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【徹底解説】不凍液回路と熱交換の物理学。マイナス10度でも給湯可能な理由
第1章：寒冷地の「太陽熱否定論」を解体する
「北海道や東北の冬に太陽熱なんて、配管が凍って破裂するだけじゃないのか?」
あなたがそう考えるのは当然です。実際、昭和の時代に普及した自然循環式の太陽熱温水器は、寒冷地では使い物になりませんでした。
タンクが屋根の上にあり、水が直接循環する仕組みでは、氷点下の夜間に凍結して配管が破損する事故が相次いだのです。しかし、それは30年以上前の技術の話です。
現代のエネルギー危機を考えてみてください。
電気代もガス代も高騰し続け、寒冷地では冬の光熱費が月に3万円を超える家庭も珍しくありません。
給湯だけで家庭のエネルギー消費の約3割を占めるのに、その熱源をすべて化石燃料や電力に頼り続けることが、本当に合理的でしょうか。
氷点下10度の朝、あなたの給湯器は何を燃やしているか?
1月の寒冷地では、水道水の温度は5℃以下にまで下がります。これを40℃のお湯にするには35℃分の温度差を埋める必要があり、給湯器は全力で燃焼し続けます。
ガスを燃やし、電気を消費し、CO2を排出しながら。その一方で、あなたの屋根には毎日数時間、太陽光が降り注いでいます。
曇りの日でも、雪が降る日でも、赤外線を含む太陽のエネルギーは地表に届いているのです。
伝統的な「自然循環式」が寒冷地で敗北した理由
昭和の太陽熱温水器が寒冷地で失敗した理由は明確です。
水を直接循環させる方式では、夜間の凍結が避けられず、屋根上のタンクは風雪にさらされて劣化が早かった。
しかし、現代の強制循環式で不凍液を使用するシステムは、この問題を根本から解決しています。ReTerra(リテラ)はまさに、寒冷地の厳しい環境を物理学の力で克服した次世代システムなのです。
第2章：物理学が証明する「不凍液回路」の熱輸送効率
ReТerraの心臓部は、プロピレングリコールを主成分とする不凍液が循環する閉回路です。
この不凍液は食品添加物としても使われる安全な物質で、マイナス30度でも凍結せず、流動性を保ち続けます。
水の凝固点が0℃であるのに対し、この不凍液溶液は寒冷地の極寒にも耐えうる特性を持っているのです。
マイナス30度でも流動性を失わない「熱の運び手」
不凍液が循環する閉回路(密閉系)には、大きな利点があります。
まず、外気と接触しないため蒸発損失がなく、長期間にわたって性能を維持できます。
また、循環ポンプによって強制的に流れを作ることで、自然対流に頼らず効率的に熱を運搬できるのです。集熱器で温められた不凍液は、配管を通ってタンクユニットの熱交換コイルへと送られ、そこで飲用水に熱を渡します。
「ヒートパイプ原理」と真空管式に代わる、平板式集熱器(HC-2010B)の選択理由
太陽熱集熱器には真空管式と平板式があります。真空管式は断熱性能が高い一方、コストが高く、破損リスクもあります。
ReТerraが採用する平板式集熱器(HC-2010B)は、耐久性とコストパフォーマンスのバランスに優れています。
黒色の吸熱板が太陽光を効率よく吸収し、その熱を不凍液に伝える構造は、極めてシンプルでありながら高効率です。集熱効率は条件にもよりますが約40〜60%に達し、太陽光発電パネルの約20%を大きく上回ります。
対流と伝熱：不凍液がタンクへ「熱を届ける」までのタイムラグをどう最小化しているか
熱輸送において重要なのは、集熱から給湯までのタイムラグです。
ReTerraは集熱器とタンクユニットをペアホース(最大19m)で接続し、循環ポンプが不凍液を強制循環させることで、熱損失を最小限に抑えています。
配管は断熱材で保護されており、冬の寒冷な外気に熱を奪われることなく、効率的にタンクまで熱を届けることができるのです。
第3章：熱交換コイルの魔法：飲用水と不凍液の「完全分離」と「融合」
タンクユニット(HS-200A)の内部には、200リットルの飲用水が蓄えられています。
そして、その水の中を螺旋状に這う熱交換コイルの中を、高温の不凍液が流れています。この構造が、安全性と効率性を両立させる鍵です。
タンク内部の解剖学：熱交換コイルの表面積が効率を左右する
熱交換コイルは銅やステンレスなどの熱伝導率の高い素材で作られており、その表面積が大きいほど効率的に熱を伝えることができます。
不凍液がコイル内を流れる間、コイルの表面を通じて周囲の飲用水に熱が伝わります。この熱交換プロセスにより、不凍液と飲用水は一切混ざることなく、熱だけが移動するのです。これが「完全分離」と「融合」の魔法です。
「水道直圧式」が可能にする、ストレスのないシャワー体験
従来の貯湯式温水器では、タンクの高低差を利用した重力給湯のため水圧が弱く、2階のシャワーでは勢いが不足するという問題がありました。
ReТerraが採用する「水道直圧式」は、水道本管の圧力をそのまま利用するため、どの階でも安定した水圧でお湯を使うことができます。
これにより、快適なシャワー体験が保証され、家族全員がストレスなくお湯を使えるのです。
[重要ポイント]
「水道直圧式」とは：水道の圧力をそのまま利用するため、2階への給湯もパワフルに行える方式。貯湯式にありがちな「水圧不足」を物理的に解消しています。
なぜ熱交換を経ても、給湯温度が安定するのか
熱交換コイルを通じて温められた飲用水は、タンク内で対流によって混ざり合い、均一な温度に保たれます。
さらに、ReТerraは既存のガス給湯器や石油給湯器とハイブリッド接続することで、曇りの日や夜間でも安定した温度のお湯を供給できます。
太陽熱で予熱された水が給湯器に送られ、必要に応じて追い焚きされる仕組みです。これにより、天候に左右されない快適な給湯が実現するのです。
第4章：徹底比較：エコキュート vs 太陽光発電 vs ReTerra
寒冷地でお湯を作る方法として、エコキュート(ヒートポンプ給湯機)、太陽光発電+電気温水器、そしてReТerraという選択肢があります。それぞれの特性を冷静に比較してみましょう。
電気で沸かすリスク：寒冷地でのエコキュートの限界
エコキュートは外気の熱を吸収してお湯を沸かすヒートポンプ技術を使います。
温暖な地域では優れた効率(COP 3〜4)を発揮しますが、外気温がマイナス10度以下になるとCOPは2以下に低下します。
つまり、最も寒い時期に効率が大幅に落ちるのです。さらに、深夜電力を利用する前提のため、電力料金体系の変化に影響を受けやすいというリスクもあります。
太陽光パネル(PV)との共存：屋根面積あたりのエネルギー変換効率の差
太陽光発電パネルのエネルギー変換効率は約20%です。
つまり、屋根に降り注ぐ太陽エネルギーの8割は電気に変換されずに失われています。
一方、太陽熱給湯は熱を直接利用するため、変換効率は約50〜60%に達します。同じ屋根面積で比較すれば、お湯を作るという目的においては太陽熱の方が2〜3倍効率的なのです。
もちろん、屋根面積に余裕があれば太陽光パネルとReТerraを併設することも可能で、電気と熱の両方を太陽から得る理想的な自給体制を構築できます。
LCOE(均等化発電・給湯原価)の概念：730,180円の投資をどう回収するか
ReТerraのシステム価格は730,180円(税込・設置工事費別途)です。
この初期投資を、年間約25,000〜54,000円の光熱費削減で回収すると考えると、13〜29年かかる計算になります。しかし、これは既存の給湯器交換費用を考慮していません。
従来型給湯器の寿命は約10年で、交換には20〜40万円かかります。
ReТerraは標準5年保証、オプションで最大15年の延長保証があり、長期的な視点で見れば十分にコスト競争力があるのです。
第5章：レジリエンス：災害と氷点下の極限状態で機能するインフラ
エネルギーシステムの真価は、非常時にこそ問われます。停電や断水が発生した時、ReТerraはどのように機能するのでしょうか。
断水時に機能する「200リットルの生命線」
タンクユニット内の200リットルの水は、災害時に命を守る貴重な資源となります。
4人家族であれば、飲料水としては約4日分、生活用水(トイレや体拭き)としては約16日分に相当します。
特に寒冷地の冬季に断水が発生した場合、凍結防止のために水を流し続けることもできず、ReТerraのタンクは文字通りの「生命線」となるのです。
IoTが可視化する「熱の動き」：ReTerra LINKによる24時間遠隔監視
ReТerraには「ReTerra LINK」というIoT監視システムが搭載されています。
集熱器の温度、タンク内の水温、循環ポンプの稼働状況などをリアルタイムで監視し、異常があればすぐに検知します。たとえば、循環ポンプの故障や不凍液の劣化など、放置すれば大きなトラブルにつながる問題を、未然に防ぐことができるのです。
この24時間体制の見守りが、寒冷地での安心を支えています。
長期保証(最大15年)が約束する、寒冷地でのランニングコストの安定
寒冷地では機器への負荷が大きく、故障リスクも高まります。ReТerraは標準5年保証に加え、10年・15年への延長保証オプションを用意することで、長期的な安心を提供します。
メンテナンス費用の予測可能性は、家計管理において極めて重要です。
突然の故障で数十万円の出費を強いられることなく、計画的にエネルギーインフラを運用できることが、ReТerraの大きな魅力なのです。
第6章：結論：グリッド(網)から抜け出し、太陽を所有する
あなたは今、賢い選択をする機会を手にしています。
電力会社やガス会社からエネルギーを買い続ける人生と、太陽という無限の資源を自分の屋根で活用する人生
。その違いは、単なる光熱費の多寡だけではありません。エネルギー価格の変動に振り回されない自律性、災害時にも家族を守れる安心感、そして何より、持続可能な未来への貢献という誇りです。
寒冷地の冬を愛するための、最も論理的な解決策
寒冷地の冬は厳しい。
しかし、その厳しさを物理学の力で乗り越えることができる時代に、私たちは生きています。
マイナス30度でも凍らない不凍液、熱交換コイルによる安全で効率的な給湯、水道直圧式による快適な使用感、IoT監視による安心。
これらすべてが統合されたReТerraは、寒冷地でこそ真価を発揮するシステムなのです。
ReTerra：それは、あなたの屋根に設置する「小さな発電所」ならぬ「熱源地」
発電所が電気を作るように、ReТerraはあなたの屋根で熱を作ります。
買うのではなく、作る。依存するのではなく、自給する。
その選択が、あなたと家族の未来を変えていきます。物理学に基づいた合理的な判断が、10年後、20年後の家計と環境を守るのです。
あなたの地域での削減額を、今すぐ確認しませんか?
