エコキュート

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エコキュートの例-手前がヒートポンプ、奥が貯湯タンク

エコキュート: EcoCute)とはヒートポンプ技術を利用し空気で湯を沸かすことができる電気給湯機のうち、冷媒として、フロンではなく二酸化炭素を使用している機種の総称である。

概要[編集]

正式名称は「自然冷媒ヒートポンプ給湯機」という。「エコキュート」の名称は、日本の電力会社・給湯機メーカーが使用している愛称関西電力登録商標である[1]デンソーなどの基本特許[2]を基に、2001年4月、コロナが世界で初めて発売した[3]。翌2002年に前年平成13年度分としてコロナを含む複数の企業などに同時に省エネ大賞経済産業大臣賞が授与された[4]。市場全体での累計出荷台数は2007年9月に100万台、2009年10月には200万台を突破した[5]

メリット[編集]

  • 優遇された料金により従来式燃焼式給湯器と比較して給湯にかかる光熱費が抑えられる。
  • タンクにお湯を貯める仕組みから、断水してもタンクの水を非常用水として活用できる。
  • ヒートポンプ技術を使うことで、発電効率が高い場合には給湯の省エネルギーが実現できる。

デメリット[編集]

  • 機器が複雑で高価である。
  • 今後の発電事情により電気料金が割高となる可能性がある。
  • 空気熱を利用するため冬は効率が低下し光熱費が高くなる。
  • 貯湯タンクのためのスペースを必要とし貯湯している間の放熱ロスがある。
  • 停電時に使用できない。
  • 深夜に運転開始することから、近隣への騒音トラブルになることがある。

特徴[編集]

  • ヒートポンプは、電力を使って大気の熱をくみ上げる事ができ、主にエアコンなどの空調に利用されてきた技術として広く知られる。エコキュートは、そのヒートポンプ技術を使った給湯器である。エコキュートの年間平均機器効率が約300%(電気を1投入すると熱をその3倍つくる)であれば、発電効率が33%の以上の火力発電所で発電した場合、ガスを使った従来式燃焼式給湯器(エコジョーズ機器効率95%)より省エネルギーとなる計算である。ただし原子力発電所のほぼ全てが停止し全電源発電効率が低下している現状(2013年現在)では使用条件によっては省エネルギー、省二酸化炭素ではない。
  • 燃焼型給湯機器と比較して機器が高価であるが、割安な深夜電力を使用すれば燃焼型給湯器に比べ運転費用が抑えられる。
  • ヒートポンプの特性上、気温が高いほうが効率が良くなるが、オール電化住宅で用いられる時間帯別電灯契約では昼間に料金が高いので通常は深夜電力を用いる。しかし貯湯中の放熱ロスが発生するので昼間の太陽光発電の余剰電力をエコキュートで吸収すれば効率が向上するという分析結果がある。[6] 
  • 給湯の他に床暖房や浴室暖房乾燥も可能な多機能型エコキュートや床暖房専用のヒートポンプ機器も存在する。
  • ヒートポンプは冷蔵庫やエアコンに広く利用されている技術である。元々は脱フロン化のために二酸化炭素 (CO2) を冷媒としたカーエアコン用として開発されたが、ガス圧力が非常に高く (10MPa) コンプレッサーが二段になるなど装置が重くなる点や、凝縮器が高温でカーエアコンには不向きであったものを、湯沸かし用途に転用したものである。二酸化炭素は地球温暖化係数が1で代替フロンの1300と比べて環境負荷が低く、不燃性なのでガス漏れしても安全である。
  • 深夜にコンプレッサーを稼動させるため低周波による騒音が発生する事がNHKのニュースで報道された。各メーカーは静粛化に力を入れている。業界団体では2011年春までに設置場所や設置方法等をガイドラインにまとめるとともに、環境省は2010年度から低周波の人への影響について調査を始めている[7]。エコキュートの低周波音によるものとして健康被害を訴える申し出を、消費者安全調査委員会(消費者事故調)が2012年11月に調査対象に選んだ[8]
  • 2013年現在、原子力発電所のほぼ全てが停止し全電源発電効率が低下するとともに電力需給が逼迫しているため、各電力会社はオール電化およびエコキュートの宣伝を停止もしくは自粛している。

構造と仕組み[編集]

ヒートポンプユニットと貯湯タンクで構成される。ヒートポンプユニットのコンプレッサーは圧力が10MPaを超える高圧であるため、2重構造の2段圧縮となっている。1段目の圧縮吐出圧力が2段目の圧縮部の外殻に加わり、圧力で押さえ込む構造となっている。

  1. 冷媒に二酸化炭素 (CO2) を用いる。ファンを回転させ外気をヒートポンプ内に取込み、ユニット内のCO2を暖める。ここではより高温の外気から熱交換器を介してより低温の冷媒を暖める。すなわち外気のエネルギーを冷媒に取り込む。
  2. 暖められたCO2圧縮機に送り圧縮することで、約90°Cの高温にする。
  3. この高温になったCO2を別の熱交換器を介してタンクの水を温める。すなわち冷媒の熱エネルギーを水に転移しとする。
  4. その後CO2を膨張弁にかけて膨張させ低温にする。この後、1.の段階に循環する。

ファンを回転させることを除けば、基本的に圧縮機駆動に電力が使われるのみであり、外気の熱を汲み上げるという意味からヒートポンプと呼ばれる。通常の電熱機器より発熱の効率が3倍から5倍良好だが、外気温が下がると能率が低下する特徴がある。

販売状況[編集]

  • 2002年8月には従来の家庭用に加えて、東京電力と西淀空調機(現:イトミック環境システム)が共同で業務用エコキュートの開発し、日本イトミック他数社が販売を開始した。
  • 日本以外では、このCO2を冷媒にしたカーエアコンの研究が進んでおり、R744では、CO2冷媒を利用したヒートポンプに特化した情報の発信を欧州中心に行っている。
  • 2009年11月10日 - 電気事業連合会は出荷台数が10月末累積200万台に達し、これらの稼働により森林面積9400 km²のCO2吸収量に値するとした[9][5]

メーカー[編集]

家庭用
業務用

関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ この記事における「エコキュート」の登録商標は関西電力(日本4575216号【登録日】2002.6.7 商品第11類:交換器など、役務第37類:建築一式工事など。
    このほか登録商標の「エコキュート」は他社による異なる対象の商品役務の「類」の商標として(1) 章栄不動産(日本4854258号【登録日】2005.4.8 役務第36類:建物の管理建物の管理など、(2) 協友アグリ(日本4949948号【登録日】2006.5.12 商品第5類:薬剤、(3) ニプロ(日本5148181号【登録日】2008.7.4 商品第3類:風呂釜洗浄剤など。参考:商標公報データベース商品または役務の呼称検索サイト(独立行政法人)工業所有権情報・研修館
  2. ^ 平成22年度全国発明表彰 受賞技術概要
  3. ^ 2001年4月世界初エコキュート販売開始コロナ)2010-01-03閲覧
  4. ^ 平成13年度 第12回 省エネ大賞 経済産業大臣賞(5件)”. 省エネルギーセンター. 2010年5月21日閲覧。
  5. ^ a b 財団法人ヒートポンプ・蓄熱センタープレスリリース
  6. ^ 太陽光余剰の効率的利用法 電中研が分析
  7. ^ 湯沸かし器の音に苦情 対策へ[リンク切れ] NHKニュース9月12日
  8. ^ エコキュート、事故調調査対象に 「低周波音で健康被害」2012/12/09 19:44 共同通信
  9. ^ 読売新聞2009年11月12日13S版8面

外部リンク[編集]