エコキュートの省エネの秘密！空気中の二酸化炭素を活用した冷媒の役割とは

なぜ、エコキュートの湯沸かしが省エネ性に優れているかご存知でしょうか？

その理由は、自然冷媒を活用したヒートポンプの仕組みが大きくかかわっています。

今回のコラムでは、エコキュートの省エネ性に優れたお湯の作り方、そのために不可欠な冷媒の働きについて、できるだけかみ砕いて紹介します。

 

エコキュートのお湯の作り方

エコキュートはヒートポンプの原理を利用してお湯を沸かします。エコキュートの省エネの理由は、このお湯の作り方にあります。

ヒートポンプは少ない電力で効率よくお湯を沸かせる

エコキュートは、電力を使って大気中の熱をかき集めます。大気中の熱を集めてもお風呂に使用するお湯が作れるほど高温の熱は作れなさそうに思えますが、かき集めた熱を圧縮することで温度を上昇させることができます。

熱をかき集めるために投入する電力の3倍の熱エネルギーが得られるため、非常に効率の良いシステムなのです。

ヒートポンプはエアコンや冷蔵庫にも使用されている身近な技術

ヒートポンプという言葉にはなじみのない方も多いかもしれませんが、以前からエアコンや冷蔵庫などに使用されているとても身近な技術です。

 

加熱に欠かせない冷媒とは

ヒートポンプの技術に不可欠な物質が冷媒です。冷媒とはどのようなものか簡単に紹介します。

冷媒の役割

冷媒とは、一言でいえば熱を運ぶ媒体です。

タンク内の水を適温まで温めるには、効率良く熱を水に伝えてくれる物質（＝冷媒）が不可欠なのです。「冷媒」という言葉から、冷やすための物質であるように思えるので少し紛らわしいですが、加熱媒体も冷媒といいます（「熱媒」といわれることもあります）。

エコキュートの冷媒は二酸化炭素

冷媒として最も有名な物質は、以前エアコンなどによく使用されていたフロンガスです。環境への影響から今ではほとんど利用されなくなり、近い将来完全に利用が廃止されます。

エコキュートでは冷媒として空気中の二酸化炭素が使用されています。人体や環境への影響がなくエコで安全な冷媒です。燃焼や爆発の危険性もありません。

冷媒のサイクル

エコキュート内で、冷媒は以下のように循環しています。

（１）エコキュートがかき集めた熱を自然冷媒（二酸化炭素）がしっかりと吸収します
（２）熱を持った冷媒が、ヒートポンプの圧縮機で圧縮されてさらに高温化します
（３）水熱交換器でタンク内の水に熱を与えて、お湯をつくります
（４）熱をお湯に伝えた後の冷媒は膨張弁でさらに低温化し、空気中に戻ります

このように、少しの電力で空気中の熱と二酸化炭素をうまく活用し熱を作りだすシステムがエコキュートなのです。

 

おわりに

エコキュートの正式名称は「自然冷媒ヒートポンプ給湯機」といいます。少しのエネルギーで空気中の酸素と二酸化炭素を活用してお湯を作ることができるシステムなので、地球環境にも優しく非常に安全性の高いシステムです。

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