太陽熱利用で地球温暖化阻止!

ソーラーエアーヒーター

 
  2019/10/07

 

PCMが太陽熱利用を進化させる!

 

太陽熱利用の革新的技術が誕生しました。

それは、相変化材料(PCM)という蓄熱媒体で空気を暖めるものです。空気は水のように凍りませんから、どんな寒い地域でも使えるのです。

熱エネルギーは熱として蓄えられるのではないため、理論上放熱がありません。

 

 

これまでの太陽熱利用のほとんどは、水に太陽エネルギー(熱)を蓄えることでした。

つまり太陽熱温水器です。これは特に難しい技術は必要なく、太陽で温まった水(お湯)をそのまま利用する方法です。ですが、極端に寒い地域では冬は凍ってしまい使えません。真空管式の太陽熱温水器と言えども、採熱器は凍りませんが配管は凍ります。したがって、太陽熱温水器が使える地域は限られます。

 

そこで、相変化材料(PCM)という特殊な物質に太陽熱を蓄える方法が考案されました。

それが「ソーラーエアーヒーター」です。ソーラーエアーヒーターは、太陽熱エネルギーを使いたい時にいつでも取り出すことができます。

 

そんな馬鹿な話があるか、そう思うのは当然です。

しかし、熱を別な形で保存する技術は従来からあり、我々一般人が知らなかっただけなのです。

 

氷点下40℃になるような地域での太陽熱利用は不可能ですが、ソーラーエアーヒーターはこの問題を根本的に解決しました。

 

熱媒体は空気。空気は水と違って凍りませんから、どんな寒冷地でも使えるのです。構造はとても単純で、電動ファン以外は動くものがありません。

 

用途は、暖房だけでなく農産物の乾燥などにも使え、専用のタンクを用意すればお湯も沸かせるので、床暖房にも使えます。

この革命的な技術にご注目ください。

 

  1. 相変化材料(PCM)とは
  2. ソーラーエアーヒーターの特徴
  3. 用途
  4. 価格

 

 

1 相変化材料(PCM)とは

 

相変化材料は、Phase change materialを略してPCMと呼んでいます。

オーディオ用語にもPCMがありますが、別のものです。

 

相変化(相転移)とは、物質の三態(三相)間の変化のこと。

 

 

 

固体から液体へ、液体から固体へ。

これを繰り返す過程で蓄熱と放熱を繰り返します。

 

2 ソーラーエアーヒーターの特徴

 

PCM採熱器の構造は、上下にタンク及びPCMの入った真空管で構成されています。空気の循環なので、水を扱うような厳重なシールは必要はありません。

もちろん熱を逃がさない工夫は必要ですが、水圧に較べれば非常に圧倒的に簡単です。

真空管は単に差し込んで固定するのみ、非常に簡単です。

PCM太陽熱温風器の構造

 

 

使い方は、電動ファンで風を送ると真空管内のPCMが反応して温風が得られます。

暖房システムでは、室内の空気をソーラーエアーヒーターに風を送ると一方から温風が出てきます。

 

これを室内に送り込みます。温度センサーで管理すれば暖房システムの出来上がりです。

 

 

PCM採熱パネルは、真空管が20本と30本の2タイプが用意されています。

 

使われている真空管は、PCM用の特殊なもので内部を空気が通ります。

らせん状のガラス管が見えますが、ここを空気が通ります。

 

 

 

ソーラーエアーヒーターの組み立ての動画をご覧ください。

非常に簡単で、DIYで十分できます。

 

 

組み立てが簡単と言うことはメンテナンスも簡単なのは言うまでもありません。

 

3 用途

 

用途は、一般的に温風を発生させ暖房に使います。

暖房の目安は、30本タイプで50㎡となっていますが、できるだけ断熱の仕様をしっかりしておけばより安心と言えます。

 

また、暖房は冬期間のみですから、効率よく使うには農産物の乾燥などが考えられます。乾燥に要する熱量の大半を太陽に依存することができれば、製造コストの低減で競争力が高まり利益の増加に貢献できるはずです。

 

使い方は、暖房でも農産物の乾燥でも集めた太陽熱を無駄にしないよう、温度センサーで温風をコントロールすることが大切です。

 

ソーラーエアーヒーターの乾燥施設

 

もちろん100%太陽熱とはいきませんから補助熱源は必要です。小規模な乾燥であれば不要ですが、規模に応じた補助熱源を用意しておきます。

 

 

 

 

なお、ハウス栽培では温風は対流するだけですから熱が外に逃げやすいのです。このため、不経済であるばかりかソーラーエアーヒーターの能力が生かせません。別途、専用のタンクを用意して温水を作り、地中に配管して循環させて輻射熱によって暖房します。

 

 

システム模式図

 

 

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