Obayashi Corporation (본사 : Tokyo, Minato-Ku; President : Shiraishi Tatsushi)은 기존 열 펌프 시스템에서 U-shaped 파이프를 사용하여 20% 이상의 열 추출 피망 슬롯로 설치 비용을 약 25% 줄이는 분지 파이프 유형 지상 열 교환기를 개발했습니다. 이 기술은 2013 년 환경부의 2013 년 CO2 배출 감소 조치를 강화하고 안내 기술 및 시연 프로젝트 (계약 및 보조금)로 채택했으며, 2014 년부터 완전히 운영 될 예정인 Obayashi Corporation Technology Research Institute (Kiose City, Tokyo)의 새로운 실험 빌딩 "Open Lab-2"에 도입 될 것입니다.
"지열 열"은 최대 약 100m 깊이의 상대적으로 얕은 접지에 존재하는 저온 열 에너지이며 어디에서나 사용할 수 있습니다. 재생 가능 에너지 원으로서,이 동부 일본 지진 이후에 에너지 절약, 에너지 절약 및 자연 에너지 사용에 대한 인식이 높아지고 건물의 Zeb (※ 1)에 대한 주목을 끌었습니다.
지면의 온도는 일년 내내 거의 일정하며 여름에는 외부 온도보다 겨울에는 낮습니다. 이 온도 차이는 피망 슬롯인 가열 및 냉각을 허용하여 공기 형 히트 펌프를 사용하는 기존의 공기 형 난방 및 냉각 시스템보다 전력을 덜 소비하고 에너지 절약과 CO2 배출 감소를 제공합니다. 열 교환기의 성능은 지구 열 수집의 용이성과 수집 된 열의 양에 영향을 미치지 만 주류 지열 열 교환기 인 U- 튜브 시스템 (그림 1)은 공급 파이프와 리턴 파이프가 지하로 수집 되더라도, 열이 지하에 수집 되더라도 회수 파이프를 통과 할 때 열 수집 효율이 감소한다는 것입니다.
"분기 파이프 유형 지상 열교환 기"(그림 2) 이번에 개발 된 것은 일본의 첫 번째 기술로, 각 반환 파이프가있는 3 개의 고밀도 폴리에틸렌 파이프로 구성되어 있습니다. 특수 마개를 사용함으로써 파이프는 간격을두고 적절하게 고정되어 공급 파이프와 리턴 파이프 사이의 접착력을 방지하여 열 수집 피망 슬롯을 낮추는 현상을 피합니다. 또한, 리턴 파이프 수보다 열 수집 피망 슬롯이 높은 공급 파이프의 수를 늘리면 리턴 파이프의 흐름 속도가 증가하고 열 수집 용량이 향상됩니다.
설치와 관련하여 4 개의 열 수집 튜브와 튜브 하단 캡은 전기 퓨전 장치를 사용하여 자동으로 연결되어 간단한 사이트를 현장에서 조립할 수 있습니다. 또한, 우리는 굴삭기를 개선하여 건축 기간을 줄이고 전용 호스 릴을 개발하여보다 피망 슬롯인 스탠드 업을 만들어 건설 비용을 줄입니다.
"분기 파이프 유형 지구 열교환 기"의 주요 특징은 다음과 같습니다.
- 분기 파이프 및 특수 스토퍼를 사용하여 열 추출 피망 슬롯 향상 20% 이상
자주 사용 된 U 자형 파이프 시스템과 달리 (그림 3), 우리는 3 개의 공급 파이프와 1 개의 리턴 파이프로 구성된 분기 파이프 유형 시스템을 개발했습니다 (그림 4). 우리는 리턴 파이프보다 높은 열 수집 피망 슬롯을 갖는 공급 파이프의 수를 늘리고, 1 ~ 2m의 위아래로 파이프 간격을 올바르게 유지하고 공급 파이프와 리턴 파이프 상수 사이의 거리를 유지함으로써 특수 스토퍼 (그림 5)를 부착하여 열 수집 피망 슬롯을 향상시켰다. 시뮬레이션 분석 및 데모 테스트에 따르면이 분기 파이프 유형 방법의 채택과 전용 스토퍼를 사용한 적절한 배관 간격 기능이 U 자형 파이프 유형 방법에 비해 열 수집 용량을 20% 이상 향상 시켰음을 확인했습니다.
순환 펌프가 작동 할 때의 운송 전력은 기존 방법과 동일하며 부착 된 장비의 에너지 소비가 증가하지 않음을 시연 테스트를 통해 확인했습니다. - 건설 개선을 통한 25% 비용 절감
하단 캡을 연결하여 튜브 바닥에 4 개의 열 수집 튜브 (고밀도 폴리에틸렌으로 만들어진)를 통합하려면 간단하고 고품질 연결이 채택됩니다 (그림 6). 또한, 전용 호스 릴의 개발을 통해 4 개의 열 수집 튜브를 원활하게 구축 할 수 있습니다. 또한 발굴 작업의 경우 굴삭기를 개선하여 기존 U 자형 파이프 시스템에 비해 건설 비용을 약 25% 줄임으로써 건설 기간을 짧게 달성했습니다.
Obayashi Corporation은 에너지 피망 슬롯인 건물을 실현하고 환경에 미치는 영향을 덜함으로써 지속 가능한 사회의 실현에 기여하기 위해 깨끗하고 에너지 절약의 지열 활용 시스템을 계속 적극적으로 개발하고 제안 할 것입니다.
- *1 Zeb (Net Zero Energy Building)
매년 생산되고 소비되는 에너지의 균형을 제로로 가져 오는 것을 목표로하는 건물
위
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