山下会長 今月のつぶやき  BUCK NUMBER

薪ボイラー方式床暖房システム開発奮闘記
その1

(2003/1/30)

 昨年の12月始めに長野市飯綱高原にある自宅1Fの母の部屋、居間、台所、浴室周り部分を床暖房にすべく、床の壁下回り縁から20cm前後離したところで床をカットしてはがしました。次に表面に銅パイプが入るくぼみ付きの黒く塗装した銅板を張り付けた厚さ30mmの発泡ウレタン板を受け金具で根太間に引き詰めて、そこに銅パイプを配管して、その上に再度別な色の床を張る工事を3日間かけて行いました。この工事は改修が不自然ではなく、今後の有効な改修方法になると思います。肝心の配管とボイラーの接続は、年末の27日に研究室学生諸君を6人動員して自宅北口に薪置き小屋を急遽造り、そこに風呂炊き用の薪ボイラーを改良した床暖房薪ボイラーを設置し、床暖房配管と接続しました。その間いろいろのトラブルが発生しましたが、どうやら年末ぎりぎりに床暖房が動き始めました。正月明け7日までは、従来の灯油ボイラーによる地下室の床暖房、2Fのパネル暖房をしながら、1Fだけ薪ボイラーによる床暖房をしていました。ただし、灯油ボイラーは夜12時から朝4時まで停止の状態です。非常に快適で満足のいく結果になりました。ただ、室温20度前後の部屋から、5度前後の保冷室を通って、さらに室外と同じくらい温度(零下数度前後)の薪置き小屋に設置してある薪ボイラーに薪を投入しにいくことによる温度差のストレスと薪の燃焼状態が変わりやすいために燃焼うまく維持するように見に行くことの大変さを、実験験システムとは言え実感しました。
 薪ボイラーの連続運転を目指して、就寝時に大きめの薪を投入したり、練炭を投入して朝までの燃焼が持たないかを試みました。しかし、朝にボイラー内を見ると燃焼しないで残って消えており、そのため1Fのみ朝の室温が16度前後に下がることに不満があります。これを改善するために就寝時にも地下室のみ床暖房してみると多少は改善されることがわかりました。ほかに点火、補助熱源用の灯油ボイラーに温度センサーを取り付けてON-OFFさせますと、今度は朝までに薪などが完全に燃焼されますが、かなりの時間灯油で燃焼していることがわかりました。もっともこの場合は、快適な温度環境を維持していますが、灯油に頼る点が問題です。いろいろ試行錯誤しているうちに、徐々にですが燃焼が悪くなってきました。煙突がすすで詰まってしまったのが原因かと疑い、正月明け8日に煙突を直線化することにして煙突をはずしてみました。しかし、すすはほとんどないことがわかり、ともかくより燃焼を良くなるにはと考え、直管で構成をしてみました。これにより燃焼状態はもとにもどりましたが、またトラブルが生じました。それは太陽電池によって、ポンプのモーター程度の電力を蓄電方式で得ようとシステムを組んでいる際に、床下にある2Fへのパネルヒータの配管を破損させてしまい、2Fは暖房できなくなりました。卒論のdata取りもかねて、12日から3日間、地下室のみこれまでの方式で24時間床暖房をする状態にし、かつ薪ボイラーは夜12時でまきを投入しないことで、朝4時に起きて薪ボイラーを動かすことで、各種センサーを取り付けて実験をしてみました。結果をみますと、垂直温度分布が床暖房特有の形となって、不凍液(今回はボイラーを外気に近い状態で設置しているため使用)の湯温を40度前後に維持すると床表面温度が25度前後となり、1.5mの室温は20度前後となって、快適な床暖房を実体験しました。朝の室温16度が約2時間程度で20度前後になります。
 次の実験条件は、地下室の床暖房を停止して実験をすることにしていましたが、家内が風邪を引いてダウン、続いて母がダウンと最悪の状態に陥り、さらに悪いことに実験終了直後から急にボイラーの吸い込みが再度悪くなり燃焼しなくなりました。急遽、予備の小型開放型の灯油ストーブをもちだして暖をとることになりました。決して寒くはないのですが80歳の母は一層風邪をこじらすことになり、実験はしばらく中止にすることにしました。しかしボイラーの燃焼をよくしないと次の実験ができないので、以下の観点で検討することにしました。直管部が短い、もしくはボイラー内のつまりがある点です。いずれも考えられるけれどはっきりわからないまま、さらに煙突を長く、屋根より高くすることにしました。かつ煙突の先端部に取り付けた換気用のカバーをはずしてT字型の雪、雨よけカバーを取り付けました。これによりボイラーの燃焼が完全によくなり、やっと原因がわかりました。それは換気用のカバーが完全にすすで目詰まりしているため急激に吸い込みが悪くなったことが原因でした。以上のように薪を燃やす技術が必要であるのに、それを全く理解できないまま進めたことがトラブルの元であったと改めてわかった次第です。
 現在、詳細な測定結果の解析を進めていますので、次の機会に説明することにします。



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