エコキュートとはいったい何？知っておきたい仕組みと導入のメリット

そこで今回は、エコキュートの仕組みを詳しく紹介し、導入のメリットやデメリットも説明します。

エコキュートとはどういうもの？

エコキュートとはお湯を沸かす設備であり、カテゴリとしては電気給湯器に該当します。従来の給湯器は、ガスを燃料として水を加熱するタイプが一般的でした。また、エコキュートの登場前から電気給湯器はありましたが、それらは電気を熱に変換して温める方式のものです。前者はガスのみを使い、後者は電力のみを使うように設計されており、ほかの熱源を持っているわけではありません。これに対してエコキュートは、空気の熱を活かしてお湯を温めたり沸かしたりできます。

そのため、電力だけで加熱するよりも沸き上がりが早く、給湯に必要な電気エネルギーも少なくて済むのです。具体的には、同じ量を同じ温度だけ上昇させた場合、消費を3分の1くらいに抑えられます。

エコキュートの仕組み

一般的なエコキュートを構成しているのは、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットです。ヒートポンプユニットは、形状が直方体で前面から大きなファンが見えるなど、エアコンの室外機と外観が似ています。貯湯ユニットは業務用冷蔵庫のような外観であり、文字通りお湯を貯めるために使われるものです。エコキュートの機能は両者の連携によって成り立つので、本体の仕組みを把握するには、それぞれの働きを正確に理解しなければなりません。

ヒートポンプユニットは2種類の熱交換器を備えており、一方は空気の熱を集めることに使われ、もう片方は水の加熱に用いられます。これらの間にコンプレッサーと膨張弁を加えたものが基本的な構造です。なお、冷媒にCO2を使用していることも大きな特徴なので覚えておきましょう。CO2は、圧縮すると温度が上昇し膨張すると下降します。この「CO2冷媒サイクル」と呼ばれる原理は、エコキュートが熱をコントロールするために不可欠です。

なお、空気側の熱交換器には、ファンの回転で取り込んだ外気から熱を集めるという役目があります。そして、コンプレッサーの圧縮によってCO2の温度はさらに上昇するのです。こうして得られた熱は、水加熱用の熱交換器によって水に送られ、お湯を沸かすために使用されます。その後に行われるのは、水を温め終わったCO2を膨張弁まで運び、膨張させて低温にすることです。これによって、CO2は空気側の熱交換器で冷媒として再び利用が可能になります。

貯湯ユニットは、給水後の冷たい水が入った層と加熱後の熱いお湯が入った層の2段構造です。前者の層からヒートポンプユニットに送られた水は、熱交換器で約90度まで熱せられ、後者の層に戻って貯められます。そして、水を使って設定温度まで下げるなどの調整が行われ、キッチンや浴室に給湯されるという流れです。

エコキュート導入のメリットとは？

エコキュートには多くのメリットがありますが、そのなかでも特に大きいのは以下の3つです。具体的に紹介するので、導入を検討する際の判断材料にしましょう。

光熱費が節約できる

お湯は、料理や入浴をはじめとして生活に欠かせないものです。したがって、そのための光熱費が継続的に発生することは避けられません。従来の電気給湯器を使う場合より、この金額を下げられることはエコキュートの代表的なメリットです。前述のように、大気中の熱を活かして温めるので、お湯を沸かすために要する電気エネルギーは3分の1程度で済みます。しかも、エコキュートの湯沸かしは、電気代の単価が低い深夜に行われることが一般的です。そのような料金プランと設定で運用すれば、光熱費のさらなるカットが可能になります。

非常用の水を確保できる

災害対策の設備として利用できることも大きなメリットです。エコキュートの貯湯ユニットは、水やお湯を大量に蓄えておけるタンクです。また、非常用水栓が設けられているため、有事の際はそれらを生活用水として使えます。震災などで水道管が機能しなくなった場合、エコキュートがあれば、復旧までの水不足が緩和されて過ごしやすくなるでしょう。ただし、貯湯ユニットの水を、そのまま飲料として口にしてはいけません。長期の保存で水が劣化している可能性や、タンクの内側が汚れている可能性もあるので、飲む前は少なくとも煮沸消毒をする必要があります。

環境に負荷をかけにくい

社会的なメリットとして、地球にとても優しいことが挙げられます。ヒートポンプユニットを稼働させるための電力は必要ですが、お湯を温める熱は空気中のものが活用されます。この熱は再生可能エネルギーであり、運用するうえでCO2も排出されません。冷媒のCO2は、あくまでもヒートポンプユニット内で循環しているだけです。すなわち、エコキュートを導入すれば、単なる省エネではなく、環境への負荷を抑えながら創エネも実現できます。地球温暖化対策を後押しできるなど、持続可能な社会を支えるシステムのひとつとして期待されています。

エコキュートのデメリットとは？

導入を検討する際は、メリットだけでなくデメリットの考慮も忘れてはいけません。起こる可能性のあるデメリットを以下に挙げていきます。

設置費用は一般的な給湯器よりも高い

エコキュートを選択すれば、従来の給湯器よりもランニングコストを小さくできますが、イニシャルコストは大きくなってしまいます。運用を続けていれば、節約できた金額の合計はいずれ導入時の設置費用を上回るでしょう。それを期待して導入するのが一般的ですが、上回る具体的な時期は家庭によって異なります。

たとえば、お湯をあまり使わない家庭は、その状態に達するまで時間がかかりやすいです。なぜなら、エコキュートを導入しても節約を見込める金額が小さいからです。お得感につながるほど節約できず、設置費用の負担感が強く残り続けるリスクも十分にあります。逆に、お湯をよく利用する家庭や太陽光発電も使っている家庭は元を取りやすいです。そのため、すぐに節約のメリットを実感し始めるケースも珍しくありません。

室外機の音に配慮が必要

室外機であるヒートポンプユニットは、稼働時に音を発生させるので注意しなければなりません。エアコンの室外機から出る重低音に似ており、設置場所によっては住民トラブルの原因になってしまいます。エコキュートは基本的に深夜電力を活用して動かすため、隣家の寝室の近くなどに置いてしまうと、苦情を受けるリスクは特に大きくなるでしょう。そのため、自宅だけでなく、周辺の環境もよくチェックしたうえで、どこに設置するのか慎重に検討することが大事です。

使いすぎるとお湯切れを起こす

使えるお湯の量に限りがあることも覚えておきましょう。深夜に沸かしたお湯を使い切った場合、新たに沸き上がるまで時間がかかりますし、それまで水しか使えません。親戚や友人が泊まりにくるなど、いつもより使用量が増えるタイミングでそうなることが多いです。ただし、深夜に沸かす量を手動の調整で増やしておけば、このようなタイミングが訪れても対応できます。昼間に不足しそうなら、その時間帯も沸かせるように設定しておくことも有効な対策です。また、購入時に貯湯タンクの容量に注目して、十分なお湯を貯められるエコキュートを選ぶこともポイントになります。

我が家にぴったりなエコキュートを選ぼう

エコキュートがあれば、沸かしておいたお湯をいつでも使えますし、光熱費の大幅な節約も可能です。ただし、さまざまな機種が存在し、世帯によって最適なものは異なります。お湯の使用量や使い方を考慮したうえで、理想的だと思える機種を選ぶことが大事です。エコ突撃隊はエコキュートを熟知しているので、相談することも視野に入れつつ導入を前向きに検討してみましょう。