月: 2012年1月

１週間程度動かしてみた測定結果ですが、やはり、途中で集熱板で冷えた水が蓄熱漕に逆に戻ってきてしまうようで急に冷えてしまうようです。ある程度の温度差があると逆流するようで、曇りの時にはそのようなことが起こっていません。

また、太陽電池の電圧はあまりよい日射の測定量ではないようです。
対策としては、まず、ポンプを動かさないときには、配管系から水を抜いてしまうことかなと思います。
今は、循環系の配管をサイホン状に途中に空気が入らないようにしているのですが、これを浮かせて逆向きに循環させようかなと思います（drain down)。それでしばらく様子を見てみたいと思います。または、drainback といって、持ち上げた水が逆戻りするようにすることなのですがどっちがいいだろう？
今使っているお風呂ポンプは逆止弁がついているのかついていないのかわかりませんが、ポンプにも手を入れないとだめかな。

循環ポンプが問題でなかなかいいのが内容なのですが、
こちらのポンプを試しに購入してみます。
温水器のポンプの必要条件として
・集熱板まで水を持ち上げる能力あり
・DC駆動（太陽電池で動かすつもりなのと、制御の容易さ）
・温水を通してもよい。
・長寿命
があると思いますが、能書きでは満たしていそうなので試してみます。
円高もあり、２個で１万ちょっとなので安いです。すぐに送るという返事も発注してすぐきました。
関税とかどうなるかな？
まあ、中国製のポンプを米国から購入するのもアレですが。

10平米の集熱板を作る費用についていい加減に皮算用してみます。
アルミ板
http://item.rakuten.co.jp/shopos/29/
平米あたり2000円　-> 10平米で2万
なまし銅配管
http://www.haikanbuhin.com/shopping/detail2/3661_42000941/
mあたり390円
ピッチ200 として、平米あたり5mは必要なので、10平米で約50*390=2万円
あとはベンダーの購入が必要
枠板 OSB合板
平米あたり800円 -> 8000円
枠板 1×4 1.82*0.91１個分で1800円程度。６枚で1万円
ポリカツインカーボ 1.82*0.91m で3000円 –> 18000円
ポリカ波板-> 6尺 10枚で11000円　有効幅 550mm 程度なので、2枚必要なので、ツインカーボとあまり変わらない？　波板は、形の変形が少なそうだが。
断熱材 1.82*0.91m で1000円 –> 6000円
合わせて、73000円也！ということで、大きいのを作るほどトク！
実は全体の中でアルミと銅管が占める割合はめちゃめちゃ大きいわけではないということがわかったので、耐久性を考えて、素直にアルミと銅管で作るのがよいかも。

ようやく、ロガー・コントローラーが形になってきたので、温水器に取り付けてみました。
ロガーは、作っていきながら、部品が足りない！やら、これ必要ない！やらやっているのでまだ完成していません。が、３点の温度（集熱板、蓄熱漕、外気温）をサーミスターで測定しつつ、集熱板の温度が蓄熱漕の温度より１０℃以上高いときにリレーで循環ポンプをONにすることができます。
また、他には蓄熱漕の水位を測定、太陽光パネルの電圧（ポンプは太陽光パネルの電力で回すつもりなので）も合わせて測定しつつ、SDメモリーに記録していくことができるようになりました。

これがロガーの基板で、arduinoボードの上にマイクロSDシールドを乗せて、arduinoボードの下にIC基板をつなぎ、リレー、RTC、端子板などを配線しています。この乗せ方にするため、Arduinoボードのコネクターはちょっと出し方を変えています。RTCがI2C接続なので、analog端子を２つも消費してしまいます。AD変換も本当はもっと必要（バッテリー電圧や蓄熱漕も複数点で温度を見たい）なので、これは、後でI2C接続のAD変換器を増設することにしています。
　私はよくこういう方式でまとめるんですが、基板が収まっているケースは、１００円ショップで売っているレンジOKのタッパーです。ねじ止めもせず、線をつないで放りこんでいるだけです。完成したら両面テープで留めるかもしれませんが、まだ未完成なので、このまま。配線はタッパーに切り込みを入れてそこからまとめて出します。
　基板も大き目のものを使って、配置もぎりぎりにせず、あえてテキトー感があるような感じで配線していきます。アイデアが湧いても後から直せるのでこれがよいです。
arduinoはなかなかプログラムも簡単でよいですね。人の書いたコードを都合のいいところだけ、コピペしまくりですが、とりあえずロガー・コントローラーのソフトが１晩ででき、楽しいです。
たとえば、リアルタイムクロックの操作には、こちらのライブラリを使用させていただきました。
ただ、USBコネクターを抜き差しすると、外部電源で動かしていてもリセットがかかってしまうようで、なんでだろ？って思っています。とりあえず、リセットボタンを押してスタンドアローンで動くことを確かめておきました。`
–> あとで回路図を見返したら、USBの状態が変わったらリセットがかかるような回路になっていた。うーん。問題はないけどね。
ロガー・コントローラーの電源は、すでに使用している、太陽光パネルで充電する蓄電池システムから１４V程度を取りました。しばらく動作を検証したら、ポンプの電力もこのバッテリーから取ろうと考えていますが、今のところは商用電源から取っています。

とりあえず、最初のデータをグラフにしてみました。測り始めてすぐに雲がかかって集熱板の温度が下がっていきます。温度のデータはノイズが大きいですねー。もうちょっと手当てしないとだめだね。

一応、集熱板がアツアツの時は、ポンプが回り、雲がかかったときには、ポンプが停止することを確かめました。蓄熱漕の中の水は５３℃程度まで上昇しました。データが取れるのが楽しみです。
夜になってデータを吸い上げてみました。

なんか、夜になってから、急に循環が勝手に起こって蓄熱漕の温度が下がっています。
ポンプを回した形跡もないのですが、これって集熱板のなかに残っている水が自然循環した？
かなり温度が下がっているので、今後の改良では無視できない要素です。

今日もいい天気、太陽熱温水器作ったのはいいけど、日が照るとホースが熱で壊れそうなので、循環させないといけないし、循環させたらさせたで、お風呂ポンプの耐久性が気になるしで、難しいですね。。。
今日は日が照って、１１時過ぎには、集熱板は８５℃、蓄熱漕の水温は５１℃を記録していました。すごいですねー！改良すべき課題ははっきりしていますが、やはり長期間屋外にさらすものなので、耐久性には特に気を付けて考えなければと思うようになりました。