日本熱源システムの環境配慮型製品シリーズ 地球にいいね!

地中熱と地中熱ヒートポンプの仕組み

地中熱は地下200m位までの地中の熱を指します。 一年を通して温度が安定しているのが特徴で、地下10mより深く100m位までは15℃前後で安定しています。 これは井戸水が年間を通して温度がほぼ一定なのと同じ原理で、季節や天候にも左右されません。 この地中熱を採熱したり、地中に熱を放熱したりして、建物を冷暖房したり、道路の融雪をしたりするのが「地中熱ヒートポンプ」です。 地中熱を利用してヒートポンプを運転すると、一般的な空冷ヒートポンプに比べ消費電力が下がり電気代の大幅な削減が可能となります。 天候に左右されないため豪雪地帯や寒さが厳しい地域でも暖房や融雪にも力を発揮します。 さらにCO2排出量も削減でき環境面でのメリットを得ることができます。

地中熱ヒートポンプのしくみ

地中熱ヒートポンプのしくみ:冷房時

冷房時:地中熱ヒートポンプにより、建物内の熱を奪い、奪った熱を地中に放熱します。

地中熱ヒートポンプのしくみ:暖房時

暖房時:地中熱ヒートポンプにより、地中から熱を採熱し、建物内に熱を供給します。

地中熱ヒートポンプの冷暖房サイクル

地中熱ヒートポンプの冷暖房サイクル

空気熱源ヒートポンプに比較して省エネルギーになるしくみ

空気熱源ヒートポンプに比較して省エネルギーになるしくみ

空気熱源ヒートポンプと地中熱ヒートポンプのエネルギー消費量比較

冷房時:空気熱源ヒートポンプの場合、建物内を冷房するためのエネルギーは外気温度(35℃)と必要温度(7℃)との差(35℃-7℃=28℃)が必要となります。 地中熱ヒートポンプの場合は、外気温度に代わって地中熱温度(15℃)が基準となるため、ヒートポンプが仕事をする温度差は格段に小さくなり(15℃-7℃=8℃)、省エネルギーにつながります。 (青太矢印)

暖房時:空気熱源ヒートポンプの場合、建物内を暖房するためのエネルギーは外気温度(0℃)と必要温度(45℃)との差(45℃-0℃=45℃)が必要となります。 地中熱ヒートポンプの場合、外気温度に代わって地中温度(15℃)が基準となるため、ヒートポンプが仕事をする温度差は格段に小さくなり(45℃-15℃=30℃)、省エネルギーにつながります。 (赤太矢印)

CO2とNOx排出量の比較

年間排出量(800m2の公共施設の場合)

出典:地中熱利用促進協会パンフレット

地中熱ヒートポンプは、空気熱源ヒートポンプやガスヒートポンプに比べ、CO2排出量及び窒素酸化物(NOx)排出量が少なく、高い環境性能を発揮します。