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三菱マテリアルテクノの地中熱利用システム、小田急電鉄複々線化鉄道トンネル事業に採用

 三菱マテリアルの連結子会社である三菱マテリアルテクノが開発したコイル型水平熱交換器による「地中熱利用システム技術」が、日本で初めて鉄道トンネル事業に採用されました。小田急電鉄複々線化事業に採用されたもので、夏期は冷たい地中に熱を放熱(冷房運転)し、冬期は温かい地中から採熱(暖房運転)することで、ヒートポンプの仕事量を減らし、省エネルギー効果を発揮します。
 具体的には、小田急線の東北沢駅と世田谷代田駅に、開削工法で掘り抜いた箱形トンネル下床版にコイル型水平熱交換器を敷設、ホーム空調の一部に利用。この地中熱利用システムの導入により、空気熱源ヒートポンプと比べ、CO2排出量とランニングコストを年間約30%削減できる予定とのことです。

 同社は、過去にはあの、東京スカイツリーへの地中熱交換井設置工事も受注し、120mの地中熱交換井21本による地中熱交換井による冷暖房システムを実現しています。様々な方式の地中熱利用システムに対応できるということです。


プレスリリース / 三菱マテリアル、2013年7月17日
地中熱利用システム技術が日本で初めて鉄道トンネル事業(小田急電鉄複々線化事業)に採用

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-----image(”地中熱利用システムの概念図と主な地中熱交換方式”) : 同リリースより

" 三菱マテリアル株式会社(略)の連結子会社である三菱マテリアルテクノ株式会社が開発したコイル型水平熱交換器による「地中熱利用システム技術」が、日本で初めて鉄道トンネル事業(小田急電鉄複々線化事業)に採用されましたので、お知らせいたします。
 「地中熱利用システム技術」は、土壌の断熱機能により大気中の温度変化の影響を受けにくく、一年を通してほぼ一定である地中の温度(地中熱)をヒートポンプの熱源として活用することで、冷暖房や融雪・給湯などに利用するものです。
 夏期は冷たい地中に熱を放熱(冷房運転)し、冬期は温かい地中から採熱(暖房運転)することで、ヒートポンプの仕事量を減らし、省エネルギー効果によりランニングコストやCO2排出量の低減に貢献します。
 この地中熱を利用するために必要な熱交換方式には、①ボーリングマシンを用いて孔井を掘削し、熱交換器を挿入するボアホール方式、②建物基礎杭内に熱交換器を設置し熱交換杭として活用する基礎杭方式、③土壌や耐圧版・トンネル下床版等に熱交換器を広く敷設する水平方式の3種類があります。
三菱マテリアルテクノ株式会社は、上記3種類の地中熱交換方式すべてについて調査・設計・施工技術を保有し、かつ多くの施工実績を持つ熱交換方式のフロントランナー企業であります。特に水平方式については同社が開発し、平成22-23年度の「※環境省地球温暖化対策等技術開発事業」を通じて実用化に至っているものです。

※課 題 名:地中熱利用ヒートポンプのイニシャルコスト低減と効率化
共同実施者:九州大学、九州電力、青森県立柏木農業高校
..........
 今回の小田急電鉄複々線化事業(上下線を各2本ずつ計4本の線路にする事業)に、日本で初めて採用されたコイル型水平熱交換器による地中熱利用システムは、上記技術開発事業の成果を実用化したものです。
具体的には、東北沢駅と世田谷代田駅を対象に、開削工法で掘り抜いた箱形トンネル下床版にコイル型水平熱交換器を敷設、ホーム空調の一部に利用しています。この地中熱利用システムの導入により、空気熱源ヒートポンプと比べ、CO2排出量とランニングコストを年間約30%削減できる予定です。

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-----image[”小田急電鉄複々線化事業へのコイル型水平熱交換器敷設位置および敷設参考写真
出典:宮田・石上(2013)小田急電鉄複々線化事業における地中熱利用システム
平成24年度第2回地中熱利用シンポジウム(平成25年2月25日)資料抜粋”] : 同リリースより

 地中熱利用システムは、三菱マテリアルテクノ株式会社が施工した「東京スカイツリー地区」地域冷暖房にも採用されており、再生可能エネルギーの利用促進が求められている現在、地中熱利用システムに対する注目度はますます高くなっています。

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-----image[”東京スカイツリー地区地域冷暖房におけるボアホール方式施工状況
ボアホール方式施工:大林組(三菱マテリアルテクノ株式会社)”] : 同リリースより
.......... "


関連
・三菱マテリアルテクノ : 地中熱利用システム
- 関連実績 三菱マテリアルテクノの地中熱利用システムに関連した実績をご紹介します。
/ 導入実績1(冷暖房システム)

"7 東京スカイツリーへの地中熱交換井設置工事

(5) 東京スカイツリーへの地中熱利用システム導入
「東京スカイツリー」地域熱供給(地域冷暖房:DHC)に使用される熱源として、国内DHCで初の地中熱利用システムが導入されています。当社では、地中熱交換井(120m×21本)の施工および配管工事を行いました。"



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