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エコキュートのしくみ

エコキュートは、ヒートポンプ技術を利用した空気の熱を利用してお湯を沸かす事ができる電気給湯器の一種です。空気の熱を利用することにより省エネルギーで熱エネルギーを獲得する事ができます。ここでは、エコキュートがどのような仕組みでお湯を作るのかを分かりやすく説明していきます。

 

エコキュートとは

エコキュートとは、「自然冷媒ヒートポンプ給湯機」という名称が正式な名前です。エコキュートには、お湯を貯めておく「タンク」と室外において、外部の空気を取り込む「ヒートポンプユニット」と呼ばれる2つの機械から成り立っています。

ヒートポンプユニットは空気の熱を電気の力で圧縮して高温を作り出し、その熱を利用して給水された水をお湯に買えるというシステムを持っています。ヒートポンプとは、そもそも熱移動と熱回収をする仕組みのことで、エアコンなどにも使われている技術です。

エコキュートとは「自然冷媒ヒートポンプ給湯器」の愛称です

 

空気の熱を圧縮するとはどういうこと?

まずは、大気中に存在している空気の熱を圧縮することでなぜお湯を沸かすことができるほどの高温を作り出すことができるのか?ということですが、空気というものは「圧縮」されることにより熱を帯びます。
これは、「圧力鍋」などを考えていただいたら分かると思いますが、圧力鍋は鍋の中の空気を圧縮することにより、鍋の中の温度を非常に高温にすることができます。ヒートポンプ技術もこれと同じです。

エコキュートのしくみ

(1):ファンをまわして空気をヒートポンプユニットに取り入れる

(2):集めた空気の熱を「冷媒(エコキュートの場合二酸化炭素)」が吸着し集める。

(3):集めた熱をコンプレッサーにより「圧縮」する。

(4):圧縮して高温になった熱を給湯器(熱交換器)に送り出す。水をお湯にする。

(5):冷媒は「膨張機」を通過し膨張し低温化する。そしてまた(1)に戻る

以上の5つの流れでお湯を作ります。では、電気で直接お湯を温めるのではなく、わざわざ空気の熱を利用する必要があるのでしょうか?

 

ヒートポンプはエネルギー効率を数倍にまで高める

そもそも熱を作るという場合、1単位のエネルギーで得られる熱量というものが決まっています。1wの電力は0.86kcal/hの熱量を生み出します。これが理論値です。つまり、どんなに技術が進歩したとしても、1wの電力を直接お湯にするという場合、0.86kcal/h以上の熱量を作ることはできません。

しかし、ヒートポンプ方式による給湯システムでは、電気の力でお湯を沸かすのではなく、空気の熱を圧縮して熱量を生み出す仕組みですので、電気→熱という図式ではないのです。そのため、1wの電力(電気)を直接熱に変えるよりも数倍ものエネルギー効率を達成することができるのです。

このエネルギー効率のことを「COP(成績係数)」とよび、最新のエコキュートのCOPは4倍以上のものも多くなっています。COPが4倍ということは、お湯を作る能力に対して消費する電力が1/4で済むということになり、電気を直接熱にするよりも4倍も効率的といえるのです。
>>参考:COPとは

※COPは理想値です。エコキュートの場合、外気の熱を使いますので、外気温度が著しく低温の場合はCOPは下落します。しかし、近年のエコキュートには寒冷地仕様のものもあります。寒冷地でエコキュートを利用する場合でもCOPが3〜4倍を維持するものも販売されています。
もちろん、当社でも取り扱い可能でございます。「無料お見積」いただけましたら、お客様の実情に最も即したエコキュートをご提案いたします。

 

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