５と接続し、前記小径パイ
プ１７の末端は第三の三方切り替弁１４を介して第二ヒ
ートポンプ９の蒸発器１０ｂの入り口と管路で接続し、
第二ヒートポンプ９の蒸発器１０ｂの出口は第四の三方
切り替弁１５と第二の三方切り替弁１３を介して管路が
第二注入管６と接続して冷水井２の中の水中まで延びて
設置してある。
【００１３】また、前記第二切り替弁１３と第三切り替
弁１４とは管路で接続してある。また、前記第四切り替
弁１５は建物１８内に設けた放熱器兼集熱器１９ａを介
して第二揚水管７ｂと第二揚水ポンプ４とに接続して冷
水井の中の水中に設置してあり、前記第一ヒートポンプ
８の凝縮器１１ａの出入口部には第一循環ポンプ２０を
介して貯湯タンク２３との間に循環管路が形成され、前
記第二ヒートポンプ９の凝縮器１１ｂの出入口部は第三
循環ポンプ２２を介して前記貯湯タンク２３との間に循
環管路が形成され、また前記貯湯タンク２３は第二循環
ポンプ２１を介して建物１８内部の放熱器兼集熱器１９
ｂとの間にもう一つの循環管路が形成されてある。
弁１４とは管路で接続してある。また、前記第四切り替
弁１５は建物１８内に設けた放熱器兼集熱器１９ａを介
して第二揚水管７ｂと第二揚水ポンプ４とに接続して冷
水井の中の水中に設置してあり、前記第一ヒートポンプ
８の凝縮器１１ａの出入口部には第一循環ポンプ２０を
介して貯湯タンク２３との間に循環管路が形成され、前
記第二ヒートポンプ９の凝縮器１１ｂの出入口部は第三
循環ポンプ２２を介して前記貯湯タンク２３との間に循
環管路が形成され、また前記貯湯タンク２３は第二循環
ポンプ２１を介して建物１８内部の放熱器兼集熱器１９
ｂとの間にもう一つの循環管路が形成されてある。
【００１４】したがって、このように構成された本実施
例において、夏期に地下の帯水層２４に蓄えておいた２
５℃〜３０℃の温かい地下水を温水井１から冬期に第一
揚水ポンプ３で揚水して第一ヒートポンプ８の蒸発器１
０ａに導き、その第一ヒートポンプ８の冷凍サイクルの
中で吸熱昇温して貯湯タンク２３の中に４５℃〜５０℃
の温水を造り、この温水を建物内部の放熱器兼集熱器１
９ｂに導いて建物内部の暖房を行う。一方、前記ヒート
ポンプ８の蒸発器１０ａを通過した１５℃〜２０℃の冷
たい地下水を舗装体１６内に埋設した口径１５mmの鋼管
製のパイプ１７内に通水して舗装体１６内に蓄熱し、こ
の熱の放熱により舗装面の上に降る雪を融かして舗装面
の凍結防止を行うとともに、暖房運転中は無降雪時にも
通水して舗装面より放熱させ、その後の冷たく冷えた５
℃〜７℃の地下水を再度第二ヒートポンプ９の蒸発器１
０ｂに導き、より一層冷たく冷えて３℃〜４℃にコント
ロールされた地下水を下端が冷水井の水中に没して設け
た第二注入管６を経由して冷水井２から地下の帯水層２
４に還元して帯水層の中に冷熱を蓄えておく。また、前
記第二ヒートポンプ９の冷凍サイクルの中で吸熱昇温し
て得た４５℃〜５０℃の温水で暖房を行うことは前記第
一ヒートポンプの場合と同様である。
例において、夏期に地下の帯水層２４に蓄えておいた２
５℃〜３０℃の温かい地下水を温水井１から冬期に第一
揚水ポンプ３で揚水して第一ヒートポンプ８の蒸発器１
０ａに導き、その第一ヒートポンプ８の冷凍サイクルの
中で吸熱昇温して貯湯タンク２３の中に４５℃〜５０℃
の温水を造り、この温水を建物内部の放熱器兼集熱器１
９ｂに導いて建物内部の暖房を行う。一方、前記ヒート
ポンプ８の蒸発器１０ａを通過した１５℃〜２０℃の冷
たい地下水を舗装体１６内に埋設した口径１５mmの鋼管
製のパイプ１７内に通水して舗装体１６内に蓄熱し、こ
の熱の放熱により舗装面の上に降る雪を融かして舗装面
の凍結防止を行うとともに、暖房運転中は無降雪時にも
通水して舗装面より放熱させ、その後の冷たく冷えた５
℃〜７℃の地下水を再度第二ヒートポンプ９の蒸発器１
０ｂに導き、より一層冷たく冷えて３℃〜４℃にコント
ロールされた地下水を下端が冷水井の水中に没して設け
た第二注入管６を経由して冷水井２から地下の帯水層２
４に還元して帯水層の中に冷熱を蓄えておく。また、前
記第二ヒートポンプ９の冷凍サイクルの中で吸熱昇温し
て得た４５℃〜５０℃の温水で暖房を行うことは前記第
一ヒートポンプの場合と同様である。
【００１５】次の夏期には前記冷水井２から帯水層２４
内の５℃〜７℃の冷水を第二揚水ポンプ４で汲み上げて
建物内部の放熱器兼集熱器１９ａに送って建物内部から
吸熱して１０℃〜１５℃の地下水とし、その地下水を舗
装体１６内に埋設したパイプ１７内に送って舗装面の受
ける太陽熱を集めて３０℃〜４０℃の高温水とし、この
高温水を下端が温水井１内の水中に没して設けた第一注
入管５を経由して前記温水井１から地下の帯水層２４に
還元して帯水層内に蓄熱しておくものであり、前記揚水
と還元の操作を毎年繰り返し交互に行うものである。
内の５℃〜７℃の冷水を第二揚水ポンプ４で汲み上げて
建物内部の放熱器兼集熱器１９ａに送って建物内部から
吸熱して１０℃〜１５℃の地下水とし、その地下水を舗
装体１６内に埋設したパイプ１７内に送って舗装面の受
ける太陽熱を集めて３０℃〜４０℃の高温水とし、この
高温水を下端が温水井１内の水中に没して設けた第一注
入管５を経由して前記温水井１から地下の帯水層２４に
還元して帯水層内に蓄熱しておくものであり、前記揚水
と還元の操作を毎年繰り返し交互に行うものである。
【００１６】本実施例においては温水井と冷水井を設け
て揚水と還元を交互に行っているが、地下水の流速と流
れ方向、使用水量、帯水層の厚さ及び帯水層の空隙率な
どを明確に把握して二つの井戸の距離と深さを求め、下
流側に揚水井を設け、上流側に還元井を設けることによ
り、夏期に集熱した温水を上流側の還元井から地下の帯
水層に還元すると、次の冬期にはこの帯水層の中の温水
が下流側の揚水井付近に到達しているから、冬期には揚
水井から温水を汲み上げて暖房や消雪等に利用した後の
冷水を再び上流側の還元井に還元して次期の夏の利用に
備えておくこともできる。
て揚水と還元を交互に行っているが、地下水の流速と流
れ方向、使用水量、帯水層の厚さ及び帯水層の空隙率な
どを明確に把握して二つの井戸の距離と深さを求め、下
流側に揚水井を設け、上流側に還元井を設けることによ
り、夏期に集熱した温水を上流側の還元井から地下の帯
水層に還元すると、次の冬期にはこの帯水層の中の温水
が下流側の揚水井付近に到達しているから、冬期には揚
水井から温水を汲み上げて暖房や消雪等に利用した後の
冷水を再び上流側の還元井に還元して次期の夏の利用に
備えておくこともできる。
【００１７】さらに、本実施例の夏期の利用において
は、第一及び第二ヒートポンプの運転を停止しているが
建物内部の空調状況によって図示しない別の管路を設け
てヒートポンプを冷房運転に切り替えて建物内部の冷房
を行ってもよい。
は、第一及び第二ヒートポンプの運転を停止しているが
建物内部の空調状況によって図示しない別の管路を設け
てヒートポンプを冷房運転に切り替えて建物内部の冷房
を行ってもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおりの構成を有
しているから、次のような効果を奏する。本発明に係る
帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法は夏期の温
熱を地下の帯水層に蓄えて半年後の冬期の暖房と消雪に
利用するため省エネルギーに資することが大きく、また
冬期の冷熱を地下の帯水層に蓄えて半年後の夏期の冷房
と集熱の二段階に利用するため省エネルギーに資するこ
とがさらに大きくなる。
しているから、次のような効果を奏する。本発明に係る
帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法は夏期の温
熱を地下の帯水層に蓄えて半年後の冬期の暖房と消雪に
利用するため省エネルギーに資することが大きく、また
冬期の冷熱を地下の帯水層に蓄えて半年後の夏期の冷房
と集熱の二段階に利用するため省エネルギーに資するこ
とがさらに大きくなる。
【００１９】また、冬期の運転においては夏期に蓄えて
おいた地下帯水層の温水から、第一段階ではヒートポン
プで熱を採り、暖房用に使い、第二段階で路面内に埋設
したパイプからの放熱により路面上の雪を融かして放熱
し、第三段階ではさらに消雪後の冷水から熱を採って暖
房用に使い、最終的には冷水の水温が人為的にコントロ
ールされた状態で地下の帯水層に蓄えられるから、次の
夏期に揚水される地下水が地下水の常温よりかなり低く
抑えられるため、少ない揚水量で建物の冷房管理がしや
すくなり、効果的である。
おいた地下帯水層の温水から、第一段階ではヒートポン
プで熱を採り、暖房用に使い、第二段階で路面内に埋設
したパイプからの放熱により路面上の雪を融かして放熱
し、第三段階ではさらに消雪後の冷水から熱を採って暖
房用に使い、最終的には冷水の水温が人為的にコントロ
ールされた状態で地下の帯水層に蓄えられるから、次の
夏期に揚水される地下水が地下水の常温よりかなり低く
抑えられるため、少ない揚水量で建物の冷房管理がしや
すくなり、効果的である。
【００２０】また、冬期の暖房においては化石燃料の燃
焼を伴わないため火災の危険性が無く、安全でかつ燃焼
ガスが発生しないため大気汚染の防止に役立つ。また、
夏期の冷房においては従来の冷房方法と異なり、建物内
部の熱を大気中に廃棄放出しないため地球の温暖化防止
に資する効果が大きい。
焼を伴わないため火災の危険性が無く、安全でかつ燃焼
ガスが発生しないため大気汚染の防止に役立つ。また、
夏期の冷房においては従来の冷房方法と異なり、建物内
部の熱を大気中に廃棄放出しないため地球の温暖化防止
に資する効果が大きい。
【００２１】さらに、夏期の冷房後の温排水を駐車場路
面内等に埋設したパイプ内に通水して太陽熱を集めるた
め舗装材の軟化防止に役立つと共に、駐車場路面等の受
ける太陽熱を地下の帯水層に蓄えておくため地球の温暖
化の防止に資する効果は極めて大きいものがある等の多
くの効果を奏する。
面内等に埋設したパイプ内に通水して太陽熱を集めるた
め舗装材の軟化防止に役立つと共に、駐車場路面等の受
ける太陽熱を地下の帯水層に蓄えておくため地球の温暖
化の防止に資する効果は極めて大きいものがある等の多
くの効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例を示す一部斜視断面図であ
る。
る。
１ 温水井 ２ 冷水井 ３ 第一揚水ポンプ ４ 第ニ揚水ポンプ ５ 第一注入管 ６ 第二注入管 ７ 揚水管 ８ 第一ヒートポンプ ９ 第二ヒートポンプ １０ 蒸発器 １１ 凝縮器 １２ 第一切り替弁 １３ 第二切り替弁 １４ 第三切り替弁 １５ 第四切り替弁 １６ 舗装体 １７ 小径パイプ １８ 建物 １９ 放熱器兼集熱器 ２０ 第一循環ポンプ ２１ 第二循環ポンプ ２２ 第三循環ポンプ ２３ 貯湯タンク ２４ 帯水層
Claims (2)
- 【請求項１】 夏期に地下の帯水層に蓄えておいた温か
い地下水を冬期に温水井から揚水して第一ヒートポンプ
の蒸発器に導き、該第一ヒートポンプの冷凍サイクルの
中で吸熱昇温して温水を造り、該温水を建物に導いて該
建物内部の暖房を行い、前記第一ヒートポンプの蒸発器
を通過した冷たい地下水を舗装体内に埋設したパイプ内
に通水して舗装面の上に降る雪を融かし、該パイプの末
端からの冷水を第二ヒートポンプの蒸発器に導き、該第
二ヒートポンプの冷凍サイクルの中で吸熱昇温して温水
をつくり、前記第一ヒートポンプによりつくられた温水
と共に建物に導いて該建物内部の暖房を行い、前記第二
ヒートポンプの蒸発器を通過して、より一層冷たく冷え
た地下水をもう一方の冷水井から地下の帯水層に還元し
て該帯水層の中に冷熱を蓄え、次の夏期には前記冷水井
から帯水層内の冷水を汲み上げて建物内に送って建物内
部から吸熱して温水をつくり、該温水を舗装体内に埋設
したパイプ内に送って太陽熱を集めて高温水とし、該高
温水を前記温水井から地下の帯水層に還元して帯水層の
中に温熱を蓄えておき、前記揚水と還元の操作を毎年繰
り返し交互に行うことを特徴とした帯水層の蓄熱利用に
よる冷暖房消雪集熱方法。 - 【請求項２】 温水井と冷水井とを有し、前記温水井中
には第一揚水ポンプと第一注入管を設け、該第一揚水ポ
ンプの上部は揚水管によって第一ヒートポンプの蒸発器
の入り口部に接続し、該蒸発器の出口部からは別の管路
が第一切り替弁を介して舗装体内に埋設した小径パイプ
と接続するとともに、前記温水井内の水中に延びた第一
注入管と接続され、一方前記小径パイプの末端は第三切
り替弁を介して第二ヒートポンプの蒸発器の入り口と管
路で接続され、該第二ヒートポンプの蒸発器の出口には
第四切り替弁と第二切り替弁を介して管路が第二注入管
と接続されて冷水井の中の水中にまで延設してあり、ま
た前記第二切り替弁と第三切り替弁とが管路で接続さ
れ、しかも前記第四切り替弁は建物内に設けた放熱器兼
集熱器を介して冷水井の中の水中に設置してある第二揚
水管と第二揚水ポンプとに接続され、かつ前記第一ヒー
トポンプの凝縮器の出入り口部は第一循環ポンプを介し
て貯湯タンクとの間に循環管路が形成され、前記第二ヒ
ートポンプの凝縮器の出入り口部は第三循環ポンプを介
して前記貯湯タンクとの間に循環管路が形成され、前記
貯湯タンクは第二循環ポンプを介して建物内部の放熱器
兼集熱器との間にもう一つの循環管路が形成されている
ことを特徴とした帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3078598A JPH0776649B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3078598A JPH0776649B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292756A JPH04292756A (ja) | 1992-10-16 |
| JPH0776649B2 true JPH0776649B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=13666339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3078598A Expired - Fee Related JPH0776649B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 帯水層の蓄熱利用による冷暖房消雪集熱方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776649B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8901218B2 (en) | 2007-12-18 | 2014-12-02 | Cheil Industries Inc. | Branched (meth)acrylate copolymer with high refractive index and method for preparing the same |
| US8940836B2 (en) | 2008-12-17 | 2015-01-27 | Cheil Industries Inc. | Polycarbonate resin composition with improved transparency and scratch-resistance |
| US9365671B2 (en) | 2013-12-04 | 2016-06-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Styrene-based copolymer and thermoplastic resin composition including the same |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP3078598A patent/JPH0776649B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8901218B2 (en) | 2007-12-18 | 2014-12-02 | Cheil Industries Inc. | Branched (meth)acrylate copolymer with high refractive index and method for preparing the same |
| US8940836B2 (en) | 2008-12-17 | 2015-01-27 | Cheil Industries Inc. | Polycarbonate resin composition with improved transparency and scratch-resistance |
| US9365671B2 (en) | 2013-12-04 | 2016-06-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Styrene-based copolymer and thermoplastic resin composition including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04292756A (ja) | 1992-10-16 |
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