地中熱総合利用ポテンシャルの把握法及び最適利用法に関する研究

如何认识地热综合利用潜力并优化利用研究

• 批准号: 08J10944
• 负责人: 南 有鎮
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J10944/
• 关键词: 地中熱利用; ポテンシャル把握; 空調システム; 実証実験; 数値シミュレーション; 空水冷ヒートポンプシステム; 地中熱; 地下水利用; ポテンシャルマップ; 空水冷ヒートポンプ; 冷暖房実験; フィージビリティスタディ

本研究は、自然エネルギー有効利用として年間を通し恒温性を持つ地中温度を利用する地中熱・地下水利用空調システムに着目し、大都市における地中熱総合利用のポテンシャルの把握法及びその最適利用手法を明らかにすることを目的とする。具体的には、(1)地中熱・地下水利用空調システムの適地選定のためのデータベース構築、(2)都心部における導入を想定した実大実験及び数値解析手法の開発、(3)地中熱総合利用(地中熱・地下水)の定量的ポテンシャルの把握および地中熱・地下水利用空調システムの最適運用手法の提案を実施する。この研究は、今まで実験レベルに留まっていた地中熱・地下水利用技術において、更なる実用化および普及のため、定量的な設計・運転手法を確立することに意義がある。本研究期間において国土地理情報(GIS)、水理地質情報、地質年表等を利用し地中熱総合利用の巨視的ポテンシャルを把握する手法を提案し、東京23区を対象とした検討を行った。また、実大実験装置を用いた冷暖房性能実験により、地下環境への影響や省エネ効果を定量的に把握すると共に、実験とシミュレーションの比較により数値解析手法の精度検証を行った。この数値解析手法により、都心部内の地中熱利用による地下熱汚染や地下水位変化などの地下環境の予測は勿論、最大利用可能な採・放熱量を事前に把握することができた。さらに地中熱・地下水利用空調システムの最適利用のため、従来の空冷と地中熱を併用する空水冷システムの開発を行い、実証実験および最適運転手法の検討を実施した。これらの研究成果は、国内外学術発表会および雑誌論文として発表された。

本研究的重点是利用地热和地下水的空调系统，利用全年保持恒定的地下温度，作为自然能源的有效利用方法。具体来说，我们将（1）建立一个数据库，用于选择地热/地下水空调系统的合适位置，（2）假设在城市地区引入，开发全面的实验和数值分析方法，以及（3）开发地下我们将掌握综合热利用（地热和地下水）的定量潜力，并提出利用地热和地下水的空调系统的最佳运行方法。该研究对于建立定量设计和运行方法，为目前仍处于实验水平的地热能和地下水利用技术的进一步实际应用和推广具有重要意义。在本研究期间，我们提出了利用国家地理信息（GIS）、水文地质信息、地质年代学等来把握地热综合利用的宏观潜力的方法，并针对东京都的23个区进行了研究。此外，我们利用全尺寸实验设备进行供暖和制冷性能实验，定量了解对地下环境的影响和节能效果，并通过实验和模拟的对比验证了数值分析方法的准确性。利用这种数值分析方法，我们不仅可以预测市中心范围内因利用地热而造成的地下热污染、地下水位变化等地下环境，还可以提前掌握最大可用取热量和辐射。此外，为了优化地热和地下水空调系统的利用，我们开发了传统风冷和地热相结合的风水冷却系统，并进行了示范实验和检验最佳运行方法。这些研究成果在国内外学术会议上发表并作为期刊文章发表。

项目成果

韓国における地中熱・地下水利用空調システムの普及状況及び技術に関する調査

韩国地热及地下水空调系统传播现状及技术调查

• 发表时间: 2008
• 作者: 南有鎮;大岡龍三;柴芳郎;奥村建夫;谷藤浩二
• 通讯作者: 谷藤浩二

地下水循環型空水冷ハイブリッドヒートポンプシステムの開発に関する研究(その1)SCWシステム概要及び実験装置の構築

地下水循环式风水冷混合热泵系统发展研究（一）SCW系统概述及实验设备建设

• 发表时间: 2008
• 作者: 南有鎮;大岡龍三;柴芳郎;奥村建夫
• 通讯作者: 奥村建夫

DEVELOPMENT OF HYBRID HEAT PUMP SYSTEM USING MULTI SOURCES OF GROUNDWATER AND AIR

利用地下水和空气多种来源开发混合热泵系统

• 发表时间: 2008
• 作者: Yujin Nam;Ryozo Ooka;Yoshiro Shiba;Tateo Okumura
• 通讯作者: Tateo Okumura

地中熱空調システムのための地中採・放熱量予測モデルの開発 第2報 実物件への適用による地中熱交換器の配置と循環水量の検討

地热空调系统地下抽气和放热预测模型的开发第2部分地下热交换器的布置和循环水量的应用到实际特性的研究

• 发表时间: 2009
• 期刊: 空気調和・衛生工学会論文集 No.147
• 作者: 南有鎮;大岡龍三
• 通讯作者: 大岡龍三

地下水利用空調システムのための冷暖房実験及び数値解析手法に関する研究

地下水空调系统供暖制冷实验及数值分析方法研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 南有鎮;大岡龍三;黄錫鍋
• 通讯作者: 黄錫鍋