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普段使っている給湯器、仕組み知ってますか?
今回は、給湯器の仕組みについて。
まずは、給湯器の種類から話していきましょう。 給湯器にはエネルギー源となるものが大きく分けて4種類あります。①石油、②ガス、③電気、 ④太陽熱、これが代表的なエネルギー源です。水の温め方が2種類あり、専用タンクに貯めた水を加熱する貯湯タイプと、水が燃焼器具を通過するときに加熱される瞬間タイプがあります。貯湯タイプのエネルギー源は主に電気や太陽熱、瞬間タイプが主に石油やガスとなります。 まずは、一般的なガス給湯器から説明しましょう。水が燃焼器具を通過する時に強制的に加熱される瞬間タイプです。
沸かしたお湯は、お風呂やキッチンにまで活用できます。ガス給湯器とはいえ、浴槽下から熱いお湯を足す「足湯」機能を持ったタイプも。給湯と風呂釜機能が一緒になっているタイプは、「追い焚き」はもちろん、自動で「お湯張り」や「保温」「足湯」までの機能を持っているものも存在します。
床暖房機能まで持っているものは、このような感じです。給湯用のお湯と暖房用のお湯を振り分けています。暖房用のお湯は浴室暖房乾燥機、床暖房を循環してから再び燃焼器具側に戻ってくる。そこで再熱します。もちろん、風呂釜付きの全自動タイプも存在します。
次に、電気や太陽熱をエネルギー源にしている給湯器はどういう仕組みなのでしょうか。まずは簡単に太陽熱から。太陽熱をエネルギー源にした給湯器は、①屋根などに設置したソーラーパネルと貯湯タンクが一体化のもの、②別体式のもの、の2種類が存在します。一体式は、重さの問題で設置が難しい場合もあるため、一般的なものは②の別体式で、太陽熱利用して温水を作っています。
続いて、電気をエネルギー源とする給湯器。電気温水器、ヒートポンプ式給湯器があり、電気温水器は貯湯タンクに貯めた水をヒーターによって沸かしています。
電気温水器と深夜電力の上手な活用方法について触れておきましょう。電力会社は一社ではないため、あくまで目安としてですが、消費電力が少ないと言われている、深夜から朝までの時間帯を使って湯を沸かすと電気代が安く済んで経済的です。人それぞれライフスタイルが違いますから、電気温水器の貯湯タンク量を考えておく必要があります。一人暮らしと大家族では水量が違ってきますし、深夜電力を上手く活用できない場合もあるかもしれません。 もう1種類のヒートポンプ式給湯器は「エコキュート」と呼ぶとピンとくる人も多いでしょう。「エコキュート」に使われる冷媒は二酸化炭素。地球温暖化で騒がれることもある二酸化炭素ですが、「エコキュート」に使用されるものは工場などから作られるものを再利用=リサイクルしています。 熱は高いところから低いところへ移動しようとしますが、極端な話、-20℃の環境から90℃のお湯を作ろうとすることは大変です。そこで、二酸化炭素の温度を外気よりも10℃近くまで下げておきます。すると外気熱は二酸化炭素に移動します。
熱を奪った二酸化炭素を圧縮して、沸かしたいお湯の温度よりも高い温度にすることで、今度は二酸化炭素から水に熱が移動してお湯が沸くという仕組みです。水を低いところから高いところまで汲み上げるのが、低い温度の外気が高い温度まで上昇させるのと似た内容になるため、「熱のポンプ=ヒートポンプ」と呼ばれます。
ガスをエネルギー源とする給湯器から、電気をエネルギー源とするもの。色々なタイプの給湯器が存在します。ガスと電気、それぞれの良いところを仲良く分け合った車のハイブリッドのような給湯器も開発されています。
ガスと電気の良いところを合体させたような給湯器です。貯湯タンクに接続されるのは家庭用エアコンの室外機をイメージしてください。冷媒の種類は家庭用エアコンと同じもので、お風呂の「湯張り」やキッチン周りのお湯を同時に使用する場合は、ガス側燃熱器具と電気側室外機が一緒に働きます。もちろん、ガス側だけで働くこともあれば、電気側だけで働くこともできるので、まさにガスと電気のハイブリッドというかんじですね。