BPHE の地熱スタック

オランダの Westerlo 社による地熱システムの検査。掘削された坑井に降ろされているスウェップ B45 BPHE。

牧歌的なオランダの農地に囲まれた Consultants Installect 社は、史上、最も興味深いろう付け式プレート熱交換器 (BPHE) パッケージの 1 つを発明しました。Installect 社の冷蔵ソリューションは BPHE を積み重ねて使用し、店舗やオフィスの空調制御や産業プラントの冷却に使用されています。

別会社、Westerlo Boringen 社が掘削とシステム設置を担当しています。両社は協力して、この事例集にある特許取得済みの GeoThermic システムを開発しました。

冷蔵システムでは、冬の間、地下水の熱を気候制御、つまり暖房に使用します。やや冷たい地下水は地下に戻されます。夏には、貯蔵された冷たい水を再びポンプで汲み上げて、今度は冷却に使用します。温められた水は地下に戻され、循環が完了します。

最も一般的な冷蔵システムでは、2つの井戸を利用します。しかし、スマート GeoThermic システムは、暖かい帯水層と冷たい帯水層の両方を収容する 1 つの井戸のみを使用します。特製フレームに複数の BPHE を搭載させることで伝熱要求を満足します。このソリューションにより、効率と柔軟性とのバランスが高度に最適化されます。スウェップのマスカスタマイゼーションの理念から、BPHE を独自のフレームに簡単に適合させるスタッドボルトや特殊継手などのアクセサリが生まれました。BPHE は内部乱流が激しいため、低流量でも高い熱伝達を実現できます。流れの状態はエネルギー需要によって異なる可能性があるため、この点は重要となります。BPHE の圧力損失が許容できるほど低いということは、主要なエネルギー消費量が少ないことにつながります。

夏：9℃ の水は、冷たい帯水層から BPHE を介してポンプで送られます。地下水は二次処理水の流れから熱を吸収し、その後、暖かい帯水層に戻されます。

冬：流れの方向が逆になります。暖かい帯水層からの水を使用して、エア コイル内の冬の周囲の冷たい空気を予熱することができます。もう一つの用途では、水を約50℃に加熱するヒートポンプを設置します。

GeoThermic システムの運転に必要な唯一の電力は、ポンプへの電気入力です。メーカーによると、最大 400 のCOPを達成することが可能です。

下の図は、環境制御システムで GeoThermic システムがどのように機能するかを示します。