2021 Fiscal Year Annual Research Report
Suitable evaluation of shallow ground source heat exchanger, using remote-sensing
| Project/Area Number |
19K12436
|
|---|
| Research Institution | Center for Environmental Science in Saitama |
|---|
Principal Investigator |
濱元 栄起 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 主任研究員 (40511978)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八戸 昭一 埼玉県環境科学国際センター, 研究推進室, 副室長 (70415397)
石山 高 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 担当部長 (80297621)
柿本 貴志 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 専門研究員 (00462747)
宮下 雄次 神奈川県温泉地学研究所, 研究課, 専門研究員 (40416079)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 地中熱エネルギー / 地下温度 / リモートセンシング / 数値シミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
【研究背景】地中熱システムは、地球温暖化やエネルギー問題に対応するうえで有望なエネルギーシステムである。本課題では、コスト面で優れ国内でも導入が進められつつある浅層型地中熱システムに着目し、広域的な適地評価手法をに役立つ基礎研究を行うことを目的とする。特に浅層型の評価のために必要不可欠な温度情報を広域で一括して収集することが可能なリモートセンシング技術を併せて活用することが有効である。
【最終年度の成果】最終年度は地表面温度の変動（季節変動等）による地下への伝播を評価し地中熱源ヒートポンプ（クローズド式）の効率への影響をを数値シミュレーションを活用して評価した。具体的にはCase1:地表面温度が一定（15℃）の場合とCase2:地表面温度が変動する場合を境界条件に設定し、これらに浅層型システムのU字管（10ｍ×1本）を埋設した場合をモデル化し有限要素法によって両者を比較した。ここで地表面温度変動データには本科研費事業で実測した埼玉県加須市の地表面温度の長期モニタリングデータ（約2年間）を用いた。そしてU字管の出入口温度の推定結果と循環液流量、循環液の熱物性をもとに採熱量を計算した。この評価によって、地表面温度を考慮したモデル（Case2）では冷房時には10％以上も採熱量が少なくなることが分かった。すなわち温度を一定とする簡易的なモデル(Case1)に基づき設計をしてしまうと熱不足に陥ってしまうことが明らかになった。
以上のような数値シミュレーションによる評価に加えて最終年度は広域な地表面温度を知る方法として衛星熱画像やドローンを活用する有効性についても検証した。またオープン式における地下水質問題については埼玉県の事業で得られたデータを整理した。特に鉄やマンガン濃度の情報が必要不可欠であることを再認識する整理となった。これらの地域分布情報がオープン式の適地評価に活用できる。
|
Research Products
(4 results)
