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地中熱や地中熱ヒートポンプシステムについて

地中熱を利用するヒートポンプシステムとは

地中熱とその活用

地中熱とは、地表からおよそ地下200mの深さまでの地中にある熱のことをいいます。このうち、深さ約10m以上の地中の温度は、季節や天候にかかわらずほぼ安定していて、その地域の平均気温か、それより少し高い程度であると言われています。

(地中熱利用促進協会パンフレットより)

安定して取り出せる地中熱は、熱エネルギーとして使えるため、冷暖房や給湯、融雪などに利用する取り組みが全国で始まっています。
世界では、欧米を中心に多くの施設や住宅などで地中熱の利用が普及しています。国内では、東日本大震災以降、再生可能エネルギーへの関心が高まっている事などから、ここ数年で急速に普及が進んでいます。

地中熱ヒートポンプとは

住宅の冷暖房や給湯、農業施設の空調、路面の融雪や凍結防止、プールや温浴施設の加温などに広く利用されています。

電気と空気熱を使用するエアコンは、空気の熱をヒートポンプで高めて冷暖房にりようしますが、夏は温かい空気から採熱し、さらに高い温度を外気に排熱します。また、その逆に冬は冷たい空気から熱を採り、外にさらに冷たい空気を排熱します。冬は除霜運転なども必要になることから、冷たい空気が部屋の中に出てしまう時間などが度々あります。

地中熱ヒートポンプは、エアコンが空気熱を利用するのに対し、地中の安定して一定した熱を利用します。
夏冬ともに10℃~15℃程の地中熱を利用することから、夏は外気温より冷たい地中熱を利用し、冬は外気温より温かい地中熱を利用するため冷暖房効率が良く、節電や省エネ効果が高まります。

エアコンや、灯油などの化石燃料を使用するボイラー冷暖房と比較すると、施設の規模などにもよりますが燃料代が2~7割程度削減され、それに伴って二酸化炭素排出量も2~6割程度削減されるというデータが出ています。(環境省調査データより)
また、排熱を大気中に放出しないため、ヒートアイランド現象の緩和にも貢献する事が期待されています。

課題もあり、国内では普及し始めたばかりであることから、地中熱の長期的な影響等が未解明の点があります。また、近年まで普及が進まなかった大きな要因は、導入費用が高いことです。採熱用に穴を掘るためのコストが高く、施工方法によっては比較的安価に設置できる場合もありますが、今後の技術開発などによる導入費用の低減が期待されています。

地中熱ヒートポンプには、
(1)地下水を汲み上げて、その地下水の熱を利用し、再度地下水を地下に戻したり地表に放水する「オープンループ方式」
(2)地中に開けた穴に管を設置し、その管の中に不凍液を通して循環させて熱交換する「クローズドループ方式」
の2種類があります。

クローズドループ方式(2)が、地中熱ヒートポンプシステム全体の普及率の8割を占めます。

地中熱利用や地中熱ヒートポンプシステム関連リンク

地中熱利用に関する内容は、下記に紹介するホームページでも詳しく掲載されていますのでご参照下さい。

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生活環境課環境保全係 内線 465
E-mail: seikatsu@city.omachi.nagano.jp

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