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2013 年度 研究成果報告書

ヒートアイランド現象の抑制を目指した冷房排熱の帯水層処分システムの実用化

研究課題

  • PDF
研究課題/領域番号 23246155
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関秋田大学 (2013)
九州大学 (2011-2012)

研究代表者

藤井 光  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80332526)

研究分担者 内田 洋平  産業技術総合研究所, 福島再生可能エネルギー研究所, 研究チーム長 (90356577)
村岡 洋文  弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 教授 (20358146)
井岡 聖一郎  弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 准教授 (40598520)
吉岡 真弓  産業技術総合研究所, 福島再生可能エネルギー研究所, 研究員 (10575492)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード地中熱利用 / 地下水 / 注水 / 数値シミュレーション / サーマルレスポンス試験
研究概要

地中熱交換井においてクロスフローまたは注水により坑井内流れを発生させて地中熱利用システムにおける効率を増進させること目指して,実証試験を地質条件の異なる計4か所で実施した。その結果,クロスフローが得られる地盤では,熱移流効果により地中熱交換井長さを大幅に削減できること,クロスフローの存在しない地盤では,5L/min程度の注水量により熱交換効率が顕著に改善できることがわかった。また,シミュレータを用いた感度計算を実施し,過度の注水による改善効果は少なく,コストを考慮すると1-5L/min程度の少量の注水が妥当であること,注水温度を地層温度に近づけることが重要であることがわかった。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (27件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Enhancement of Heat Exchange Capacity of Ground Heat Exchangers by Injecting Water into Wells2014

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Itoi, R., Chou, N., Okubo, H., Fujii, H.
    • 雑誌名

      Proc. Stanford Geothermal Workshop 2014

      巻: (paper No. SGP-TR-202)

  • [雑誌論文] Numerical modeling of Slinky-coil horizontal heat exchangers considering snow coverage effects2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Yamasaki, S., Maehara, T.
    • 雑誌名

      Proc. Stanford GeothermalWorkshop 2013

      ページ: 1378-1383

  • [雑誌論文] Field test of ungrouted ground heat exchangers with in-hole vertical groundwater flow2013

    • 著者名/発表者名
      Maehara, T., Fujii, H., Ioka, S., Watabe, A.
    • 雑誌名

      Proc. Stanford Geothermal Workshop 2013

      ページ: 1403-1407

  • [雑誌論文] Numerical simulation and sensitivity study of double-layer Slinky-coil horizontal ground heat exchangers2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Yamasaki, S., Maehara, T., Ishikami, T., Chou, N.
    • 雑誌名

      Geothermics

      巻: Vol.47 ページ: 61-68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 青森県における地盤の見かけ熱伝導率2013

    • 著者名/発表者名
      井岡聖一郎・村岡洋文・南條宏肇・藤井光・坂本隼人,長内利夫
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.35 ページ: 105-110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 垂直型地中熱交換井への注水が熱交換能力に与える影響に関してのフィールド試験による検討2013

    • 著者名/発表者名
      駒庭義人・藤井光・前原隆広・長直勝
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.35 ページ: 137-148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of the capacity of ground heat exchangers by water injection2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Komaniwa, Y., Onishi, K., Chou, N.
    • 雑誌名

      Geothermal Resources Council Transactions

      巻: Vol.37 ページ: 589-594

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating the performance of a large borehole ground source heat pump for greenhouses in northern Japan2013

    • 著者名/発表者名
      Li, H., Nagano, K., Li, Y., Shibata, K., Fujii, H.
    • 雑誌名

      Energy

      巻: Vol.63 ページ: 387-399

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of injecting water into the wel1 0n heat exchange rates on vertical ground heat exchangers2013

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Itoi, R., Chou, N., Okubo, H. , Chou, N., Fujii, H.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2013

      ページ: 262-267

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical modeling of aquifer thermal energy storage system for Optima1 operation scenario2013

    • 著者名/発表者名
      Maehara, T., Fujii, H., Itoi, R., Yamaya, M., Uchida, Y., Yoshioka, M.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2013

      ページ: 366-374

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical modeling of Slinky-coil horizontal ground heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Nishi, K., Komaniwa, Y., Chou, N.
    • 雑誌名

      Geothermics

      巻: Vol.41, No.1 ページ: 55-62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2層構造を導入した直管式及びSlinky-coil式水平型地中熱交換器のフィールド試験2012

    • 著者名/発表者名
      藤井光・駒庭義人・石上孝・長直勝・大島和夫・谷口聡子
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.34 ページ: 37-46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field Tests and Numerical Modeling of Double-layered Straight Horizontal Ground Heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Maehara, T., Komaniwa, Y., Chou, N., Ishikami, T.
    • 雑誌名

      Proc. InnoStock 2012

      巻: (Paper No.INNO-U-05)

  • [雑誌論文] Experiments and numerical study on the effects of filling materials in ground heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, M., Fujii, H., Komaniwa, Y., Chou, N.
    • 雑誌名

      Proc. InnoStock 2012

      巻: (Paper No. INNO-U-63)

  • [雑誌論文] Numerical modeling and sensitivity study of Slinky-coil ground heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Yamasaki, S., Maehara
    • 雑誌名

      Proc. FEFLOW User Conference

  • [雑誌論文] Groundwater flow and heat transfer modeling to estimate the area suitable for ATES2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, M., Uchida, Y., Fujii, H., Yamaya, M.
    • 雑誌名

      Proc. FEFLOW User Conference

  • [雑誌論文] Evaluation on the effect of crossflow of groundwater on heat exchange rates in vertical ground heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Fujii, H. Komaniwa, Y., Ioka, S.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2012

      ページ: 221-225

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation on the Effect of Water Injection on Heat Exchange Rates in Vertical Ground Heat Exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Maehara, Y., Fujii, H., Komaniwa, Y., , Chou, N.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2012

      ページ: 273-277

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 垂直型地中熱交換井における地下水のクロスフローが熱交換量に及ぼす影響の評価2012

    • 著者名/発表者名
      藤井光・駒庭義人・井岡聖一郎・渡部敦史・井上陽平
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.34 ページ: 175-183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地球温暖化対策効果から見た温暖地方における地中熱利用可能性2012

    • 著者名/発表者名
      野本卓也・藤井光・内田洋平・利部慎・嶋田純
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.34 ページ: 185-197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 垂直型地中熱交換井における地下水揚水による熱交換量増進の評価2011

    • 著者名/発表者名
      藤井光,野本卓也,大島和夫,石上孝,谷口聡子,山口雅登
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.33, No.2 ページ: 67-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of thermal resistance of ground heat exchangers using large grain size materials2011

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Komaniwa, Y., Nomoto, T., Chou, N.
    • 雑誌名

      Geothermal Resources CouncilTransactions

      巻: Vol.35 ページ: 1095-1100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical modeling of large-scale cluster of vertical ground heat exchangers2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, M. Fujii, H., Nagano, K.
    • 雑誌名

      Geothermal Resources Council Transactions

      巻: Vol.35 ページ: 1101-1105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 砂利充填された地中熱交換井の熱交換能力に関しての室内実験による評価2011

    • 著者名/発表者名
      駒庭義人・藤井光・長直勝・藤田幸人
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: Vol.33 ページ: 169-178

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D numerical simulation of subsurface temperature distribution in Kumamoto Plain for application of geothermal heat pump systems2011

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, T., Fujii, H., Uchida, Y., Shimada, J.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2011

      ページ: 237-242

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experiments and numerical study on the effects of filling materials in ground heat exchangers2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, M., Fujii, H., Komaniwa, Y., Chou, N.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2011

      ページ: 243-246

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Numerical Model of Greenhouses for Estimating Heating and Cooling Load to Minimize Initial Cost of Geothermal Heat Pump Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Komaniwa, Y., Iwata, K., Fujii, H., Ishikami, T., Taniguchi, S., Ohshima, K., Chou, N.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2011

      ページ: 529-532

    • 査読あり
  • [学会発表] 仙台平野を対象とした陸面熱収支を考慮した水・熱輸送モデルの構築及び地中熱利用に関するケーススタディ2013

    • 著者名/発表者名
      多田和広,森康二,内田洋平,吉岡真弓,藤井光,山谷睦
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2013-11-08
  • [学会発表] 帯水層蓄熱冷暖房システムにおける数値モデルの構築及び最適稼動シナリオの検討2013

    • 著者名/発表者名
      前原隆広,藤井光,糸井龍一,山谷睦,内田洋平,吉岡真弓
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2013-11-08
  • [学会発表] 地中熱利用を目的とした地下水流動・熱輸送モデル構築のための温泉データ・TRT結果の利活用2013

    • 著者名/発表者名
      シュレスタガウラブ,内田洋平,吉岡真弓,藤井光,井岡聖一郎
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2013-11-07
  • [学会発表] 垂直型地中熱交換器への注水による熱交換能力への影響2013

    • 著者名/発表者名
      井上陽平,糸井龍一,長直勝,大久保博晃,藤井光
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2013-11-07
  • [学会発表] Numerical modeling of Slinky-coil horizontal heat exchangers considering snow coverage effects2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Yamasaki, S., Maehara, T.
    • 学会等名
      Proc. Stanford Geothermal Workshop
    • 発表場所
      Stanford, USA
    • 年月日
      2013-02-13
  • [学会発表] Field test of ungrouted ground heat exchangers with in-hole vertical groundwater flow2013

    • 著者名/発表者名
      Maehara, T., Fujii, H., Ioka, S., Watabe, A.
    • 学会等名
      Proc. Stanford Geothermal Workshop
    • 発表場所
      Stanford, USA
    • 年月日
      2013-02-13
  • [学会発表] 津軽平野における地中熱ポテンシャル評価2012

    • 著者名/発表者名
      シュレスタ ガウラブ,内田洋平,吉岡真弓,藤井光,井岡聖一郎
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      秋田県湯沢市
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] コイル型水平熱交換器の長期運転実績評価2012

    • 著者名/発表者名
      谷口聡子,石上孝,渡部敦史,大島和夫,藤井光,長直勝
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      秋田県湯沢市
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] さまざまな地表面条件における水平型地中熱交換器の数値シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      山崎将平,藤井光,石上孝,長直勝,駒庭義人
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      秋田県湯沢市
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] 秋田平野における帯水層蓄熱冷暖房システムの適地評価2012

    • 著者名/発表者名
      吉岡真弓,内田洋平,藤井光,山谷睦
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      秋田県湯沢市
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] 直管式水平型地中熱交換器のフィールド試験及び数値シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      前原隆広,藤井光,駒庭義人,長直勝,石上孝
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      秋田県湯沢市
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] 帯水層間の地下水流れを伴う地中熱交換井の熱交換能力の評価2012

    • 著者名/発表者名
      井上陽平,藤井光,駒庭義人,井岡聖一郎
    • 学会等名
      日本地下水学会秋季講演会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2012-09-27
  • [学会発表] 帯水層蓄熱冷暖房システムの適地評価手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      内田洋平・吉岡真弓・藤井光・山谷睦
    • 学会等名
      日本地下水学会春季講演会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2012-05-26
  • [学会発表] 山形盆地における帯水層蓄熱冷暖房システムの適地評価2012

    • 著者名/発表者名
      吉岡真弓・内田洋平・藤井光・山谷睦
    • 学会等名
      日本地下水学会春季講演会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2012-05-26
  • [学会発表] Experiments and numerical study on the effects of filling materials in ground heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, M., Fujii, H., Komaniwa, Y., Chou, N.
    • 学会等名
      InnoStock 2012
    • 発表場所
      Llieda, Spain
    • 年月日
      2012-05-01
  • [学会発表] Field Tests and Numerical Modeling of Double-layered Straight Horizontal Ground Heat exchangers2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Maehara, T., Komaniwa, Y., Chou, N., Ishikami, T.
    • 学会等名
      InnoStock 2012
    • 発表場所
      Llieda, Spain
    • 年月日
      2012-05-01
  • [学会発表] 3D numerical simulation of subsurface temperature distribution in Kumamoto Plain for application of geothermal heat pump systems2011

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, T., Fujii, H., Uchida, Y., Shimada, J.
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2011
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] Experiments and numerical study on the effects of filling materials in ground heat exchangers2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, M., Fujii, H., Komaniwa, Y., Chou, N.
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2011
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] Development of a Numerical Model of Greenhouses for Estimating Heating and Cooling Load to Minimize Initial Cost of Geothermal Heat Pump Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Komaniwa, Y., Iwata, K., Fujii, H., Ishikami, T., Taniguchi, S., Ohshima, K., Chou
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2011
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 帯水層蓄熱冷暖房システムの適地評価手法の開発その2山形盆地の広域地下水流動熱輸送シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      吉岡真弓・内田洋平・藤井光・山谷睦
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      茨城県指宿市
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] 帯水層蓄熱冷暖房システムの適地評価手法の開発その 1.山形盆地における水文・地下温度環境2011

    • 著者名/発表者名
      内田洋平・吉岡真弓・藤井光・山谷睦
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] フィールド試験による水平型熱交換器の効率比較2011

    • 著者名/発表者名
      谷口聡子・大島和夫・渡部敦史・石上孝・藤井光・駒庭義・長直勝
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] さまざまな埋設方法を用いた水平型地中熱交換器の数値シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      山崎将平・藤井光・駒庭義人・石上孝・長直勝
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] グラウト材の異なる熱交換井の熱交換能力に関する実験と数値モデリング2011

    • 著者名/発表者名
      藤本将史・藤井光・駒庭義人・長直勝
    • 学会等名
      日本地熱学会
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] Numerical modeling of large-scale cluster of vertical ground heat exchangers2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, M. Fujii, H., Nagano, K.
    • 学会等名
      Geothermal Resources Council
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2011-10-25
  • [学会発表] Reduction of thermal resistance of ground heat exchangers using large grain size materials2011

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Komaniwa, Y., Nomoto, T., Chou, N.
    • 学会等名
      Geothermal Resources Council
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2011-10-25
  • [学会発表] 帯水層蓄熱冷暖房システムの適地評価手法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      内田洋平,吉岡真弓,藤井光,山谷睦
    • 学会等名
      日本水文科学会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2011-10-08
  • [図書] 地熱エネルギーハンドブック,地熱エネルギーハンドブック刊行委員会編2014

    • 著者名/発表者名
      分担執筆(藤井光を含む 46名)
    • 総ページ数
      923
    • 出版者
      オーム社

URL: 

公開日: 2015-06-25  

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