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ソーラーと光熱費の関係とは

なるほど!オール電化使いこなし術

省エネ家電を、さらに賢く快適に使いこなすプロの技を伝授します。

【第3回】
今度こそ理解しよう!
エコキュートのしくみ

オール電化のパルフェを建てたときにスタートしたエコキュートとのおつきあい。しかし、毎日使っているものなのに、そのしくみが今だによくわかりません。そこで、えころさんがエコキュートの詳しい説明を求めると、ゼロハイム博士は新しい仲間を紹介してくれることになりました。さて、いったいどんな人物がやって来るのでしょうか。


ワンワンワン

ゼロがほえてる。お客さんだよ!

ドクター・カデンが来たようですね。

はじめまして、私がドクター・カデンです。
こんにちは。おじゃまします。

はじめまして。

こちらが"最新家電製品を通じて快適生活を科学する"ドクター・カデンです。私もいつも家電製品のことを教えてもらっているんですよ。彼ならエコキュートもわかりやすく説明してくれるはずです。

どうぞよろしくお願いします。

エコキュートのしくみがよくわからない、というご相談は実は多いんですよ。ヒートポンプの原理を理解していただければ、エコキュートもすんなり入ってくると思うんですが。

ヒートポンプって、最近よく耳にしますね。エアコンとか、洗濯機とか・・・

言葉はよく聞くけど、なんのことだかさっぱりわかんないわ。

ヒートポンプの原理をひとことで表現すると、気体を圧縮したり膨張させたりすると温度が変わることを利用する、ということです。
気体を圧縮すると、温度はどうなりますか?

圧縮すると温度は上がるんじゃないですか?

そのとおりです。逆に、膨張させるとどうなりますか?

温度は下がる。

そのとおり。そして、温度が高いモノと低いモノをくっつけて置いたら、どうなると思いますか?

たとえば、やかんいっぱいに麦茶を沸かして、冷やす場面を想像してみてください。アツアツの麦茶をいきなり冷蔵庫に入れたりしませんよね。まず、どうしますか?

やかんを冷たい水の入った洗い桶に入れて、粗熱をとるかしら。

すると、どうなります?

僕、わかるよ! 麦茶はぬるくなって、そのかわり洗い桶の水がお湯になるんだ。

そのとおりです。温度が高いモノと低いモノをくっつけたら、熱は高いところから低いところへ自然に移動します。ヒートポンプはこの原理を利用して、温めたり冷やしたりするんですよ。

そうか。その熱の高い低いを、空気を圧縮したり膨張させたりして、人工的に作り出しているんだ。

今のお話をカンタンな図にすると、こんな感じです。

ヒートポンプの原理

パパ、どういうこと?

つまりCO2を圧縮して高温になったところに、タンクの水を通してお湯に変えてるんだ。

そういうわけです。
この圧縮したり膨張させたりする気体(冷媒)ですが、エアコンでは代替フロンが使われています。しかし、エコキュートはCO2を利用しています。CO2は大気中に自然に存在するものですから環境にやさしいですし、圧力をかけるとフロンガスよりも高温にすることができるので、お湯を沸かすのに効率がいいんですよ。

なるほどなぁ。

図の②でCO2を圧縮し高温にした後、③でCO2の熱を水に移動させます。熱を奪われ温度が下がったCO2を、④でさらに膨張させ、マイナス数10度まで温度を下げるんです。すると冬の寒い時期でも、外の空気からCO2に熱をもらうことができます。

あっ、「空気の熱でお湯を沸かす」って、そういうことなんですね!

そうです。低温の空気から熱をもらって高温のお湯が沸かせるのは、こういうしくみなんです。

やっとわかりました。暑い季節ならともかく、冬の寒い時期にどうやって空気中から熱を取るのか、不思議に思ってたんですよ。

図の①で外の空気から熱をもらったCO2を、再び②で圧縮し、高温にしてお湯を沸かす・・・この繰り返しサイクルを、「空気から熱を汲み上げてお湯を沸かす」→「ポンプで熱を汲み上げる」=ヒートポンプと呼ぶようになったんです。

今までエコキュートは電気を使ってお湯を沸かすものだと思ってたけど、実は違うんですね。エコキュートでは電気はお湯を沸かすためではなく、CO2を圧縮したり移動させたりするのに使われてるんだ。

そうです。だからエコキュートは省エネなんです。

しかもエネルギー効率がとてもいい。投入された電気エネルギーに対して、3倍以上の熱エネルギーを生み出しますからね。

しかし、そんなに省エネにいいものなら、なんでもっと早く開発されなかったんでしょうね? 同じヒートポンプでも、エアコンは昔からあるのに・・・

エアコンは上限の温度がせいぜい30℃程度ですが、エコキュートは給湯器という性質上、90℃ぐらいの高温のお湯を作らなくてはいけません。そのためには、エアコンよりも高圧で触媒を圧縮しなければならず、それだけの高圧に耐えられる部品設計がむずかしかったんですよ。

エコキュートの正式名称を思い出してみてください。
「自然冷媒(CO2)ヒートポンプ給湯機」です。今、ご説明した技術が正式名称になったんですよ。

その名前、聞いたことあったけど、CO2を冷媒に使ってるからなんですね。てっきりCO2をほとんど出さずに地球温暖化防止になるからだと思ってました。

「エコキュート」でいいわよ。エコな給湯機、で覚えやすいじゃない。

僕もよくわかんないけど、ウチはお湯を沸かすときも環境に貢献してるんだよね?

そうだよ。ヒカリも中学生になったら、エコキュートの原理がきっとわかるようになるよ。

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