地下水流れを有する砂槽内採放熱実証実験  [in Japanese] Field Experiment on Heat Extraction or Injection from the Ground Affected by Ground Water Flow  [in Japanese]

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Abstract

地下水流れによる採放熱量の増大効果を定量的に把握するため、砂槽内に模擬地下水を発生させることが可能な鋼製タンクを地中に埋設し、砂槽内に設置した地中熱交換器により採放熱実験を行った。まず、種々の地中熱交換器において、地下水流れ場の採放熱量増大効果を定量的に把握するための方法を示し、採放熱試験の結果から地下水流速の増大に応じて採熱量が増大することを確認した。さらに、Uチューブ型を使用した場合について、これまでの実証実験では明らかにされてこなかった地下水流速の比較的小さいu_<gw>=100〜350m/年の範囲においても1.2〜1.4倍程度の採放熱量増大効果があることを確認した。また、地下水流れが1400m/年程度の卓越した地盤において、二重管型の地中熱交換器を使用した際の長さ・温度差あたりの採熱量が16.12W/(m・K)と、Uチューブ型を使用した場合の3倍以上となった。これより、地下水流れが非常に大きい場合には、熱抵抗の小さい地中熱交換器を選択すると非常に大きい採熱量が得られることがわかった。採熱量について実測値が強制対流のみを考慮した計算値よりも大きくなるという結果となり、自然対流の影響も現れていることが示唆されたため、これについて考察を行った。

A steel tank which is 2.0m by 4.5m by 3.0m is installed under the ground in order to investigate increase of heat extraction or heat injection by ground water flow in the ground thermal energy system (GTES). First, the authors define unit heat transfer rate, which can clarify relative merit of heat extraction or injection performance. Next, it was confirmed that the unit heat extraction rate increases according to the ground water velocity even in the case where the ground water velocity is relatively small (100〜350m/year). When the ground water velocity is 1400m/year, unit heat transfer rate with a double pipe ground heat exchanger is 16.12W/m/K and more than three times larger than the one with a single U-tube ground heat exchanger. The result shows that using a ground heat exchanger with small internal thermal resistance is effective to increase the heat extraction from the ground. In addition, from the result that the unit heat transfer rate of measuring was larger than the one calculated with considering only forced convection, it was indicated that the free convection is generated in the sand layer. Thus the authors investigated about the effect of the mixed convection.

Journal

  • Transactions of the Society of Heating,Air-conditioning and Sanitary Engineers of Japan

    Transactions of the Society of Heating,Air-conditioning and Sanitary Engineers of Japan 32(127), 1-9, 2007

    The Society of Heating, Air-Conditioning & Sanitary Engineers of Japan

References:  11

Cited by:  1

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110007996691
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00065706
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    0385-275X
  • NDL Article ID
    8973330
  • NDL Source Classification
    ZN5(科学技術--建設工学・建設業--都市工学・衛生工学)
  • NDL Call No.
    Z16-955
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  NII-ELS  J-STAGE 
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