地中熱について

地熱利用とは? 

「地熱利用」というのは大きく分けると2種類あります。

「日本地熱学会」によれば、

1.地下深くにあるマグマの熱を利用すること
2.地下浅いところと地表との温度差を利用した冷暖房、
すなわち地中熱を利用すること


の2つが定義されています。



発電(地熱発電)などでは「1.地下深くにあるマグマの熱を利用する」が日本だけではなく海外でも古くから研究が進んでいました。しかしこれは一部の地域でしか利用できず、また高額な設備費用を考えると住宅用には利用できません。



←柳津西山地熱発電所 (福島県)
※日本地熱学会ホームページより引用





そこで、住宅用には、「2.地下浅いところと地表との温度差を利用した冷暖房、すなわち地中熱の利用」が研究されてきました。

この「地下浅いところと地表との温度差」(=地中熱)は身近なところでも体感できます。


例えば、

夏、どんなに気温が高くても井戸の水は冷たい
冬、どんなに寒くても洞窟の中はあったかい

←愛地球博で再現されたサツキとメイの家にある井戸。日本の原風景ですね。

これは外気温(地表の温度)と地中の温度差によって感じられるものです。


言い換えると「気温は季節によって大きく変わるが、地中温度は年中安定している」ということができます。

そのため、春・秋においてはこの温度差はほとんど利用できませんが、夏・冬においては冷暖房に利用することができます。

この温度差は、「土」が持つ2種類の性質から発生します。




1.「土」は断熱性能を持っている。


カエルやヘビ、クマなどが「土の中」で冬眠するのは、土が断熱性能を持っているため、外気がどんどん冷えていっても、土の中は冷え込まないからです。天然の断熱材の役割です。

←クマの冬眠穴
※日本旅行業協会ホームページより引用



2.「土」は熱を伝える性質がある。


夏、地表面が太陽からの強烈な日射等によって暖められます。
その熱は、じょじょに地中深くへ伝わっていきます。

この2種類の性質によって、例えば地下5メートル程度では、1年を通じて15度〜18度の安定した温度(地温)になっています。


では、実際の地中熱温度を見てみることにしましょう。


<その3 地中温度とは?>