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H3 Miryoku

太陽で暖房・給湯 ハイブリッドソーラーハウス

ソーラー暖房と給湯の仕組み

太陽熱コレクターによって熱媒液(不凍液)を温め、床のコンクリートに埋設された給熱パイプに循環させます。昼間は室温も高く、蓄熱が中心となります。日が沈むとシステムは停止し、気温の低下にともない自然放熱(遠赤外線)が増加し、家全体を暖めます。天候が悪く蓄熱温度が不足する時は補助熱源装置が自動的に作動し、室温を一定に保ちます。しっかり蓄熱した後や暖房の入らない季節は貯湯タンク(370リットル)の水を暖め、お風呂や台所への給湯に利用します。


Sikumi
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各部位の構造と働き

  • 1. 屋根一体型「太陽熱コレクター」

    屋根と一体型だからスッキリとした外観。この中を熱楳液(不凍液)を循環させて床下の蓄熱層や貯湯タンクへ太陽熱を蓄えさせます。

  • 2. 床下「コンクリート蓄熱層」

    太陽熱をしっかり蓄熱するため、床下に15~20cmのコンクリート層を構築し、給湯パイプを中心部に埋設します。床下からの冷気や湿気の侵入を防ぎます。

  • 3. 「補助熱源装置」
    悪天候が続くと蓄熱コンクリートは冷たくなり、次の日照時に温まりにくいだけでなく、建物そのものも冷やしてしまいます。
    そこで、設定された蓄熱温度の下限を下回った時に補助熱源装置(灯油もしくはガスボイラー、ヒートポンプなど)を自動運転させ、快適な暖房に必要な蓄熱温度を維持します。
  • 4. 「貯湯タンク」

    充分な暖房エネルギーを蓄えた後や、暖房が不要なときには給湯運転を行い、しっかりと断熱された370リットルの容量をもつ「貯湯タンク」の水をお湯にします。

  • 5. ポンプユニット

    ポンプユニットの中ではマイコンが暖房温度やお湯の温度を監視し、最適運転を制御します。

  • 6. コントロールパネル

    このコントロールパネルで設定された温度をもとに、蓄熱運転、給湯運転、補助暖房運転の切り替えをコンピューターが制御します。

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■家族の成長に合わせて変化できるプラン

例えば、リビングと2階のコミュニケーションができる家

1. 乳幼児期

子供が赤ちゃんから幼児のうちは、家族が川の字になって寝たいもの。
畳敷きにして布団を片付ければ親戚や友人の応接にも使えます。

Seicho Plan1b Seicho Plan1a
2. 学齢期

いきなり個室をあたえるのではなく、兄弟の気配を感じられる簡単な間仕切りに。広々とした遊び空間と、適度なプライバシーを確保した空間が両立できます。

Seicho Plan2b Seicho Plan2a
3. 思春期

趣味や勉強に集中すると兄弟や家族との時間のずれが生じます。家族とのストレスを緩和する意味でも「こもれる部屋」が欲しくなる時期です。

Seicho Plan3b Seicho Plan3a
4. 独立期

上の子は2階へ移動し、独立心を養う生活環境を提供します。独立後は下の子を移し、あいた部屋は親のための空間に利用します。

Seicho Plan4b Seicho Plan4a
5. 二世帯同居

独立した子供が孫をつくって帰ってきます。加齢に備えて安全な1階に寝室を移します。心休まる和室は、孫と遊べる空間にもなります。

Seicho Plan5b Seicho Plan5a

3つの運転モード

  • 1.ソーラー蓄熱暖房

    日差しがあるとき
    最も暖房が欲しいのは、夜や朝方です。
    昼間の太陽で明日の朝を暖房するには蓄熱が大切。真冬、快晴であれば翌日分にまで及ぶ熱を蓄えます。
    Solar Mode1

  • 2.補助暖房

    日射しがないとき
    蓄熱するとはいえ、天気の悪い日が続くと蓄えがなくなり冷えてしまいます。
    こんな時には補助ボイラーの助けを借りて、蓄熱温度を確保します。
    Solar Mode2

  • 3.ソーラー給湯

    暖房が入らないとき
    暖房に必要な熱が少ない時は、太陽熱でお湯をつくります。370リットルの温水が、夏ともなれば70度にも沸き上がり、ふんだんにお湯が使えます。
    Solar Mode3

ハイブリッドソーラーハウス Q&A

Q1. 冬の日光で本当に暖房できますか?

太陽熱コレクターは、太陽からのふく射熱を受け止めてエネルギーを得ていますので、影響するのは、いかに空が青く澄んでいるかということと、快晴時間がいくらあるかということです。
日本列島の内陸部や太平洋側の地域では、冬期は快晴が多く、澄んだ青空が広がります。世界的にみても太陽熱暖房に適した地域だと言えます。

Q2. 2階も温かくなりますか?

コンクリート蓄熱層からのふく射熱により建物全体も暖められるので2階も温かくなります。上下階の温度差を少なくするためには、十分な断熱工事と、熱損失の少ない総2階構造、そしてリビングに吹き抜けのある間取りがベストです。

Q3. 太陽光コレクターの汚れが心配ですが?

雨で汚れが流れますので、通常の天窓と同じく日常的なクリーニングの必要はありません。しかしながら新設後の美しさを保つことは不可能ですから、予め汚れによる日射取得料の低下を5%程度見込んであります。

Q4. 雪で太陽熱コレクターが覆われた時は?

ハイブリッドソーラーハウスの基本設計は冬の日射しを考慮して屋根の勾配がきつくなっています。コレクターの表面のガラス部分に雪が大量に積もる前に滑り落ちてしまうのが一般的です。
それでも雪がガラス面を覆った場合は、熱媒液を補助熱源装置で暖め、屋根面へと運転を行うことで強制的に融雪させることが可能です。

Q5. 床下の配管は水垢等で詰ったりしませんか?

水垢については、鉄製の水道管等で錆が発生して起きる現象で、樹脂製のパイプでは発生することはありません。また、熱媒液は密閉された回路を循環するだけですから、外部から異物が入る恐れがなく、目詰まりの心配もありません。

Q6. 蓄熱コンクリートをもっと熱くすれば蓄熱量はふえますか?

1m3のコンクリートが1 ℃冷えるとき、1500m3の空気を1℃暖めることができます。この特性を活かして出来るだけ蓄熱層を厚くし、補助熱源が不要になるぐらいの蓄えが出来れば理想的ですが、不必要に厚くしても効果的に働かず、逆に薄くしすぎると24時間暖房に必要な蓄熱量が確保できません。現在の基本設計である15〜20cmが適切な厚みだと言えます。

Q7. 太陽光コレクターの設置面積はどうして決めますか?

建物の熱負荷(暖房に必要なエネルギー)の計算や実験から、標準的には蓄熱床面積の35〜40%程度が最適です。しかし、建物の条件や補助暖房をどの程度許容するかによって、この比率は変わることもあります。

Q9. ハイブリッドソーラーハウスにより削減できるCO2の量は?

北関東地区で12枚の太陽熱コレクターを設置したハイブリッドソーラーハウスの場合、年間約1000リットルの灯油を節約できます。灯油1リットルを消費した際のCO2の排出量は、2.53kgですから、年間で約2.53トンものCO2排出を削減できることになります。

Q10. 低温火傷の心配はありませんか?

ハイブリッドソーラーハウスは立ち上がり時間の不要な蓄熱様式ですから床下の蓄熱温度は30℃から35℃程度と低温で安全です。いくら寝そべっても低温火傷の心配はありません。

Q11.カビやダニが繁殖しませんか?

カビやダニの発生原因のひとつに結露があげられます。通常の暖房の家では暖房を切る夜間から朝にかけて空気中の水分が家のあちこちで結露し、カビやダニの発生を促進しています。ハイブリッドソーラーハウスは、建物全体を24時間暖めていますから、結露の原因となる冷たい場所がありません。この結果カビやダニの発生が極端に少ないことが実証されています。

Q12. 空気集熱方式のソーラーハウスや太陽光発電との違いは?

空気集熱方式とは、屋根面のコレクターなどで空気を暖め、ファンの力で床下へ通し室内へ拭き出す方式です。問題点の第一は、液体に比べて同体積あたり3000分の1しか熱を運べないため集熱効率が悪く、さらにコンクリートなどの蓄熱体への伝導効果が少ないことです。この結果、日が沈んでから翌朝にかけて、もっとも暖房が必要な時間帯の暖房効果があまり期待できません。
問題点の第二は、ダクトや色々な箇所を通過した空気が化学物質やホコリに汚染させる危険があることです。
問題点の第三は、温かい空気は上昇するため、室内の上下温度にムラが出ることと、吹き出し直下と部屋の隅での水平方向での温度ムラが発生しやすいことです。
太陽熱発電については、生み出される電気エネルギーが何にでも使用できるという質の高さには注目に値しますが、太陽エネルギーから取り出すエネルギー量がハイブリッドソーラーハウスと比較して3〜4分の1と効率が悪く暖房や給湯を目的とする場合には不利と言えます。電力ならではの用途を考え、使い分ける工夫が必要です。

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