太陽熱利用で地球温暖化阻止!

【 特殊技術は不要】誰でもできる真空管式太陽熱温水器の設置(圧力型)

2019/08/23
 
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nonofho
元農業土木技術者。農地、水路、道路などの測量設計から現場監督まで42年間携わりました。自然環境に興味があり、長年那須連山を写真撮影していました。その中で地球は確実に温暖化へ向かっていることを実感し定年後は、環境製品の販売を第二の職業にしています。1952年生まれ、栃木県大田原市在住。趣味は写真、音楽、読書、DIY。

 

こんにちは、とちぎエネットですね。

 

冬になると給湯や暖房の燃料費が大変です。

特に給湯は、水道水の温度が10℃以下、タンクに入っている場合には5℃くらいになっていますから、そう簡単に沸きません。

 

そして、毎年のように灯油やガスの値上げ。

収入は増えないのに燃料費は上がってきていますから、どこかでこの悪い流れを断ち切りたい。

 

そこで、太陽熱温水器を使いたいと思ったことはないでしょうか。

でも太陽熱温水器は冬にお湯が沸かない、あるいは強引な勧誘などネガティブなイメージのインチキ商品と思っている方もいるかも知れません。

 

でも、それは真っ赤な嘘です。

 

太陽熱温水器とは、太陽熱を集めてお湯として保存する装置で、大して難しい技術ではありません。

その証拠に、夏なら散水用のホースの水が熱湯になりますし、ペットボトルに水を入れておいても40℃前後にはなります。

40℃なら、十分お風呂に入れる温度ですよね。

 

でも、こんな簡単なものでお湯が沸いてしまったらどうなりますか。

灯油やガス、電気など燃料会社・電力会社の売上げが大幅に減ってしまいます。

 

本当は知っているんですよ、知らないはずはありません。

教えたくないだけです。

 

ならば、自分で勉強して真空管式の太陽熱温水器を設置してみませんか。

地上に置くなら誰でもできますし、簡単です。

 

真空管式の太陽熱温水器を自分で設置しよう!

 

と言うことで、誰でもできる圧力型の「真空管式 太陽熱温水器」の設置方法について解説してみます。

ただし、地上に置ける太陽熱温水器は、水道圧に耐えられるタンクの製品にしかできませんので、誤解のないようにお願いいたします。

 

さて、そんなことを言われても水を扱うのは苦手の人も多いと思います。

でも、それは慣れていないだけで、実際は簡単な作業ですから安心してください。

 

どうして自分でやることをお薦めするのか。

それは製品が安いのに設置費用(材料費・人件費)がとても高いからなんです。

自分で設置できたなら、安く使えるだけでなくメンテナンスもできるので長く安心して使えます。

 

高い収入が望めない時代にあって豊かな生活をするにはどうするか。

できることは何でも自分でやって支出を減らし、できないことだけプロに頼みましょう。

 

 

圧力型 200L 297,000円(送料・税込み)

 

 

それでは本題に入ります。

 

真空管式の太陽熱温水器は、写真のようなタンクと真空管の組み合わせで、フレームはもちろんですがタンク以外は全てバラバラになります。

配管は別にして、作業の大半がネジ止めで、少し大きめの工作と思ってください。

 

今回は地上設置の例ですが、基本は屋根でもベランダでも同じです。

前述のとおり、圧力型の場合は全ての動作が水圧なので、自然落水型のように高いところに設置する必要はありません。

 

太陽熱温水器を地上設置なんて、軽く言ってますけど実は凄いことなんです。

以前の平板型ではこのような圧力型はありませんでしたし、電気も使わないので災害にも強いです。

 

【自然落水型の太陽熱温水器はなぜ屋根なのか】

屋根の上に設置しなければならない理由は水圧が弱いからで、日当たりが良いからではありません。自家用ポンプか水道圧で屋根の上のタンクに水を上げ、暖めた後に落水させてお風呂などに落とすのが一般的です。つまり高さ分の水圧しかありませんから、お風呂のほかに分岐して台所で使いたいとしても無理があります。

 

一方、圧力型は給湯器の給水側に接続してするだけで、普通に便利に何も変わらずお風呂や台所・洗面台に使えます。

ぜひ、DIYでトライしてみてください。

 

(目次)

  1. 事前準備
  2. 配管図を確認する
  3. 架台の組み立てとタンクの装着
  4. 配管
  5. タンクへの接続
  6. 本管分岐とミキシング弁周りの施工
  7. 真空管の取り付け
  8. 試運転
  9. 被覆
  10. 完成
  11. 最後に

 

1 事前準備

 

まずは設置場所を決めましょう。

※日照条件などの基礎知識はこちらをご覧ください。(4に記載してあります)

 

このお客様の場合、前庭が広かったので地上設置を検討しました。

 

(検討条件)

  1. 日照が5時間以上
  2. 車の出入りに邪魔にならない
  3. 給湯器(石油ボイラー)に近い

 

 

圧力型200L 275,000円(送料込・消費税別途)

 

3案ほど考えたのですが、最終的に給湯器(石油ボイラー)から10mほど離れた場所に決定しました。

基本的なことですが、前方に納屋がありますので、冬至の太陽の位置から計算し採熱器に影が入らないことを確認しています。

また、植木は邪魔なら伐採することになりました。

 

2 配管図を確認する

 

次に、配管を考えます。

一見、面倒に見えても簡単です。

 

下図をご覧ください。

 

配管模式図

 

とてもシンプルなことがお分かりいただけると思います。

太陽熱温水器とは、給水側から分岐させ太陽で温めて戻すだけなので、どんな給湯器にも接続できます。

 

たとえ、エコキュートでも。

 

さらに、ちょっと複雑に見える部分、「MXB」が気になったかと思います。

これは、太陽熱温水器によって高温になったお湯が直接給湯器に入ることを避けるため、適正な水温に調節するミキシング弁というものです。

 

ミキシング弁

 

仕組みは、バイメタルを使って所定の温度(通常は38℃)に水とお湯をブレンドし給湯器に送ります。

もちろん調整は水圧なので電気は使いません。

非常にシンプルな構造ですが、なんでも電気で動かす現代において大変優れた装置ではないでしょうか。

 

※私の経験では、このミキシング周りの配管は「フレキ管」を使ったほうが簡単で確実です。

 

3 架台の組み立てとタンクの装着

 

最初に基礎を設置します。

基礎は、ホームセンターなどで孔の空いた基礎ブロックを購入し、そこにアンカーボルトを埋めておきます。

そして、写真のように架台の足を付属のプレートで固定します。

 

ブロック基礎

 

基礎が済んだら、フレームを組み立てます。

ここで注意するのは、フレームの水平と直角です。

特に直角は、縦・横・斜めの三方向をきちんと出しておかないと真空管がうまく入りませんのでご注意ください。

 

基礎、フレーム、タンクの設置

※タンクが汚く写っているのは、植木の影です。

 

架台が組み上がったらタンクを載せます。

圧力式のタンクは水道圧に耐えられる構造なので、部材も良いものが使われていますから当然重くなっています。

 

200Lのタンクで60kg以上はあるはずなので、最低でも2人、できれば3人で持上げてください。

そうしないと、丁寧に作業してもタンクにキズを付けたりします。

 

くれぐれも、落とすのだけは避けるようにしてください。

 

4 配管

 

次に、太陽熱温水器と給湯器の間の配管です。

 

給湯側は、一般的なポリエチレン管では100℃の熱に耐えられないためアルミ三層管を使っています。

アルミ三層管が入手困難な場合でも、耐熱温度にを確認して十分な性能のものを使ってください。

なお、給水側は一般的な水道用のポリエチレン管で問題ありません。

 

配管には、「フレキ管」をお薦めします。

このケースではアルミ三層管を使っていますが、これは特殊な工具と締め金具が必要でDIYには不向きです。なので、mあたりの単価は少々高くなりますが、フレキ管を使うと非常に楽に作業ができます。

なお、エルボなどの部材が少なくなり、トータルで考えると安くなる可能性もあります。長さもホームセンターでオーダーできると思いますし、短めのものを繋いでも良いと思います。(ネットでの購入が安く確実かもしれません)

 

配管の中間が車の出入りがあるので、破損防止と保温を兼ねて塩ビ管を使って埋設としました。

地盤が固くて閉口しましたがなんとかなりました。

写真はあと10cm掘り下げます。

 

埋設のための掘削状況

 

パイプはVU管Φ75mmを使いました。

 

ワイヤを使ってパイプを通します

 

 

5 タンクへの接続

 

水の供給側

 

タンク(水)

 

ニップルを使って、逆止弁(付属品)を取り付けておき、そこに管を接続します。

逆止弁は必ずつけるようにして下さい。(標準で付属しています)

水が止まった時、タンクから水が逆流しボイラーなどの機器が傷まないようにするためです。

 

温水側

 

温水側の取り付け

 

一番左がお湯の出口です。

ニップルを使って管を接続します。

 

また、マグネシウムロッズ(浄化用)と温度計設置用の孔がありますので、必要なければドレンボルトで塞ぎます。

 

また、タンク上部には圧力弁と負圧弁の孔がありますので、それぞれ設置します。(付属品)

 

圧力弁と負圧弁

 

※タンクがへこんでいるように見えますが、木の影のようで実際はキズや凹みはありません。

圧力弁は、お湯の温度上昇によりタンク内の圧力が上がった場合に圧力を逃がす装置です。

反対に、急激に冷えた場合はタンクが内側に凹むことを防止する装置です。

 

この二つも必ずつけるようにしてください、

 

6 本管分岐とミキシング弁周りの施工

 

先に少し触れましたが、本管分岐は考え方さえ理解できればさほど難しくありません。

しかし、慣れないことは不安もありますから、給水側の分岐のバルブ設置はプロにお願いしておくほうが安全です。

いくらもお金はかかりませんからね。

 

給水側の分岐(事前施工)

 

ミキシング弁は、電気も何も使わず水圧のみで温度調整ができます。

左からお湯、右から水が来てミキシング弁で温度調節され、下方に流れます。

 

ミキシング弁

 

 

7 試運転

 

給水側のバルブ(緑)を閉めて、太陽熱温水器に水を送ります。

漏水が無いかチェックします。

 

またエア抜きをしないと水がスムーズに流れませんので、以下の要領でエアを抜くようにします。

まともに蛇口を開けるとかなり大きな音が出るので、配管途中のユニオン(プラグ)を少し緩めてエア抜きをした方がよいでしょう。

 

給水側の分岐

 

写真では被覆をした状態ですが、実際には漏水が無いことを確認してから被覆作業に入ります。

 

8 真空管の取り付け

 

ここまで作業を終えた時点で真空管を取り付けます。

なぜか?

 

これを最初にやってしまうと、タンク内に水が無いために空焚きになってしまうからです。

 

この真空管採熱器の威力は半端ないです。(今風)

短時間で猛烈な温度になりますから、ヒートパイプの先端を軽く触って確認してください。(火傷に注意)

 

ですから、順序は絶対に間違わないでください。

必ず、全ての配管が終わり、水が入ってから真空管を挿入してください。

 

真空管装着後

 

作業手順は、一方から順次差し込んでいきます。

写真は完了後ですが、以下に説明します。

 

真空管装着とキャップの取り付けの状況

 

なお、ヒートパイプの差込は、先端に付属のグリスを塗るとスムーズです。

 

 

真空管の下側の固定、真空管先端を固定リングに通してからタンクにヒートパイプ先端を挿入します。

固定リングを先に取り付けておくと良いでしょう。

 

最後にキャップをねじ込めばOKです。

なお、少し緩い感じがしても脱落しなければ採熱には関係がないので、あまりきつくキャップを締め付ける必要はありません。

 

注意したいのは、真空管の先端を何かにぶつけると割れて真空が抜けてしまうこと。

私は必ず一人ではなく、2人でやるようにしています。

2人ならまず失敗はありません。

 

リングに真空管を通してから固定し、先端キャップを閉じる。

 

 

9 被覆

 

漏水が無いことを確認したら、配管を保温材で巻きます。

被覆目的は、保温と紫外線対策です。

 

特に保温はできるだけしっかりやりましょう。

そうしないと、せっかく太陽熱温水器で暖めたお湯が途中で逃げてしまうからです。

 

太陽熱利用の真髄は保温にあり!

 

私は寒冷地ではなくとも、保温材(ポリエチレン)は最低2cmの厚みは必要と思っています。

実際には2cmの製品がありませんので1cmのものを2枚重ねとします。

 

せっかく集めた熱がどんどん逃げたのでは話にもなりませんからね。

 

あと、紫外線対策には防食テープを使いました。

紫外線は非常に強力で、保温材に付いているものやキャンバステープでは数年も持ちません。

防食テープは経年変化で固くはなりますが、厚みもあるので10年くらいは持つと思われます。

 

10 完成

 

完成

 

これで無事完成です。

この装置は今年で3年目、今冬に凍結は一度ありましたがトラブルはなく順調です。

 

なお、真空管式太陽熱温水器を導入した事例を載せておきます。

・家族構成 夫婦と子供2人の4人

・燃料 灯油(タンク容量80ℓ)

4月から10月までに1回、10月から4月まで2回の給油、年間3回(240ℓ)の消費となっています。

 

最後に

 

現代社会は、化石燃料の大量消費で成り立っていると言っても過言ではありません。

国民にたくさん燃料を消費してもらわないと経済がうまく回らない。

そのような業界で働いている人も多いのではないでしょうか。

 

でも、考えてみてください。

それほど大量に燃料を消費することが良いのかどうか。

 

順序からしたら、まず太陽で何とかする。

太陽の光は、誰にも平等に降り注いでいるのですから。

 

次に、身近にあるものを探して燃やす。(薪とか廃材など)

それでも足りない(できない)分をガスや灯油あるいは電気で賄う。

 

そうすれば、足りない分はこれまでの半分~1/3になり、地球温暖化対策になるばかりか家計も大いに助かるものとなるはずです。

太陽熱温水器は、生活に欠かせないもと思っていただけたら幸いです。

 

なお、今回は地上設置をご紹介しましたが、たぶん無理の場合が多いと思われますので、その場合には分離分割型をお薦めしています。

こちらは、採熱器が軽いので屋根への設置に向いていますので、ぜひご検討ください。

太陽熱温水器は「分離分割型」を選ぶべき5つの理由

 



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元農業土木技術者。農地、水路、道路などの測量設計から現場監督まで42年間携わりました。自然環境に興味があり、長年那須連山を写真撮影していました。その中で地球は確実に温暖化へ向かっていることを実感し定年後は、環境製品の販売を第二の職業にしています。1952年生まれ、栃木県大田原市在住。趣味は写真、音楽、読書、DIY。

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