FREA総合パンフレット

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17P.6P.8P.10P.12P.14水素キャリアチーム風力エネルギーチーム太陽光チーム地熱チーム地中熱チームエネルギーネットワークチームP.6P.8P.10P.12P.14水素キャリアチーム風力エネルギーチーム太陽光チーム地熱チームエネルギーネットワークチーム●地中熱利用最適化技術開発　浅層（深度1～2m）と深層（深度～100m程度）の地下を効率的に活用できる地中熱利用システムの運転方法最適化評価や水文地質を活用したより効率的な熱交換器の開発を行っています。FREAの地中熱利用システム実証試験場および茨城県つくば市の産総研・地質標本館では、様々なタイプの水平型熱交換器と従来の熱交換器を組み合わせた地中熱利用システムを導入し、水文地質環境の異なる地域での運転方法や効率の違いについて、長期計測や数値シミュレーションを用いて検討・評価しています。　また、リアルタイム稼働状況のモニタ表示や熱交換井部分の「見える化」により、地中熱利用システムの普及促進を目指します。主な研究成果主な研究設備深度1～2ｍの地下に設置するシート型熱交換器とスリンキー型熱交換器および深さ約40ｍの鉛直型（ボアホール型）の熱交換器を利用した地中熱システムです。FREA地中熱利用システム実証試験場タイ・チュラロンコン大学の施設を利用して、バンコクでも地中熱システムによる冷房運転の可能性を実証しました。※GSHP: Ground Source Heat Pump（地中熱ヒートポンプ）の略タイ・チュラロンコン大学に設置したGSHPシステムGSHPFan-coil unitSScocoi①会津盆地の水理地質構造の解明　福島大学との共同研究を通じて、福島県会津地域における第四紀地質構造解析と水理構造（地下温度構造など）解析を行い、地中熱ポテンシャル評価の基盤データを構築しました。②会津盆地の地中熱ポテンシャル評価　会津盆地における地質構造解析より得られた地質のデータを基に、3次元地下水流動・熱輸送モデルを構築しました（図1）。このモデルを用いて、地中熱クローズドループシステムを想定した地中熱ポテンシャル評価を実施し、熱交換量予測マップを作成しました（図2）。このマップから、地域的な熱交換量の違いが理解でき、地中熱システム導入時の基本設計に役立ちます。③自噴井を利用したクローズドループ地中熱ヒートポンプ冷暖房システムの性能評価　FREAの進める被災地企業のシーズ支援プログラムを活用して、日本地下水開発（株）との共同研究により、自噴井を利用した地中熱システムを構築しました。システムを高度化させ、自噴を井戸内温度によって制御するシステムを構築しました。本共同研究では、井戸内温度連続観測および井戸内微流速測定により、冷暖房時における井戸内の温度挙動と自噴湧出メカニズムを把握しました。運転方法にもよりますが、冷房運転ではCOP8.0以上、暖房運転ではCOP4.5以上を確認しました。図１　会津盆地における3次元地下水流動・熱輸送モデル図２　会津盆地における地中熱ポテンシャルマップ（予想熱交換量）