2021 Fiscal Year Annual Research Report
帯水層蓄熱運用時の帯水層内温度分布の実態把握及び蓄熱井戸間の熱干渉に関する研究
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19H02300
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
西岡 真稔 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (40287470)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 帯水層 / 蓄熱 / 冷暖房 / 省エネルギー / 低炭素 / 熱回収率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実運用される蓄熱井戸に対して、距離25ｍ（観測井1）と35ｍ（観測井2）の地点に、観測井を構築し、2019年12月から水温の計測を実施した。観測井は、冬期に冷水を蓄熱する熱源井の近傍に設けており、2019年度の冬期から2021年度の冬期までの3年に渡り、冷水を帯水層内に蓄熱する際の、近傍への冷水塊の広がり状況を水温変化として観測しデータを蓄積した。ここで得た冷水塊の広がり実態は、帯水層への蓄熱量が大きな実運用中の熱源井戸近傍でしか得られない貴重なデータである。
申請者らの既往研究と同様に、数値シミュレーションによる水温計算値と観測井における水温測定値を比較することにより、両者が一致するときの帯水層熱特性値（熱分散長、容積比熱、熱伝導率、地下水流速）を求め、対象帯水層の熱特性値を同定した。熱源井戸において帯水層にポンプで注入する還水温度・還水流量の測定値を、熱流動解析の入力条件として与え、数値解析により帯水層内の水温変化を分析した。帯水層熱特性値の同定方法として、2020年度は帯水層内の空間温度分布による評価を行っていたが、2021年度は温度勾配の空間分布を用いた評価を行うよう同定手法を改良した。
観測井の温度観測値を用いることで熱源井戸における揚水温度を用いた同定では評価することのできなかった地下水流速や帯水層厚さについての評価が可能となった。また、この同定結果を用いて数値解析を行うことにより、観測井戸の以外の地点の水温分布について、内挿・外挿により求めることで、本研究の目標とした帯水層内の蓄熱水塊の広がり状況の実態を明らかとした。蓄熱塊の広がり状況の分析においては、温度勾配のピーク値とその出現位置を評価することが有効であることを示した。なお、2021年度に実施する計画であった低温井戸・高温井戸間の熱干渉については、研究途上であり継続課題として残った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
