地中熱利用促進協会
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・地中熱に関するQ&A
1.地中熱利用の紹介
1-1.地中熱利用ヒートポンプって何?
1-2.どんなタイプの地中熱利用ヒートポンプが利用可能なの?
1-3.HPのサイズは?
1-4.HPはどこに置くの?
1-5.地中熱利用ヒートポンプはどれだけ効率的なの?
1-6.地中熱利用ヒートポンプは室内空気を汚さないの?
1-7.地中熱利用ヒートポンプは環境に与える影響が最も少ないシステムって本当?
1-8.地中に熱を捨てるシステムが増えると地中の温度が上昇してしまい、地球に悪い影響が出るのではないか?
1-9.地中熱利用ヒートポンプの寿命は?
1-10.価格は?回収期間は?
1-11.契約している電気のアンペア数を増やす必要があるの?
1-12.欧米で普及していて、日本で普及していないのは何故?
1-13.コストが高いのが課題であろうと思うが、その対策としてどの様なことが考えられているか?
1-14.地中熱を広めるためにどの様な努力/活動をされているのか?
1-15.地中熱に興味があるが実際に仕事をしてもらう、相談するにはどの様にすれば良いのか?
2.地中熱利用の原理
2-1.HPの原理は?
2-2.どうやって地下から熱を得るの?
2-3.開放循環(open-loop)システムって何?
2-4.密閉循環(closed-loop)システムって何?
2-5.冷暖房を地中熱利用ヒートポンプだけで本当に出来るの?
2-6.地中熱利用ヒートポンプはお湯を作れるの?
2-7.地中熱交換井の本数と深さは、どのようにして決めるの?
2-8.地中の熱は、どの程度あれば足りるの?
2-9.そんなに熱量が地中から取れるの?
2-10.循環させる流体は?
3.地中熱を利用した導入事例
3-1.地中熱利用ヒートポンプは暖房に使えるのは分かるが、冷房にも使えるの?
3-2.融雪は出来るの?
3-3.温水プールは出来るの?
3-4.大規模な家や施設の暖房は出来るの?
3-5.地中熱を使った例について知りたいがどうすればよいか?
4.地中熱利用技術に関連した事項
4-1.開放循環(open-loop)システムではどの位の地下水が必要なの?
4-2.開放循環(open-loop)システムは環境に影響を及ぼすの?
4-3.開放循環(open-loop)システムを導入するのに規制はあるの?
4-4.良質でない水を使うと問題が発生するの?
4-5.抽熱パイプの寿命は?
4-6.どうやってパイプを接合するの?
4-7.メンテナンス方法は?
4-8.どの位まで掘る必要があるのか?
4-9.都心では、地下鉄などが走っているが、その様な場所で利用できるのか?



地中熱利用ヒートポンプって何?
 HPとは、熱を冷たい所から暖かい所に移動させる機械です。 地中熱利用ヒートポンプとは大地とHPを組み合わせた集中冷暖房・給湯システムで、 冬(暖房時)は大地の熱を利用し、夏(冷房時)は室内の熱を大地に蓄えます。
 ご家庭にある冷蔵庫の裏面をさわってみて下さい。暖かいと思います。 この熱は、冷蔵庫を冷やすために庫内から運び出された熱で、 冷たい庫内から暖かい室内への熱の移動はHPで行われています。 地中熱利用ヒートポンプも同じ原理で動作しますが、 異なるのは熱の移動を室内と大地の間で行っている点です。

(NPO)地中熱利用促進協会 子供向けパンフレット
「地中熱エネルギーって何だろう?」より

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1-2.どんなタイプの地中熱利用ヒートポンプが利用可能なの
  地中熱利用ヒートポンプ用HPを使用します。水熱源ヒートポンプも温度帯によっては利用可能です。

商品化されているHPの一例です。(ゼネラルヒートポンプ工業(株)提供)

これは、地中熱源対応排熱回収型高効率水冷式ヒートポンプチラー(30HP相当)で、 セントラル空調と給湯に対応したヒートポンプチラーです。


地中熱源対応「湯もでーるマルチ」(10HP相当)で、 個別空調に対応した直膨タイプのビルマルで、給湯機能も付加できます。



関連Q&A
HPのサイズは?

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1-3.HPのサイズは
 対象とする家屋やビルで冷暖房に必要とされる熱量を正確に見積もってHPのサイズを決める必要があります。 窓のタイプや気密性能(insulation)、負荷に留意すれば、熱挙動(損失や獲得)が分かります。 HPのサイズが適正に設計されれば、一年を通して快適な暮らしが出来ます。

商品化されているHPの一例です。(ゼネラルヒートポンプ工業(株)提供)

この水冷ヒートポンプチラー30HP(冷暖房・給湯タイプ)のサイズは、800W×1,700D×2,250Hです。


この水冷ビルマル(10HP)のサイズは890W×890D×1,660Hです。


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1-4.HPはどこに置くの?
 用途にあわせて戸外や歩道等、様々な場所に置きます。
また、HPの作動に伴う音は静かですし、室内に置けばHP本体を暴風雨に晒すこと がないので、長持ちします。

HP設置例(犬山里山学センター)(東邦地水(株)提供)

戸外でのHP設置例(土手町)(日本地下水開発(株)提供)

歩道での設置例(鰺ヶ沢)(日本地下水開発(株)提供)

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1-5.地中熱利用ヒートポンプはどれだけ効率的 なの?
 地中熱利用ヒートポンプの稼働コストは深夜電力を使用すると電気ヒーターよりも平均約25%程度安くなります。 電気ヒーターやエアコンは給湯できませんが、地中熱利用ヒートポンプは給湯ができ、ますます効率的です。

NEDOパンフレット(2006.09)より

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1-6.地中熱利用ヒートポンプは室内空気を汚さ ないの?
 灯油やガスを用いる冷暖房機は、燃焼に伴って発生する一酸化炭素や他の有害ガスを煙突から室外へ排出する必要があります。 地中熱利用ヒートポンプを含めた電気式HPは燃焼を伴わないので、室内空気を汚しませんし、煙突も必要ありません。

環境省パンフレット(NPO法人地中熱利用促進協会協力、2007.03)より

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1-7.地中熱利用ヒートポンプは環境に与える影 響が最も少ないシステムって本当?
 地中熱利用ヒートポンプは、地中と室内空気の間で熱だけを移動させます。 HPは少しの電気で稼働し、消費した電気エネルギーの3.5倍以上のエネルギーを利用できるので、 環境に与える負荷が最も少ないシステムと言えます。

環境省パンフレット(NPO法人地中熱利用促進協会協力、2007.03)より

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1-8.地中熱利用ヒートポンプは環境に与える影響が最も少ないシステムって本当?
 地中に熱を捨てる(排熱)だけというシステムは非常に少なく、通常は冬期に地中から採熱し、 夏期に地中へ排熱することで、年間を通しての熱収支バランスをとるようにしていますので、 長期的に地中の温度が上昇する心配はありません。温暖な地域で、夏期の排熱量が冬期の採熱量を上回る場合には、 夏期でも給湯も行うなどして、熱収支をバランスさせる工夫が行われています。
 ただし、夏期の排熱期間中に、熱交換パイプ周辺の地中温度が徐々に上昇して、 夏の終わりに2-3℃上がっている可能性はあります。 この場合、影響を受ける生物としては地中のバクテリアが考えられますが、 温度上昇によってバクテリアの数が増減するわけではなく、棲息するバクテリアの種類が、 より高温を好むタイプにシフトします。そのシフトの度合いも、 化学物質の浸透などによる場合に比べれば遥かに小さく、生物圏への影響は小さいと言えます。
 夏期に地中に熱を捨てることにより、日中の気温上昇を抑制することができ、 更に気温上昇の抑制によって冷房消費を抑えて排熱量を減らせるという二重の効果があるため、 地中熱利用によるヒートアイランド現象緩和への貢献度は大きく、 地下と地上を含めた地球という観点から言えば、地球に良い効果が期待されます。

環境省パンフレット(NPO法人地中熱利用促進協会協力、2007.03)より

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1-9.地中熱利用ヒートポンプの寿命は?
 専門家は25〜35年間は地中の熱を利用可能と言っています。この期間は、既存 システムの約2倍です。 ただし、HP本体は機械であるため、室内に設置したとしても、その寿命はエアコ ンより若干長い程度と思われます。

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1-10.価格は?回収期間は?
 日本の場合は、戸別住宅用で300万円〜500万円です。これには室内の冷暖房や 給湯機器を含んでいます。 従来機器との差を回収するには時間がかかりますが、国や県の補助制度がありま すので、 それを活用することで10年程度になるように努力しています。

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1-11.契約している電気のアンペア数を増やす 必要があるの?
 現在契約しているアンペア数や地中熱利用ヒートポンプの規模によります。

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1-12.欧米で普及していて、日本で普及してい ないのは何故?
 大きな原因は、 a.日本での設置コストが欧米に比べて高いことと、b.普及していないために ご存じの方が少ないこと、 さらにはc.普及のための助成制度が整備されていないことと思われます。
 日本での設置コストが高いのは、欧米と比較して地質が複雑であり、環境への配慮、掘削機の稼働率が低いことなどが上げられます。現状では、1万円から1.5万円/mのコストがかかっています。

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1-13.コストが高いのが課題であろうと思うが、その対策としてどの様なことが考えられているか?
 初期コストを下げることの重要性は、広く地中熱が広まっているヨーロッパ、 米国でもいまだに言われている重要なテーマです。 勿論地中熱の認知度がやっと高まり始めた日本では、ヨーロッパ、米国と比べて も、まだかなり初期コストが高いことから、 より重要なテーマとなっています。
 日本の掘削コストがヨーロッパ、米国と比べて高いのは、地質が多様であり、 更に非常に崩壊しやすい地質が多いことに原因があります。 その代わり、ほとんどの熱交換井で地下水の流動が認められることが多くなっています。 特に、河川の近くなど地下水が豊富な地域では、 地下水が流動していることを確認できれば、初期コストをかなり低減できます。
 また、地下水を汲み上げ、地上で熱交換する方法は、効率が更に高くなります ので初期コストの低減が可能となります。 更に、既に地下水・工業用水を使っている所で、その水を熱源として、容易に地 中熱の利用が可能となります。 ただし、地下水を新たに掘って利用する場合には、地方自治体で詳細な規制がか かっていますのでそれを調べる必要があります。 一般的に大量の汲み上げは難しくなっています。
 新しい試みとしては、建築物に必要となる杭を熱交換井として利用する方法です。 鋼管杭、PC杭、現場打ち杭などの種類がありますが、それらを使うことで大幅 な初期コストを低減することが可能となります。 ただし、建築物の設計段階から熱交換井として使用することを考えて建物などの設計をする必要があります。 杭を利用する建築物では是非活用したい技術です。
 その他、各社が研究していることは間違いありません。発表できる技術が出てきましたら、報告します。

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1-14.地中熱の普及活動のためにどの様な努力/活動をされているのか?
 地中熱を急速に広げるためには、
  • 地中熱の名前さえご存じでない方、
  • 名前は知っていても内容・効果を知らない方などの数を減らすこと、
    すなわち認知度の向上が当面の課題と理解しております。その為、
  • 展示会への出展(本年度は3カ所で実施)
  • ホームページの充実(毎月バージョンアップ中)
  • 見学会での説明(本年度は、大阪(9月)、九州(11月)と軽井沢(1 月)を予定)
  • 経産省、環境省などへの具申(パブリックコメントなどを提出)などを行っています。

 これらの案を作成したり、実行するのがワーキンググループ(WG)です。

 現在、普及促進WGとシステムWGがあり、普及促進WGでは、シンポジウム、展示会、制度施策、グリーン熱推進、ホームページのグループがあります。 また、システムWGには、システム研究、設置モデル、基礎講座、環境省実証事業、マニュアルのグループがあります。

 協会員のかたは、一度、活動に参加ください。
これらの普及・促進活動のためには、NEDOによる非営利活動補助金を受けています。



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『地中熱利用ヒートポンプシンポジウム』地下水を上手に使って快適なくらし!

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1-15.地中熱に興味があるが実際に仕事をして もらう、相談するにはどの様にすれば良いのか?
 以下のいずれかの方法がございます。


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