済南市のあるオフィスビルを対象とした、PV/T結合地中熱ヒートポンプの季節間蓄熱システムに基づき、実測データとTRNSYSシミュレーション及びGeoStarシミュレーションを組み合わせて、結合システムの年間運転特性を検討し、結合システムと単独地中熱ヒートポンプシステムの10年間の地温とエネルギー効率の変化を比較分析した。結果は以下の通りである。結合システムの冷房期及び暖房期の総合エネルギー効率比は共に1.5以上で、最高2.21に達した。再生可能エネルギー比率は移行期に最も良好で、4月に0.9に達する。夏季にはPV/T余剰熱の注入によりヒートポンプ性能が抑制され、ヒートポンプの平均COPは冬季に比べて10.5%低下し、総合エネルギー効率比は冬季より4.97%低下した。10年運転後、結合システムの土壌温度は0.13 ℃低下し、総合エネルギー効率比は1.24から1.22に低下し、再生熱比率は0.459から0.443に低下した。単独地中熱ヒートポンプシステムの土壌温度は0.7 ℃低下し、総合エネルギー効率比は1.195から1.15に低下した。PV/T結合地中熱ヒートポンプシステムは「夏季蓄熱冬季利用」により土壌の熱平衡制御と冷暖房電力の協調最適化を実現し、寒冷地に対して効率的で持続可能なクリーンエネルギーソリューションを提供する。

PV/T;地中熱ヒートポンプ;地温平衡;季節間蓄熱