JP2007333295A - Heat storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄熱システムに関し、詳しくは、地中に形成され、雨水等の水が貯留される地下貯留槽を用いた蓄熱システムに関する。 The present invention relates to a heat storage system, and more particularly to a heat storage system using an underground storage tank that is formed in the ground and stores water such as rainwater.
自然エネルギーを利用する技術として、地中に蓄熱する蓄熱システムは、従来から知られている。これは、地表に近い地中と地表から離れた地中とでは、夏と冬等の季節間で、或いは、昼と夜等の時間帯間で、地中の温度変化が異なることを利用して、地表に近い地中と地表から離れた地中との間に配管すると共に、この配管内に熱媒体を循環させることによって、地中に蓄熱するものである(例えば、特許文献1、2参照)。この蓄熱システムは、特に積雪地帯において、融雪システムとして採用されている。 BACKGROUND ART Conventionally, a heat storage system that stores heat in the ground is known as a technology that uses natural energy. This is due to the fact that the temperature change in the ground differs between the ground near the ground surface and the ground far from the ground surface during seasons such as summer and winter, or between time zones such as day and night. In addition, a pipe is provided between the ground close to the ground surface and the ground remote from the ground surface, and a heat medium is circulated in the pipe to store heat in the ground (for example, Patent Documents 1 and 2). reference). This heat storage system is employed as a snow melting system, particularly in snowy areas.
このような蓄熱システムは、例えば、積雪地帯における融雪システムでは、夏季に、高い外気温で暖められた地表に近い地中の熱を地表から離れた地中に蓄熱すると共に、冬季に、地表から離れた地中に蓄熱された熱を地表に近い地中に放熱することにより、地表の積雪を融雪するものである。
しかし、上記の蓄熱システムは、融雪システムとしては、評価されてはいるものの、その他の用途向けでは、評価されているとは言いがたく、普及は進んでいない。これは、上記の蓄熱システムでは、施工コストが高い割には、蓄熱効率がよくないことが原因と考えられる。 However, although the above heat storage system has been evaluated as a snow melting system, it is difficult to say that it has been evaluated for other uses, and its diffusion has not progressed. This is considered to be because the heat storage efficiency is not good in the above heat storage system, although the construction cost is high.
即ち、上記のような蓄熱システムを構築しても、わが国の地下には、時間をかけて地中を循環している帯水層が存在し、この帯水層により地中に蓄熱された熱が散逸してしまい、そのため、最終的な蓄熱効率は30%程度に下がるといわれている。又、地中の土壌は、地方によって組成が異なり、土壌の熱容量もさまざまであるため、地域差によるばらつきがあり、実用上の障害となっている。 That is, even if the above heat storage system is constructed, there is an aquifer that circulates in the ground over time in the basement of Japan, and the heat stored in the ground by this aquifer It is said that the final heat storage efficiency is reduced to about 30%. In addition, since the soil in the ground has different compositions depending on the region and the heat capacity of the soil varies, there are variations due to regional differences, which is a practical obstacle.
そこで、この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、蓄熱効率がよく、小型化可能で、地域差によるばらつきも少ない、安定した蓄熱効果が得られる蓄熱システムを提供しようとするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and provides a heat storage system that has a high heat storage efficiency, can be downsized, has little variation due to regional differences, and provides a stable heat storage effect. It is something to try.
本発明は、水の容積比熱が、土壌の容積比熱の2〜3倍であることに着目してなされたものであって、雨水等の水を地中に貯留して、この貯留した雨水に蓄熱しようとするものである。この本発明の蓄熱システムは、地下貯留槽、閉管路、集熱装置、及び、熱媒体循環ポンプを少なくとも備えて構成されている。 The present invention has been made by paying attention to the fact that the volume specific heat of water is 2 to 3 times the volume specific heat of soil. Water such as rainwater is stored in the ground, and the stored rainwater is It is intended to store heat. The heat storage system of the present invention is configured to include at least an underground storage tank, a closed pipe line, a heat collecting device, and a heat medium circulation pump.
この内、地下貯留槽は、地中に形成されると共に雨水等の水が貯留水として貯留される空間である。閉管路は、内部に該内部を流れる熱媒体が充填されたパイプで構成されると共に、該パイプの一部が地下貯留槽の貯留水の中に埋没するように敷設されて形成された主経路と、該主経路以外の部分である副経路とからなる。集熱装置は、該閉管路の副経路の途中に挿入されて接続されると共に熱媒体が内部を流れる装置である。そして、熱媒体循環ポンプは、熱媒体を閉管路及び集熱装置内に循環させる機能を有している。 Among these, the underground storage tank is a space that is formed in the ground and stores water such as rainwater as stored water. The closed pipe path is constituted by a pipe filled with a heat medium flowing through the inside, and a main path formed by laying a part of the pipe so as to be buried in the stored water of the underground storage tank And a sub route which is a portion other than the main route. The heat collecting device is a device that is inserted and connected in the middle of the sub-path of the closed pipe and that the heat medium flows inside. The heat medium circulation pump has a function of circulating the heat medium in the closed pipe line and the heat collecting device.
上記の蓄熱システムは、熱媒体が集熱装置の内部を流れる際に熱媒体が吸熱し、該吸熱した該熱媒体が主経路を構成するパイプ内を流れる際に、該パイプを介して貯留水に放熱することにより、該貯留水に蓄熱されることを特徴としている。 In the above heat storage system, the heat medium absorbs heat when the heat medium flows inside the heat collecting apparatus, and when the heat medium that has absorbed the heat flows through the pipe constituting the main path, The heat is stored in the stored water by dissipating heat.
上記の蓄熱システムによれば、蓄熱する対象の物質である蓄熱材として水を用いており、上述したように、水の容積比熱は、土壌の容積比熱の2〜3倍であることから、蓄熱する対象の物質を土壌とする場合の数倍の蓄熱効率が得られる。そのため、土壌のみを蓄熱材とした場合に比べて、蓄熱システムを小型化することができる。又、蓄熱する対象の物質である水として雨水を利用するので、運用コスト上メリットがあると共に、土壌の組成のばらつきにおけるような地域差も少ないことから、安定した蓄熱効果を得ることが出来る。 According to the above heat storage system, water is used as a heat storage material that is a substance to be stored, and as described above, the volume specific heat of water is 2 to 3 times the volume specific heat of the soil. The heat storage efficiency is several times higher than when the target substance is soil. Therefore, compared with the case where only soil is used as the heat storage material, the heat storage system can be downsized. In addition, since rainwater is used as the water that is the target material for heat storage, there is a merit in terms of operation cost, and since there are few regional differences such as variations in soil composition, a stable heat storage effect can be obtained.
又、蓄熱材として土壌の2〜3倍の容積比熱を有する水を用いているので、小型の蓄熱システムであっても、実用的に使用可能であり、後述するような蓄熱システムの利用形態により、蓄熱された熱を、家庭で利用することも不可能ではない。 Moreover, since water having a volume specific heat of 2 to 3 times that of soil is used as the heat storage material, even a small heat storage system can be used practically, depending on the use form of the heat storage system as described later. It is not impossible to use the stored heat at home.
上記の蓄熱システムにおいて、地下貯留槽の貯留水の中に、蓄熱補助部材を混入するようにしてもよい。この蓄熱補助部材としては、水よりも容積比熱が大きい物質を用いるのが好ましい。このようにすることにより、蓄熱効率をさらに向上させることが出来る。 In said heat storage system, you may make it mix a heat storage auxiliary member in the stored water of an underground storage tank. As this heat storage auxiliary member, it is preferable to use a substance having a volume specific heat larger than that of water. By doing in this way, heat storage efficiency can further be improved.
又、上記の蓄熱システムにおいて、集熱装置は、地表近くの地中に埋設されると共に、熱媒体が内部を流れるパイプで構成するのが好適である。集熱装置は、蓄熱するための熱を集める役割を担っているが、太陽の熱は地表に注がれるので、地表近くの地中は、地中内では太陽の熱により最も温まりやすい場所である。そのため、地表近くの地中に埋設されたパイプに熱媒体を流すことによって、集熱を効率よく行うことができるからである。 Further, in the above heat storage system, it is preferable that the heat collecting device is constituted by a pipe which is embedded in the ground near the ground surface and through which the heat medium flows. The heat collector plays the role of collecting heat to store heat, but the sun's heat is poured onto the ground surface, so the underground near the surface is the place where it is most likely to be warmed by the sun's heat. is there. For this reason, heat can be collected efficiently by flowing a heat medium through a pipe buried in the ground near the ground surface.
又、この蓄熱システムでは、上述したように、後述するような蓄熱システムの利用形態により蓄熱された熱を利用することができるほか、次のような利用が行える。即ち、地表近くの地中に埋設されたパイプを集熱装置として用いることにより、夏季には、地表近くの地中を冷やすことができ、ヒートアイランド現象を抑制することができる。 Further, in this heat storage system, as described above, the heat stored by the use form of the heat storage system as described later can be used, and the following use can be performed. That is, by using a pipe buried in the ground near the ground surface as a heat collecting device, the ground near the ground surface can be cooled in summer, and the heat island phenomenon can be suppressed.
又、上記の蓄熱システムにおいて、副経路の途中に集熱装置と並列に挿入されて接続され、集熱装置と併存して使用される副集熱装置を用いるようにしてもよい。この副集熱装置としては、太陽光集熱パネルやヒートポンプ等を用いることができる。このようにすることにより、集熱を増加することができ、特に寒冷地等ではシステム全体の蓄熱効率を高めることができる。 Moreover, in said heat storage system, you may make it use the sub heat collecting apparatus inserted and connected in parallel with the heat collecting apparatus in the middle of the sub path | route, and being used together with a heat collecting apparatus. As this sub heat collecting device, a solar heat collecting panel, a heat pump, or the like can be used. By doing in this way, heat collection can be increased, and especially in cold regions, the heat storage efficiency of the entire system can be increased.
上記の蓄熱システムで蓄熱された熱は、次のようにして使用することができる。即ち、上記の蓄熱システムにおいて、副経路の途中に挿入されて接続されると共に熱媒体が内部を流れる蓄熱利用装置を備え、熱媒体が主経路を構成するパイプ内を流れる際に、蓄熱された貯留水からパイプを介して吸熱し、該吸熱した該熱媒体が蓄熱利用装置の内部を流れる際に、熱媒体が放熱することにより蓄熱利用を行うようにするのである。 The heat stored in the above heat storage system can be used as follows. That is, in the above heat storage system, a heat storage utilization device is inserted and connected in the middle of the sub-path and the heat medium flows through the inside, and the heat medium is stored when the heat medium flows through the pipes constituting the main path. Heat is absorbed from the stored water through the pipe, and when the heat medium that has absorbed the heat flows through the inside of the heat storage utilization device, the heat medium radiates heat to use the heat storage.
このようにすることにより、以下に述べる蓄熱システムのよく知られた利用方法である融雪以外にも、蓄熱システムを利用することができる。 By doing in this way, a heat storage system can be utilized besides snow melting which is a well-known utilization method of the heat storage system described below.
上記の蓄熱システムは、冬季の融雪システムとして使用することができる。この場合、この蓄熱システムの集熱装置が設けられる場所の地表は、冬季に積雪する路面である。この蓄熱システムでは、冬季には、熱媒体が主経路を構成するパイプ内を流れる際に、冬季以外の季節に蓄熱された貯留水からパイプを介して吸熱し、吸熱した該熱媒体が、集熱装置の内部を流れる際に、集熱装置を構成するパイプを介して地中に放熱することにより、集熱装置が融雪機能を果たすのである。 The above heat storage system can be used as a snow melting system in winter. In this case, the ground surface where the heat collecting device of the heat storage system is provided is a road surface on which snow is accumulated in winter. In this heat storage system, in the winter, when the heat medium flows through the pipes constituting the main path, the heat medium that absorbs heat from the stored water stored in the season other than the winter through the pipe collects the heat medium. When flowing through the inside of the heat apparatus, the heat collection apparatus performs a snow melting function by radiating heat to the ground through the pipes constituting the heat collection apparatus.
又、上記の蓄熱システムは、蓄熱するためのシステムであるが、蓄熱以外の目的にも使用することができる。即ち、上記の蓄熱システムを、地中に形成された雨水等の水を貯留する地下貯水槽と併設すると共に、該地下貯水槽と地下貯留槽とを、該地下貯留槽の貯留水を地下貯水槽に移送可能な移送手段で接続して、上記の蓄熱システムを構築するのである。 Moreover, although said heat storage system is a system for storing heat, it can be used also for purposes other than heat storage. That is, the above heat storage system is provided with an underground water storage tank for storing water such as rainwater formed in the ground, and the underground water storage tank and the underground storage tank are connected to each other. It connects by the transfer means which can be transferred to a tank, and said heat storage system is constructed | assembled.
上記の地下貯水槽は、梅雨期や台風襲来時等に、雨水や下水溝等から溢れ出た水を貯留することにより洪水等を防止すると共に、渇水期に、貯水した水を放流して使用することで水不足等に対処するものである。そこで、蓄熱システムをこの地下貯水槽と併設して設けることにより、地下貯水槽に貯水された水が不足する場合に、地下貯水槽と併設している蓄熱システムの地下貯留槽の貯留水を、移送手段により地下貯水槽に移送することができ、放流を補うことができる。 The above-mentioned underground water storage tank prevents flooding by storing the water overflowing from rainwater and sewers during the rainy season or typhoon, and also discharges the stored water during the dry season Doing so will address water shortages. Therefore, by installing the heat storage system in combination with this underground water storage tank, when the water stored in the underground water storage tank is insufficient, the stored water in the underground storage tank of the heat storage system in addition to the underground water storage tank is It can be transferred to the underground water tank by the transfer means, and the discharge can be supplemented.
本発明の蓄熱システムによれば、蓄熱する対象の物質として水を用いており、水の容積比熱は、土壌の容積比熱の2〜3倍であることから、蓄熱する対象の物質を土壌とする場合に比べて、数倍の蓄熱効率が得られる。そのため、土壌のみを蓄熱材とした場合に比べて、蓄熱システムを小型化することができる。又、蓄熱する対象の物質である水として雨水を利用するので、運用コスト上内のメリットがあると共に、土壌の組成のばらつきのような地域差も少ないことから、安定した蓄熱効果を得ることが出来る。 According to the heat storage system of the present invention, water is used as the material to be stored, and the volume specific heat of water is 2 to 3 times the volume specific heat of the soil, so that the material to be stored is soil. Compared to the case, the heat storage efficiency is several times higher. Therefore, compared with the case where only soil is used as the heat storage material, the heat storage system can be downsized. In addition, since rainwater is used as the water that is the target substance for heat storage, there are merits in operational costs and there are few regional differences such as variations in soil composition, so a stable heat storage effect can be obtained. I can do it.
又、集熱装置を、地表近くの地中に埋設されたパイプで構成することにより、夏季にはヒートアイランド現象を抑制することができると共に、冬季には融雪システムとして、使用することができる。 Further, by configuring the heat collecting device with pipes buried in the ground near the ground surface, the heat island phenomenon can be suppressed in the summer, and it can be used as a snow melting system in the winter.
又、集熱装置として太陽光集熱パネルやヒートポンプ等の副集熱装置を併用することにより、更に蓄熱効率を高めることができる。又、蓄熱利用装置を備えることにより、蓄熱を利用することができる。 Moreover, the heat storage efficiency can be further increased by using a secondary heat collecting device such as a solar heat collecting panel or a heat pump as the heat collecting device. Moreover, heat storage can be utilized by providing the heat storage utilization apparatus.
又、本発明の蓄熱システムの地下貯留槽を、地中に形成された雨水等の水を貯留する地下貯水槽と併設すると共に、該地下貯水槽と地下貯留槽とを、該地下貯留槽の貯留水を地下貯水槽に移送可能な移送手段で接続することにより、放流する地下貯水槽の貯水が不足する場合に、地下貯留槽の貯留水を地下貯水槽に移送して放流を補うことができる。 Further, the underground storage tank of the heat storage system of the present invention is provided side by side with an underground storage tank for storing water such as rainwater formed in the ground, and the underground storage tank and the underground storage tank are connected to the underground storage tank. By connecting the stored water to the underground storage tank with a transfer means that can be transferred, if the stored water in the underground storage tank to be discharged is insufficient, the stored water in the underground storage tank can be transferred to the underground storage tank to supplement the discharge. it can.
以下、本発明の実施の形態における蓄熱システムについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a heat storage system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1における蓄熱システム1の構成を示した概略図である。図1において、実施の形態1における蓄熱システム1は、主として、地下貯留槽11、閉管路12、集熱装置13、及び、熱媒体循環ポンプ14で構成される。尚、図1では、地下貯留槽11は断面が表示されている。この蓄熱システム1は、融雪システムとして使用され、次のようにして形成される。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a heat storage system 1 in the first embodiment. In FIG. 1, the heat storage system 1 in the first embodiment mainly includes an
冬季に積雪のある地方で、まず、地表18を掘削して地中19に空間を形成し、この空間の底面に割栗石等を敷き詰めて付き固め、コンクリートで基礎部11aを形成すると共に、上記の空間の側面にコンクリートで側壁11bを形成する。そして、基礎部11a及び側壁11bの表面に防水シート11cを敷設して、地下貯留槽11を形成する。この防水シート11cは、厚さが0.1〜0.2程度の合成ゴムシート又は樹脂シートを用いる。この地下貯留槽11の大きさは、最も小さいものでも、1辺が500mmの立方体程度の大きさとする。
In areas with snow in winter, first, excavate the
この地下貯留槽11の空間の内部には、パイプを蛇行させて敷設して、主経路12aと副経路12bとで構成される閉管路12の内の主経路12aを形成する。このパイプの太さは、10〜20mmとし、長さは、地下貯留槽11の容積1m3あたり10m程度とする。又、このパイプは、熱伝導率が1.0W/mK程度の樹脂菅で継ぎ目のないロング管を用いるのが望ましい。このパイプは、地下貯留槽11の空間内に、図示されていない支持材で固定される。
Inside the space of the
パイプが敷設された地下貯留槽11の上面は、コンクリート製の貯留槽蓋11dで覆われると共に、この地下貯留槽11は、掘削時の土が埋め戻されて地下貯留槽11が地中19に埋設される。又、この地下貯留槽11の空間は、図示されていない導水管や泥溜め桝を介して、道路の側溝等に結合されており、地下貯留槽11の空間の内部には、この導水管や泥溜め桝を介して雨水等が流れ込んで貯留水として貯留される。即ち、閉管路12の主経路12aを構成するパイプは、地下貯留槽11の貯留水の中に埋没するように敷設される。
The upper surface of the
貯留槽11の空間内に敷設されたパイプで構成される主経路12aには、副経路12bが接続される。この副経路12bも主経路12aと同様のパイプで構成され、この副経路12bの途中には、図1に示すように、熱媒体循環ポンプ14と集熱装置13とが直列に接続される。
The
又、閉管路12の内部には、熱媒体が充填される。この熱媒体としては、自動車のエンジン等の冷却用に用いられる不凍液、或いは、これに準ずる熱容量の大きい液体が用いられる。又、副経路12bの途中に接続される熱媒体循環ポンプ14は、地上に設置され、閉管路12の内部に充填された熱媒体を閉管路12内に循環させるのに用いられる。即ち、この熱媒体循環ポンプ14により、熱媒体が、集熱装置13と閉管路12とを循環する。
The
又、閉管路12の途中に接続される集熱装置13は、集熱パイプ13aで構成される。この集熱パイプ13aは、冬季に積雪する路面で融雪を行う地表18の近くの地中19に埋設される。この集熱パイプ13aも、閉管路12を構成するパイプと同様のパイプで形成される。このパイプは、熱伝導率が1.5W/mK程度の樹脂菅で継ぎ目のないロング管を用いるのが望ましい。この集熱装置13は、夏季等に、太陽の熱で地表18が温められることにより、暖められた地表18近くの土壌の有する熱を、集熱装置13を構成する集熱パイプ13aの内部を流れる熱媒体に供給する機能を有している。そのため、この集熱パイプ13aは、地表18から0.5〜1.0m程度の深さに埋設される。
Further, the
次に、上記の融雪システムとして使用される蓄熱システム1の働きについて説明する。上述したように、夏季等には、太陽の熱で地表18が温められるので、地表18近くの土壌も暖められるが、冬季には、地表18が積雪で覆われるため、地表18が冷されて地表18近くの土壌も冷される。一方、地中に設けられた地下貯留槽11の内部の空間に貯留される貯留水15に対しては、この貯留水15は、地表18からかなり離れているため、夏季等には、太陽の熱で暖められた地表18の熱は伝わりにくいので直接は暖められにくく、逆に、冬季には、地表18の積雪によっては直接は冷されにくい。即ち、貯留水15の温度と地表18近くの土壌の温度とを比較すると、夏季等は、貯留水15の温度は地表18近くの土壌の温度よりも低いが、冬季は、貯留水15の温度は地表18近くの土壌の温度よりも高い。
Next, the operation of the heat storage system 1 used as the snow melting system will be described. As described above, the
そこで、上記の蓄熱システム1では、夏季等に、熱媒体が集熱装置13の内部を流れる際に熱媒体が吸熱し、この吸熱した該熱媒体が主経路12aを構成するパイプ内を流れる際に、該パイプを介して貯留水15に放熱することにより、該貯留水15に蓄熱される。そして、冬季には、熱媒体が主経路12aを構成するパイプ内を流れる際に、夏季に蓄熱された貯留水15からパイプを介して吸熱し、吸熱したこの熱媒体が、集熱装置13の内部を流れる際に、この集熱装置13を構成するパイプを介して地中19に放熱することにより、地中19が暖められて、地表18である路面上の積雪を融雪する。
Therefore, in the heat storage system 1 described above, when the heat medium flows through the
上記の蓄熱システム1によれば、蓄熱する対象の物質として水を用いており、上述したように、水の容積比熱は、土壌の容積比熱の2〜3倍であることから、蓄熱する対象の物質を土壌とする場合に比べて、数倍の蓄熱効率が得られる。そのため、土壌のみを蓄熱材とした場合に比べて、蓄熱システムを小型化することができる。又、蓄熱する対象の物質である水として雨水を利用するので、運用コスト上メリットがあると共に、土壌の組成のばらつきにおけるような地域差も少ないことから、安定した蓄熱効果を得ることが出来る。 According to the heat storage system 1 described above, water is used as a target substance to store heat, and as described above, the volume specific heat of water is 2 to 3 times the volume specific heat of the soil. Compared to the case where the material is soil, the heat storage efficiency is several times higher. Therefore, compared with the case where only soil is used as the heat storage material, the heat storage system can be downsized. In addition, since rainwater is used as the water that is the target material for heat storage, there is a merit in terms of operation cost, and since there are few regional differences such as variations in soil composition, a stable heat storage effect can be obtained.
又、上記の蓄熱システム1は、上述したように、融雪システムとして使用できるほか、地表18近くの地中19に埋設されたパイプを集熱装置13として用いるので、夏季には、地表18近くの地中19を冷やすことができ、ヒートアイランド現象を抑制することができる。
Further, as described above, the heat storage system 1 can be used as a snow melting system, and since a pipe embedded in the underground 19 near the
上記の蓄熱システム1では、地下貯留槽11をコンクリートで形成しているが、地下貯留槽11の構造を、特開2003−155762号公報に記載されている「雨水等の貯留及び/又は浸透施設」における雨水等の貯留施設のような構造とするようにしてもよい。即ち、樹脂製の充填部材を積み重ね、この積み重ねた充填部材群の底面及び側面を防水シートで覆った構造で構成するのである。この場合、閉管路12の主経路12aは、充填部材の間に縦方向や横方向に敷設される。
In the above heat storage system 1, the
又、上記の蓄熱システム1では、地下貯留槽11の内部空間には貯留水15が貯留されているだけであるが、更に、地下貯留槽11の貯留水15の中に、水よりも容積比熱が大きい物質で構成された蓄熱補助部材を混入するようにしてもよい。この蓄熱補助部材は、例えば、直径が10〜50mm程度の球状とする。又、この蓄熱補助部材の材質としては、ナトリウム無機酸塩系やパラフィン系のもの等が知られているが、5〜10℃で、固体と液体との間における相変化、或いは、水和水の着脱による相変化を生じ、一定の温度で熱の放出/吸収を行ういわゆる潜熱蓄熱材が好ましい。このような蓄熱補助部材を用いることにより、蓄熱効率をさらに向上させることができる。
In the above heat storage system 1, only the stored
又、上記の蓄熱システム1において、集熱装置13以外に集熱を行う装置として、集熱装置13と併存して使用される副集熱装置を用いるようにしてもよい。この副集熱装置は、閉管路12の副経路12bの途中に集熱装置13と並列に挿入して接続される。この副集熱装置としては、例えば、太陽光集熱パネルやヒートポンプ等を用いることができる。このようにすることにより、集熱量を増加させることができ、特に寒冷地等ではシステム全体の蓄熱効率を高めることができる。又、副集熱装置としては、太陽光集熱パネルやヒートポンプには限られず、蓄熱システム1における熱媒体が吸熱可能であれば、どのようなものでも利用することができる。
Further, in the heat storage system 1, as a device for collecting heat in addition to the
<実施の形態2>
図2は、実施の形態2における蓄熱システム2の構成を示した概略図である。実施の形態2における蓄熱システム2は、実施の形態1における蓄熱システム1において、地下貯留槽11を地下貯水槽21と併設すると共に、この地下貯留槽21の貯留水15を地下貯水槽21に移送するための、貯留水移送パイプ22と貯留水移送ポンプ23とを設けたものである。尚、図2では、地下貯留槽11及び地下貯水槽21は断面が表示されている。この蓄熱システム2は、実施の形態1における蓄熱システム1と同様、融雪システムとして使用される。
<
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
実施の形態2の蓄熱システム2における地下貯水槽21は、地下貯留槽11と同様、次のようにして形成される。即ち、地表18を掘削して地中19に空間を形成し、この空間の底面に割栗石等を敷き詰めて付き固め、コンクリートで基礎部21aを形成すると共に、上記の空間の側面にコンクリートで側壁21bを形成する。そして、基礎部21a及び側壁21bの表面に防水シート21cを敷設して、地下貯水槽21を形成する。この防水シート21cは、厚さが0.1〜0.2程度の合成ゴムシート又は樹脂シートを用いる。
The underground
又、地下貯水槽21の上面は、コンクリート製の貯留槽蓋21dで覆われると共に、この地下貯水槽21は、掘削時の土が埋め戻されて地下貯留槽21が地中19に埋設される。又、この地下貯水槽21の空間は、図示されていない導水管や泥溜め桝を介して、道路の側溝等に結合されており、地下貯水槽21の空間の内部には、この導水管や泥溜め桝を介して雨水等が流れ込んで貯水される。
Further, the upper surface of the underground
又、地下貯留槽11と地下貯水槽21との間には、貯留水移送パイプ22が設けられ、貯留水移送パイプ22の途中には、貯留水移送ポンプ23が挿入されて結合される。
In addition, a stored
上記の地下貯水槽21は、梅雨期や台風襲来時等に、雨水や下水溝等から溢れ出た水を貯留することにより洪水等を防止すると共に、渇水期に、貯水した水を放流して使用することで水不足等に対処するものである。そこで、地下貯水槽21に貯水された水が不足する場合に、地下貯水槽21と併設している蓄熱システムの地下貯留槽11の貯留水を、貯留水移送ポンプ23を動かして貯留水移送パイプ22により地下貯水槽21に移送することにより、放流を補うことができる。
The above underground
上記の蓄熱システム2では、地下貯水槽21を、上記のようなコンクリート製としているが、地下貯水槽21の構造を、上述した特開2003−155762号公報に記載されている「雨水等の貯留及び/又は浸透施設」のような構造とするようにしてもよい。又、地下貯水槽21と併設している蓄熱システムの地下貯留槽11の貯留水を、地下貯水槽21に移送するのに、貯留水移送ポンプ23と貯留水移送パイプ22とを用いているが、地下貯水槽21の底部付近と地下貯留槽11の底部付近とをバルブ付のパイプで水平に結合し、このパイプのバルブを、手動又は電動による遠隔操作により開閉することで、貯留水の移送を制御するようにしてもよい。
In the
<実施の形態3>
図3は、実施の形態3における蓄熱システム3の構成を示した概略図である。上記の実施の形態1における蓄熱システム1は、融雪システムとして使用されるものであるが、実施の形態3における蓄熱システム3は、融雪以外の目的に使用されるものの例である。即ち、実施の形態3における蓄熱システム3は、実施の形態1の蓄熱システム1において、副経路12bの途中に集熱装置13と並列に、蓄熱利用装置として給湯用加熱装置31を挿入して接続したものである。又、集熱効率を向上させるため、閉管路12の副経路12bの途中に集熱装置13と並列に、副集熱装置として太陽光集熱パネル32を挿入して接続したものである。尚、図3では、地下貯留槽11は断面が表示されている。
<
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
太陽光集熱パネル32は、熱媒体が流れるパイプを平面上に蛇行させて配置した構造をしており、太陽熱により、パイプの中を流れる熱媒体が温められることにより、集熱するものである。この太陽光集熱パネル32としては、一般的には、年間集熱量7000MJ/年以上の集熱効率を有し、住宅の屋根等に設置されて使用されるものが用いられる。
The solar
給湯用加熱装置31は、一般家庭等で使用される給湯システムの一部を構成するもので、給湯用加熱装置31の内部には、給湯加熱用パイプが備えられており、この給湯加熱用パイプ内には、蓄熱システム3の閉管路12内を流れる熱媒体が流れる。この給湯用加熱装置31では、家庭等で使用される水を加熱してお湯にするに際し、まず、第1段階で、上記の給湯加熱用パイプ内を流れる熱媒体の熱により、加熱する水を温めた後、この暖められた水を、第2段階で、通常の湯沸かし器等と同じように、ガス等を用いて更に加熱するものである。従って、第1段階で水が温められた分、第2段階での加熱を少なくすることができるので、省エネルギー化を図ることができる。
The hot-water
上記の実施の形態3における蓄熱システム3によれば、上述した実施の形態1における蓄熱システム1の有する効果の内、融雪システムとしての効果を除き、全ての効果を得ることができる。又、小型化を図ることができるので、蓄熱された熱を、家庭で利用することも不可能ではない。
According to the
上記の実施の形態3における蓄熱システム3では、副集熱装置として太陽光集熱パネル32を用いているが、これに代えて、ヒートポンプを用いるようにしてもよく、或いは、太陽光集熱パネルとヒートポンプの双方を用いるようにしてもよい。ヒートポンプは、一般に、空調機や冷蔵庫等で使用されるが、上記の実施の形態3における蓄熱システム3で使用する場合は、ヒートポンプが動作することにより、蓄熱システム3の熱媒体が加熱されるような作用となるようにして使用する。又、副集熱装置としては、太陽光集熱パネルやヒートポンプには限られず、蓄熱システム3における熱媒体が吸熱可能であれば、どのようなものでも利用することができる。
In the
又、上記の実施の形態3における蓄熱システム3では、蓄熱利用装置として、給湯用加熱装置31を用いているが、給湯用加熱装置31と同様の利用の仕方で、空調装置を用いることもできる。又、蓄熱利用装置としては、給湯用加熱装置や空調装置には限られず、蓄熱システム3における熱媒体により加熱可能であれば、どのようなものでも利用することができる。
Further, in the
又、上記の実施の形態3における蓄熱システム3において、上述した実施の形態1における蓄熱システム1と同様、地下貯留槽11の貯留水15の中に、水よりも容積比熱が大きい物質で構成された蓄熱補助部材を混入するようにしてもよい。このようにすることにより、蓄熱システム1と同様、蓄熱効率をさらに向上させることが出来る。
Further, in the
又、上記の実施の形態3における蓄熱システム3において、上述した実施の形態2における蓄熱システム2のように、蓄熱システム3の地下貯留槽11を、地下貯水槽と併設すると共に、この地下貯留槽11の貯留水15を地下貯水槽に移送するための、貯留水移送パイプと貯留水移送ポンプとを設けるようにしてもよい。或いは、地下貯水槽の底部付近と地下貯留槽11の底部付近とを結合するバルブ付の水平パイプを設けるようにしてもよい。このようにすることにより、実施の形態2で説明したのと同様の作用、効果を得ることができる。
Further, in the
1 蓄熱システム
2 蓄熱システム
3 蓄熱システム
11 地下貯留槽
11a 基礎部
11b 側壁
11c 防水シート
11d 貯留槽蓋
12 閉管路
12a 主経路
12b 副経路
13 集熱装置
13a 集熱パイプ
14 熱媒体循環ポンプ
15 貯留水
18 地表
19 地中
21 地下貯水槽
21a 基礎部
21b 側壁
21c 防水シート
21d 貯水槽蓋
22 貯留水移送パイプ
23 貯留水移送ポンプ
31 給湯用加熱装置
32 太陽光集熱パネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
内部に該内部を流れる熱媒体が充填されたパイプで構成されると共に、該パイプの一部が前記地下貯留槽の貯留水の中に埋没するように敷設されて形成された主経路と該主経路以外の部分である副経路とでなる閉管路と、
該閉管路の前記副経路の途中に挿入されて接続されると共に前記熱媒体が内部を流れる集熱装置と、
前記熱媒体を前記閉管路及び前記集熱装置内に循環させる熱媒体循環ポンプと、を少なくとも備えており、
前記熱媒体が前記集熱装置の内部を流れる際に前記熱媒体が吸熱し、該吸熱した該熱媒体が前記主経路を構成する前記パイプ内を流れる際に、該パイプを介して前記貯留水に放熱することにより、該貯留水に蓄熱されることを特徴とする蓄熱システム。 An underground storage tank that is formed in the ground and is configured by a space in which water such as rainwater is stored as stored water;
A main path formed by a pipe filled with a heat medium flowing through the inside, and a part of the pipe laid so as to be buried in the stored water of the underground storage tank, and the main path A closed line consisting of a sub route that is a part other than the route;
A heat collecting device that is inserted and connected in the middle of the sub-path of the closed pipe and the heat medium flows through the inside;
A heat medium circulation pump that circulates the heat medium in the closed pipe line and the heat collecting device, and
When the heat medium flows through the heat collecting device, the heat medium absorbs heat, and when the heat medium that has absorbed the heat flows through the pipe constituting the main path, the stored water passes through the pipe. A heat storage system characterized in that heat is stored in the stored water by dissipating heat.
前記熱媒体が前記主経路を構成する前記パイプ内を流れる際に、蓄熱された前記貯留水から前記パイプを介して吸熱し、該吸熱した該熱媒体が前記蓄熱利用装置の内部を流れる際に、前記熱媒体が放熱することにより蓄熱利用が行われる請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄熱システム。 A heat storage utilization device that is inserted and connected in the middle of the sub-path and the heat medium flows inside;
When the heat medium flows through the pipe constituting the main path, it absorbs heat from the stored stored water through the pipe, and the absorbed heat medium flows through the heat storage utilization device. The heat storage system according to any one of claims 1 to 4, wherein heat storage is performed by radiating heat from the heat medium.
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