太陽熱利用で地球温暖化阻止!

【太陽熱暖房】春から秋までの熱利用を考える(その3)

2020/10/31
 
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nonofho
元地方公務員。農業土木技術者。農業基盤整備の設計・施工に係わること42年、そのノウハウを生かして自然エネルギーの有効利用を考えています。栃木県在住。

 

とちぎエネットです。

 

写真はありませんが、近所のエドヒガン桜が咲きました。

例年だと早くても3月下旬なので10日くらいは早いのではないでしょうか。

 

ただ、風は冷たく、一旦太陽熱暖房を止めたのですが昨日から再開していまいました。

いずれにしても、もうじき暖房はいらなくなるので、使わない熱をどうしようかと工夫をしているところです。

 

なお、これまでの実験で分かったことは以下の2点です。

1)午前中は排熱管からの熱がほとんどないが、午後になると大量の熱風がくる。

2)午前中は温水管からの伝導熱がほとんどである。

 

と言うことで、これに基づき対策を講じましたが、その前に太陽熱温水器暖房の仕組みを若干解説します。

 

太陽熱暖房の仕組み

 

まず、太陽熱暖房はこんなシステムになっています。(写真参照)

太陽熱を真空管採熱器で採取し、これを床下の水タンクを温めるというシンプルなものです。

ポンプの電源は太陽電池(150W)1枚です。

太陽熱暖房システムの概要

 

なお、採熱器は2回ほど変更し、真空管も金属製のヒートパイプからグラスヒートパイプになっています。

グラスヒートパイプは、金属部分がないので集熱は劣りますが、必要以上に熱くならないため扱いやすい真空管です。

 

現在の採熱器

 

これがグラスヒートパイプです。

グラスヒートパイプ

 

ただし、水道圧には耐えることができないので自然落水型にしか使えません。

確認はしていませんが、100℃以上にはならないとのことです。

 

熱の再利用のための加工

 

では、どのように加工したのかを解説していきます。

 

まず、採熱器からの排熱管を途中でカットします。

次に温水管の熱が下から来ますので、フレキ管を使って繋ぎ合流させます。

 

 

 

太陽熱を伝導させる区間は一階の屋根の約6mとしました。

右側の写真は、温水器の配管(冷水側)にステンレス管(3m)とアルミ三層管(3m)を沿わせて保温剤を巻き、キャンバステープで巻いたところです。

 

 

つまり、冷水の温度を上げておけば循環して熱効率があがるのではないかという想定です。

分離分割型の熱交換は、T1(採熱器側)とT2(タンク側)の温度差が8℃になると循環ポンプが稼働します。

 

配管をいくら温めても循環ポンプは動きませんが、温まった水がタンク内で熱交換できればその分だけ温度上昇することになります。

ただ、どのくらいの効果があるのかはやってみないと分かりません。

 

温水管からの熱伝導

 

さて、太陽熱暖房を止めると当然ですが部屋は暖かくはなりません。

しかし、温水管は採熱器と直接繋がっていますから、晴天の日だと熱が管を通して屋内に入ってくるようになります。

気温が低いうちはあまり感じませんが、暖かくなると何やら熱く感じてきます。

 

それを防ぐために仕切弁で外に逃がしているわけですが、これももったいないので利用しようと思います。

もちろん全体的に熱量は使いきれないほどあるのでが、何度も観察したところ、午前中は排熱管からの熱はほとんどなく、温水管の伝導熱であることが分かりました。

 

 

つまり、これを接続しておかないと午前中は全く効果がありません。

一方、午後には排熱管から盛大に熱風が出てきますから、そのほとんどは伝導できずに自然界に放出されることになってしまいます。

 

 

一応出口にバルブを設け、半開きにしてあります。

全閉すると圧力の逃げ場がなくなるので半分くらいが良いのかなと考えています。

 

まとめ

 

今回の事例はなかなか分かりにくいですが、これから暖かくなり完全に暖房を止めた時に結果が出るので、その時にもう少し詳しく解説できれぼと思います。

 

余談ですが、今回はフレキ管の加工を4本ほどやりました。

 

 

ちょっと目には難しいのかなと思うかも知れませんが、つば出し工具があれば長さを自由に加工できます。

太陽熱温水器をDIYでやってみたい方は、ミキシング弁周りでフレキ管をよく使いますのでぜひ覚えておいてください。

かなり役に立つはずです。

 

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元地方公務員。農業土木技術者。農業基盤整備の設計・施工に係わること42年、そのノウハウを生かして自然エネルギーの有効利用を考えています。栃木県在住。

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