下水熱利用
下水熱を利用した低炭素まちづくりへの貢献
低炭素まちづくりの重要な手段として、下水熱利用の可能性はますます広がっています。
下水熱利用とは
下水熱利用とは、下水道から排出される下水の熱を再利用することで省エネやCO2削減につなげる取り組みです。
下水熱は外気温度と比べて夏は涼しく冬は暖かい特徴があり、温度変化が少なく年間を通して安定活用できる「再生可能エネルギー」として注目されています。
このため、今後の低炭素まちづくりにおいても大きな貢献が期待されています。
2015年には下水道法が改正され、民間事業者が下水道管に熱交換器を設置できるようになりました。
札幌市は、市内全域に下水道管が敷設されているため、下水管からの下水熱利用が進めば全市的に大きな効果が得られます。今後、下水熱利用の普及拡大に向けた取り組みが一層進むことが予想されます。
下水熱のしくみ
下水管の底部に熱を回収するための採熱管を設置し、管内を流れる熱源水と下水が熱交換を行います。
下水熱の採熱方式
下水熱の代表的な採熱方式には、以下の2種類があります。
大口径タイプ
大口径の下水管内部の底に採熱管を敷設。円形管に加えボックスカルバートなど管の断面形状を問わず適用可能です。
小中口径タイプ
古くなった管の内部に樹脂を張り付けて固め(管更生)、その間に採熱管を設置して採熱します。
下水熱を利用した路面融雪システム
循環ポンプ式
下水道管の底に設置した採熱管より下水から採熱を行い、管内の不凍液を循環させ、路盤の放熱管より放熱して融雪するシステムです。
制御が不要で、最も低コストで常時運転が可能ですが、低温のため使用できる場所に制限があります。
ヒートポンプ式
下水から採熱した熱量をヒートポンプによって必要な温度まで昇温させて融雪するシステムで、融雪負荷が大きい場合に使用されます。
熱流束は250W/㎡を確保でき、温水式や電気式よりも維持費用が低コストです。
循環＆ヒートポンプ併用式
循環ポンプ式とヒートポンプ式を併用して制御するシステムで、通常時は循環式で運転し、熱量が不足して雪が残る場合にはヒートポンプを稼働して融雪します。
熱流束は250W/㎡を確保でき、併用することで維持費用をより低コストに抑えることができます。
当社の取り組み
当社が代表を務める「さっぽろ下水熱利用研究会」は2017年に発足し、下水熱を利用した路面融雪システムの実証研究を北海道内で行っています。
これまでの実証研究から得られた知見やノウハウを提供し、行政・民間事業者による下水熱利用の導入拡大が促進されることを期待しています。
北海道科学大学 歩道部分
2017年より北海道科学大学敷地内にて下水熱利用ロードヒーティング施設を導入し、2022年までの5シーズンに渡り各種データ測定、検証と解析を行ってきました。
札幌市中央区複合庁舎
中央区役所の新庁舎建設でも採用され、融雪や空調などに下水熱が利用される予定です。
