豪雪地帯を対象とした地下帯水層蓄熱法による冷・暖房及び融雪システム

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61850036
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 梅宮 弘道 山形大学, 工学部, 教授 (40007183)
• 研究分担者: 田中 良雄 古河電工, 副部長 ; 桂木 公平 日本地下水開発, 取締役 ; 池田 宏 東芝プラント建設, 部長 ; 阿部 重喜 山形大学, 工学部, 教授 (00006983)
• キーワード: 地下帯水層 / 蓄熱 / 熱回収率 / 鉄コロイド / 鉄バクテリア / 熱・電気併給システム / 総合成績係数 / エネルギーコスト

研究概要

本研究では、地下帯水層を用い、夏期の自然エネルギーを冬期の暖房・融雪に、また冬期の雪の持つ冷エネルギーを夏の冷房に活用するという自然エネルギーの季節的蓄熱利用システムの開発を最終目標にしている。
本年度は、A)地下帯水層蓄熱法において、注入水に第一鉄イオンが含まれる時、帯水層内で、水酸化第二鉄コロイドが生成され、地下水の流れを抑止することにより、結果的に熱回収率が向上する現象が発生している。これをコロイド効果と呼ぶことにして、室内実験・野外実験を並行させ、B)地下帯水層蓄熱法を基礎とした熱・電気併給システム『コ・ジェネATES』(CO-GEN Eration based on Aquifer Thermal Energy Storage)に関する検討を行ない、以下の結論を得た。
Aー1)鉄コロイドの生成は、鉄バクテリア(ガリオネーラ)の活動によるものである。その活動度は、レドックス電位で判断する事が出来る。
2)週1回の逆洗操作により鉄コロイドの目詰まりは、井戸回り、直径1.6mの範囲まで破壊・除去され、それより遠方に残留する鉄コロイドが蓄熱性能を徐々に向上させる。
B)コ・ジェネATESは、地下帯水層蓄熱法を利用して自然エネルギーを取り込みながら運転することから、年間の総合成績係数=3.04、従ってエネルギーコストを現在の1/4に低減する事が出来る。

研究成果

• [文献書誌] 梅宮,武藤: 日本機械学会論文集.
• [文献書誌] 梅宮,佐藤: 日本機械学会論文集.
• [文献書誌] 梅宮,羽賀,奥山: 日本機械学会論文集.
• [文献書誌] H.Umemiya;H.Ikeda;T.Kamiyama: Proc.of.4th Int.Conf.on Energy Storage for Building Heating and Cooling(Versailles,France). 1. 301-305 (1988)
• [文献書誌] 梅宮,佐々木: 日本機械学会論文集. 54ー507. 3272-3277 (1988)
• [文献書誌] 梅宮,佐々木: 日本機械学会論文集. 54ー507. 3238-3244 (1988)
• [文献書誌] 梅宮,小池: 日本冷凍協会論文集. 5ー2. 33-39 (1988)
• [文献書誌] 梅宮,嶋脇: 日本機械学会論文集. 54ー497. 178-184 (1988)
• [文献書誌] 梅宮,小林: 太陽エネルギー. 13ー4. 10-16 (1987)
• [文献書誌] H.Umemiya: Proc.of.21th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference(San Diego,America). 2. 689-694 (1986)
• [文献書誌] K.Sawase,H.Umemiya: Proc of.21th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference,(San Diego,America). 2. 1163-1168 (1986)
• [文献書誌] 梅宮,斎藤: 太陽エネルギー. 12ー5. 6-12 (1986)