JPS58108358A - 地中蓄熱装置 - Google Patents
地中蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS58108358A JPS58108358A JP56206920A JP20692081A JPS58108358A JP S58108358 A JPS58108358 A JP S58108358A JP 56206920 A JP56206920 A JP 56206920A JP 20692081 A JP20692081 A JP 20692081A JP S58108358 A JPS58108358 A JP S58108358A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- underground
- heat exchanger
- heat storage
- underground heat
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0052—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using the ground body or aquifers as heat storage medium
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般の建屋および温室などに利用される地中蓄
熱装置に関するものである。
熱装置に関するものである。
地中蓄熱装置はソーラーハウスなどに代表されるように
、一般建屋用として試用されており、また最近は温室な
どにも利用されている。前者の大部分はその地中蓄熱領
域が断熱施工されているが、一部では断熱施工されてい
ないものがある。一方、後者の大部分は前記と逆に地中
蓄熱領域が断熱施工されていないが、一部では断熱施工
されているものがある。
、一般建屋用として試用されており、また最近は温室な
どにも利用されている。前者の大部分はその地中蓄熱領
域が断熱施工されているが、一部では断熱施工されてい
ないものがある。一方、後者の大部分は前記と逆に地中
蓄熱領域が断熱施工されていないが、一部では断熱施工
されているものがある。
このように従来の地中蓄熱装置では、断熱施工の基準が
明確でなく、個々の主観に依存していたため、不経済な
設計、施工が多かった。したがって熱交換器の形状およ
び埋設深度の条件に対応し、地中蓄熱系の経済的かつ合
理的な設計、施工が要望されて−た。
明確でなく、個々の主観に依存していたため、不経済な
設計、施工が多かった。したがって熱交換器の形状およ
び埋設深度の条件に対応し、地中蓄熱系の経済的かつ合
理的な設計、施工が要望されて−た。
本発明は上記要望を満足させる地中蓄熱装置な提供する
ことを目的とするもので、熱交換器の形状および埋設深
度の条件に対応する有効熱流の割合を求め、その値の変
化率の大きくなると点と飽和する点に着目して、地中蓄
熱領域の断熱施工の適、非違の判断を容易に行うように
したものである。
ことを目的とするもので、熱交換器の形状および埋設深
度の条件に対応する有効熱流の割合を求め、その値の変
化率の大きくなると点と飽和する点に着目して、地中蓄
熱領域の断熱施工の適、非違の判断を容易に行うように
したものである。
以下本発明の実施例を図面について説明する。
ｍ１図において、１は地上に設置された建屋、２は建屋
１０床下地面に深さｄの位置に埋設された幅Ｗ１夷行り
および高さｈの熱交換器、３は建屋ｌの床下地面と熱交
換器２との間に形成された土壌からなる地中蓄熱領域、
４は地中に埋設された熱交換器２に接続された流体機械
（ポンプ）、５はポンプ４と熱交換器２に接続された太
陽熱集熱器である。
１０床下地面に深さｄの位置に埋設された幅Ｗ１夷行り
および高さｈの熱交換器、３は建屋ｌの床下地面と熱交
換器２との間に形成された土壌からなる地中蓄熱領域、
４は地中に埋設された熱交換器２に接続された流体機械
（ポンプ）、５はポンプ４と熱交換器２に接続された太
陽熱集熱器である。
上記Ｍ交換ｔ２ａｌ１２１Ｋ（Ａ）〜（Ｄ）Ｋ示ｔよう
に水平管群、垂直管群、板状体および箱状体などの諸形
態にそれぞれ形成されると共に、幅ｗ１央行りおよび高
さり、〜ｈ−を有するように形成されている。仁のよう
な形状の熱交換器２には、太陽熱集熱器５によシ加温さ
れた流体がポンプ４を介して循環されるので、暖季には
地中蓄熱領域３に蓄熱される。この蓄熱は寒季に放熱さ
れて建屋１内を暖房するのに使用される。
に水平管群、垂直管群、板状体および箱状体などの諸形
態にそれぞれ形成されると共に、幅ｗ１央行りおよび高
さり、〜ｈ−を有するように形成されている。仁のよう
な形状の熱交換器２には、太陽熱集熱器５によシ加温さ
れた流体がポンプ４を介して循環されるので、暖季には
地中蓄熱領域３に蓄熱される。この蓄熱は寒季に放熱さ
れて建屋１内を暖房するのに使用される。
次に建屋１と熱交換器２との間の熱流について説明する
。
。
第３図は横軸に埋設深さ比Ｗ／ｃｉｉ、縦軸に熱交換器
からの総熱流ｑｔと建屋１の床下地面へ伝達される有効
熱流ｑ、との比Ｑ −／ Ｑ ｔ ｆそれぞれとシ、熱
交換器の高さ比をバロメータとして前比Ｗ／ｄに応じて
増大するが、この増大の割合はＷ／ｄ〉１０の範囲では
減少してはｙ一定である−とが理解される。
からの総熱流ｑｔと建屋１の床下地面へ伝達される有効
熱流ｑ、との比Ｑ −／ Ｑ ｔ ｆそれぞれとシ、熱
交換器の高さ比をバロメータとして前比Ｗ／ｄに応じて
増大するが、この増大の割合はＷ／ｄ〉１０の範囲では
減少してはｙ一定である−とが理解される。
ｊ１４図は横軸に高さ比ＷＺｈを、縦軸に上記ｑｖ／
ｑ＠をそれぞれとり、埋設深さ比をパラメータとして前
記Ｗ／ｈとｑ−／ Ｑ 亀との関係を示したものである
。この図より、有効熱流比ｑ、／ｑｔは高さ比Ｗ／ｈに
応じて増大するが、この増大の割合は、Ｗ／ｈ′２１０
範囲では減少してはソ一定であることが理解される。
ｑ＠をそれぞれとり、埋設深さ比をパラメータとして前
記Ｗ／ｈとｑ−／ Ｑ 亀との関係を示したものである
。この図より、有効熱流比ｑ、／ｑｔは高さ比Ｗ／ｈに
応じて増大するが、この増大の割合は、Ｗ／ｈ′２１０
範囲では減少してはソ一定であることが理解される。
第３図および第４図に示すた、線は地中蓄熱領域３の各
側面３ａ（第１図参照）を完全に断熱施工し次場合のＱ
−／ Ｑ ＊の値を示す。この図よシ、Ｗ／ｄ 、
Ｗ／ｈが小さくなるほど、断熱によるＱ ｂ ／ Ｑ
ｔの向上の割合（以下、断熱効果の程度と称す）が大き
くなり、逆にＷ／ｄ、Ｗ／ｈが大きくなるほど、断熱効
果の程度が小さくなることがわかる。
側面３ａ（第１図参照）を完全に断熱施工し次場合のＱ
−／ Ｑ ＊の値を示す。この図よシ、Ｗ／ｄ 、
Ｗ／ｈが小さくなるほど、断熱によるＱ ｂ ／ Ｑ
ｔの向上の割合（以下、断熱効果の程度と称す）が大き
くなり、逆にＷ／ｄ、Ｗ／ｈが大きくなるほど、断熱効
果の程度が小さくなることがわかる。
ｌ／４５図は有効熱流比ｑ・／ｑｉｔパラメータとして
前記Ｗ／ｄとＷ／ｈとの関係を示した４ので、曲線（イ
）〜に）はＱ ｖ／ Ｑ ＊がそれぞれα６〜０．３の
場合を示す。この図より、熱交換器の形状、埋設深さの
条件に対し、有効熱流比の分布が一目瞭然とわかる。
前記Ｗ／ｄとＷ／ｈとの関係を示した４ので、曲線（イ
）〜に）はＱ ｖ／ Ｑ ＊がそれぞれα６〜０．３の
場合を示す。この図より、熱交換器の形状、埋設深さの
条件に対し、有効熱流比の分布が一目瞭然とわかる。
また第５図では前記Ｗ／ｄ＞１０．Ｗ／ｈ〉１０ははソ
Ｑ ｖ ／ Ｑ ＊ ） ａ ６すなわち曲線０）の右
側にある。そのｑ、／ｑＩは大きい＃１どよいが、０．
６以上であれば十分に実用可能である。一方、Ｗ／ｄ＞
１０の範囲は比較的に大規模なシステムとなり、このシ
ステムの周辺長はＷに比して増大するから、地中蓄熱領
域の周囲の各側面の断熱施工コストは比例的に増加し、
これに対して断熱効果の程度は小さく、また飽和状態と
なる。
Ｑ ｖ ／ Ｑ ＊ ） ａ ６すなわち曲線０）の右
側にある。そのｑ、／ｑＩは大きい＃１どよいが、０．
６以上であれば十分に実用可能である。一方、Ｗ／ｄ＞
１０の範囲は比較的に大規模なシステムとなり、このシ
ステムの周辺長はＷに比して増大するから、地中蓄熱領
域の周囲の各側面の断熱施工コストは比例的に増加し、
これに対して断熱効果の程度は小さく、また飽和状態と
なる。
以上を総合すると、熱的性能すなわちＱ ｖ／Ｑ ＊の
増加率と絶体値および断熱効果の程度と断熱施工コスト
の各観点から、第５図の曲線（イ）すなわちｑｖ／ｑ亀
＝０．６の左側の領域上断熱施工しない範囲と定めてよ
い。同様の考え方により、ｑ−／ｑｔの変化率の急激に
なる範囲は第３図および第４図からＷ／櫨く６、Ｗ／ｈ
＜２でめり、これは第５図では曲線（ハ）（Ｑｖ／Ｑｔ
＝０．４ ）右側の範囲に相当する。ｑ、／ｑｔ（０
，４は低い値であるから、これを増大させるには太陽熱
集熱器の面積を大幅に増大する必要かめシ、またその結
果、・周辺に対する大量の熱流出によシ熱公害を生ずる
恐れがある。
増加率と絶体値および断熱効果の程度と断熱施工コスト
の各観点から、第５図の曲線（イ）すなわちｑｖ／ｑ亀
＝０．６の左側の領域上断熱施工しない範囲と定めてよ
い。同様の考え方により、ｑ−／ｑｔの変化率の急激に
なる範囲は第３図および第４図からＷ／櫨く６、Ｗ／ｈ
＜２でめり、これは第５図では曲線（ハ）（Ｑｖ／Ｑｔ
＝０．４ ）右側の範囲に相当する。ｑ、／ｑｔ（０
，４は低い値であるから、これを増大させるには太陽熱
集熱器の面積を大幅に増大する必要かめシ、またその結
果、・周辺に対する大量の熱流出によシ熱公害を生ずる
恐れがある。
一方、Ｗ／ｄ〈５は比較的に小規模のシステムであるか
ら、周辺長も比較的に小さいので、断熱施工コストは低
減する。これに対して断熱効果の程度は大きく、熱的性
能すなわちｑｖ／ｑｔの増加重と絶体値および断熱効果
の程度と断熱施工コストの各観点から、第５図の曲線（
ハ）の右側の領域では明らかに断熱施工が有利となる。
ら、周辺長も比較的に小さいので、断熱施工コストは低
減する。これに対して断熱効果の程度は大きく、熱的性
能すなわちｑｖ／ｑｔの増加重と絶体値および断熱効果
の程度と断熱施工コストの各観点から、第５図の曲線（
ハ）の右側の領域では明らかに断熱施工が有利となる。
なお０．４〈ｑＷ／ ｑ＊ （０，６の範囲、すなわち
５＜Ｗ／ｄ＜１０および２＜Ｗ／ｈ＜１０に箱尚する範
囲は何個の条件により、断熱および非断熱の有利性が大
幅に変動する部分である。
５＜Ｗ／ｄ＜１０および２＜Ｗ／ｈ＜１０に箱尚する範
囲は何個の条件により、断熱および非断熱の有利性が大
幅に変動する部分である。
次に本発明に係わる二つの具体例について説明する。
中 幅２０ｍの温室の地面下１．５ｍの位置に外径２０
■の金属管を水平に、かつ一様に配列した場合には、Ｗ
／ｈ＝１０００．Ｗ／ｄ中１中色２るから、ｑ、／ｑｔ
は第５図の点Ａに位置し０．６以上（曲線（イ）の右側
）である。一方、大規模で、かつ周Ｈ長が大（２０Ｘ４
＝８０ｍ）である地中蓄熱領域は断熱施工を行うことが
得策でない。
■の金属管を水平に、かつ一様に配列した場合には、Ｗ
／ｈ＝１０００．Ｗ／ｄ中１中色２るから、ｑ、／ｑｔ
は第５図の点Ａに位置し０．６以上（曲線（イ）の右側
）である。一方、大規模で、かつ周Ｈ長が大（２０Ｘ４
＝８０ｍ）である地中蓄熱領域は断熱施工を行うことが
得策でない。
（ＩＤ 幅５ｍの家屋の地面下１ｍの位置より下方に
高さ３ｍの垂直管形熱交換器を埋設する場合には、Ｗ／
ｄ＝５、Ｗ／ｈ＝１．７となるから、ｑｖ／ｑ＊は第５
図の点Ｂに位置し０．４以下（曲線（ハ）の左側）でめ
るので、Ｑ ｖ ／ Ｑ ％の大幅な改善が必要でるる
。この場合、地中蓄熱領域の周囲長は４×５＝２０ｍと
比較的に短かいので、その断熱施工は有利である。
高さ３ｍの垂直管形熱交換器を埋設する場合には、Ｗ／
ｄ＝５、Ｗ／ｈ＝１．７となるから、ｑｖ／ｑ＊は第５
図の点Ｂに位置し０．４以下（曲線（ハ）の左側）でめ
るので、Ｑ ｖ ／ Ｑ ％の大幅な改善が必要でるる
。この場合、地中蓄熱領域の周囲長は４×５＝２０ｍと
比較的に短かいので、その断熱施工は有利である。
本発明は単一の建屋と単一の熱交換器により地中蓄熱系
が構成されている場合はもちろん、複数個の建屋と熱交
換器がそれぞれ隣接し、地中熱流の観点から全体として
一つの地中蓄熱系とみなされる場合に４適用可能でｈｏ
ｇ。また地中蓄熱系の平面形状が正方形の場合はもちろ
ん、はソ正方形に近い形状、例えば幅と奥行との割合が
１：１．５程度の場合にも適用可能である。また１司−
面積であると、長方形よりも正方形に近づくにつれてＱ
ｖ ／ Ｑ ＊は大きくなり、かつ断熱施工、その他
の施工費用の関係から、地中蓄熱全系としては正方形に
なるように設計するのがよい。
が構成されている場合はもちろん、複数個の建屋と熱交
換器がそれぞれ隣接し、地中熱流の観点から全体として
一つの地中蓄熱系とみなされる場合に４適用可能でｈｏ
ｇ。また地中蓄熱系の平面形状が正方形の場合はもちろ
ん、はソ正方形に近い形状、例えば幅と奥行との割合が
１：１．５程度の場合にも適用可能である。また１司−
面積であると、長方形よりも正方形に近づくにつれてＱ
ｖ ／ Ｑ ＊は大きくなり、かつ断熱施工、その他
の施工費用の関係から、地中蓄熱全系としては正方形に
なるように設計するのがよい。
一方、地中蓄熱領域の断熱施工は必すしも全ｊｉｆｌｉ
面に実施する必要はなく、例えばｈ＝２ｍのときでも地
面から１ｍの深さまで断熱しても可なりの効果を期待す
ることができる。したがって同一断熱材料を使用する場
合には、必ず地面から順次に地下深部へ配置してゆくこ
とが望ましく、地面に近い所はど断熱に留意すべきであ
る。
面に実施する必要はなく、例えばｈ＝２ｍのときでも地
面から１ｍの深さまで断熱しても可なりの効果を期待す
ることができる。したがって同一断熱材料を使用する場
合には、必ず地面から順次に地下深部へ配置してゆくこ
とが望ましく、地面に近い所はど断熱に留意すべきであ
る。
以上説明したように本発明によれば、熱交換器の形状お
よび埋設深度の条件に対応する有効熱流の割合を求め、
その値の変化率の大きくなる点と飽和する点に着目する
と、地中蓄熱領域の断熱施工の適、非違の判断が容易に
なるので、従来例に比べて地中蓄熱系をよシ一層に経済
的に、かつ合理的に設計、施工管行うことができる。
よび埋設深度の条件に対応する有効熱流の割合を求め、
その値の変化率の大きくなる点と飽和する点に着目する
と、地中蓄熱領域の断熱施工の適、非違の判断が容易に
なるので、従来例に比べて地中蓄熱系をよシ一層に経済
的に、かつ合理的に設計、施工管行うことができる。
第１図は本発明の地中蓄熱装置の一実施例を示す概略図
、第２図（４）〜（ト）は同実施例の熱交換器の種々の
形状を示す図、第３図は熱交換器の高さ比をパラメータ
として、埋設深さ比と有効熱流比との関係を示す図、第
４図は埋設深さ比をパラメータとして、高さ比と有効熱
流比との関係を示す図、第５図は有効熱流比をパラメー
タとして、埋設深さ比と高さ比との関係を示す図である
。 １・・・建屋、２・・・熱交換器、３・・・地中蓄熱領
域、５・・・太陽熱集熱器。 代理人 弁理士 薄田利辛
、第２図（４）〜（ト）は同実施例の熱交換器の種々の
形状を示す図、第３図は熱交換器の高さ比をパラメータ
として、埋設深さ比と有効熱流比との関係を示す図、第
４図は埋設深さ比をパラメータとして、高さ比と有効熱
流比との関係を示す図、第５図は有効熱流比をパラメー
タとして、埋設深さ比と高さ比との関係を示す図である
。 １・・・建屋、２・・・熱交換器、３・・・地中蓄熱領
域、５・・・太陽熱集熱器。 代理人 弁理士 薄田利辛
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、太陽熱集熱器に接続された熱交換器を地中に埋設し
て地中蓄熱領域を形成してなる地中蓄熱装置において、
前記熱交換器の平面の一辺をＷ１高さ一１ｈ、地面から
熱交換器上面までの深さをｄとすると、下記の条件 Ｗ／ｄ〉１Ｇ 、 Ｗ／ｈ〉１Ｇ を満足する範囲では、前記地中蓄熱領域の各側面を断熱
施工しないことを特徴とする地中蓄熱装置。 ２ 太陽熱集熱器に接続された熱交換器を地中に埋設し
て地中蓄熱領域を形成してなる地中蓄熱装置において、
前記熱交換器の平面の一辺をＷ１高さをｈ１地面から熱
交換器上面までの深さｔ−ｄとすると、下記の条件 ｗ／ｄくｓ 、 ｗ／ｈくｚ を満足する範囲では、前記地中蓄熱領域の各側面を断熱
施工することを特徴とする地中蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206920A JPS58108358A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 地中蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206920A JPS58108358A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 地中蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108358A true JPS58108358A (ja) | 1983-06-28 |
Family
ID=16531263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56206920A Pending JPS58108358A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 地中蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108358A (ja) |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP56206920A patent/JPS58108358A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4448238A (en) | Heat exchange system and process for heating and cooling using geothermal energy | |
| JPS6034031B2 (ja) | 太陽熱のような熱の大地貯蔵法 | |
| JP6531928B1 (ja) | 温室 | |
| CA1081752A (en) | Heat sump system for building structures | |
| JPS58108358A (ja) | 地中蓄熱装置 | |
| US4291751A (en) | Thermal inverter | |
| US20120291988A1 (en) | Perimeter Temperature Controlled Heating and Cooling System | |
| JPH0142789Y2 (ja) | ||
| JPS6152900B2 (ja) | ||
| JP3962793B2 (ja) | 有限敷地内における地中蓄熱槽 | |
| CN210801673U (zh) | 一种装配式地下连续墙内埋管换热器组装结构 | |
| JPH0663241B2 (ja) | 建築物の基礎構造 | |
| JPH0383226U (ja) | ||
| KR102535238B1 (ko) | 비닐하우스 및 이의 제조방법 | |
| JPS59122854A (ja) | 熱交換装置 | |
| JPS6011982Y2 (ja) | 冷凍倉庫の床下凍上防止装置 | |
| JPH0870707A (ja) | コンクリート類側壁培地の植栽方法 | |
| JPS5833432Y2 (ja) | 温室内の地中熱交換装置 | |
| JPS646368B2 (ja) | ||
| Takakura et al. | Performance and Evaluation of a Greenhouse Solar Collection with Underground Heat Storage System 1. A Steady State Analysis by Means of One Dimensional Models | |
| JPH01176145U (ja) | ||
| JPS6227350B2 (ja) | ||
| JPH053904Y2 (ja) | ||
| JPS60140094A (ja) | 地中蓄熱構造およびその形成方法 | |
| JPS5923992Y2 (ja) | 地中熱交換用パイプ |