地中熱利用の循環型吸放熱装置

【課題】施工コストの低減を達成できながら、歩道や駐車場等の融雪や、舗装部等の冷却を効率よく行なうことのできる循環型吸放熱装置を提供する。
【解決手段】地中に浅く埋設されたコンクリート製の水槽２と、吸放熱領域３に埋設される吸放熱パイプ５と、吸放熱パイプ５と水槽２との間で媒体液６を循環させるポンプ７とを具える。水槽２の上面部９を除き、水槽２の側面部１０を覆う如く、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利及び／又は砂からなる高熱伝導層１１が設けられている。高熱伝導層１１は、側面１０を、その上下幅の下側部分をなす５０〜８０％の幅部分は少なくとも覆う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱利用の循環型吸放熱装置に関するものである。より詳しくは、熱媒液を貯留し得るコンクリート製の水槽を地中に浅く埋設して施工コストの低減を達成できながら、相対的に温度の高い周辺地盤から該熱媒液への熱移動を効率的に生じさせることができる一方、相対的に温度の低い周辺地盤に対して前記熱媒液からの熱移動を効率的に生じさせることができ、これによって、車道や駐車場等の放熱されるべき領域における融雪や、舗装部等の吸熱されるべき領域における冷却を効率よく行なうことのできる地中熱利用の循環型吸放熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地表から５ｍまでの深さの地中熱を利用して無散水融雪を行うシステムとして、例えば特開２００６−２５３９号公報が開示するものが提案されている。
【０００３】
該システムは、不要となった既設の浄化槽を、熱媒液を貯蔵する手段として用いるもので、融雪エリアに敷設されるものであり、その内部を熱媒液が流れる吸放熱パイプと、地中に埋設され前記熱媒液を貯蔵し得る浄化槽と、この浄化槽内の熱媒液を吸放熱パイプの入口部に送ると共に該吸放熱パイプの出口部からの熱媒液を前記浄化槽内に戻すポンプ部とを具える構成を採用していた。
【０００４】
かかる無散水融雪システムによるときは、相対的に温度の高い周辺地盤から浄化槽への熱移動が生ずることを利用し、前記吸放熱パイプを通過する過程で融雪のために冷却された熱媒液が浄化槽に流入し該浄化槽内に貯留されている熱媒液の温度が低下した場合、該熱移動によって熱媒液を温め無散水で融雪を行なう構成のものであった。
【０００５】
しかしながら、かかる無散水融雪システムは、既存の浄化槽を再利用する方式のものであったために、該浄化槽は、その外表面が土に直接接した状態で地中に埋設されているに過ぎず、周辺地盤から浄化槽への熱移動効率の面で改良の余地があった。
【特許文献１】特開２００６−２５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みて開発されたものであり、施工コストの低減を達成できながら、車道や駐車場等の放熱されるべき領域における融雪や、舗装部等の吸熱されるべき領域における冷却を効率よく行なうことのできる地中熱利用の循環型吸放熱装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る地中熱利用の循環型吸放熱装置（以下、循環型吸放熱装置という）は、その上面部が地表から０．５〜２ｍの深さに存し且つその下面部が地表から５ｍまでの深さに存するように地中に埋設されて熱媒液を貯留し得るコンクリート製の水槽と、放熱されるべき領域又は吸熱されるべき領域に埋設され、前記熱媒液が内部に流れる吸放熱パイプと、前記水槽内の熱媒液を前記吸放熱パイプに送ると共に、該吸放熱パイプ内の熱媒液を前記水槽内に戻すポンプとを具える。そして、前記水槽の前記上面部を除き、前記水槽の少なくとも側面を覆う如く、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利及び／又は砂からなる高熱伝導層が設けられており、該高熱伝導層は、前記側面を、その上下幅の下側部分をなす５０〜８０％の幅部分は少なくとも覆うことを特徴とするものである。
【０００８】
前記循環型吸放熱装置において、前記水槽の側面を覆う前記高熱伝導層を、前記水槽の側面の、前記地表から１ｍの深さの範囲部分を除く下側部分に設けるのがよい。
【０００９】
前記循環型吸放熱装置において、前記水槽の上面部が地表から１〜２ｍの深さにあるとき、前記水槽の側面を覆う高熱伝導層を、側面視で、前記水槽の側面の上部は薄く下部は厚く設けるのがよい。
【００１０】
前記各循環型吸放熱装置において、前記水槽の下面部を設置するための基礎部は、上下端が開放した収容部が設けられてなるコンクリート基礎の該収容部に、砂利及び／又は砂からなる高熱伝導層を充填されたものとして構成するのがよい。
【００１１】
前記各循環型吸放熱装置において、前記水槽の上面に、合成樹脂発泡体からなる断熱材層を設けるのがよい。
【００１２】
前記各循環型吸放熱装置において、前記高熱伝導層を構成する砂利層の内部間隙に、前記高熱伝導層を構成する砂が充填されたものとして構成するのがよい。
【００１３】
前記各循環型吸放熱装置において、前記コンクリート製の水槽は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利と砂との混合物を主骨材として用いて構成するのがよい。
【００１４】
前記各循環型吸放熱装置において、前記砂利として珪石を用いると共に前記砂として珪砂を用いるのがよい。
【００１５】
前記水槽として防火水槽を用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以下の如き優れた効果を奏する。
(1) 本発明に係る循環型吸放熱装置によるときは、熱媒液を貯留し得るコンクリート製の水槽を地中に浅く埋設してよいため、施工コストの低減を達成できながら、相対的に温度の高い周辺地盤から該熱媒液への熱移動を効率的に生じさせることができる一方、相対的に温度の低い周辺地盤に対して前記熱媒液からの熱移動を効率的に生じさせることができ、これによって、車道や駐車場等の放熱されるべき領域における融雪や、舗装部等の吸熱されるべき領域における冷却を効率よく行なうことができる。
【００１７】
(2) 本発明に係る循環型吸放熱装置において、高熱伝導層を、水槽の側面の、地表から１ｍ深さの範囲部分を除く下側部分に設けることにより、地表熱の影響を受けることなく地中熱をより効率的に活用できる利点がある。
【００１８】
(3) 本発明に係る循環型吸放熱装置において、水槽の上面部が地表から１〜２ｍの深さにある場合において、水槽の側面を覆う熱伝導層を、側面視で、水槽の側面の上部は薄く下部は厚く設けることにより、施工コストの低減を図りつつ地中温度を有効活用できる利点がある。
【００１９】
(4) 水槽の下面部を設置するための基礎部を、上下端が開放した収容部が設けられてなるコンクリート基礎の該収容部に、砂利及び／又は砂からなる高熱伝導層が充填された構成とすることにより、水槽の下面部を通しての効率的な熱移動も確保されることになる。
【００２０】
(5) 水槽の上面に、合成樹脂発泡体からなる断熱層を設ける場合は、地表熱の影響を受けやすい上面部を効果的に断熱でき、地表熱の影響を遮断できることになる。
【００２１】
(6) 高熱伝導層を構成する砂利層の内部間隙に、高熱伝導層を構成する砂を充填させる場合は、高熱伝導層による熱移動の効率を向上させ得る利点がある。
【００２２】
(7) 水槽を、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利（好ましくは珪石）と砂（好ましくは珪砂）の混合物を主骨材とするコンクリート製とする場合は、所要の熱効率を確保できながら水槽を小型化できることになり、循環型吸放熱装置をよりコンパクトに構成できる利点がある。
【実施例１】
【００２３】
図１〜３において本発明に係る循環型吸放熱装置１は、地中に浅く埋設されたコンクリート製の水槽２と、放熱されるべき領域又は吸熱されるべき領域（以下吸放熱領域という）３に埋設される吸放熱パイプ５と、該吸放熱パイプ５と前記水槽２との間で熱媒液（水、不凍液等）６を循環させるポンプ７とを具え、前記水槽２の上面部９を除き、前記水槽２の少なくとも側面１０を覆う如く側部の高熱伝導層１１が設けられてなるものである。
【００２４】
前記コンクリート製の水槽２は通常の骨材を用いた普通コンクリート製でもよいのであるが、本実施例においては、熱伝導率の高い骨材、例えば熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の熱伝導率を有する骨材、好ましくは熱伝導率が約６Ｗ／（ｍ・ｋ）である珪石と珪砂の混合物を骨材とするコンクリート製としている。本実施例においては、珪石と珪砂の割合を５０対５０、より好ましくは４６対５４に設定している。因みに、普通コンクリートの熱伝導率は約１．６Ｗ／（ｍ・ｋ）であるのに対して、珪石と珪砂の混合物を骨材とするコンクリートの熱伝導率は約３．２６Ｗ／（ｍ・ｋ）である。
【００２５】
かかる構成の水槽２は、例えば図３に示すように、地面を掘削して形成した施工空間１３の底部に設けた基礎部１５上で構築された後、土砂１６を埋め戻すことによって、地中に浅く埋設状態とされるものである。該水槽２は、本実施例においては、図１〜３に示すように、該基礎部１５上において、プレキャストコンクリート製の箱型暗渠部材状の中間部材１７の複数個を水密を確保して相互を接合すると共に、該中間部材の接合体１９の両端を閉塞するように、プレキャストコンクリート製の端面部材２０，２０を接合してなるものであり、例えば一端に位置する中間部材１７ａには、水槽２内への出入口となるマンホール２１が設けられ、該マンホール２１に連通するように、円筒状をなす筒状部材２２が立設され、該筒状部材２２の上端が蓋体２３で閉蓋されている。
【００２６】
前記基礎部１５は、本実施例においては図１〜４に示すように、その長辺に沿って連続する２本の帯状のコンクリート基礎２６，２６の内側に、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利２７及び／又は砂２９からなる高熱伝導層１１が充填され構成されている。そして、該基礎部１５の上面３０は水平に形成され、前記水槽２の下面部３１に密接されている。該砂利２７としては珪石を用い、該砂２９としては珪砂を用いており、本実施例においては、珪石と珪砂の割合を５０対５０、より好ましくは４６対５４に設定することによって、図４（Ｂ）に示すように、砂利層３２の内部間隙３３に砂２９を充填し、熱移動の効率を向上させている。
【００２７】
このように構築された水槽２の上面部９は、地表３６から０．５〜２ｍの深さに存するように、本実施例においては約１ｍに設定されている。又、該水槽２の下面部３１は、地表３６から５ｍまでの深さに存するように、本実施例においては約３．４ｍの深さに存するように設定されている。
【００２８】
地表３６からの深さが０．５ｍよりも小さいと、土被り厚さが０．５ｍよりも小さくなるので、地表３６からの熱の影響が大きくなって水槽２内の熱媒体の熱効率が悪くなって好ましくない。又、地表３６からの深さが２ｍを越えると、土被り厚さが２ｍを越えて地表３６からの熱の影響がないからである。そして、水槽の下面部３１の深さが地表３６から５ｍを越えると、施工コストの上昇を招くことになって好ましくないからである。
【００２９】
前記吸放熱領域３は本実施例においては、図２、図５〜６に示すように、歩道面３８を構成するコンクリートパネル３７を、整地された歩道路盤３９上に所要枚数敷き並べて形成されており、該コンクリートパネル３７は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の骨材、好ましくは珪石と砂利の混合物（本実施例においては、珪石と珪砂の割合が５０対５０、より好ましくは４６対５４に設定されている）を骨材としたコンクリート製の矩形板状のパネルとして形成されている。そして図７に示すように、該コンクリートパネル３７の内部には、前記熱媒液６が内部に流れる吸放熱パイプ５が蛇行状態に埋設されている。かかる構成を有するコンクリートパネル３７を、図５〜６に示すように、整地された歩道路盤３９上に所要枚数敷き並べ、該吸放熱パイプ５の一方の端部４０を、地下に埋設してある一方の管体４１に接続すると共に、他方の端部４２を他方の管体４３に接続し、歩道の吸放熱領域３を構築する。
【００３０】
前記一方の管体４１の端部分４１ａ及び前記他方の管体４３の端部分４３ａは、共に、所要間隔を置いて前記水槽２内で配設され、前記熱媒液６中で開放されている。本実施例においては、一方の管体４１の開口４５が上に位置し、他方の管体４３の開口４６が下に位置している。そして、前記ポンプ７は前記一方の管体４１又は前記他方の管体４３の中間所要部位に配設されており、本実施例においては、他方の管体４３に配設されている。該ポンプ７を駆動することにより、前記水槽２内の熱媒液６が前記吸放熱パイプ５の一方の端部４０（図５）に送られると共に、前記吸放熱パイプ５の他方の端部４２からの熱媒液６が前記水槽２内に戻される。
【００３１】
なお本実施例においては、水槽２内の水は、その上側が温かく下が冷たいため、前記ポンプ７の順駆動によって、冬期においては、上に位置する開口４５を流入口として、温かい水を前記吸放熱パイプ５に送給する共に、下に位置する開口４６から熱媒液を水槽２内に戻す。逆に夏期にあっては、前記ポンプ７の逆駆動によって、下に位置する開口４６としての流入口から、水槽内の熱媒液６を前記吸放熱パイプ５に送給すると共に前記上に位置する開口４５としての流出口より熱媒液を水槽２内に戻す構成を採用している。
【００３２】
前記水槽２の側面１０を覆う前記側部の高熱伝導層１１は、本実施例においては図１〜２に示すように、側面視で、該側面１０の上部は薄く下部は厚く設けられ、例えば階段状に設けられている。該熱伝導層１１は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利及び／又は砂からなり、本実施例においては図４（Ｂ）に示すと同様に、珪石からなる砂利層３２の内部間隙３３に珪砂からなる砂２９を充填させ、熱移動の効率を向上させている。
【００３３】
かかる構成を有する高熱伝導層１１を設けるに際しては、図８に示すように、前記施工空間１３の底部において、例えば約３０ｃｍ厚さで約１００ｃｍ幅の断面長方形状を呈する１段目の高熱伝導層１１ａを、前記側面１０を取り囲むように形成する。その後、該１段目の高熱伝導層１１ａの上面５０の高さにまで土砂１６を埋め戻す。その後、図９に示すように、該上面５０上において約３０ｃｍ厚さで幅が約８８ｃｍの２段目の高熱伝導層１１ｂを、前記側面１０を取り囲むように形成する。その後、該２段目の高熱伝導層１１ｂの上面５１の高さにまで土砂１６を埋め戻す。これを順次繰り返して、図１〜２、図１０に示すように、３段目の高熱伝導層１１ｃ、４段目の高熱伝導層１１ｄ、５段目の高熱伝導層１１ｅ、６段目の高熱伝導層１１ｆ、７段目の高熱伝導層１１ｇ、８段目の高熱伝導層１１ｈを、上に向かうにつれて小幅となるように形成する。なお、該８段目の高熱伝導層１１ｈの幅は約１３ｃｍに設定されている。最上段の８段目の高熱伝導層１１ｈを形成した後、その上面５３の高さにまで土砂１６を埋め戻す。
【００３４】
その後、前記水槽２の上面部９に、例えば２０ｍｍ厚さの合成樹脂発泡体等からなる断熱材層（その熱伝導率は例えば０．０２８Ｗ／（ｍ・ｋ））５５を設ける。水槽２の該上面部９は地表熱の影響を受けやすいために、本実施例においては、上面部９に高熱伝導層１１を設けないだけでなく、水槽２内の熱が地表３６側に移動しにくいようにするために積極的に断熱材層５５を設けているのである。又本実施例においては、前記のようにマンホール２１が設けられているため、前記筒状部材２２の外面５６を覆うように断熱材層５５を設け、又、前記蓋体２３の下面５７を覆うように断熱材層５５を設けている。
【００３５】
然る後、前記水槽２の上部及びその周辺の全体に亘って土砂１６を埋め戻す。これにより、水槽２の上面部９が地表３６から約１ｍの深さに存し、且つ水槽２の下面部３１が地表３６から約３．４ｍの深さに存する循環型吸放熱装置１が構成されることになる。
【００３６】
かかる構成を有する循環型吸放熱装置１の作用を、冬期の融雪時の作用と、夏期の舗装部冷却時の作用に分けて、図２に基づいて説明する。
【００３７】
即ち冬期にあっては、前記水槽２が埋設されている周辺の地盤（以下周辺地盤という）５８の地中温度は、融雪を要する吸放熱領域３の表面温度（前記コンクリートパネル３７による舗装部５９の表面６１の温度）よりも相対的に高い。そのため、前記ポンプ７の駆動によって、前記吸放熱パイプ５を通過する過程で融雪のために冷却された熱媒液６が前記水槽２に流入することにより、該水槽２内に貯留されている熱媒液６の温度を低下させることになるが、相対的に温度の高い周辺地盤５８から該水槽２への熱移動が生じ、水槽２内の熱媒液６は徐々に温められることになる。そして、このように温められた熱媒液は前記吸放熱パイプ５に送られる。かかる熱移動は、前記のように、水槽の側面１０を覆うように設けられている側部の高熱伝導層１１と水槽の下面部３１に密接して配置されている前記下部の高熱伝導層１１によって効率よく行なわれることになる。本発明者が例えば北陸地方で実験した結果によれば、該周辺地盤の温度は、冬期にあっては６〜８℃であり、夏期にあっては６〜１４℃であった。
【００３８】
逆に夏期にあっては、水槽２が埋設されている周辺の地盤（周辺地盤）５８の地中温度は、吸熱されるべき領域の表面温度（冷却されるべき舗装部５９の表面６１の温度）よりも相対的に低い。このため、前記ポンプ７の駆動によって、前記吸放熱パイプ５を通過して舗装部の表面６１を冷却させる過程で上昇された媒体液６が水槽２に流入することにより、該水槽２内に貯留されている熱媒液の温度を上昇させることになるが、相対的に温度の低い周辺地盤５８に対して前記水槽２からの熱移動が生じ、水槽２内の熱媒液６は徐々に温度が低下する。そして、このように冷やされた熱媒液６は前記吸放熱パイプ５に送られる。かかる熱移動も、前記のように、水槽の側面１０を覆うように設けられている側部の高熱伝導層１１と水槽の下面部３１に密接して配置されている前記下部の高熱伝導層１１とによって効率よく行なわれることになる。
【００３９】
なお本実施例においては、前記のように、水槽の側面１０を覆う如く設けられた側部の高熱伝導層１１は、側面視で、該水槽２の側面１０の上部は薄く下部は厚く設けているが、その理由は次の通りである。即ち本実施例においては、前記水槽２の上面部９が地表３６から１ｍの深さにあり、水槽２の下面部３１が地表３６から３．４ｍの深さにあるため、該側面１０が地表３６からの熱の影響を殆ど受けないと共に、地表３６に近いほど地中温度が、冬期にあっては低く、夏期にあっては高い傾向にある。そこで、前記側面１０の上部については、前記高熱伝導層１１を厚く形成しても熱移動量が特に多くなるわけではないことに鑑み、施工コストの低減を図るために、砂利や砂（珪石や珪砂）の使用量を削減しているのである。
【００４０】
又本実施例においては、前記水槽２を、珪石等の熱伝導率の高い骨材を用いたコンクリート製としているため、普通コンクリート製の水槽とは異なり、該水槽２を通しての熱移動も、より効率的に行なわれることとなる。
【００４１】
又本実施例においては、前記高熱伝導層１１を構成する砂利層の内部間隙に砂が充填されているために、該高熱伝導層１１には断熱層となる空気層が殆ど存在せず、従って、前記熱移動がより効率的に行なわれることとなる。
【実施例２】
【００４２】
本発明は、前記実施例で示したものに限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。その一例を挙げれば次のようである。
【００４３】
(1) 図１１〜１２、図１３は、前記水槽２の側面１０を高熱伝導層１１で覆う場合の他の態様を示すものである。
【００４４】
図１１〜１２は、該水槽２の上面部９が地表３６から０．５〜１ｍの深さにある場合を示しており、該高熱伝導層１１が、該水槽２の側面１０の、地表から１ｍ深さの範囲部分を除く下側部分６２に設けられている。図１１は、上面部９が地表３６から０．５ｍの深さにある場合を示し、高熱伝導層１１が前記側面１０の上下幅の５０％の幅部分をなす下側部分６２に設けられている。又図１２は、上面部９が地表３６から０．８ｍの深さにある場合を示し、高熱伝導層１１が前記側面１０の上下幅の８０％の幅部分をなす下側部分６２に設けられている。
【００４５】
又図１３は、前記水槽２の上面部９が地表３６から１〜２ｍの深さにある場合、例えば２ｍの深さにある場合を示しており、水槽２の側面１０の全体に亘って、側面視で同厚さで高熱伝導層１１が設けられている。
【００４６】
このように、水槽２の側面１０を高熱伝導層１１で覆う構成は、水槽２の埋設深さが関係しており、前記上面部９が地表３６から０．５〜１ｍの深さにある場合は、地表熱の影響を受けやすいために、該高熱伝導層１１が、該水槽２の側面１０の、地表から１ｍ深さの範囲部分は少なくとも除いた下側部分６２に設けられているのである。図１１〜１２においては一段で設けられているが、図１４に示すように、側面視で上側ほど薄い複数段で設けられたり、図１５に示すように一様変化状態に設けることもある。又、前記水槽２の上面部９が地表３６から１〜２ｍの深さにある場合は、前記図１３に示すように、水槽２の側面１０の全体に亘って、側面視で同厚さで高熱伝導層１１が設けられられたり、図１６に示すように、側面視で、前記水槽２の側面１０の上部は薄く下部は厚く設けられる。そして何れの場合も、高熱伝導層１１は、前記側面１０を、その上下幅の下側部分をなす５０〜８０％の幅部分は少なくとも覆うように設けられるのである。
【００４７】
(2) 本発明において、水槽２の側面１０の上部は薄く下部は厚く設けるとは、施工性を考慮して、図１〜２に示すように高熱伝導層１１を階段状に設けるのが好ましいが、図１７に示すように一様変化状態に設けることもある。又、階段状に設ける場合、図１８に示すように２段階で設けることもある。
【００４８】
(3) 前記吸放熱パイプ５は、図７に示すようなコンクリートパネル３７に埋設されることの他、現場打ちによって形成されたコンクリート層に埋設されることもある。
【００４９】
(4) 前記水槽２を設置する際、図１９に示すように、基礎部１５の四角枠状の周囲部分のみをコンクリート基礎２６として構成し、その間の、上下端が開放した収容部６４に高熱伝導層１１を充填した場合を示すものである。又図２０は、並行した２本のコンクリート基礎２６，２６を設け、その間の、上下端が開放した収容部６４に、高熱伝導層１１を充填した場合を示すものである。これらの場合、該コンクリート基礎２６を、例えば熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の熱伝導率を有する骨材、好ましくは熱伝導率が約６Ｗ／（ｍ・ｋ）である珪石と珪砂の混合物を骨材とする基礎コンクリートとするのがよい。
【００５０】
又前記水槽２は、その下面部３１の全体を、図２１に示すように、コンクリート基礎２６からなる基礎部１５上に設置することもある。この場合、該コンクリート基礎２６を、例えば熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の熱伝導率を有する骨材、好ましくは熱伝導率が約６Ｗ／（ｍ・ｋ）である珪石と珪砂の混合物を骨材とするコンクリート基礎とするのがよい。
【００５１】
基礎部１５をコンクリート基礎２６を用いて形成する場合、該コンクリート基礎２６は、現場打ちコンクリートを用いて形成されることの他、プレキャストコンクリート板を敷設して形成されることもある。
【００５２】
(5) 前記水槽２は、コンクリート基礎２６が設けられることなく、高熱伝導層１１のみからなる基礎部上に設置されることもある。
【００５３】
(6) 本発明で用いる熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利及び／砂には、鉄鉱石や御影石を用いたものも含まれる。
【００５４】
(7) 前記高熱伝導層１１は、珪石等の砂利のみからなるものも含む。
【００５５】
(8) 前記水槽２は、前記した直方体状の他、立方体状や円筒状等であってもよい。又該水槽２は現場打ち施工によって構築してもよい。又、水槽２の下面部３１は、内部清掃等の為に、吸管挿入用凹部が設けられることもある。
【００５６】
(9) 前記水槽２は、防火水槽を用いて構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る循環型吸放熱装置を説明する縦断面図である。
【図２】本発明に係る循環型吸放熱装置を説明する横断面図である。
【図３】施工空間の底部に設けた基礎部上で構築した水槽を示す斜視図である。
【図４】基礎部の構成を示す斜視図である。
【図５】吸放熱領域を説明する平面図である。
【図６】その断面図である。
【図７】吸放熱領域を構成するコンクリートパネルを示す斜視図である。
【図８】１段目の高熱伝導層を形成した状態を示す断面図である。
【図９】２段目の高熱伝導層を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】高熱伝導層の全体を形成して水槽を地中に埋設した状態を示す部分断面図である。
【図１１】水槽の側面を高熱伝導層で覆った他の態様を示す断面図である。
【図１２】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す断面図である。
【図１３】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す断面図である。
【図１４】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す部分断面図である。
【図１５】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す部分断面図である。
【図１６】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す部分断面図である。
【図１７】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す部分断面図である。
【図１８】水槽の側面を高熱伝導層で覆ったその他の態様を示す部分断面図である。
【図１９】コンクリート基礎を四角枠状に形成した基礎部を示す斜視図と断面図である。
【図２０】並行した２本のコンクリート基礎を具える基礎部を示す斜視図である。
【図２１】水槽の下面部の全体をコンクリート基礎からなる基礎部上に当接状態とした断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１循環型吸放熱装置
２水槽
３吸放熱領域
５吸放熱パイプ
６熱媒液
７ポンプ
９水槽の上面部
１０水槽の側面
１１高熱伝導層
１２骨材
１５基礎部
１６土砂
２６コンクリート基礎
２７砂利
２９砂
３１水槽の下面部
３２砂利層
３３内部間隙
３６地表
３７コンクリートパネル
４１一方の管体
４２他方の端部
４３他方の管体
４５一方の管体の開口
４６他方の管体の開口
５５断熱材層
５８周辺地盤
５９舗装部
６４収容部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上面部が地表から０．５〜２ｍの深さに存し且つその下面部が地表から５ｍまでの深さに存するように地中に埋設されて熱媒液を貯留し得るコンクリート製の水槽と、放熱されるべき領域や吸熱されるべき領域に埋設され、前記熱媒液が内部に流れる吸放熱パイプと、前記水槽内の熱媒液を前記吸放熱パイプに送ると共に該吸放熱パイプ内の熱媒液を前記水槽内に戻すポンプとを具え、
前記水槽の前記上面部を除き、前記水槽の少なくとも側面を覆う如く、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利及び／又は砂からなる高熱伝導層が設けられており、該高熱伝導層は、前記側面を、その上下幅の下側部分をなす５０〜８０％の幅部分は少なくとも覆うことを特徴とする地中熱利用の循環型吸放熱装置。
【請求項２】
前記水槽の側面を覆う前記高熱伝導層が、前記水槽の側面の、前記地表から１ｍの深さの範囲部分を除く下側部分に設けられていることを特徴とする請求項１記載の地中熱利用の循環型吸放熱装置。
【請求項３】
前記水槽の上面部が地表から１〜２ｍの深さにあるとき、前記水槽の側面を覆う高熱伝導層が、側面視で、前記水槽の側面の上部は薄く下部は厚く設けられていることを特徴とする請求項１記載の地中熱利用の循環型吸放熱装置。
【請求項４】
前記水槽の下面部を設置するための基礎部は、上下端が開放した収容部が設けられてなるコンクリート基礎の該収容部に、砂利及び／又は砂からなる高熱伝導層が充填されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の地中熱利用の循環型吸放熱装置。
【請求項５】
前記水槽の上面部に、合成樹脂発泡体からなる断熱材層を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の地中熱利用の循環型吸放熱装置。
【請求項６】
前記高熱伝導層を構成する砂利層の内部間隙に、前記高熱伝導層を構成する砂が充填されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の地中熱利用の循環型吸放熱装置。
【請求項７】
前記コンクリート製の水槽は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の砂利と砂との混合物を主骨材として用いて構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の循環型吸放熱装置。
【請求項８】
前記砂利は珪石であり且つ前記砂は珪砂であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の循環型吸放熱装置。
【請求項９】
前記水槽として防火水槽を用いることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の循環型吸放熱装置。

【図１】