今回は、「地中熱」を利用した環境負荷低減方法について紹介します。
「地中熱」を利用するメリットとしては、安定している地中温度を利用することにより、季節に関係なく、安定した気温を取り入れることができます。
地中熱の取り入れ方法としては、空気循環、熱伝導、水循環ヒートポンプシステム、ヒートパイプに分けられ、建物や用途に合わせて選択していきます。
それぞれの地中熱利用システム
ヒートポンプを活用した地中熱利用システム
ヒートポンプを活用した地中熱利用システム
参照：環境省HPより
地中熱を利用する方法としてヒートポンプを併設させる仕組みがあります。
クローズドループとオープンループの方式があり、クローズドループは地中に設置した地中熱交換器に不凍液などを循環させヒートポンプで熱交換を行います。
オープンループ方式は、井戸からの地下水を吸い上げ、ヒートポンプで熱交換を行う方法になります。
空気循環による地中熱利用システム
空気循環による地中熱利用システム
参照：環境省HPより
外気を地中に埋設した熱交換パイプを通して室内に取り込む方法です。
熱交換された空気を取り込む形で、住宅やビルなどの用途に使われたりします。
熱伝導による地中熱利用システム
熱伝導による地中熱利用システム
参照：環境省HPより
地中から伝わる熱を土間床などを経由し伝導で伝える方法。
空調機と併用し、保温の効果が期待できます。
水循環による地中熱利用システム
水循環による地中熱利用システム
参照：環境省HPより
水循環方式でもクローズドループ(地中熱交換)とオープンループ(地下水わ循環)の分かれ、どちらも路面の融雪や凍結防止策として採用されることが多いです。
ヒートパイプを活用した地中熱利用システム
ヒートパイプを活用した地中熱利用システム
ヒートパイプを利用し冷媒の凝縮と蒸発で熱を動かす方式です。
熱交換井に冷媒が挿入されたヒートパイプと路面に設置する放熱管を利用する。
路面の融雪や凍結防止に使われる方法。
地中熱利用システムによる省エネ効果
地中熱利用システムを採用した場合、省エネの効果も期待されます。
電気代・燃料・CO2の削減に期待でき、特に地中熱ヒートポンプなどでは地中で熱交換を行い地上への排熱を行わないので、ヒートアイランド現象の緩和にも効果が表れており、また、寒冷地などで油焚ボイラーを利用している地域などでは、地中熱ヒートポンプに切り替えることで、ラン二ングコストなどが軽減できる効果なども実例が挙がってきています。
それぞれの工法にも一長一短あります。
上手に使い分けたいですね。
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