高効率ヒートポンプ空調システムの実証実験がスタート
～地下水制御型高効率ヒートポンプ空調システム～
清水建設（株）と国立大学法人信州大学は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（略称：ＮＥＤＯ）の研究開発委託事業の一環で、地下水を熱源とする「地下水制御型高効率ヒートポンプ空調システム」の実証実験を信州大学工学部（長野市）で開始しました。
本システムでは、取水井から汲み上げる地下水を室内温度制御用の地下水専用水冷式ヒートポンプ、および導入外気の湿度調整用のヒートポンプの熱源水として利用し、使用後は注水井から地中に還水します。地下水温度は取水時には年間を通じてほぼ一定（約１４℃）ですが、ヒートポンプの熱源水として使用すると、熱交換によって夏季には使用済みの地下水温が上昇し、冬季には低下します。この還水の熱を地中の地下水の温度制御に利用することが本システムの大きな特徴です。
取水と還水には、２層の帯水層を使います。このため、取水井と注水井を各２本設け、地下水流の下流側を取水井、上流側を注水井とし、夏季に使用済み地下水を還水した帯水層から冬季に取水、逆に冬季に使用済み地下水を還水した帯水層から夏季に取水します。これは、還水した地下水の熱により、取水井では冬季は本来の水温より暖かい地下水、夏季は本来の水温より冷たい地下水を取水できることが期待されるためです。
もう一つの特徴は、新開発の地下水専用水冷式ヒートポンプを使用することです。このヒートポンプは、空調に必要な冷温水を製造・供給するもので、地下水温度が冷房用の冷水の温度より低い期間は地下水を直接、空調の熱源として使用するフリークーリング機能を備えています。地下水温によって、フリークーリング運転、動力を使う熱源機運転、両者のハイブリッド運転の中から効率的な運転モードを自動的に選択し、省エネを図ります。
今回の実証実験では、本システムを採り入れた２教室（空調床面積：各１１０ｍ２）と、従来タイプの空調システムを採り入れた１教室（空調床面積：約１１０ｍ２）を対象に、それぞれ実機を設置し、空調効率を比較します。従来タイプの空調システムには、事務所ビルで最も普及している空気を熱源とするビルマルチ式空調システムを採用します。実証実験は、本年１１月からの冬季実証運転（暖房運転）、来年の６月からの夏季実証運転（冷房運転）に分けて実施し、２０１３年２月までに空調効率を総合評価し、本システムの性能を実証します。
なお、地下水にはシルトや砂に加え、鉄やカルシウム、マンガンなどの成分が含まれており、それらが配管や注水井を目詰まりさせ、システムのトラブルや地下水圧の低下による地盤沈下を引き起こすことが懸念されています。このため、本システムにはこうした成分を除去する装置を付加しており、実証実験でその効果も検証します。
以 上
清水建設（株）
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