エコキュート(ヒートポンプ給湯機)とは?
ヒートポンプ技術を利用して効率的にお湯を沸かす給湯機
【超解説】とても簡単に言うと何か?
電気ヒーターで力任せにお湯を沸かすのではなく、外に置いた「エアコンの室外機
(ヒートポンプ)」で空気中の熱を集めて、効率よくお湯を沸かす巨大な電気給湯器です。
1. 基本概要
そもそも何か
エコキュート(自然冷媒ヒートポンプ給湯機)は、屋外の空気の熱(熱エネルギー)をかき集め、
その熱を水に伝えて高温のお湯を作り出す給湯システムです。
お湯を作るための「ヒートポンプユニット(室外機に似た箱)」と、作ったお湯を保温して大量に
貯めておく「貯湯タンクユニット(背の高い巨大なポット)」の2つの機械で構成されます。
※「エコキュート」は関西電力の登録商標ですが、現在ではヒートポンプ給湯機全般を
指す一般名称として広く定着しています。
なぜ必要なのか
「電気代の節約」と「オール電化」の切り札だからです。
従来の「電気温水器」(巨大な電熱線ヒーターで熱するタイプ)と比べ、空気の力を使う
ため電気の消費量が約3分の1で済みます。
また、料金が安い「深夜電力」の時間帯に1日分のお湯をまとめて作ってタンクに貯めておく
ため、光熱費(ガス代・電気代)を劇的に安く抑えることができます。
2. 構造や原理
内部構造と自然冷媒(CO2)
ヒートポンプユニットの中には、熱を運ぶためのガス(冷媒)が封入されています。
一般的なエアコンの冷媒(フロンガス)ではなく、地球環境に優しい「二酸化炭素(CO2)」を
使用しているのがエコキュートの最大の特徴です。
CO2冷媒は、高い圧力をかけると非常に高温になる(90℃以上のお湯が作れる)性質を
持っています。
作動原理(熱力学のサイクル)
1.ユニットが外の空気を吸い込み、冷媒(CO2)に空気の熱を吸収させる。
2.コンプレッサー(圧縮機)で冷媒をギュッと圧縮し、超高温(約100℃)にする。
3.その超高温の冷媒と、タンクから来た「水」を「水熱交換器」ですれ違わせて、水に熱を移す。
4.沸き上がったお湯(約90℃)を貯湯タンクに戻して上から貯めていく。
このように、「1の電気エネルギー」を使って「空気から2の熱エネルギー」を奪い、「3の
熱エネルギー(お湯)」を作り出すという魔法のような効率(COP)を実現しています。
3. 素材・形状・規格
外観形状と容量
・**貯湯タンク**:高さが約1.8m〜2.1m程度ある、巨大でスリムな長方形の冷蔵庫のような
箱です。断熱材で分厚く覆われたステンレスタンクが入っています。
ファミリー向けで370L〜460Lといった容量のラインナップがあります。
・**ヒートポンプユニット**:エアコンの室外機と全く同じ形をしています(内部の機能が
エアコンの暖房運転の強力版にあたります)。
給湯方式の違い
・**フルオート**:お湯はり、保温、追いだき(冷めたお湯を温める)まですべてボタン一つで
自動。・**オート(セミオート)**:お湯はりまでは自動で、追いだき機能がない。
・**給湯専用**:手動で蛇口をひねってお湯を出すだけのシンプルな構造。
4. 主に使用されている場所
使用される施設
オール電化住宅を中心に、一般的な戸建住宅の屋外(家の裏手などのデッドスペース)に
設置されます。最近はガスの使えないマンションのベランダやパイプシャフトに設置できる
「マンション向け・薄型エコキュート」も普及しています。
具体的な設置位置と基礎
屋外の地面にコンクリートの「専用基礎(ベース)」を打ち、そこにタンクをアンカーボルトで
強固に固定します。重さが数百キロになるため、不安定な土の上には絶対に置けません。
また、室外機(ヒートポンプ)はタンクのすぐ横に並べて置かれます。
5. メリット・デメリット
メリット(長所)
とにかく「ランニングコスト(毎月の光熱費)が安い」ことと「火事のリスクがない(ガス火を
使わない)」ことです。
また、タンクの中に常時300L〜400Lのきれいな水(お湯)が溜まっているため、大きな地震で
断水した時に「非常用水(トイレを流す水や、煮沸しての飲料水)」として取り出して使えると
いう強力な防災メリットがあります。
デメリット(短所・弱点)
「湯切れ」と「水圧の弱さ」です。
タンクのお湯(深夜に沸かした分)を使い切ってしまうと、昼間に高い電気代で沸かし直すか、
お湯が使えなくなります。
また、タンクの破裂を防ぐために「水道の水圧を途中でわざと下げて(減圧弁)」からタンクに
入れるため、ガス給湯器のような「シャワーの痛いほどの勢い(直圧式)」がマイルドに
なってしまいます(最近の高圧給湯型であれば解消されます)。
6. コスト・価格の目安
導入や更新にかかる費用
ガス給湯器(十数万円)と比べると、タンクとヒートポンプの2つの巨大な機械を設置するため、
初期の機器代と基礎工事費が非常に高額になります。
おおよその相場(一般住宅用・フルオート370Lの場合)
- エコキュート本体(タンク+室外機):約30万円〜50万円
- 基礎工事・給排管・電気配線工事費等:約15万円〜20万円
合計目安:45万〜70万円程度※初期費用は高いですが、ガスコンロもIHクッキングヒーターに
変えて「ガス契約そのものを解約(基本料金ゼロ)」すれば、数年〜10年程度で十分に元が取れる
計算です。
7. 更新周期と注意点・絶対にやってはいけない悪い使用方法
更新周期(推奨交換時期)
**約10年〜15年**が寿命の目安です。
ヒートポンプ内のコンプレッサーの摩耗や、電子基板の劣化、またはタンク周りのパッキン等から
水漏れが発生し修理部品が手に入らなくなった時が交換のタイミングです。
絶対にやってはいけない悪い使用方法
フルオートのエコキュート(追いだき付き)で一番やってはいけない行為です。
追いだき機能は、配管を通してお湯を機械の中でグルグル循環させます。「白濁したにごり湯(パウダー等)」や硫黄入り、塩分入り(バスソルト)を入れると、配管の中に泥のようにヘドロが堆積して詰まったり、金属部品が強烈に腐食(サビ)してポンプが数年で完全に壊れてしまいます。透明な入浴剤(バブ等、メーカー推奨品)以外は厳禁です。
悪い使用方法をするとどうなるか(末路)
タンクの水を「半年に1回抜いて掃除(水抜き)」するメンテナンスを数年間サボり続けると、
水道水に含まれるわずかな砂や不純物がタンクの底に沈殿・蓄積してドロドロになります。
お風呂にお湯を張った時に「黒いカス」が頻繁に浮いてくるようになり、最悪の場合、
ストレーナー(フィルター)が完全に目詰まりしてお湯が出なくなります。
8. 関連機器・材料の紹介
エコキュートの比較対象としてよく並ぶ給湯器たちです。
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ガス給湯器(エコジョーズ等):ガスの炎でお湯を瞬時に沸かす昔ながらの仕組みですが、
最新式は排熱を再利用して省エネ化(エコジョーズ)されています。
タンク不要で省スペース、水圧が最強という長所があります。
▶ 詳細記事はこちら -
エネファーム(家庭用燃料電池):ガス(都市ガス等)から水素を取り出し、空気中の酸素と
化学反応させて「電気」を作り、その時についでに出る熱で「お湯」も沸かすという非常に高度で
高価なシステムです。※詳細記事は作成次第リンクします※詳細記事は作成次第リンクします
9. 多角的なQ&A(20連発)
ガス給湯器とエコキュート、どっちが光熱費が安いの?
月々のランニングコスト「だけ」を見れば、深夜の安い電気と空気の熱を使う
エコキュートの方が圧倒的に(ガスの数分の1と)安いです。
ただし、本体価格と工事費がガス給湯器の2倍以上するため、「10年間トータルでの
出費額」で見ると、家族の人数や電気・ガス契約の状況によって勝敗が分かれます。
シャワーの水圧が弱い・水流が柔らかく感じるのはなぜですか?
エコキュートのタンク(貯湯槽)は、水道の高い圧力をそのまま受けると破裂してしまう
ため、「減圧弁」という装置でわざと水圧を(ガスの半分〜1/3程度に)下げている
ためです。
最近は「高圧給湯モデル」なら勢いよく出ますが、標準モデルだと2階のシャワーは
物足りなく感じることがあります。
「湯切れ(お湯が出なくなる)」って本当に起きるのですか?
起きます。タンクの中に例えば「400リットル(お風呂2回+シャワー数回分)」しかお湯が
ありません。
冬場にお湯を勢いよく出しっぱなしにしたり、親戚が泊まりに来て夜に何人も連続で
お風呂に入ると、タンク内のお湯がなくなり「水しか出ない」絶望を味わいます
(リモコンのボタンで急いで「沸き増し」できますが数十分かかります)。
冬の朝、突然お湯も水も出なくなったのですが壊れましたか?
エコキュートは外にあるため、本体から「家の中に繋がっている配管」の中の水が、
氷点下の寒さでカチコチに凍って詰まっている(凍結)可能性が高いです。
壊れてはいないので、昼になって気温が上がり自然に氷が溶けるのを待ってください。
熱湯をかけると配管が割れます!
タンクのお湯は、そのまますぐ「飲み水」として飲んでも良いですか?
NGです。
タンクの中はきれいですが、何日か溜水になっている間に水道水の塩素(消毒効果)が
抜けています。
そのまま飲むとお腹を壊す可能性があるため、飲料用にする場合は必ず「ヤカン等で一度
しっかり沸騰(煮沸)」させてから飲んでください。
エコキュートのタンクの搬入(運搬)は大変ですか?
現場の地獄の一つです。
空の水筒とはいえ重さが約60kg〜80kgあり、しかも「高さ2メートルの重心が高い長方
形」です。これを傷一つ付けずに、家の横の「人がカニ歩きで通るのがやっとの激狭の通路
(犬走り)」を、職人2人で持ち上げてすり抜けるのは神業に近い体力と連携が必要です。
タンクをコンクリートに固定する「アンカー」をサボるとどうなる?
地震が来た瞬間、満水になって「総重量500kg」を超えた鉄の塊(タンク)が家に
倒れかかり、家の壁をぶち抜くか、下敷きになって人が死にます。
必ず脚部の3箇所〜4箇所を、メーカー指定のM12サイズのアンカーボルトで基礎に深く
ガッチリと打ち込む(転倒防止対策)のは法的な義務です。
エコキュート専用の電源工事(配線)で気をつけることは?
200V(ボルト)の単独回路(専用ブレーカー)が必要です。
ヒートポンプが強力なコンプレッサーを回すため、15A〜20Aの専用の太い電線(VVFの
2.0mmなど)を分電盤からエコキュートの室外機まで、外壁伝いや床下を這いつくばって
新規で配線する電気工事が必須になります。
配管接続時に「三層管」と「架橋ポリエチレン管」の違いは気にするべき?
超重要です。ヒートポンプとタンクの間は「最高90℃の超高温のお湯」が循環します。
ここで普通の塩ビ管や耐熱性の低い管を使うと一発で溶けて爆発(漏水)します。
必ず耐熱95℃以上の専用のアルミ三層管や架橋ポリ管を使い、接続ミスによる
スッポ抜けに命をかけます。
真空引き(エア抜き)という作業は何ですか?
エアコン工事と同じで、冷媒(ガス)は工場出荷時に入っていますが、お湯が通る
「水側の配管」の中に空気がボコボコ残っていると、ポンプが空回り
(キャビテーション)してエラー停止します。
必ずお風呂の蛇口や本体のバルブを開け、中の空気を完全に押し出して満水にする儀式です。
エコキュートの室外機から出る「低周波騒音トラブル」とは?
非常に深刻な社会問題です。
深夜にお湯を沸かす際、室外機のコンプレッサーから「ウーーン…」という人の耳には
聞こえにくい低い振動音(低周波)が出ます。
これが隣の家の寝室を直撃すると、「眠れない、頭痛がする、吐き気がする」と訴訟に
発展します。隣家の窓際に向けないなどの配置計画が施工管理の生命線です。
基礎工事で「エコベース(既製品)」と「現場打ちコンクリート」どちらが良いですか?
後々のトラブル(不同沈下など)を防ぐなら、圧倒的に「現場で枠を組んで
コンクリートと鉄筋を流し込む(現場打ち)」が最強です。
ただしコンクリが乾くのに数日かかるため工期が伸びます。
1日で工事を終わらせたいリフォームなどでは、工場で作られた重いブロックを置く
「既製基礎」が多用されますが、地盤が柔らかいと10年後にタンクが傾きます。
寒冷地仕様と一般地仕様を間違えるとどうなりますか?
冬に外気温が「ー10℃」を下回るような長野県や東北地方に、安い「一般地用」を
入れると、深夜に外の空気が冷たすぎて熱が奪えず、霜取り運転ばかりして延々とお湯が
沸かない、あるいは配管が破裂して一冬で全損します。
地域に適した防寒ヒーター内蔵のモデル選定が絶対です。
配管の「保温材(断熱材)」の厚みはどれくらい必要?
せっかく作った90度のお湯が、外の冷たい空気で冷まされたら電気代の無駄の極みです。
露出配管には通常の10mm厚ではなく、20mm厚の高断熱の保温チューブを巻き、さらに
隙間から紫外線で管が劣化しないよう、テープをミイラのように何重にも綺麗に巻く
(紫外線対策)のがプロの仕事です。
電力会社への「深夜電力の契約切り替え」を忘れました。
大事故です。エコキュートの最大のメリットは「深夜電力が安い契約
(例:スマートライフプラン等)」に入っていることです。
普通の契約のまま設置すると、昼間と同じ割高な単価で夜中にお湯を沸かし続けるため、
電気代が安くなるどころか跳ね上がり、施主から厳しいクレームを受けて損失を自腹で
補填することになります。
エコキュートの「エラーコード(例:H54など)」が出たらどうすればいい?
まずは落ち着いて「リモコンのリセット(電源再起動)」を試してください。
一時的なセンサーの誤作動なら直ります。
しかし、何度やっても同じエラー(特にHやFが含まれる致命的な故障コード)が出る
場合は、バルブの故障や基板のショート等なので、プロのサービスマンを呼ぶしか
ありません。
タンクの「水抜きメンテナンス」という面倒な作業は絶対にやらなきゃダメ?
家を長持ちさせたいなら年に2回(春と秋)は行ってください。
タンク下部にある水抜き用のコック(ドレン)を開けて1分間ジャバーッと水を
捨てるだけです。
これをやることで、底に溜まった真っ黒な沈殿物(不純物やサビの元)が排出され、
お風呂の綺麗さとタンクの寿命が劇的に伸びます。
室外機(ヒートポンプユニット)の周りに気をつけることは?
絶対に風の通り道を塞がないでください。
室外機は背面のラジエーター(フィン)から空気を吸って、前のファンから吐き出します。
真ん前に物置を置いたり、背面にゴミ袋やダンボールを立て掛けると「呼吸困難」に
なり、熱が奪えずに無理なパワーで運転し続け、コンプレッサーが数年で焼損し故障します。
家の壁から出ている「逃し弁」の細いパイプから、お湯を沸かす深夜に水がポ
タポタ垂れています。
正常な現象です。ヤカンでお湯を沸かすとピピーッ!と蒸気が出ますが、あれと同じです。
水がお湯になると体積が膨張するため、そのままタンクを閉じ込めておくと風船のように
パンパンになって破裂します。
その膨張した分の水圧を数滴ポタポタと外に逃がす「安全弁(逃し弁)」が正常に
動いている証拠です。
10年以上使っていて最近、お湯になるのが遅い気がしますが買い替え時ですか?
買い替えの強力なサイン(寿命間近)です。
コンプレッサーの圧縮能力が落ちてきているか、配管にカルシウム(スケール)が血管の
プラークのようにこびりついて、熱の伝わりが悪くなっている状態です。
ある日突然動かなくなって「冬場に1週間お風呂に入れない(工事待ち)」という悲劇を
防ぐため、早めの見積もり交換をお勧めします。