近年耳にすることが増えた「エコキュート」。皆さんは、エコキュートがどのような仕組みで給湯を行っているかご存知ですか？
実際にエコキュートを導入する家庭も増えていますが、「他の給湯器と何が違うの？」という疑問を持つ方も少なくありません。
しかし、給湯器の交換や導入の際には知っておいて絶対に損はありません。エコキュートは一般の給湯器と比べて効率や機能の便利さがかなり違います。
今回はそんなエコキュートの仕組みを詳しくご説明していきます。この記事を読めば、エコキュートの効率の良さが分かり給湯器が選びやすくなることでしょう。
エコキュートとは
まずエコキュートの概要について見ていきましょう。
1-1. エコを追求した給湯器
エコキュートはその名の通り「エコな給湯器」です。
つまり普通の給湯器とは、環境への優しさが一番の違いといえます。もちろんガスや炎は一切使わず、電気のみを使うので有害物質も発生させません。
ちなみに一般的な電気式給湯器のことを「電気温水器」と呼びます。この「電気温水器」と比較するとエコキュートは使用電力が圧倒的に少ないのが特徴です。その理由は次の項でご説明します。
1-2. 動力源は大気熱と電気
エコキュートは電気だけでなく、大気熱も利用します。大気熱とは空気中に存在する熱のこと。特に大気熱の中でもエコキュートが利用するのは二酸化炭素（CO2）です。
この大気熱を効率よく使うことで、電気の使用を最小限に抑えることが出来るのです。
エコキュートがお湯を沸かす仕組み
それでは続いて、エコキュートの仕組みについて詳しく見ていきましょう。電気と大気熱を使って、どのようにお湯を沸かすのでしょうか。
2-1. 空気熱交換器が大気熱をキャッチ
エコキュートは室外機のような形の「ヒートポンプユニット」と呼ばれる装置と、水とお湯を混合して貯めておける「タンク」の2つの装置からなります。
実際にお湯を沸かす熱を発生させるのは、「ヒートポンプユニット」の方です。はじめにヒートポンプユニット内の「空気熱交換器」と呼ばれる部分が稼働します。ここではファンを通じて大気熱を装置内に取り込む役割を担っています。
これがお湯を沸かす仕組みの第一段階です。
2-2. 圧縮機で大気熱を凝縮
「ヒートポンプユニット」に取り込まれた大気熱は、その後同装置内の「圧縮機」と呼ばれる部分へ送られます。今の段階ではただ外気の熱を装置内に取り込んだだけに過ぎません。
しかしこの「圧縮機」では大気熱を圧縮することで、より高温化させることが出来るのです。ちなみにこの圧縮された大気熱のことを「冷媒」と呼びます。
ここで冷媒が圧縮され、高温になることによってより一層効率良くお湯を温められる仕組みになっているのです。
2-3. 水熱交換器で水へ熱を伝える
圧縮され、非常に高温になった冷媒は次に「水熱交換器」という部分へ送られます。この装置は文字通り、熱を水に伝えるという役割を持っています。つまりここではじめて、圧縮された冷媒と水が出会うのです。
水熱交換器には、タンクから水が流れ込みます。そして冷媒と合わせることによって、その熱が水に伝わるという仕組みです。こうしてお湯が誕生します。
ちなみにお湯に熱を伝えたことによって、冷媒は再び低温に戻ります。低温になった冷媒はタンクへは行かず、ヒートポンプ内で循環する仕組みになっています。
2-4. タンクを通ってお湯が出る
冷媒から熱をもらい、お湯が出来ました。そのお湯は水熱交換器から、来た時とは異なる配管を通ってタンクに戻されます。
タンクは下層部が水、上層部がお湯となっており、お湯はタンクの上部に溜められる仕組みです。
そして私たちが蛇口をひねったり湯はりを開始したりすると、タンクの上層部からお湯が配管を伝って流れていきます。
ちなみにお湯をすぐには使わないときは、タンク内でしばらく保温される仕組みになっています。
2-5. 膨張器で再び低温化
熱を水に伝えた後の冷媒のその後についてです。
再び低温に戻った冷媒は、「ヒートポンプユニット」内の「膨張器」という部分へ送られます。圧縮して高温化したのに対し、今度は冷媒を膨張させて急速に低温化するのです。
低温化された冷媒は再び最初にご紹介した「空気熱交換器」に運ばれます。
こうして新たな大気熱を取得し、圧縮されて高温化…という仕組みが絶え間なく稼働するのです。
ちなみにこのサイクルはお湯を沸かしている最中のこと。エコキュートは主に夜間の内にこうした湯沸かしをする仕組みになっています。
エコキュートが効率よく電気を使える仕組み
ここまでご説明した構造上の理由にも、エコキュートが節電に貢献できる仕組みがあります。ここからはエコキュートがよりエコに貢献している仕組みを見ていきましょう。
3-1. 夜間電力を積極使用
エコキュートは、夜間電力を積極的に使えるよう設計されています。
昼間は一般的に電気需要のピークとされており、電気代も高い傾向にあります。しかし需要の少ない夜間電力で湯沸かしをすることにより、電力の需要時間帯をずらすことが出来るのです。
これをピークシフトと呼び、電気代の節約にもなります。
3-2. 湯量・温度の学習機能
エコキュートには学習機能が搭載されています。そのため日々の平均的な湯量や温度をデータとして蓄積しておくことができるのです。
またそのデータに基づいて湯沸かしをしてくれるので、無駄がありません。必要量を、必要な温度で提供してくれる仕組みがエコキュートのメリットでもあります。
これにより効率よく湯沸かしが出来、節約にも繋がります。
その他嬉しいエコキュートの仕組み
他にも、使用上嬉しい仕組みがエコキュートにはたくさんあります。エコキュートを使うにあたって、便利な仕組みについて見ていきましょう。
4-1. 低騒音
エコキュートは静音設計です。エコキュートの出す音は一般的に40dB程度とされています。これはエアコンの室外機よりもかなり小さな音です。
また、エコキュートの音の種類は低周波。これは一般的に人の耳には届きにくい音とされています。
夜間の稼働でも、音が気になりにくい仕組みになっているのです。
4-2. 安全
エコキュートは電気と大気熱のみを利用します。当然ながら、ガスや火とは違って有害物質を排出することもありません。そのため、家の周辺も常にクリーンに保てるのです。
また、ガスとは違い出火元になる恐れも低いというメリットがあります。
危険性という面でもエコキュートは安全な仕組みになっているのです。
4-3. 湯量や温度が安定
エコキュートは計画的にお湯を沸かし、保温してくれます。そのため湯量や温度が常に安定しているというメリットもあるのです。
給湯器によっては、温度調節が難しいものもあります。また、お湯が出てくるまで時間がかかるものなども…。
しかしエコキュートではそういったことが一切なく、ストレスフリーなバスタイムを楽しめる仕組みになっているのです。
4-4. 水圧が安定
近年のエコキュートは、高い場所のお風呂でも水圧が安定して強く出るという仕組みになっています。
どうしてもマンションの高層階などになると、シャワーの水圧の維持が難しい傾向にあります。しかし水圧の弱いシャワーではかえってお湯を大量につかうことにも繋がり、不経済です。
エコキュートならどんな場所でも一定の水圧を維持してお湯を使うことが出来るのです。
エコキュートの仕組みを活かす設定
エコキュートには多くの便利な仕組みがあることが分かりました。最後に、エコキュートの便利さを最大限に引き出す設定についてご紹介していきます。
5-1. 「夜間のみ沸き上げ」設定
これはエコキュートの初期設定にもなっている設定です。この設定をオンにすることによって、効率よく夜間電力で湯沸かしを行います。
逆に、この設定をオンにすると日中には湯沸かしを一切行いません。
1日分のお湯を夜間で沸かすことになるので、湯量は余裕をもって設定しましょう。
5-2. 「おまかせ」設定
エコキュートには「おまかせ」という設定があります。これは普段通りの湯量、そして温度で沸かしたい時に設定するのがおすすめです。
この設定をオンにしておくと、エコキュートが学習機能に蓄積されたデータを元に最も効率の良い湯沸かしを行ってくれます。
ただしイレギュラーに湯量の増える日などには対応できず湯切れしてしまう可能性も。そのような場合には手動で湯量を設定する必要があります。
5-3. 「湯切れ防止」設定
エコキュートで起こりうるトラブルの一つが「湯切れ」です。タンク内のお湯を使い切ってしまい、新たにお湯を沸かすまで待たなくてはなりません。一度発生すると湯切れは中々面倒です。
そんな湯切れを防止する設定がこの「湯切れ防止」設定。タンク内のお湯が少なくなると随時追加で湯沸かしを行い、常に十分な量のお湯をためておいてくれるという便利機能です。
ちなみにこの設定をオンにしておくと、日中であっても必要に応じて追加湯沸かしを行います。
5-4. 「高温たし湯」設定
お風呂の温度を上げたい時や保温したい時にはこの設定が役に立ちます。この設定をオンにすると、設定温度よりもやや高めのお湯が浴槽に追加されます。これにより、少しぬるくなったお風呂の温度を元に戻すことが出来るのです。
ちなみにエコキュートにはこの設定以外にも、「ふろ保温」や「追い炊き」といった機能があります。
しかしこれらを比較すると、「高温たし湯」が最も経済的で節約にうってつけの設定なのです。
5-5. 「沸き上げ休止」設定
エコキュートは日々のサイクルに合わせて自動で夜間の沸き上げなどを行います。これは「おまかせ」設定などにしておくと常に行われる仕組みになっています。
便利な機能ですが、長期の外出などで家にいないときにも稼働してしまうのが難点。お湯を使わないのに沸かすのは不経済です。
そんな時には、「沸き上げ休止」という設定をオンにしておくとよいでしょう。この設定をオンにしている期間はエコキュートの稼働が停止します。
使わないときは是非このようにして節約してみて下さい。
まとめ
エコキュートの仕組みについて詳しくご紹介しました。
一般的な給湯器よりも、さらに環境とお財布に配慮した仕組みになっていたことが分かります。
是非エコキュートを導入した際は、こうした仕組みのメリットを最大化するような使い方を心がけてみて下さい。
電気代節約や、便利なお風呂ライフも夢ではありません！
