暖房運転結果および検討

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Figure 3.31 Picture of distributor

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Figure 3.32 Underground heat exchanger temperature in heating mode.

(7 hours operation 2017.12.5-12.6).

Figure 3.33 COP, amount of extracted heat from the ground, and power consumption changes in the heating mode (7 hours operation 2017.12.5-12.6).

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Figure 3.34 Refrigerant pressure change at various points in the heating mode (7 hours operation 2017.12.5-12.6).

Figure 3.35 Refrigerant temperature changes at various points in the heating mode (7 hours operation 2017.12.5-12.6).

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3.3.4 並列の地中熱交換器を用いた場合の水平方向への地盤影響

図 3.36に暖房運転にいて，各地中熱交換器から 2m離れた観測孔温度を示す．暖房運転 では，採熱により地中温度は低下するが，各地中熱交換器から2m離れた地点の地中温度変

化は1℃未満であり，また運転終了後30分程で運転前の地中温度まで回復する． 一般に従

来型の間接方式地中熱ヒートポンプでは互いの熱干渉を避けるため，並列の地中熱交換器 を用いる場合は約4m 以上の距離を確保する必要があるとされているが，本実験結果では，

各地中熱交換器から2m離れた地点の地中温度変化はどれも1℃未満であり，また運転終了 後30分程で運転前の地中温度まで回復することが分かった．今後，これまで地中熱交換器 掘削スペースの問題で断念してきた都心部等でも地中熱交換器設置の可能性があると考え る．

Figure 3.36 Observation well temperature in heating mode.

(7 hours operation 2017.12.5-12.6).

55 3.3.4 3.3章のまとめ

3.3章では，中規模施設および農業利用を想定し，複数本の地中熱交換器を並列に用いた 場合の性能評価，地中との採放熱特性および地盤への環境負荷影響を明らかにすることを 目的として実験を行なった結果，以下の知見を得た．

[1] 直接膨張方式地中熱ヒートポンプにおいて，地中熱交換器を並列に設置することでよ り高効率なシステムの構築が可能である見通しを得た．また，連続負荷運転時の性能を 確保するためには補助冷却システムの追加が必要である．

[2] 地中温度変化から，冷暖房運転共に各地中熱交換器に均等に負荷が分散できていると 考える．

[3] 一般に従来型の間接方式地中熱ヒートポンプでは互いの熱干渉を避けるため，並列の 地中熱交換器を用いる場合は約 4m以上の距離を確保する必要があるとされているが，

本実験結果では，各地中熱交換器から2m離れた地点の地中温度変化はどれも1℃未満 であり，また運転終了後30分程で運転前の地中温度まで回復することが分かった．

[4] 本実験対象である直接膨張方式地中熱ヒートポンプは，１m辺り30～40W/mで設計さ れている従来システムである間接方式地中熱ヒートポンプに対して，実測値で，シング ル及び並列に設置した場合ともに 100W/m 以上である．このことからも直接膨張方式 地中熱ヒートポンプでは，ボアホール長が短縮でき掘削コストを削減できることから も，コスト面で非常に有利である．

[5] コスト面で考えると深さ30mのシングル地中熱交換器を用いる場合に比べ深さ20mの 地中熱交換器を 2 本並列に用いる場合，地中熱交換器の掘削コストは 1.3～1.4 倍程度 割高となる．そのため，使用負荷(使用時間、室内側要求温度等)が高い導入地では地中 熱交換器を並列に用い，使用負荷が少ない導入地ではよりイニシャルコストの低いシ ングル地中熱交換器の導入を推奨する．