目次
ヒートポンプの意味や仕組みとは？
ヒートポンプとは少ないエネルギーで空気から熱を集め、「熱エネルギー」に変換して利用することです。
1900年代からヒートポンプが利用され始め、冷房や冷蔵庫などの冷却用として使用されていました。
2000年代からはヒートポンプの技術開発が進み、給湯や暖房などの加熱用途でも利用されています。
ヒートポンプは化石エネルギーのようにエネルギー源を燃やす必要がなく、環境保全にも役立つ方法です。
ヒートポンプは、家庭用冷蔵庫や冷凍庫・エアコン・給湯器に多く利用されますが、業務で使う大型の機器にも使用できます。加熱や冷蔵・給湯だけでなく、乾燥や除湿・加湿にも効果が高いです。
ヒートポンプの仕組み
気体や液体は高い圧力がかかると、温度が上がります。
逆に圧力が下がると、温度も下がるのが一般的です。
この性質を活用して、熱を伝える冷媒温度の調整をしています。
冷媒にかかる圧力は膨張弁や圧縮機を使って調整し、空気や水から熱に変えるのがヒートポンプの仕組みです。
ヒートポンプは、マイナス100℃～100℃で利用できます。
特に温かい熱は、ヒートポンプのみでまかなうことも可能です。
ヒートポンプの種類とは？
ヒートポンプは原料として利用するものによって、数種類に分けられます。
空気の熱を利用するのが「空気熱ヒートポンプ」、地下水を利用するのが「水熱源ヒートポンプ」です。
地中に取り付ける「地中熱ヒートポンプ」は、水平採熱方式と垂直採熱方式の2つに分かれます。
どの種類を導入するかは、施設の環境に合わせて選択するのが一般的です。
ヒートポンプのメリットとは？
ヒートポンプのメリットは、二酸化炭素の排出を抑制できることです。
地球の環境保全に取り組むためには、二酸化炭素の削減を意識しないといけません。
今までエネルギーを作りだすためには、化石などを燃やしてエネルギーを作るのが一般的でした。何かを燃やした場合、同時に多くの二酸化炭素が排出されます。
ヒートポンプは燃やす必要がないため、二酸化炭素を発生させません。
家庭用給湯器や暖房・業務用空調・産業用熱源をヒートポンプにした場合、約1.3億トンの二酸化炭素を削減できるとされています。
国際エネルギー機関を表すIEAでは、2011年に作成したロードマップで、2050年までの二酸化炭素削減目標を達成するためには、ヒートポンプや蓄熱システムが必要と明記しました。つまり、世界中でヒートポンプの利用が注目されているのです。
節電効果がある。光熱費の削減ができる
ヒートポンプのメリットは、節電効果があり、光熱費の削減ができることです。
ヒートポンプは少ないエネルギーで熱に変換するため、多くの電力は使いません。
また、熱を自分で作るのではなく、空気や水から変換された熱を運ぶだけなので、通常の熱を発生させる方法よりも少ない電力で済みます。
つまり、使う電力が少ないため、光熱費も少なくなるのです。使用する電化製品によっても異なりますが、電気代が半分～1/3ぐらいになる場合があります。
安全性が高い
ヒートポンプは燃焼しないで熱を作るため、安全性が高いこともメリットです。
燃やさないということは二酸化炭素を発生させないため、空気を汚すこともありません。
酸素も消費しないため、環境保全や健康的にもいいのです。直接、火を使わないでも熱になるため、火災も起きにくいです。
ヒートポンプのデメリットとは？
ヒートポンプのデメリットは、外の気温によって左右されることです。
外気を熱に変換するため、寒い時は変換率が悪くなってしまいます。よって、多くのエネルギーを使う場合もあるでしょう。
外気が冷たい時に暖房をつけると、なかなか暖まらないこともあります。
給湯器内も、最適な温度になるまで時間がかかることがデメリットです。
ガス給湯器よりも、エコキュートのほうが高い
また、導入するためには初期費用がかかります。
例えば、ヒートポンプを利用したエコキュートを導入する場合、タンクの容量や業者によっても異なりますが、35万円～50万円ほどが一般相場です。
ガス給湯器の場合、工事費を含めても10万円以下で設置できます。
最終的に光熱費の削減に繋がりますが、初期費用が高いことはデメリットでしょう。
新築戸建の場合でお話しますと、ガスの場合は上記の金額にガス管引込費用がかかるので、率直に言ってエコキュートのほうが初期費用は安いです。現状でガスを利用している方が設備入れ替えというケースでガス給湯器のほうが、エコキュートよりは安くはあります。
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