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お役立ちコラム

エコキュートの仕組みとは？大気中の熱を取り込んで賢くお湯を沸かそう

2020.01.14 お役立ちコラム

エコキュートに興味はあるものの、具体的にどのようなシステムでお湯を沸かすのか、どのような効果を得られるのか分からない人も多いのではないでしょうか。そこで、エコキュートの基本的な仕組みや、導入することで得られる効果を紹介します。

エコキュートの仕組みとは？基本原理の理解をしよう

エコキュートの基本的な仕組みと、重要なパーツについて紹介します。

大気の熱を生かした「ヒートポンプの基本原理」

エコキュートの仕組みを理解するうえで覚えておきたいパーツとして、貯湯ユニットとヒートポンプが挙げられます。エコキュートは貯湯タンクとヒートポンプの2つで構成されており、貯湯タンクの中の水をヒートポンプユニットでお湯にして、再度貯湯タンクに戻す仕組みです。
貯湯ユニットとは、エコキュートで生成したお湯をためるためのタンクで、貯湯タンクに戻されたお湯は水と混合されることはなく、上の部分に蓄積します。蓄積したお湯は、電気で保温されるわけではありません。断熱材を利用した、ポットに似た仕組みによって保温していることが特徴であり、自宅でお湯を使用すると貯湯ユニットの下から水が出され、お湯を押し上げるようにして給湯する仕組みです。
エアコンの室外機のような見た目のヒートポンプユニットはエコキュートオリジナルのものであり、外から熱を吸収して熱を使ってお湯を沸きあげます。お湯を沸きあげる際には電気エネルギーが不可欠ですが、ヒートポンプ式であるため、あまり電気を使わずに効率的に運転することが可能なのです。
エコキュートは、お湯を沸かす目的や給湯する目的で電気を使うのではなく、冷媒を伝えるために使用しています。エコキュートで使用される電気と生成する熱を比較すると、熱のエネルギーは使用する電気エネルギーのおよそ3倍にもなるので、エコキュートは効率的で省エネ効果が高いといえるでしょう。

効率的に空気と熱を受け取り、水を伝える「冷媒機能」

エコキュートは、ヒートポンプが効率よく空気中の熱を集めて水に伝えるための冷媒機能が不可欠です。例えば、お湯を生成する際、冬の水道水は15程度ですが60度程度まで熱してタンクに蓄積させ、水と混合させることで適温にしたい場合は50度程度加熱する必要があります。それほどの力があり、さらに熱交換器のサイズをコンパクトにする冷媒機能として一般的なのがフロンという人工気体です。
しかし、エコキュートは二酸化炭素を冷媒機能として利用しています。自然界にある二酸化炭素は冷媒機能として効率的なうえに、オゾン層に悪影響を及ぼさないので環境に配慮できることが特徴です。エコキュートの冷媒機能として利用される二酸化炭素はエコキュートのためだけに生成されているものではなく、工場から出る二酸化炭素を再利用しています。
冷媒機能として二酸化炭素を利用しないヒートポンプタイプの給湯器もありますが、冷媒機能に二酸化炭素を使用していないものはエコキュートではなく「ヒートポンプ式給湯器」と呼ばれており、エコキュートとは違う商品のため注意しましょう。

エコキュートの仕組みが生み出す効果とは？

エコキュートの仕組みによって、導入した際にどのような効果を得られるのでしょうか。利用者にとってメリットとなる効果について紹介します。

給湯に使う電力消費量が少なくなる

エコキュートは、基本的に夜間にお湯を沸かすことが特徴です。電気代を抑えられる時間帯にお湯を沸かし、貯湯タンクにお湯を蓄積させます。夜間に生成したお湯を利用するので電力消費量が少なく、節約効果が高いことが魅力です。

給湯の効率化を実現

エコキュートは給湯を効率化することによって、自宅でのエネルギー消費量が抑えられることが特徴です。給湯は、家庭で使用するエネルギー消費量のおよそ30%を占めることが特徴であり、給湯を効率化できるかどうかは省エネにもつながります。エコキュートは空気を使って少ない電気で効率的にお湯を沸かせるので、給湯の効率化を実現できることがメリットです。
エコキュートは電気エネルギーを使用し、空気の熱を使って給湯エネルギーを生成するので、電気エネルギーのみでお湯を沸かした際と比べて消費電力量が3分の1に抑えられるので、非常に経済的だといえます。

家計がとってもお得になる

エコキュートのヒートポンプユニットは、少ないエネルギーでお湯を沸かせることが特徴です。エコキュートは電気料金がお得な時間帯にお湯を沸かせるので、家計がお得になるでしょう。昼間の電力料金と比較して夜間の電力は安い値段であるため、エコキュートを利用して節約したい場合には夜の間に翌日使うお湯を準備しておくことが大切です。
家族が多い場合や、キッチンやお風呂などでたくさんのお湯を使用する場合のほか、お湯を使う床暖房を取り入れている家庭は、より大きな節約効果を得られるでしょう。