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エコキュートについて知りたいエコキュートの仕組み

エコキュートの仕組み エコキュートの仕組み

お湯のつくり方

エコキュートは"ヒートポンプ"の原理を利用してお湯を沸かします。"ヒートポンプ"とは、その名のとおり熱(ヒート)をくみ上げる(ポンプ)システムのことです。なにやら難しそうな内容ですが、エアコンや冷蔵庫など、ヒートポンプの原理を用いているものは身近にもたくさんあります。

ヒートポンプの基本原理

気体は圧縮すると温度が上がり、急に開放すると温度が下がります。
エコキュートは、電気ヒーターを使ったり、燃焼させたりしてお湯を作っているのではなく、ヒートポンプで集めた大気の熱を利用してお湯を沸かしているのです。

ヒートポンプの基本原理 ヒートポンプの基本原理

冷媒の役割

ヒートポンプでは、効率的に空気の熱を受け取り、水に伝える媒体「冷媒」が必要となります。
例えばお湯を作ることを考えてみましょう。冬の水道水の温度は10℃くらいですが、これを65℃くらいまで温めてタンクに貯めておき、水とまぜて適当な温度にして使うとすると、55℃も加熱しないといけないことになりますよね。これだけのパワーをもっていて、しかも熱交換器を小さくできるなど、使いやすい気体(冷媒)は何か?
冷媒として代表的なものが「フロン」と呼ばれる人工の気体ですが、エコキュートは「二酸化炭素」を冷媒として使用しています。自然界に存在する二酸化炭素は冷媒としての効率が優れているだけでなく、オゾン層を破壊することもないため、地球環境にとってやさしいというメリットがあるのです。

冷媒の役割

二酸化炭素はリサイクル利用

エコキュートの冷媒に使われる二酸化炭素は、わざわざそのために作っているのではなく、工場の副生物として作られる二酸化炭素をリサイクル利用しています。

二酸化炭素はリサイクル利用

エコキュートのシステム

エコキュートは、貯湯タンクユニットとヒートポンプユニットから構成され、ヒートポンプユニットで貯湯タンクユニット内の水をお湯に沸かし(熱交換して)再び貯湯タンクユニットへもどしています。貯湯タンクに戻ったお湯は水と混ざることがなく、上部にたまっていきます。
たまったお湯は、電気によって保温されているのではなく、断熱材によってポットのように保温しています。
室内でお湯を使うと貯湯ユニット下部から水が自動的に給水されて、お湯を押し上げて給湯します。
エコキュートでは、電気はお湯を沸かすためや給湯するためではなく、熱(冷媒)を移動させるために使われています。エコキュートで使われるエネルギー(電気)と生み出されるエネルギー(熱)を比べると、なんと熱エネルギーは使った電気エネルギーの3倍以上!そのため、エコキュートは非常に効率の良い省エネ機器と言われているのです。

エコキュートのシステム

冷媒に二酸化炭素を使わないヒートポンプ式給湯機もあります

ヒートポンプを採用している電気給湯機には、冷媒に二酸化炭素を使わないものもあります。これはエコキュートとは呼ばれず「ヒートポンプ式給湯機」と区別されています。