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技術のご紹介

地下水利用方式ヒートポンプシステム

  • 地下水を直接汲み上げてヒートポンプの熱源として利用する方式です。
  • 普段使用していない防災用井戸や、今使っている井戸水も熱だけを利用することができます。
  • 地下水を直接利用するため、エネルギー効率が高く、省エネルギーに貢献します。
  • 汲み上げた地下水は熱源利用の後、今まで通り利用するほか、地下に戻すこともできます。

地下水利用方式ヒートポンプシステム

地下水を熱源として利用した場合の潜在的熱量及び井戸のコスト有利性分布図

潜在的熱量及び井戸のコスト有利性分布図
【NEDO共同研究成果に基づいて作成】

既存井戸からの地下水により5度の温度差が利用可能とした場合、名古屋や大垣、四日市といった地域においては、既存井戸の本数や各井戸の「揚水量」が多いことから、利用可能熱量が大きくなる試算となり、マップでは暖色系で表示されています。
また、各井戸の揚水量の記録から、地下水利用のコストを地中熱源のコストで割った比(有利性)が小さくなる井戸が岐阜県南部を中心に分布していることが分かります。

地下水利用ヒートポンプシステムの普及に向けた研究

東邦地水株式会社は、東京大学生産研究所、ゼネラルヒートポンプ工業株式会社と共同して、地下水利用ヒートポンプシステムの普及に関する研究を実施し、成果を公表しました。
※新エネルギー・産業技術開発機構(NEDO)の補助金適用研究

研究内容

  • 1)空水冷ハイブリッドヒートポンプの開発
  • 2)安定した地下水循環のための熱利用井の設計・開発
  • 3)地下水循環型空水冷ハイブリッドヒートポンプシステムのフィールド試験
  • 4)地下温度・環境負荷・経済性等のシミュレーション手法の構築
  • 5)防災井戸、既設井戸、工業用水、温泉などの複合利用検討

※2、3、5が主として東邦地水の担当項目

熱利用井の設計・複合利用検討事例

システムの設置コストの削減には、熱源水を得る井戸構造の改良が欠かせません。
当社は、本研究において従来の「二井循環方式」に加えて「単一井循環方式」を開発し、井戸内の揚水部と注水部における水温、水圧の分離を実証しました(下記発表実績参照)。

二井循環方式

 

単一井循環方式

二井循環方式   単一井循環方式
ニ井のうち注水井での水位上昇によって、自動的に揚水井と注水井を切り替えるシステム   単一の井戸内に遮水装置を設置して揚水側と注水側を井戸内で分離させるシステム

特許・論文発表実績

【出願中特許】
地下水熱交換方法及び地下水熱交換装置(特願2009-167016)、(特願2008-290767)
【論文発表】
奥村(筆頭著者)他、地下水循環型空水冷ハイブリッドヒートポンプシステムの開発に関する研究(その6)地下水利用のポテンシャル検討、日本建築学会2009年度大会、2009年8月。 
三輪(筆頭著者)・奥村・他、地下水循環型空水冷ハイブリッドヒートポンプシステムの開発に関する研究(その5)
SCW方式の冷暖房性能実験、平成21年度空気調和・衛生工学会大会、2009年9月。
奥村(共著者)他、地下水循環型空水冷ハイブリッドヒートポンプシステムの開発に関する研究(その4)冷暖房性能実験について、日本建築学会2009年度大会、2009年8月。
奥村(共著者)他、地下水循環型空水冷ハイブリッドヒートポンプシステムの開発に関する研究(その7)最適運転手法の検討、日本建築学会2009年度大会、2009年8月。

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