かんたん!地中熱設計フローとポイント解説

2017年もいよいよ残すところあとわずかとなり、
あわただしい日々をお過ごしのことと存じます。
来年や再来年度の事業計画でお忙しい方もいることでしょう
今の潮流に沿って自社のエネルギー戦略やCSR戦略を考えた時に、
地中熱や排熱利用など未利用熱エネルギーの活用というのは、非常に有効な手段の一つです。

何故なら、
地産地消のエネルギー活用Co2削減ヒートアイランド現象抑制
などといった今日の環境課題を同時に叶えることのできる技術のひとつだからです

今日は「未来に向かって考える再生可能なエネルギー利用」のうち、
地中熱を利用した設備のかんたんな基礎設計フロー】について
お話しさせていただきます。 
当然のことながら
生活する(活動する)空間にどれだけのエネルギーが必要なのか?
から全てが始まります。
勿論、気象条件、年間日射量なども考慮する必要がありますが
簡単にSTEP別に分けて考えてみると

1.必要なエネルギー量の算出
2.使用可能な周辺設備
3.用途別に必要な設備規模を選択
4.経済性を考慮し、最終的に決定

と、なります。では、具体的に
『未利用熱エネルギーや地中熱利用』の可能性を検討してみましょう。


1.   対象の必要なエネルギー量の算出
   使用用途を考える
空調給湯融雪等でそれぞれ必要なエネルギー量が異なります
外気温室温施設を何時間運用するのか?といったことも
システムを設計する際に特に重要な要素です

   エネルギー設備の予算の仮決定
 設備投資の規模
 ESCO事業や補助金の活用などで予算の再構成は可能ですが、概算予算も必要です
複数の設備の用途を共用した場合、全体の設備規模を抑えることが可能です
ですが、システムが複雑になり運用時に問題が発生するリスクが高まります
エネルギー源を分散により災害時などのリスクは下がりますので一長一短です
システム全体の運用のバランスの取れた設計にしたいですね

2.使用可能な周辺設備(ガス・水・電気等のインフラ設備他)
   ガス・水・電気等のインフラ設備の状況確認
   未利用熱エネルギーの可能性の考慮
使っていない井戸やかけけ流し状態の水(排水など)
他設備の冷温風などが、利用されずに外に排出されていませんか?
    意外とこの辺から再生可能なエネルギーを見つけ出します    
   未利用エネルギー利用可能エネルギー量の算出
    使っていない井戸など、再生可能な未利用エネルギーを活用した場合、
どれ位のエネルギーを利用できるのかを検討します。
   
    最近はネット上で「地中熱ポテンシャルマップ」と検索すると、
東京都をはじめ複数の自治体が地図上でエリアごとにどれくらいのエネルギーが
採取できるかを公開しています。
東京都公開資料より
マップ上で公開している採熱可能量は地中から採熱可能な熱量であって、
地下水の流動を考慮しているものではありません。
(自治体によっては、地下水の流動データを公開しているところもあります)


この辺りからブログをお読みいただいている方がお気づきになるのではないかと思いますが、
土壌からエネルギーを採熱するだけではなく、
地下水の流れがあれば、常にフレッシュなエネルギーが得られるのではないか??

お気づきの通りです。

使っていない古井戸がある比較的浅い位置に地下水が存在し、水のながれがあるのです。

採熱可能な熱量は一般的な採熱可能量(50W/m)の3倍以上
を見込むことが出来ます。(実測値データあり)
地下水の流れがない井戸でも、
弊社の特許技術「ヒートクラスター」で流れを作り有効活用ができます。

3.用途別に必要な設備(規模)を選択
地中熱利用設備は、冷温水を使った設備とほぼ同じです。
熱源が空気、石油、電気に代わり、浅い地中の熱エネルギーを利用するだけです。
    
   複数の設備を共用やハイブリット利用などの可能性を考慮
冬は、屋外のロードヒィーティングに活用し
夏は、室内の空調空調季節ごとに違う用途で使うといった
ハイブリット利用の可能性についても検討します
エネルギー源を分散するとリスクは下がりますが、設備コストは上がります
複数の設備を共用した場合は、システムが複雑になり運用時に問題が発生するリスクが高まります
バランスの取れた設計にしたいものですね


4.経済性を考慮し、最終的に決定する
   イニシャルコストの算出
イニシャルコストは、地中から熱エネルギーを汲み上げる設備が
通常のインフラ設備を利用する場合に比べて増加します
   ランニングコストの算出
    ランニングコストは、再生可能な未利用エネルギーを活用するため
おおよそ45割程度になります。

以上を元に、イニシャルコストとランニングコストのバランスを考慮し
採用を決定することとなりますが、

   ESCO事業運用」や「補助金」の有無などの確認し、コスト算出
ESCO事業での改修工事や、国庫や自治体の補助金を活用した場合、
それに伴った設備投資が派生する場合もありますが、おおむね回収機関を大幅に短縮することが可能です
       

CSRの一環で再生可能エネルギーを導入する場合でも
以上のようなステップで
「未利用エネルギーや地中熱のシステムの基礎設計」を行っていきます
実際に導入するにあたっては、施設の条件や状況に合わせた詳細な設計が必要となります

再生可能エネルギー利用に関するお悩み事は、是非アグリクラスターにご相談くださいね♪


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