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公開番号2025075791
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187212
出願日2023-10-31
発明の名称採放熱ユニット
出願人国立大学法人山梨大学
代理人SK弁理士法人,個人,個人
主分類F28F 27/00 20060101AFI20250508BHJP(熱交換一般)
要約【課題】掘削コスト及び消費電力の削減が可能な採放熱ユニットを提供する。
【解決手段】本発明によれば、容器、給水手段、採放熱管及び制御手段を備えた採放熱ユニットであって、前記容器は、地中に配置されるとともに、前記給水手段から供給される水道水が貯留水として貯留可能であり、前記給水手段は、給水弁を備えるとともに、前記給水弁を開くことで前記容器へ前記水道水を給水可能に構成され、前記採放熱管は、前記容器内に配置されるとともに、直接膨張方式の地中熱ヒートポンプ装置の室外熱交換器として機能して、前記採放熱管内を流れる冷媒と前記貯留水とが熱交換するように構成され、前記制御手段は、前記貯留水の水温に基づいて前記給水弁を開き、前記容器へ前記水道水を給水するとともに前記容器内の前記貯留水を排出するように制御する、採放熱ユニットが提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
容器、給水手段、採放熱管及び制御手段を備えた採放熱ユニットであって、
前記容器は、地中に配置されるとともに、前記給水手段から供給される水道水が貯留水として貯留可能であり、
前記給水手段は、給水弁を備えるとともに、前記給水弁を開くことで前記容器へ前記水道水を給水可能に構成され、
前記採放熱管は、前記容器内に配置されるとともに、直接膨張方式の地中熱ヒートポンプ装置の室外熱交換器として機能して、前記採放熱管内を流れる冷媒と前記貯留水とが熱交換するように構成され、
前記制御手段は、前記貯留水の水温に基づいて前記給水弁を開き、前記容器へ前記水道水を給水するとともに前記容器内の前記貯留水を排出するように制御する、採放熱ユニット。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の採放熱ユニットであって、
前記地中熱ヒートポンプ装置は、冷房運転、暖房運転又は給湯運転可能に構成されるものであり、
前記地中熱ヒートポンプ装置が前記冷房運転を行う場合、前記貯留水の水温が、前記水道水よりも高温の第１所定温度となるときに、前記制御手段が前記給水弁を開き、
前記地中熱ヒートポンプ装置が前記暖房運転又は前記給湯運転を行う場合、前記貯留水の水温が、前記水道水よりも低温の第２所定温度となるときに、前記制御手段が前記給水弁を開き、採放熱ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の採放熱ユニットであって、
前記容器は容器用温度センサを備え、
前記容器用温度センサは前記貯留水の水温を計測可能に構成される、採放熱ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の採放熱ユニットであって、
前記容器用温度センサは、前記容器の内部の上方、及び、前記容器の内部の下方の少なくとも２箇所に設けられる、採放熱ユニット。
【請求項５】
請求項１に記載の採放熱ユニットであって、
前記給水手段は、給水管及び排水管を備え、
前記給水管は、前記容器の下部から前記水道水を供給し、前記排水管は、前記容器の上部から前記貯留水を排出するように前記容器に接続されている、採放熱ユニット。
【請求項６】
請求項１に記載の採放熱ユニットであって、
前記制御手段は、前記給水手段からの給水量に基づいて前記給水弁を閉じるように制御する、採放熱ユニット。
【請求項７】
請求項１に記載の採放熱ユニットであって、
前記容器は、扁平に構成されるとともに、地表に対して垂直に配置可能であり、
前記採放熱管は、前記容器を垂直に配置した場合、前記採放熱管の冷媒出入口の一方が前記容器の上部に、他方が前記容器の下部に位置するよう配置されており、
前記地中熱ヒートポンプ装置は、冷房運転、暖房運転又は給湯運転可能に構成されるものであり、
前記容器を垂直に配置した状態で前記地中熱ヒートポンプ装置が前記冷房運転を行う場合、前記容器の上部の前記冷媒出入口から前記冷媒が流入し、前記暖房運転又は給湯運転を行う場合、前記容器の下部の前記冷媒出入口から前記冷媒が流入するよう前記地中熱ヒートポンプ装置に組み込まれるよう構成される、採放熱ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、採放熱ユニットに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、地中熱を用いる直接膨張方式の採放熱ユニットは、冷媒を直接地中熱交換器に導入することで高効率な熱交換が可能である技術として知られている。
【０００３】
特許文献１には直接膨張方式の地中熱ヒートポンプの採放熱管を断熱材で覆うことにより、不必要な熱交換を防ぎ、採放熱管の性能を向上させることができる採放熱管が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１３２４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、直接膨張方式において十分に熱交換を行うためには数十ｍ程度掘削する必要があり、掘削コストがかかるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、掘削コスト及び消費電力の削減が可能な採放熱ユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］容器、給水手段、採放熱管及び制御手段を備えた採放熱ユニットであって、前記容器は、地中に配置されるとともに、前記給水手段から供給される水道水が貯留水として貯留可能であり、前記給水手段は、給水弁を備えるとともに、前記給水弁を開くことで前記容器へ前記水道水を給水可能に構成され、前記採放熱管は、前記容器内に配置されるとともに、直接膨張方式の地中熱ヒートポンプ装置の室外熱交換器として機能して、前記採放熱管内を流れる冷媒と前記貯留水とが熱交換するように構成され、前記制御手段は、前記貯留水の水温に基づいて前記給水弁を開き、前記容器へ前記水道水を給水するとともに前記容器内の前記貯留水を排出するように制御する、採放熱ユニット。
［２］［１］に記載の採放熱ユニットであって、前記地中熱ヒートポンプ装置は、冷房運転、暖房運転又は給湯運転可能に構成されるものであり、前記地中熱ヒートポンプ装置が前記冷房運転を行う場合、前記貯留水の水温が、前記水道水よりも高温の第１所定温度となるときに、前記制御手段が前記給水弁を開き、前記地中熱ヒートポンプ装置が前記暖房運転又は前記給湯運転を行う場合、前記貯留水の水温が、前記水道水よりも低温の第２所定温度となるときに、前記制御手段が前記給水弁を開き、採放熱ユニット。
［３］［１］又は［２］に記載の採放熱ユニットであって、前記容器は容器用温度センサを備え、前記容器用温度センサは前記貯留水の水温を計測可能に構成される、採放熱ユニット。
［４］［３］に記載の採放熱ユニットであって、前記容器用温度センサは、前記容器の内部の上方、及び、前記容器の内部の下方の少なくとも２箇所に設けられる、採放熱ユニット。
［５］［１］～［４］のいずれか１つに記載の採放熱ユニットであって、前記給水手段は、給水管及び排水管を備え、前記給水管は、前記容器の下部から前記水道水を供給し、前記排水管は、前記容器の上部から前記貯留水を排出するように前記容器に接続されている、採放熱ユニット。
［６］［１］～［５］のいずれか１つに記載の採放熱ユニットであって、前記制御手段は、前記給水手段からの給水量に基づいて前記給水弁を閉じるように制御する、採放熱ユニット。
［７］［１］～［６］のいずれか１つに記載の採放熱ユニットであって、前記容器は、扁平に構成されるとともに、地表に対して垂直に配置可能であり、前記採放熱管は、前記容器を垂直に配置した場合、前記採放熱管の冷媒出入口の一方が前記容器の上部に、他方が前記容器の下部に位置するよう配置されており、前記地中熱ヒートポンプ装置は、冷房運転、暖房運転又は給湯運転可能に構成されるものであり、前記容器を垂直に配置した状態で前記地中熱ヒートポンプ装置が前記冷房運転を行う場合、前記容器の上部の前記冷媒出入口から前記冷媒が流入し、前記暖房運転又は給湯運転を行う場合、前記容器の下部の前記冷媒出入口から前記冷媒が流入するよう前記地中熱ヒートポンプ装置に組み込まれるよう構成される、採放熱ユニット。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る採放熱ユニット１は、水冷方式の熱交換器に地中熱を利用する構成により、消費電力の削減を実現しつつ、掘削コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る採放熱ユニット１が地中熱ヒートポンプ装置１００に組み込まれている状態を示す概略図である。
第１実施形態に係る採放熱ユニット１の構成を示す概略ブロック図である。
第１実施形態に係る容器１０内部の概略断面図である。
第１実施形態に係る採放熱ユニット１の採放熱管３０の概略斜視図である。
図４の採放熱管３０を下方からみた概略側面図である。
変形例に係る採放熱ユニット１の採放熱管３０の概略図斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
（【００１１】以降は省略されています）

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