エコキュートの仕組みとは?価格や電気代、メリットなどについて


給湯器の中では、比較的新しい部類に入るエコキュート。

よく、空気の熱をお湯を沸かすと言われていますが、一体どうやってお湯を沸かしているのでしょうか?

また、価格や電気代、メリットデメリットはどのようなものがあるのでしょうか?

このページでは、そんなエコキュートについて詳しくお話ししていきます。

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エコキュートとは?


エコキュートは、お湯を沸かす給湯器の一種です。

エコキュートは、空気の熱を使ってお湯を沸かします。

本体には、お湯を沸かすためのヒートポンプユニットと、お湯を貯めるための貯湯ユニットがあります。

エアコンの室外機と同じような形をしているのがヒートポンプユニット、縦長の長方形の形のものが貯湯ユニットです。

【パナソニックのエコキュート】

パナエコキュー

仕組み

ここからは、エコキュートの仕組みについてです。

そもそも、空気の熱を使ってお湯を沸かすってどういうことでしょうか?

普通に考えたら、お湯よりも冷たいはずの空気で、お湯を沸かすなんてできないと思いますよね。

しかし、熱を運ぶ物質である冷媒があれば、これが可能になるのです。

それでは、エコキュートの仕組みについて詳しく解説していきますね。

システム図

まずは、システム図から。

エコキュートは、おおまかに下の図のようなシステムでお湯を沸かしています。

エコキュー仕組み

各部品の役割についても、じっくりと見ていきましょう。

ヒートポンプユニットの仕組み

まずは、ヒートポンプユニットから。

ヒートポンプユニットの部品の役割についてです。

それぞれ、下記のような働きをして、お湯を沸かすために機能しています。

≪①圧縮機≫

圧縮機は、冷媒を運ぶポンプの役割をします。

エコキュートは良く空気の熱でお湯を沸かすと言われていますが、その熱は冷媒という空気を運ぶ役割の物質が担っています。

熱を運ぶにはこの冷媒が循環しないといけませんので、それを圧縮機によって行います。

また、圧縮機では冷媒を高温高圧の状態にして、冷媒の熱によってお湯が沸かせる状態にします。

≪②水熱交換器≫

この熱交換器は、お湯を沸かす部分になります。

高温になった冷媒と水を熱交換させることによって、冷たい水を90℃程度の熱いお湯に沸かします。

冷媒が空気から奪った熱を、ここで水に渡してお湯を沸かすのですね。

≪③膨張弁≫

この部品は、冷媒の温度と圧力を下げるためにあります。

熱は、温度の高い方から低い方へと移動します。

ということは、空気から熱をもらうためには、冷媒を空気の温度より低くすることが必要になります。

そこで活躍することが、この膨張弁です。

膨張弁で冷媒の温度と圧力を下げて、次の空気熱交で空気から熱を奪えるようにします。

≪④空気熱交換器≫

空気熱交換は、空気の熱を奪うための部品です。

この熱交換器で、お湯を沸かすための熱を空気から奪います。

前の膨張弁で冷媒の温度が空気より下がっていますので、空気から熱を奪えるのですね。

空気の熱でお湯を沸かすため、とても省エネにつながります。

≪⑤CO2冷媒≫

エコキュートに使われている冷媒は、CO2が使われています。

つまり、二酸化炭素ですね。

普段は地球温暖化の原因として嫌われている二酸化炭素ですが、エコキュートでは熱を運ぶ冷媒として大活躍しています。

ちなみにエアコンの冷媒にはフロンが使われていますが、エコキュートでは使われていません。

これは、エアコンの冷媒はいくら温度を上げようと思っても60℃くらいまでしか温度が上がらないからです。

これでは、熱いお湯を貯湯ユニットには貯めれませんよね。

そのため、90℃くらいまで温度を上げることができる二酸化炭素が使われているのです。

貯湯ユニットの仕組み

次は、貯湯ユニット。

エコキュートはガス給湯器などのように一瞬でお湯を沸かすことはできませんので、温めたお湯を一度タンクに貯める必要があります。

タンクにお湯をたっぷりと貯めておいて、お湯が使われるときに備えるのですね。

それでは、貯湯ユニットの仕組みを、水の流れと共に見て行きましょう。

≪A:給水≫

水道の水をタンクにつなげて、タンクの下側に送り込みます。

タンクの下側に貯めるのは、冷たい水は重たいので下に貯まるからです。

エコキュートでは冷たい水と暖かい水も同じ一つのタンクに入ります。

それなのに湧いたお湯が冷たくならないのは、密度の小さい暖かいお湯を上に、密度の大きい冷たい水を下に貯めているからです。

こうすることによって、お湯と水が混ざらずに、一つのタンクに貯めることができるのです。

≪B:水熱交へ≫

下にたまっている冷たい水を、ヒートポンプユニットに水熱交換器に送り込んで、お湯を沸かします。

≪C:タンクへ≫

水熱交で沸かしたお湯を、今度はタンクの上側に送り込んで貯めます。

上側に貯めるのは、前述した通り温かいお湯は密度が小さく上に貯まるからですね。

タンクにたっぷりとお湯を貯めて、お湯が使われる時に備えます。

≪D:出湯≫

おうちの中で蛇口が開かれたら、晴れて出湯となります。

この時のために貯めたおいたお湯が、シャワーや台所からお湯として出て行きます。

ただ、90℃のお湯がそのまま出たら火傷してしまいますので、出る前にヒートポンプユニットに中にある混合弁で水と混ぜて、リモコンの設定温度通りのお湯にしてから出湯されます。

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メリット

以上のような仕組みでお湯を沸かすエコキュートには、他の給湯器には無いメリットやデメリットがあります。

後半は、そのことについてお話ししていきます。

まずは、エコキュートのメリットからです。

電気代が安い!

エコキュート最大のメリットは、なんといっても電気代がめちゃくちゃ安いことです。

エコキュートの電気代は、月に1,000円~2,000円

これの値段で一か月のお湯が沸かせるのですから、すごいことですよね。

うちは今、お湯を沸かす手段としては最も高いと思われるLPガスのガス給湯器を使用していますが、毎月のガス代は10,000円以上かかります。

下手をしたら、エコキュートの10倍もかかっていることになります。

ランニングコストが安いことは、家計にとってはとてもありがたいことですね。

環境に優しい

電気代が安いということは、それだけ電気を消費しないということになります。

ということは、環境にも良いということですね。

電気の熱でお湯を沸かす電気温水器と比べると電力は3分の一ですので、3倍環境に良いということです。

デメリット

そんなエコキュートですが、メリットばかりではありません。

他の給湯器と比べると、いまいちなところもあります。

ここからは、エコキュートのデメリットをお話しします。

本体の値段が高い

エコキュート最大のデメリットは、本体の値段が高いことです。

他の給湯器に比べると、本体価格はかなり高額です。

機能のたくさんついた良いものになると、本体価格が100万円なんていうものもあります。

給湯器に100万円は、なかなか辛いものがありますよね。

特に気を付けたいのが、将来的に壊れたときに交換するときに費用がかかるということです。

給湯器に何十万のお金がかかっても、新築のときはもともと数千万というお金がかかるのであまり気になりません。

しかし、10年後に壊れたときに、また何十万も払って給湯器を買い替えないといけない可能性は大いにあります。

その時に、本体価格が高いというのは非常にネックになります。

エコキュートを家に設置するときには、考えておかないといけないことの一つです。

湯切れの心配有り

ガス給湯器や石油給湯器は、瞬間式です。

使いたいときに使いたいだけ、お湯を沸かすことができます。

しかし、エコキュートはすぐにお湯を沸かすことができず一度タンクにお湯を貯めます。

当然ではありますが、タンクのお湯がなくなるくらいお湯を使ったら、一時的にお湯が使えなくなります。

来客などで普段よりお湯を多く使う場合などには、少し不便に感じるかもしれません。

騒音問題には注意

エコキュートの室外機は、エアコンと一緒で圧縮機があります。

この圧縮機が作動するときに、多少の音が発生します。

そしてエコキュートは、夜間電力を使用してお湯を沸かすことがほとんどなので、室外機が動くのは夜です。

静かな夜に、室外機の音が鳴ると気になる場合もあります。

特に、室外機を置いているところが隣の家の寝室の前などになるとご近所問題にも発展しかねません。

そのため、室外機の置き場所は、自分の家にも隣の家にも、騒音が問題にならないようなところに置くのが望ましいです。

まとめ

エコキュートについてまとめると、下記の通りです。

・ヒートポンプユニットで、空気の熱でお湯を沸かす

・沸かしたお湯を、貯湯タンクに貯める

・電気代はめちゃくちゃ安い

・本体の価格は非常に高い

・湯切れの心配は有り

エコキュートの仕組みについて知りたいとき、これからエコキュートの購入を考えられている方の参考になりましたら幸いです。

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