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地中熱の利用
地中熱は、太陽エネルギーによって地下約200メートルまでの表層近くに蓄えられている熱エネルギーです。年中安定して利用可能な再生可能エネルギーとして期待されています。主にヒートポンプの熱源として利用することで、省エネ効果やヒートアイランド現象の緩和に貢献することができます。
熱-地盤-構造物の挙動の解明
地中熱ヒートポンプシステムには、クローズドループ方式とオープンループ方式があります。クローズドループ方式は地中熱交換器(U字型チューブ)に不凍液を循環させるもので、杭基礎などの地中構造物を利用することで掘削コストを大きく削減することができます。また、オープンループ方式は地下水の熱をくみ上げて直接利用するもので、帯水層蓄熱方式などがあります。
地中熱利用時には熱や地下水の移動に伴い地盤が変形する可能性があるため、特に都市の軟弱地盤に適用する場合には、事前に地盤変形挙動について把握しておく必要があります。
図:帯水層蓄熱利用時の弾粘塑性変形解析に用いたモデル
図:杭基礎を利用したヒートポンプシステムの概念図
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