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よく耳にするエコキュートとは?

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オール電化住宅の増加に伴ってよく耳にするようになったエコキュートとはどのようなものでしょうか? その仕組みやメリット、デメリットに関して説明します。

よく耳にするエコキュートとは?
  • エコキュートとは、大気熱を自然冷媒である二酸化炭素(CO2)に集めて、その熱によってお湯を沸かす機種の総称です。
  • エコキュートはCO2を冷媒として熱を作るヒートポンプユニットと、作られた熱で温めたお湯を貯蔵しておく貯湯タンクの2部で構成されています。

エコキュートとは?

エコキュートとは、ヒートポンプ技術により空気の熱でお湯を分かることが出来る給湯機の中でも、大気熱を自然冷媒である二酸化炭素(CO2)に集めて、その熱によってお湯を沸かす機種の総称で、正式には「自然冷媒ヒートポンプ給湯機」という名称で呼ばれるものです。「エコキュート」というネーミング自体は、日本の電力会社・給湯機メーカーが使用している愛称(ニックネーム)で、関西電力の登録商標となっています。

エコキュートが注目されている理由としては以下の様な特徴が挙げられます。

  • 従来のヒートポンプシステムの冷媒としてよく使用されていたフロン系冷媒ではなく、自然界に存在する二酸化炭素(CO2)を使用する自然冷媒を使用するため、オゾン層破壊や温暖化ガス排出の抑制につながること
  • 昼間よりも割安な夜間電力を使用して効率的なヒートポンプシステムと組みあわせることで、ランニングコストを低減できること
  • 大気熱を利用しているため、お湯を沸かす効率は電気エネルギーのみの場合に比べて約3分の1の電力消費量で済むこと

つまり、環境に優しく、しかも省エネ効果が高い給湯機と言うことができます。

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エコキュートの仕組み

エコキュートはCO2を冷媒として熱を作るヒートポンプユニットと、作られた熱で温めたお湯を貯蔵しておく貯湯タンクの2部で構成されています。
ヒートポンプは、「圧縮機」、「凝縮器」、「膨張弁」、「蒸発器」と、これらを結ぶ配管から構成されており、この配管の中を、非常に低い温度でも蒸発する特性を持つ冷媒が循環しています。
それぞれの役割は以下のようなものです。

よく耳にするエコキュートとは?

気体液化ヒートポンプのしくみ。 1:凝縮器、2:膨張弁、3:蒸発器、4:圧縮機 赤が高温、青が低温。

  1. 凝縮器:冷媒ガスを液化させて熱を外部へ放出する働きをする熱交換器です。
  2. 膨張弁:冷媒を急激に膨張させ、低温低圧にさせる働きをします。
  3. 蒸発器:外部から熱を吸収して冷媒を蒸発させる働きをする熱交換器です。
  4. 圧縮機:冷媒を圧縮し、高温高圧にして送り出す機械で容積式や遠心式があります。
  5. 四方弁:冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷却・加熱の機能を選択できます。
  6. 冷媒:熱を運ぶ役目をする媒体のことで、圧力や温度により液体または気体に状態を変化させ、熱の移動を行います。エコキュートでは、自然界に存在するCO2が溶媒として使用されています。

ヒートポンプ内では以下のプロセスで水をお湯にする熱エネルギーが組成され、貯湯タンクの水を温めています。

  1. ファンを回転させて外気をヒートポンプ内に取り込みます。
  2. ユニット内の冷媒(CO2)が取り込まれた外気からの熱を吸収します。
  3. 暖められた冷媒(CO2)を圧縮機に送り込んで圧縮し、約90°Cの高温にします。
  4. この冷媒(CO2)が凝縮器に送られ、熱を放出します。
  5. 高温になった冷媒(CO2)から放出された熱エネルギーを別の熱交換器を介して貯湯タンク内の水に移転して、お湯を温めます。
  6. その後、冷媒であるCO2を膨張弁にかけ、膨張させて再び低温にします。
  7. ①の段階に巡回します。

このプロセスで使用される電気は、熱エネルギーとしてではなく、動力源としてのみ使用されるため、消費電力の約3〜6倍の熱を移動することができ、ランニングコストを低減させることが可能となります。

エコキュートを購入・使用する際の注意点

よく耳にするエコキュートとは?

エコキュート選びのポイントは貯湯タンク(奥)のサイズ。

「省エネ効果があると聞いてエコキュートを購入したのに反って電気代が高くなった!」という声が聞かれることがあります。なぜでしょうか? 

環境に優しく省エネ効果も抜群のエコキュートですが、実際にそのメリットを最大限に活かすには、エコキュートの特徴をよく理解した上で最適の機種を選択し、その使用に際するコツをマスターしなければ節電効果が半減するどころか、反って高くつく機器となりかねません。

まずは、以下の項目をクリアしましょう。

最適のタンク容量を選択すること

エコキュートには、スタンダードなタイプのほか、薄型や省スペースのコンパクトサイズのタイプ、集合住宅用などがあります。選ぶ際に注意しなければならないのは、タンクの容量です。家族構成やライフスタイルに合わせて選ぶことが大切です。大きすぎるといくら省エネ型とはいえ無駄がでますし、小さすぎると給湯機としての用を足せません。おおまかな目安としては以下のようになります。

  • 2~3人用 → 300リットル
  • 3~5人用 → 370リットル
  • 4~6人用 → 460リットル

なお、3階以上の階にバスルームを設置する場合などには、パワフルなシャワーが可能な高圧タイプや水道直圧タイプを選ぶ必要が出てくるでしょう。さらにエリアによっては、錆や潮風に強い塩害タイプや低外気温でも作動可能な寒冷地タイプを選ばなくてはならない場合があります。

性能や便利性の優れた機種を選ぶこと

最近のエコキュートは改良や新機能がついて、使いやすさがましています。フルオートタイプ、セミオートタイプ、給湯専用などが出揃っているほか、小さな子供や高齢者が入浴していても安心な双方向会話機能や音声ガイダンスなど、浴室リモコン、キッチンリモコン機能がついたものまで出ています。

よく耳にするエコキュートとは?

給湯専用や浴室リモコン付きエコキュートも発売されている。

また、エコキュートには学習機能が付いているため、湯量を過去の使用量などから判断し、必要な量だけを湧き上げてくれるというメリットがあります。その他の付加機能と合わせてニーズに合わせた設定をマスターすれば、無駄を減らし、省エネ効果をアップさせることも難しくなさそうです。他の電気設備や家電と同じように、ホームエネルギーマネジメントシステム(HEMS)とリンクさせることも出来るでしょう。

そのほか、最近のエコキュートには給湯や風呂自動お湯はりのみならず、浴室換気乾燥暖房や床暖房と連動するタイプもあるので、選ぶ際にはエコキュート単体としての機能だけでなく、住まい全体に必要な機能を考慮して検討することも大切でしょう。

必要な機能と購入価格を比較検討して選ぶこと

省エネ効果大のエコキュートとは言え、その本体価格は従来の電気温水器と比べるとかなり割高であるというデメリットがあります。タンクの容量や付属する機能によって価格も様々ですが、一般に工事費等別で70~100万円台程度と言われています。容量が大きく、多機能になるほど価格はさらに上がります。

高い給湯効率と割安な夜間電力を組み合わせることで電気代は従来のヒーター式の約3割ほどまで下がるというデータもありますが(地域・電気料金契約により異なります)、高い買い物であることには違いありません。購入の際は、購入費と節約出来る電気料金など、推算してみることも大切です。もっとも、エコキュートの設置に対して補助金制度を設けている地方自治体もあるようなので、事前に確認してみるとよいでしょう。

 

 

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