【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定の地域内の多数の建物の冷暖房等を行なう地域冷暖房設備として利用することが出来る多目的人工水路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の地域冷暖房設備の一例としては、
以下のような地域冷暖房システムを挙げることが出来る。 この地域冷暖房システムは、多数の建物を内包する一定の地域の一箇所に大容量のボイラー、冷凍機、冷却機等を設置し、そのボイラー、冷凍機、冷却機等により冷却され所定の温度に調整された冷水、又は加熱され所定の温度に調整された温水を、地中に埋設された断熱パイプでその地域の各建物に供給することにより、各建物の冷暖房を同時に行なうものである。 これにより、個別に冷暖房機器を設置する場合に比して、エネルギー効率を高め、省エネルギー化が実現された。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の地域冷暖房設備では、大容量のボイラー、冷凍機、冷却機を設けなければならず、又、断熱パイプを地中に埋設して各建物に配設しなければならない等、大掛かりな施工を要するという問題を有している。

【０００４】また、近年、地域冷暖房設備を施工するに適すると思われる地域の幾らかには、親水設備として人工水路が施工されるようになってきている。 ところが、
この人工水路も、単なる親水設備として設けるには、余りにも施工コストが高いという問題を有している。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、親水設備として利用されるばかりでなく、地域冷暖房設備としての機能も備える多目的人工水路を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の多目的人工水路は、複数の施設が設けられた地域に、少なくとも一つの閉ループを形成するように施工され、水を循環流通させる水路を有し、該水路は、その一部又は全部を地上に露出するようにして設けられ、該水路には、該水路の水を加熱又は冷却する加熱、冷却設備が設けられ、前記複数の施設の内少なくとも一つの施設には、前記水路の水を熱源とする水熱源ヒートポンプが設けられていることを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の多目的人工水路は、前記水路に人工池が設けられていることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の多目的人工水路は、前記水路に人工滝が設けられていることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の多目的人工水路は、前記水路に噴水が設けられていることを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の多目的人工水路は、前記水路に、複数の蓋が、着脱自在に、該水路に沿って敷設されていることを特徴とする。

【００１１】請求項６記載の多目的人工水路は、前記複数の施設の内少なくとも一つの施設には、前記地域の排水を浄化し、浄化された前記排水を前記水路に導入する浄化設備が設けられていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の多目的人工水路によれば、水路の一部又は全部が地上に露出するようにして設けられているので、親水施設として用いることが出来る。

【００１３】また、水路内の水を水熱源ヒートポンプの水熱源として用いた形の地域冷暖房設備としての機能を発揮することが出来る。

【００１４】更に、水路内を流通する水を、水熱源ヒートポンプの熱源とした際に低下又は上昇する水路内の水の温度は、太陽の日射、水の蒸発、外気伝熱、地中伝熱による熱の授受及び加熱、冷却設備による水の加熱又は冷却によって、水熱源ヒートポンプの熱源として用いるに適した温度範囲内でバランスさせることが出来るので、空気を熱源とした周知のヒートポンプに比して、厳寒期での暖房機能又は猛暑での冷房機能の急低下を回避することが出来る。

【００１５】請求項２記載の多目的人工水路によれば、
水路に人工池を設けたので、更に親水機能の向上を図ることが出来る。

【００１６】請求項３記載の多目的人工水路によれば、
水路に人工滝を設けたので、更に親水機能の向上を図ることが出来ると共に、水路の水からの蒸発熱を増加させることが出来る。

【００１７】請求項４記載の多目的人工水路によれば、
水路に噴水を設けたので、更に、親水機能の向上を図ることが出来ると共に、水路の水からの蒸発熱を増加させることが出来る。

【００１８】請求項５記載の多目的人工水路によれば、
水路に、多数の蓋が、着脱自在に、該水路に沿って敷設されているので、夏期などの、水路の水からの蒸発熱を増加させて、その水の冷却を行ないたい場合には、蓋を取り、冬期等の、水路の水を保温したい場合には、蓋をすることにより、水路内の水を、水熱源ヒートポンプの水熱源として用いるに好適な水温に調整することが出来る。

【００１９】請求項６記載の多目的人工水路よれば、複数の施設の内少なくとも一つの施設には、その地域の排水を浄化し、浄化された排水を水路に導入する浄化設備が設けられているので、蒸発等により消失する水路内の水の補給を、清浄な水により行なうことが出来る。 よって、水路内の水の水質を親水用として用いるに適した清浄な状態に保つことが出来る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。 図１は、地域１に施工された本発明の多目的人工水路１００の一実施例を示す図であり、地域１には、各種施設４０が設けられている。 各種施設４０には、エネルギーセンター２００、役所出張所、集会所、店舗、スーパー、管理事務所、幼稚園、小学校、中学校、図書館、郵便局、派出所、診療所、老人福祉センター、軽費老人ホーム、特別老人ホーム、温水プール、工房、オフィス、ホテル、住宅等があり、これら各種施設４０には、それぞれ水熱源ヒートポンプ４１が設置されている。

【００２１】また、地域１には、各種施設４０の間を縫うように水路５０が形成されており、水路５０は、その中央部に、流入池５１を有している。 流入池５１の中央部には、その上方に流出池５２が形成されており、流入池５１と流出池５２との間には、流入池５１内の水を流出池５２内に揚水するポンプ５３が設置されている。 流出池５２からは、放射状に伸びた四本の往路５４が設けられており、往路５４は流出池５２の水が流出するように傾斜している。 各往路５４の先端は、環状に形成された環路５５に接続されており、環路５５と流入池５１との間には、四本の復路５６が放射状に設けられており、
復路５６は流入池５１に向けて下方に傾斜している。 また、往路５４、環路５５、復路５６は、地上に露出するように設けられている。

【００２２】水路５０の往路５４又は環路５５又は復路５６と、各種施設４０の水熱源ヒートポンプ４１との間には、それぞれ、ヒートポンプ用循環路６１が、水路５
０内の水を水熱源ヒートポンプ４１の熱源として利用出来る循環経路を形成するように設けられている。

【００２３】また、各種施設４０のうちエネルギーセンター２００には、発電設備７０、熱交換器７１ａ、吸収式冷凍機７１ｂが設けられており、熱交換器７１ａ、吸収式冷凍機７１ｂと水路５０との間には、配管６２が設けられている。 夏期には発電設備７０の廃熱により作動するオフィス４０ａ、ホテル４０ｂ用の吸収式冷凍機７
１ｂを、その能力が余剰となる夜間に活用して配管６２
を介して水路５０の水を冷却し、冬期には発電機廃熱を熱交換器７１ａを利用することにより、水路５０の水を配管６２を経由して加熱する。

【００２４】また、エネルギーセンター２００には、それぞれ、オフィス４０ａ若しくはホテル４０ｂの排水を浄化する処理設備８０が設けられており、処理設備８０
は、図２に示すように、排水の３次処理までを行なう。
図１に示す処理設備８０と水路５０との間には、それぞれ、浄化された排水を水路５０に導入する導入路６３が設けられている。

【００２５】多目的人工水路１００等は以上のような構成を有するので、まず、水路５０の流入、流出池５１、
５２、往路５４、環路５５、復路５６が地上に露出するようにして設けられていることにより、その水路５０を親水施設として利用することが出来る。 よって、地域１
の居住環境の向上を図ることが出来る。

【００２６】また、水路５０の中央部には、親水設備としての流入、流出池５１、５２を有するので、この流入、流出池５１、５２により、親水機能の向上を図ることが出来る。 よって、地域１の居住環境の更なる向上を図ることが出来る。

【００２７】次に、水路５０の中央部に設けられた流入池５１から流出池５２に水を揚げると、その水は、位置エネルギーにより、図１矢印に示すように往路５４、環路５５、復路５６を通って再び流入池５１に戻るようにして地域１の各種施設４０を循環することが出来る。

【００２８】図２は、多目的人工水路１００が設けられた地域１の水の循環を示す図である。 オフィス４０ａ、
ホテル４０ｂを除く各種施設４０の排水は、下水に流されるが、オフィス４０ａ、ホテル４０ｂの排水の一部は、下水に流されずに、処理設備８０に送られ、２次、
３次処理が行なわれて、浄化される。 浄化された水の一部は、オフィス４０ａ又はホテル４０ｂに戻され、一部は、水路５０に導入される。 水路５０の水は、その中を循環している間に、蒸発又は土壌浸透して大気中に戻るか、又は、河川・海域に戻る。 このようにして、多目的人工水路１００が設けられた地域１の水は循環する。

【００２９】また、各種施設４０の内、オフィス４０ａ
及びホテル４０ｂには、上述のように処理設備８０が設けられ、処理設備８０には、図１に示すように浄化された排水を水路５０に導入する導入路６３が形成されているので、蒸発等により消失する水路５０内の水の補給を、清浄な水により行なうことが出来る。 よって、水路５０内の水の水質を親水用として用いるに適した清浄な状態に保つことが出来る。 従って、親水機能の更なる向上を図ることが出来るので、更に一層の居住環境の向上を達成することが出来る。

【００３０】図３は、多目的人工水路１００の夏期の熱収支を示す図であり、夏期においては、発電設備７０に設けられた熱交換手段７１は、熱交換器７１ａが吸収式冷凍機７１ｂに熱を供給し、吸収式冷凍機７１ｂが、配管６２を介して水路５０の水を冷却する。

【００３１】そこで、図１に示すように、水路５０を循環する水は、各種施設４０と水路５０との間にそれぞれ設けられたヒートポンプ用循環路又は配管６１を介して各種施設４０の水熱源ヒートポンプ４１に導入され、水熱源ヒートポンプ４１が熱を廃棄する媒体として利用され、再び、水路５０に戻る。 この各種施設４０の水熱源ヒートポンプ４１の排熱により水路５０内の温度は、図３に示すように上昇する。

【００３２】しかし、水路５０には、図１に示すように、エネルギーセンター２００に設けられた吸収式冷凍機７１ｂとの間に配管６２が設けられており、本来、オフィス４０ａやホテル４０ｂ用に設けられた吸収式冷凍機７１ｂを、その能力が余剰となる夜間に活用して水路５０の水を配管６２を介して冷却することが出来る。

【００３３】また、吸収式冷凍機７１ｂによる冷却は、
水路５０内の水の蒸発、外気伝熱、地中伝熱による温度低下及び太陽の日射による温度上昇とを、水熱源ヒートポンプ４１による温度上昇に加味して、その水温が、水熱源ヒートポンプ４１の熱源として用いるに適した範囲内でバランスするように行なわれる。

【００３４】また、このように水路５０内の水の温度を水熱源ヒートポンプ４１の熱源として用いるに適した範囲内でバランスさせることが出来るので、水熱源ヒートポンプ４１は、特に猛暑においては、空気を熱源とする周知のヒートポンプに比して、高い冷房効率を発揮することが出来る。

【００３５】尚、発電設備７０は、各種施設４０に電力を供給して、その排熱により熱交換器７１ａを介して小学校、中学校等のプールおよびオフィス４０ａ、ホテル４０ｂ等の大型建物や店舗に給湯を行なっている。 また、発電設備７０は、利用出来なかった余剰熱を冷却塔１０３により廃棄している。

【００３６】図４は、多目的人工水路１００の冬期の熱収支を示す図であり、冬期においては、発電設備７０に設けられた熱交換手段７１は、その熱交換器７１ａが、
配管６２内の水を加熱するように設けられる。

【００３７】そこで、図１に示すように、水路５０を循環する水は、各種施設４０と水路５０との間にそれぞれ設けられたヒートポンプ用循環路６１を介して各種施設４０の水熱源ヒートポンプ４１に導入され、水熱源ヒートポンプ４１の熱源として利用され、再び、水路５０に戻る。 この各種施設４０の水熱源ヒートポンプ４１に熱を吸収されることにより水路５０内の温度は低下する。

【００３８】しかし、水路５０には、図１に示すように、エネルギーセンター２００に設けられた発電設備７
０との間に配管６２が設けられており、前述のように発電設備７０には、図４に示す熱交換器７１ａが配管６２
内の水を加熱するように設けられている。 よって、熱交換器７１ａにより、温度の低下した水路５０内の水を加熱することが出来る。

【００３９】また、熱交換器７１ａによる加熱は、水路５０内の水の蒸発、外気伝熱による温度低下及び太陽の日射、地中伝熱による温度上昇とを、水熱源ヒートポンプ４１による温度低下に加味して、その水温が水熱源ヒートポンプ４１の熱源として用いるに適した範囲内でバランスするように行なわれる。

【００４０】また、このように水路５０内の水の温度を水熱源ヒートポンプ４１の熱源として用いるに適した範囲内でバランスさせることが出来るので、水熱源ヒートポンプ４１は、特に厳寒期においては、空気を熱源とする周知のヒートポンプに比して、高い暖房効率を発揮することが出来る。

【００４１】尚、発電設備７０は、各種施設４０に電力を供給して、その排熱により熱交換器７１ａを介して小学校、中学校等のプールおよびオフィス４０ａ、ホテル４０ｂ等の大型建物や店舗に給湯及び暖房を行なっている。 また、発電設備７０は、利用できなかった余剰熱を冷却塔１０３により廃棄している。

【００４２】以上のことから、上記実施例の多目的人工水路１００では、親水設備として用いることが出来ると共に、地域冷暖房設備としての機能を果たすことが出来る。 また、水路５０内の水を水熱源ヒートポンプ４１の熱源として用いるので、従来の地域冷暖房設備に比して、簡便な施工を行なうことが出来る。

【００４３】尚、上記実施例中の多目的人工水路１００
においては、親水設備として流入、流出池５１、５２を設けたが、水路５０の、例えば流入、流出池５１、５２
に、噴水装置を設けてもよい。 また、水路５０の、例えば往路５４の途中に人工滝を設けてもよい。 これにより、親水機能の更なる向上を図ることが出来ると共に、
夏期においては、放熱により水路５０内の水の温度低下を図ることが出来る。

【００４４】また、上記実施例の水路５０に、その上部開放部を閉塞する板状の蓋を水路５０に沿って着脱自在に敷設することにより、冬期など、気温の低いときの水温の低下を低減することが出来る。 そして、夏期等の気温の高いときには、蓋を取ることにより、水路の水からの蒸発熱を増加させて、その水の冷却を行なうことが出来る。 従って、水路５０に蓋を着脱することにより、水路５０内の水を、水熱源ヒートポンプ４１の水熱源として用いるに好適な水温に調整することが出来るので、地域冷暖房機能の向上を図ることが出来る。

【００４５】また、上記実施例中の多目的人工水路１０
０においては、水路５０内の水の加熱、冷却を行なう加熱、冷却設備を発電設備７０としたが、ゴミ焼却場の排熱を利用するようにしても、また、工場の排熱を利用するようにしてもよい。

【００４６】また、上記実施例中の多目的人工水路１０
０においては、発電設備７０をエネルギーセンター２０
０に設けたが、発電設備７０を、オフィス４０ａ及びホテル４０ｂ等の施設４０に設けてもよい。

【００４７】更に、上記実施例中の多目的人工水路１０
０においては、ポンプ５３により流入池５１から流出池５２に水を揚げることにより、水路５０内に水を流通させるように設けたが、水路５０に沿って水を噴出することにより水流を生じさせるようにしてもよいことは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の多目的人工水路によれば、居住環境を向上させる親水設備として用いることが出来ると共に、地域冷暖房設備としての機能を果たすことが出来る。 また、従来の地域冷暖房設備に比して施工を簡便に行なうことが出来る。

【００４９】また、水路内の保有水量は大量であるので、蓄熱効果が期待出来、即ち、夏期には夜間の自然放熱による冷却を昼間利用出来、また、夜間には余剰となる冷凍機能力を蓄熱することにより、昼間利用することが出来る。 更に、厳寒期での暖房機能又は猛暑での冷房機能の急低下を回避することが出来るので、冷暖房機能の向上を図ることが出来る。

【００５０】請求項２記載の多目的人工水路によれば、
人工池により、親水機能の向上を図ることが出来るので、更なる居住環境の向上を図ることが出来る。

【００５１】請求項３記載の多目的人工水路によれば、
人工滝により、親水機能の向上を図ることが出来るので、更なる居住環境の向上を図ることが出来る。 また、
水路の水からの蒸発熱を増加させることが出来るので、
夏期などには、過熱された水路の水を、水熱源ヒートポンプの水熱源として用いるに好適な水温に調整することが出来る。 従って、地域冷暖房機能の向上を図ることが出来る。

【００５２】請求項４記載の多目的人工水路によれば、
噴水により、請求項３記載の多目的人工水路と同様の効果を有する。

【００５３】請求項５記載の多目的人工水路によれば、
水路に蓋を着脱することにより、水路内の水を、水熱源ヒートポンプの水熱源として用いるに好適な水温に調整するこが出来るので、地域冷暖房機能の向上を図ることが出来る。

【００５４】請求項６記載の多目的人工水路によれば、
水路内の水の水質を親水用として用いるに適した清浄な状態に保つことが出来るので、親水機能の更なる向上を図ることが出来る。 よって、更に一層の居住環境の向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 地域に施工された本発明の多目的人工水路の一実施例を示す図である。

【図２】 図１の多目的人工水路が設けられた地域の水の循環を示す図である。

【図３】 図１の多目的人工水路の夏期の熱収支を示す図である。

【図４】 図１の多目的人工水路の冬季の熱収支を示す図である。

【符号の説明】

１…地域 ４０…各種施設（施設） ４１…水熱源ヒートポンプ ５０…水路 ５１…流入池（人工池） ５２…流出池（人工池） ７０…発電設備（加熱、冷却設備） ８０…浄化設備（処理設備）