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概要

建物の暖房と冷房に使用される地熱エネルギー

アブディーン・ムスタファ・オメル

世界的に、建物は世界の年間エネルギー消費量の約 40% を占めています。このエネルギーのほとんどは、照明、暖房、冷房、空調の提供に使用されます。CO2、NOx、CFC 排出の環境への影響に対する認識の高まりにより、環境に優しい冷暖房技術への関心が新たに高まりました。1997 年の議定書に基づき、各国政府は、成層圏オゾン層を破壊する可能性のある冷媒として使用される化学物質を段階的に廃止することに合意しました。したがって、世界のエネルギー埋蔵量の枯渇率と環境汚染を減らすために、エネルギー消費を削減することが望ましいと考えられていました。建物のエネルギー消費を削減する 1 つの方法は、暖房、照明、冷房、換気のエネルギーをより効率的に使用する建物を設計することです。パッシブ対策、特に空調ではなく自然換気またはハイブリッド換気により、一次エネルギー消費を大幅に削減できます。したがって、地中熱を含む革新的な再生可能エネルギーの応用を促進することは、地域レベルおよび世界レベルでの排出量を削減することで、生態系の保護に貢献する可能性があります。これは、従来の燃料を、大気汚染や温室効果ガス (GHG) を排出しない再生可能エネルギーに置き換えることで、環境条件の改善にも貢献します。高い建物性能基準を達成する方法で再生可能エネルギーを統合するためのアプローチが必要です。ただし、再生可能エネルギー源は確率的であり、地理的に分散しているため、需要を満たす能力は、次の 2 つのアプローチのいずれかを採用することによって決まります。供給対象のコミュニティが占める面積よりも広い捕捉エリアを利用するか、コミュニティのエネルギー需要を地元で利用可能な再生可能資源に見合ったレベルまで削減します。地中熱ヒートポンプ (GSHP) システム (地熱ヒートポンプ システム、地中エネルギー システム、GeoExchange システムとも呼ばれる) は、住宅および商業施設の暖房および冷房用途の代替エネルギー源として、ここ数十年で大きな注目を集めています。 GSHP アプリケーションは、ASHRAE によって定義された地熱エネルギー資源の 3 つのカテゴリの 1 つであり、電力生産用の高温 (>150° C)、直接使用アプリケーション用の中温 (<150° C)、および GSHP アプリケーション (一般 (<32° C)) が含まれます。GSHP アプリケーションは、比較的低温で動作するという点で他のアプリケーションと区別されます。