地球にやさしい冷暖房：地中熱とは？

地球にやさしい冷暖房：地中熱とは？

年間を通して温度が一定の地中熱

地球は、その内部に高温のマグマを保有しており、マグマの熱は絶えず地表に向かって放出されています。この熱エネルギーが地表付近まで伝播してきたものを地中熱と呼びます。地中熱は、太陽光や風力のように天候に左右されることなく、年間を通して安定して得られることが大きな特徴です。
日本では、地下10メートルほどの深さまで掘ると、年間を通じて気温が15℃前後で安定している地層に到達します。これは、夏は涼しく冬は暖かい、私たちにとって非常に快適な温度です。
この温度帯の地中熱を利用した冷暖房システムが、地中熱冷暖房システムです。地中熱冷暖房システムは、夏は地中の冷熱を、冬は地中の温熱を、パイプを通して室内に送り込むことで、一年中快適な室温を保つことができます。
地中熱は再生可能エネルギーの一つであり、環境負荷の低減に貢献できることから、近年注目を集めています。

ヒートポンプで効率的な熱の移動を実現

近年注目を集めている地中熱冷暖房システムは、ヒートポンプという優れた装置を活用して、効率的に熱を移動させるシステムです。ヒートポンプは、まるで熱を汲み上げるポンプのように、空気中や地面といった場所から熱を集めたり、逆に熱を放出したりすることができます。

夏の暑い時期には、ヒートポンプは室内の熱を吸収し、それを地中に逃がす役割を担います。地面の中は年間を通して温度が比較的安定しているため、熱い空気を効率的に冷やすことができます。反対に、冬の寒い時期には、ヒートポンプは地面の中に蓄えられた熱を吸収し、それを室内に送り込むことで暖房として機能します。このように、地中熱冷暖房システムは、ヒートポンプの働きによって、夏は涼しく、冬は暖かく過ごすための快適な室温を、年間を通して維持することができるのです。

省エネ効果と二酸化炭素削減効果

地中熱冷暖房システムは、季節を問わずほぼ一定の温度を保つ地中の熱を利用して、建物内の冷暖房を行うシステムです。このシステムは、従来のエアコンのように外気を冷やしたり暖めたりする必要がないため、消費電力を大幅に抑えることができます。
一般的に、エアコンなどの空調設備は家庭における電力消費の大きな割合を占めていますが、地中熱冷暖房システムの導入により、電気料金の大幅な削減が見込めます。さらに、発電に伴って発生する二酸化炭素の排出量も抑制できるため、地球温暖化対策としても有効です。
地球温暖化は、私たちの暮らしや生態系に様々な悪影響を及ぼすことが懸念されており、その対策は喫緊の課題となっています。地中熱冷暖房システムは、環境負荷を低減しながら快適な居住空間を実現できる、地球に優しい冷暖房システムとして、今後ますます注目を集めることが期待されています。

設置工事の簡素化で導入しやすく

地中熱を利用した冷暖房システムは、環境への負荷が小さい点が評価されながらも、導入コストの高さが課題となっていました。従来のシステムでは、地下深くまで掘削する必要があり、その費用が導入の妨げとなっていたのです。しかし、近年の技術革新により、地下10メートル程度の掘削で設置可能なシステムが開発されました。この浅い深度への設置が可能になったことで、掘削費用が大幅に削減され、導入コストが抑えられ、住宅やオフィスビルなど、様々な建物への導入が進んでいます。

従来の深い掘削を必要としたシステムと比較して、浅い深度への設置は、工事期間の短縮にもつながります。大規模な重機を必要としないため、工事が短期間で完了し、騒音や振動などの周辺環境への影響も軽減されます。また、地下水への影響も少ないため、環境への負荷がより一層低減されます。

これらの利点により、地中熱利用システムは、環境に配慮した持続可能な社会の実現に貢献することが期待されています。

ヒートアイランド現象の緩和にも期待

都市部では、アスファルト舗装や建物の密集、人口集中による熱排出などが原因で、周辺地域よりも気温が高くなる現象が起こります。これがヒートアイランド現象と呼ばれるもので、夏の暑さをさらに厳しいものにし、熱中症リスクを高めるなど、私たちの生活に様々な影響を及ぼしています。

このヒートアイランド現象の緩和に、地中熱を利用した冷暖房システムが注目されています。地中熱冷暖房システムは、地下に蓄えられた熱エネルギーを利用するため、従来のエアコンのように室外機から大量の熱を排出することがありません。エアコンは大気を冷やすためにより多くの熱を放出するため、都市部の気温上昇に拍車をかけている側面がありました。

その点、地中熱冷暖房システムは、冷房時に発生する熱を地下に逃がす仕組みのため、ヒートアイランド現象の緩和に貢献できると期待されています。環境負荷の低減という観点からも、地中熱冷暖房システムの普及は、都市部の環境改善に有効な手段と言えるでしょう。