河�ｱ研究室では、建築設備を専門とした研究を行っています。建築設備は、空調・換気・給排水など、利用者が建物内で快適に過ごすために不可欠な要素です。これらは図面や教科書だけでなく、実機を見ることで理解が深まるので、本研究室では設備の見学会を定期的に実施しています。

● 貯留水を熱源とするヒートポンプシステムの開発

空調部門のエネルギー消費量を削減するために、さまざまな場面でヒートポンプが用いられています。そのヒートポンプの熱源としては、一般的に空気が挙げられますが、空気よりも夏季に低温、冬季に高温である河川水、地下水、下水などの水体や、地盤が有する熱を活用できれば、有望な未利用エネルギー源になり得ると考えられます。地盤の恒温性を生かした地中熱ヒートポンプを採用することで、省エネルギー効果が得られることはすでに実証されており、カーボンニュートラル化への取り組みが加速する近年では、暖房負荷の大きい寒冷地を中心に採用されています。

一方で、夏季の冷房負荷が大きい温暖地において地中熱ヒートポンプを長時間運転すると、地中に排熱が蓄積して高温となり、効率が著しく低下することが明らかになっています。地盤温度の上昇を改善するために、地中へ排熱せず、大気へ放熱する運用、すなわち冷却塔を活用する運用に変更した事例もありますが、夏季の運転効率は冬季と比較して大きく低下する結果となっています。したがって、温暖地における未利用熱ヒートポンプシステムの効率向上のためには、夏季の冷熱源の確保が不可欠であると考えました。

本研究の目的は、夏季の冷熱源として有望な貯留水（ため池や調整池）を活用したヒートポンプシステムを構築することです。貯留水を地中熱等の他の未利用熱と複合的に活用し、省エネルギー化を図ります。