• 地下水流動下の熱移動を人為的に具現化したシステム「地下水循環型地中採放熱システム：Heat-Gw-Power」を考案。
• Heat-Gw-Powerは地中熱交換機能と地下水の地中還元機能を併せ持つ地中タンクコイル式の熱交換装置。
• 更にオープンループ方式の熱交換とHeat-Gw-Powerを直結したカスケード（CASCADE）タイプを開発。

NEDOと共同研究を実施（2014-2018年）

• 地中は地表面における気候変動の影響を受け難く、年間を通じて約15℃と一定で冷暖房の熱源として好適。
• 地中への採放熱により冷暖房運転をするため、地中の温度自体が変化し、熱籠り熱枯れが発生すると熱交換効率が低下。よって、供用開始後の地中温度を、如何に15℃に維持するかが重要。
• ここで、地下水流れが卓越する地盤ではその流動に伴う熱移動が大きく、高効率な熱交換が可能とされている。
• 地下水流れを人工的に創ることは非現実的。そこで、90°回転させ重力を利用した鉛直方向の地下水流れを人工的に創り、その流れの中で熱交換することを考案。
• すなわち、井戸ポンプで揚水した地下水を地表面下で散水し、重力浸透により帯水層に地下水を還元する強制循環経路中に熱交換パイプを敷設し熱交換するシステム。
• これを地下水循環型地中採放熱システム：Heat-Gw-Powerと命名。

• 更なる高性能化を目指し、独自にカスケード（CASCADE）タイプを開発。
• まず、オープンループ方式で地下水熱から⊿ｔ＝５℃を熱交換する。
• １回目の熱交換を終えた地下水を地中タンクコイル式熱交換器：Heat-Gw-Powerに供給し、２回目として同じく⊿ｔ＝５℃の熱交換を行う。
• ２つの熱交換器を直列に連結したハイブリッドタイプで、地下水熱のカスケード利用を実現。

• CASCADE１回目のオープンループ方式ではプレート式熱交換器を用いて１次熱交換を行い、28kwのビルマルＡに熱媒を供給。
• CASCADE２回目の地中タンク式熱交換器：Heat-Gw-Powerで２次熱交換を行い、２台目のビルマルＢに熱媒を供給。
• これが、Heat-Gw-Power CASCADE。

従来の地中熱源システムに比して20％以上削減

寒冷地空気熱源システム（EHP）、及び従来の地中熱源システムに比して20％以上削減

揚水した地下水を散水し、重力浸透により滞水層に還元する鉛直方向の強制循環経路に熱交換パイプを敷設し採熱。

従来型の水平クローズドループ式に比して熱交換パイプの採熱効率を飛躍的に増大して熱交換量を９倍以上にした。

Heat-Gw-Power®は浸透桝の中に地下水の地中還元機能と採熱機能の両機能を併せ持つ地中タンク式熱交換器。

プレート式熱交換器と地中タンクコイル式熱交換器をつなぎ、地下水熱を段階的に２回採取（カスケード方式）する方法

• 一次放熱の熱交換器Ａで熱交換後の熱媒の（HP入口）温度は、16℃から20℃で推移し、ヒートポンプＡの期間COPは6.70。
• 二次放熱の熱交換器Ｂで熱交換後の熱媒の（HP入口）温度は、20℃から26℃で推移し、ヒートポンプＢの期間COPは5.84。
• ポンプ類の消費電力を加味したカスケード全体の期間S-COPは4.95。

• 一次採熱の熱交換器Ａで熱交換後の熱媒の（HP入口）温度は、15℃から13℃で推移し、ヒートポンプＡの期間COPは3.29。
• 二次採熱の熱交換器Ｂで熱交換後の熱媒の（HP入口）温度は、14℃から８℃で推移し、ヒートポンプＢの期間COPは3.48。
• ポンプ類の消費電力を加味したカスケード全体の期間S-COPは2.92。

※１　実証方法は、環境技術実証事業　実証要領（環境省）に準拠。

※２　性能値は令和元年度環境技術実証事業実証報告書に独自に実施した追加試験結果を加筆。