太陽熱温水器の設置角度は20~30°がほんとに良いのか?

2011年竣工ご入居のIさんより貴重な「太陽熱温水器の実証データ」をいただきました。

この家は、太陽熱温水器(自然循環式タイプ)を載せて、
このお湯を浴槽用の定量止水が付いた混合水栓で使えるようになっています。

ちなみに、この家の熱源はちょっと変則的で、
給湯はガス+太陽熱温水器、調理はIH(電気)となっています。

先月9月のガス使用がゼロになったとの事で、
頂いたデータのガス使用量を見ると確かに0m3、
さすが、太陽熱温水器。
しかし、
使用量ゼロにするには、台所、洗面のお湯を使わず、浴室もシャワーは使わないことになりますので、
家族の一致団結がなければなかなかできるもんじゃありません。
一番すごいのはIさん家族でしたね。

それはそうと、頂いたデータ。
エクセルで15くらいのシートになっているデータで、
ガスの使用量から太陽熱温水器関連の細かな臨床データがぎっちりです。
水道水の温度、取り出した温水の温度がほぼ毎日丹念にチェックされ、気象データとも比較できるようになっています。

あまりに凄いので、どんなふうに料理するかはまだ見当も付きませんが、
ご興味ある方はご来社時にでも声掛けていただければお見せします。
(データ公表に関してOK頂いたIさんに感謝!)


いよいよ今回の本題。
「太陽熱温水器の設置角度は20~30°がほんとに良いのか?」

Iさんのデータをちょっと見てください。
f0139318_15552575.jpg

これは太陽熱温水器から何℃のお湯が取れたかを、5℃単位でプロットしたものです。
(見かたが分からない方は今度会った時でも声かけてください)

下のほうに書いてある「無駄な高温日」「無駄な高温率」、ここがIさんの視点の鋭さをあらわします。
「無駄な」という意味は、お風呂で利用するので取り出した温度が45℃を上回ったら無駄な温度になっている=エネルギーを捨てている、ということです。

なんと、5月~9月まで無駄比率が50%を超えます。

さて、太陽熱温水器の設置角度は20~30°とされていて、
恐らくこのあたりが参考↓
f0139318_15555158.jpg

(参:既存住宅の省エネ改修ガイドライン)
Iさんの「無駄な」視点を経過してこのデータを見ると、
この表は恐らく、無駄に高温だろうがなんだろうが取り出せた温度をエネルギー換算してるんじゃないかという確信を持ちます。

そうすると、実践で最も効果が出る設置角度は、
夏の集熱が下がっても良いので冬主体、
もっと立てて急な角度にした方が良いのではないかというアイデアが生まれます。

どなたか、50~60°に立てて設置して検証している人はいませんか?


このデータ、もう少し読み込めたらまた話題にしたいと思います。
Iさんに感謝。ではまた。
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by katosans | 2012-10-17 16:04 | 住宅への道 | Comments(5)
Commented by あげぽん at 2013-08-10 02:57 x
お湯の量や、使用目的によっては、45度を超えるお湯が無駄になるわけではないでしょうが(特に、飲用にも使える熱交換式などでは)、冬季にターゲットを当てて角度を考えるというのは、面白い視点ですね。
Commented by katosans at 2013-08-22 15:07
あげぽんさん、コメントありがとうございます。返事が遅くなってスミマセン。
太陽熱温水器は歴史が古いわりに、有用なデータが蓄積されていない感じで、少し突っ込んで考えるとすぐ壁にぶち当たってしまいます。
私たち工務店が実際に使われているデータや、エンドユーザーさんの検証をきちんと吸い上げてフィードバックしていかないといけないな、などと大それた事を考えております。
Commented by てらだ at 2013-10-10 09:06 x
太陽エネルギーは、地上に届くのが1kw/㎡程度です。通常、太陽熱温水器の効率は50~60%なので500~600W/㎡ということになります。太陽光が平行光線ということは、知られてますね。つまり、太陽光に垂直に当たるように設置した時が、集熱部の投影面積が最大ということになります。夏と冬では太陽の高さが違うので、20~30°に設置されると夏場の集熱量が高く、50~60°に設置すると冬場の集熱量が高くなります。もう1つ、重要なのが水道水の温度です。地域にも寄りますが、冬場は8~10℃、夏場は25~28℃くらいの水温になります。つまり、太陽熱で得られる温度+水道水の温度が太陽熱温水器の温度になるのです。
Commented by てらだ at 2013-10-10 09:06 x
考えてみると、冬場の方がたくさんの熱を回収した方が得だということに気づきます。ところが、太陽熱温水器の効率は、外気温によって変化するのです。気温が低い冬場は、20%程度の効率まで下がってしまうのです。ところが、外気温の影響をほとんど受けない太陽熱温水器もあります。それが、真空管式太陽熱温水器です。
話がそれましたが、太陽熱温水器や太陽光パネルは、屋根にベタ付けしているのを良く見かけますね。これにより設置角度が決まるのです。べた付けする理由は、風の抵抗、負荷を受けないようにするためです。日本には台風が通過することが多いですが、角度を起こすと風の抵抗を寄り強くうけることになります。様々な理由から、現在の設置角度になってるのです。
Commented by katosans at 2013-10-10 09:57
てらださん、解説ありがとうございます。
実はこのIさん、水道水温度と外気温、日照時間も1年間収集していただいていまして、
てらださんのおっしゃるとおり、水道水温度と外気温にもかなり影響される様子がわかります。
そうすると、設置角の他に集めた熱を逃がさない方策も大切そうですね。
真空管式を最近設置したユーザーさんもいるのでこちらも検証していきたいなと思っております。


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