社団法人 物理探査学会
第129回(平成25年度秋季)学術講演会


低価格仕様の地盤有効熱伝導率検層装置の開発

講演要旨(和文)
再生可能熱エネルギーとして注目されている地中熱利用では、熱交換管を埋設する地盤の熱交換特性が事前に把握できれば、熱交換管の深度や本数を適切に設計することができる。筆者らは一般の建築ボーリング等、細いボーリング孔でも温度測定可能な地盤熱伝導率計を、ディジタルIC温度センサとヒーティングケーブルを用いて低価格仕様で制作した。実験用の熱伝導率計の長さは20mであり、温度センサは1m間隔、線熱源の発熱能力は25W/m、定電力電源装置は800Wである。検層実験は、加熱時間は約25時間、その後電源を遮断してさらに20時間の温度変化を測定した。その温度の時間変化から1m毎の有効熱伝導率を求めた。この有効熱伝導率と柱状図から推定される比熱分布を用いて、地盤の初期温度、熱交換流体の温度を仮定して、熱交換能力をシミュレーションした。

講演要旨(英文)
Ground thermal use being noticed as a renewable energy is adequately designed with depth and number of heat exchange tubes if heat exchange nature of the ground where the tubes are installed is beforehand measured. Authors made the tool of ground thermal conductivity measurement which is low cost specifications in composition with digital IC thermal sensors and heating cable, with operational manner inside small diameter boreholes, as of construction boring. The tool system for the experiment is 20 meters in length, 1 meter interval of thermal sensors, 25W heating ability of thermal line source and 800W power stabilizer. The experiment was logging through the temperature variation at each thermal sensor along the hole during continuous 25 hour line heating and the successive 20 hours after cut-off heating. The data of temperature variation versus time was transformed to the effective thermal conductivity with 1 meter interval along the hole. Then, the effective thermal conductivity data was used to make simulation of thermal exchange rate, with the specific heat estimated from geologic column and under assumption of initial ground temperature and subsurface fluid temperature.