太陽熱温水器は冬でも作動しますか？
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答えは技術的には「はい」です。ただし、それは使用している太陽熱温水暖房システムの種類と気候の寒さによって異なります。
パッシブな DIY 太陽熱温水器は、モンタナ州のような北部の気候では勝ち目はありません。一方、適切な断熱材または不凍液を備えたアクティブなプレハブシステムは、冬の条件にも耐えられる可能性があります。それでも、極寒の場所では水を十分に熱くするのは困難です。
真空管コレクターは冬でも氷点下でも機能しますが、システム配管の破裂を防ぐために不凍液を準備する必要があります。
冬の間も使える太陽熱温水器の種類、冬の間にシステムで発生する可能性のある問題、太陽熱温水器を凍結から守る方法について詳しく説明します。
太陽熱温水器の凍結
あなたが直面している最も明白な問題は、太陽熱温水器が凍結し、配管や付属品に損傷を与えることです。パイプや付属品の中で水が膨張すると、配管が破裂したり裂けたりする可能性があります。
場所によっては、夜は氷点下になり、日中は暖かくなります。この膨張と収縮により、太陽熱温水器が変形したり故障したりする可能性もあります。
日照時間の減少
冬の間、北部の気候では太陽の光が少なくなります。太陽熱集熱器に当たる太陽光が少なくなると、温水も少なくなります。
太陽が 8 時間しかなく、暗闇が 16 時間しかない場合、水が一定の温度まで加熱されるまでに時間がかかるため、太陽熱温水器は最大 6 時間しかお湯を生成できません。
水を加熱するのにかかる速度は、お使いの太陽熱温水器システムの種類によって異なります。バッチコレクターは、平板コレクターよりも加熱に時間がかかります。
冬の間太陽熱温水器を稼働させようとする場合、考慮すべき問題がいくつかあります。
太陽熱温水器のメリットとデメリットについてはこちらの記事もご覧ください。
太陽熱温水器の凍結
あなたが直面している最も明白な問題は、太陽熱温水器が凍結し、配管や付属品に損傷を与えることです。パイプや付属品の中で水が膨張すると、配管が破裂したり裂けたりする可能性があります。
場所によっては、夜は氷点下になり、日中は暖かくなります。この膨張と収縮により、太陽熱温水器が変形したり故障したりする可能性もあります。
日照時間の減少
冬の間、北部の気候では太陽の光が少なくなります。太陽熱集熱器に当たる太陽光が少なくなると、温水も少なくなります。
太陽が 8 時間しかなく、暗闇が 16 時間しかない場合、水が一定の温度まで加熱されるまでに時間がかかるため、太陽熱温水器は最大 6 時間しかお湯を生成できません。
水を加熱するのにかかる速度は、お使いの太陽熱温水器システムの種類によって異なります。バッチコレクターは、平板コレクターよりも加熱に時間がかかります。
太陽の位置
太陽が地平線に沈むにつれて、正午の直射日光の影響は弱まります。その結果、太陽からの光が弱くなると、太陽熱温水器の加熱可能性が低くなります。
悪天候
曇り、雨、雪の状況では太陽光が遮られ、システムからの温水の量が減ります。気温が低いと、特に強風と組み合わせると、太陽熱温水器の平板型コレクターからの熱が奪われます。
冬に水を沸かすときに何が問題になるかがわかったので、さまざまなモデルが冬の条件でどのように機能するかを見てみましょう。
さまざまなタイプの太陽熱温水器が冬にどのように機能するか
太陽熱温水器の種類ごとに、寒冷環境に対する反応が異なります。軽度の凍結に耐えられるものもありますが、氷点下にまったくさらさない方がよいものもあります。
ここでは、最も一般的なタイプの太陽熱温水器と、それらが冬の条件にどのように対処するかを説明します。
太陽熱温水器平板コレクター
ソーラーフラットプレートコレクターは、フレーム内に平らに置かれ、ガラスで覆われたコイル状のチューブで構成されています。水はチューブ内で加熱され、太陽電池保持タンクに循環します。
多くの場合、銅管で作られた平板コレクターが見られます。銅は太陽光の下でも劣化せず、非常に高温になるため、良好な給湯結果が得られるため、これは水を加熱するのに最適な選択肢です。
しかし、銅は伸びたり縮んだりしません。したがって、チューブ内の水が氷点下で膨張および収縮すると、チューブは裂けたり破裂したりする可能性が非常に高くなります。
平板コレクター用の PEX チューブは、冬の条件下での伸縮能力が高くなります。
ただし、数か月にわたって激しく凍る場所では、平板コレクターを防寒対策し、主に氷点下にとどまる月にのみ使用する必要があります。
太陽熱温水バッチコレクター
バッチコレクターは冬の間ずっとうまくやっていけます。ノースダコタ州、カナダ、モンタナ州などの極寒の気候にいない限り、バッチコレクターが凍ってしまう可能性はほとんどありません。
ただし、私たちが心配しているのはバッチ コレクターではありません。バッチコレクターに出入りするすべての接続、継手、パイプは、冬の間、凍結や破裂の危険にさらされます。
これらの継手やコンポーネントを絶縁することもできますが、システム障害が発生するリスクが高くなります。
また、バッチコレクタータンク内の水が温まるまでにかなりの時間がかかります。冬の間は、日光が低く、気温が低く、風があり、雲が多いため、バッチコレクターが望ましい温度に達しない可能性があります。
真空管コレクター
真空管太陽熱温水器は、寒さと冬の条件を乗り切るための王様です。水を温めるために使用される技術は非常に効率的であるため、システムは氷点下でも熱水を送り出す可能性があります。
これらは、低温、風、低照度条件に対する耐性があります。ただし、ラインに不凍液を使用して、真空管コレクター システムを凍結から保護する必要があります。
気温が氷点下になる夜だけであれば、不凍液を使用しなくても済むかもしれません。しかし、冬の間中ずっと凍結する地域に住んでいる場合は、システムに不凍液を追加する必要があります。そうしないと、高価な太陽熱温水器が深刻な損傷を受ける可能性があります。
太陽熱温水器の凍結を防ぐ方法
太陽熱温水器の種類ごとに、いくつかの凍結防止技術を試すことができます。
ただし、非常に寒い地域にお住まいの場合、最も賢明な方法は、太陽熱温水器の水を抜き、冬に備えておくことです。
平板ソーラーコレクターを凍結から保護する
銅管を PEX 管に交換すると、パイプの破裂を防ぐことができます。
露出した PEX パイプと継手を断熱材で包みます。次に、その断熱材を Reflectix または緊急ブランケットで包み、断熱材の劣化を防ぎます。
平板コレクタ パネルを断熱シートと Reflectix で覆い、夜間にシステムが凍結するのを防ぎ、日中はコレクタを外します。
北部の気候では、防寒のために平板コレクターを完全に排水してください。
太陽熱温水バッチコレクターを凍結から守る
コレクタータンクが凍結して固まる可能性は低いですが、もし凍結した場合は破裂し、システムが破壊される可能性があります。
タンクを毛布で包んで保護し、一晩で凍結する可能性を減らします。断熱材や緊急用ブランケットを使用することもできます。
主な懸念は、ソーラーバッチコレクターに取り付けられているすべての部品と付属品です。これらを断熱材とリフレクティクスで包み込み、最善の結果を期待します。
最良の解決策は、厳しい気候に備えて冬の間にソーラーバッチコレクターを排水することです。
真空管ソーラーコレクターの凍結防止
真空チューブシステムを凍結から保護する確実な唯一の方法は、移送液 (通常は水) を不凍液と交換することです。
これらの閉ループ システムには、特に凍結防止のためのグリコール不凍システムまたはドレン バック方式が組み込まれています。
この太陽熱温水器はシステム内に流体を移動させるポンプを必要とし、設置と保守に費用がかかります。ポンプを使用すると、運転にエネルギーと費用がかかり、光熱費や太陽光発電の支出が増加します。
この技術は輻射暖房と同じであるため、ほとんどの HVAC 専門家は閉ループ真空管ソーラーコレクター システムの設置と修理を行うことができます。
真空管のメーカーによっては、太陽熱集熱器の温度が -35 度まで低く評価される場合があります。真空管システムを保護する最善の方法については、太陽熱温水器の設置業者に確認してください。
または、単にシステムを排水し、季節ごとに使用します。
太陽熱温水器の冬季凍結防止 - 結論
もうおわかりかと思いますが、厳しい冬の気候に住んでいる場合、太陽熱温水器は最良の選択ではありません。
システムに高額な損害を与えたり、冬に十分な日照時間が確保されなかったりするリスクは、どちらかと言えば頭痛の種です。
真空管コレクターが最適です。寒い冬の条件でも水を加熱し、氷点下の温度にも耐えることができます。しかし、これらのシステムは高価です。
