「太陽熱温水器」の歴史
「太陽熱温水器」の技術はわりと古くから開発されてきているもので、現在においても基本的な原理 はほとんど変化がありません。 古くはアメリカ カリフォルニア州にて1890年代〜太陽熱温水器の開発・販売が推進されてきました。 日本において現在の「太陽熱温水器のシステム」の原型となるものが登場してきたのは1927年ころとなって います。
「太陽熱温水器」の特徴
「太陽熱温水器」とは太陽熱によって”水”を温める機器です。その原理もいたった単純なもので、「水など」 が流がれている配管を”太陽熱”にさらすことにより”水など”を温めるわけですから、特別な仕組みとはなって いません。
ですが、太陽熱の利用は「受光した太陽光エネルギー」の約50%程度を「熱エネルギー」として利用できると いうことから、とてもエネルギー変換効率が高いエネルギー活用方法となっています。
また、太陽熱温水機器の導入コスト(購入価格)は高価なものとなっていますが、太陽熱温水器の耐久性も高く 、造られた『温水』の利用価値が高いため、「費用対効果」は高水準な自然エネルギー利用システムなのです。
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太陽熱温水器の仕組み
「太陽熱温水器」は、太陽熱を集める「集熱器」と造られた”お湯”を貯めておく「貯湯タンク(貯湯槽)」 から成り立っています。この「集熱器」と「貯湯槽」の組み合わせによって下記のように分類されています。
1)一体型太陽熱温水器
「集熱器」と「貯湯槽」が一体となって作られている温水器。共に屋根面へ設置することになるため 屋根にかかる荷重が重くなります。建物に対する”負荷”を考慮した上で設置検討する必要があります。
2)分離型太陽熱温水器
「集熱器」と「貯湯槽」が別々になっている温水器。屋根上に集熱器、地上に貯湯槽を分離して設置する ことになります。「貯湯槽」を屋根上に設置しないため屋根への負荷が少なくなるメリットがあります。 しかし、ポンプにより集熱器と蓄熱槽 の間で水や不凍液を強制循環させる必要があるため「ポンプ」が 機能として追加されるとともに、ポンプ運転用の「電気」の必要性が出てきます。また温水器システム全体 のコストが高くなる傾向があります。
”熱”媒介要素による分類
「太陽熱温水器」に使用される”熱媒介”要素によっても下記のように分類することができます。
1)「水」利用の太陽熱温水器
自然循環式とも呼ばれています。水は集熱器と貯湯槽との間を対流により自然に循環することで暖められる 仕組みとなっています。構造的に簡単で価格が安いため最もよく普及しているのが、この『水利用』による 太陽熱温水器です。
デメリットとしては、「寒さ」による凍結による損傷の可能性があること。しかし現在では「寒冷地」 対策を施してある商品も開発・販売されています。
2)「不凍液」利用の太陽熱温水器
強制循環式または二回路式と呼ばれています。ポンプにより熱媒を集熱器と蓄熱槽の間で強制循環させ、水は 蓄熱槽内で熱媒との間で熱交換することにより暖められる仕組みです。間接加熱方式であるため、直接加熱方式である自然 循環式に比べると湯温はやや低くなるのがデメリット。
メリットとしては、「凍結」による被害が少なくなるということがあげられます。
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