パイプ・イン・パイル工法の概要

基礎杭利用地中熱融雪システム

  
環境にやさしい、地中熱・太陽熱利用のクリーン融雪。

基礎杭利用で低コストな地中熱融雪を実現!

パイプ・イン・パイル工法による融雪

実用新案登録済み

 
地中熱で暖められた基礎杭の中の水を循環させる方式を採用。
低コストを実現した地中熱融雪です。
このシステムは、基礎杭の中空部と舗装面に埋設した放熱管を閉じた管路でつなぎ、内部を水や不凍液で満たし、これを積雪時にポンプで循環させ舗装上の雪を融かすものです。すなわち、地中熱で暖められた杭内部の水や不凍液が放熱管に送られ、放熱管は舗装面を暖め、積もった雪を融かすものです。
そして冷たくなった水や不凍液は樹脂管を通って再び杭の底部に送られます。底部の水や不凍液は順次杭の上部へ送られますが、その間にまわりの杭壁や地中の熱を吸収して暖まり、再び融雪放熱管へと送られます。
( 基礎杭1本当りの融雪面積を小さくすれば、56豪雪の降雪量でも融かすことが可能です! )

▲システム概念図

 

特     長

1.人工熱源や地下水を使わない。
融雪のための熱源は、すべて太陽熱で暖められた地中熱です。また、放熱パイプと基礎杭の中の水や不凍液は循環していますから、地下水も不要です。
2.地中熱だけで大丈夫!
長時間の連続融雪では、その能力は地中熱からの回収とバランスするまで低下しますが、その後はほとんど低下しません。また、運転を休止すると、次の寒波までには下図のように杭内平均水温は地中熱で回復します。さらに夏には日中の運転で、地中温度を強制的に回復させます。
3.融雪能力の変動には積雪センサーで対応。
融雪能力の増減には、融雪路面の積雪の有無を感知する積雪センサーが断続運転や降雪後の延長運転で対応します。
4.施工費・維持費が安価。
熱交換器は建物の基礎杭を利用するため、低コストで施工できます。維持費は循環ポンプの運転の電気代だけで済み、きわめて安価です。
5.無散水だから歩きやすい。
散水しないため水はねがなく、人にやさしい融雪です。
 
融雪能力
外径45cm、内径31cm、長さ22mのPHC杭1本に融雪10m2を負担させての実験では、1991年1月から2シーズンにわたって最大60cmの積雪時にも、融雪舗装面には雪は積もりませんでした。
 
 
実験内容 上図は1991年1月から3月までの杭内部平均水温と福井地方気象台の降雪・積雪記録で、実験期間の12時間ごとのパイル1本当り取り出し熱量と降雪深および平均地温、杭内平均水温と自然状態の積雪深の経過を示したものです。
 
背景の建物の基礎杭を熱交換器に兼用した地熱融雪。環境にやさしく、基礎杭兼用で費用も安価。水はねもなく、人にやさしい合理的なシステムです。
大学住宅駐車場

駐車場、橋梁、歩道などで有効に利用できます。

<工事概要>
利 用 し た 杭/ PHC杭 L=35m 400mm 48本(杭内貯留水量88m3
融 雪 対 象/ 福井県立大学教員住宅駐車場400m2
循 環 ポ ン プ/ 2.2kW(電気こたつ3台相当)
竣     工/ 1992年9月
運     転/ 積雪センサー(写真左側の筒)
 
基礎杭を兼用することで施工費は電気、ボイラー方式並み。維持費は桁違いに安価。これなら地球も傷つきません。

杭への配管(1)

杭への配管(2)
杭への配管1 杭への配管2

杭からのパイプとヘッダー管 放熱管配管とコンクリート舗装工 融雪状況
パイプとヘッダー 電気融雪より、よく融けるとの声があがりました。
 



福井県立図書館,福井教育センターでは水熱源ヒートポンプで冷暖房に利用
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