エコキュート性能評価試験設備（試験棟外観と建屋外側設置機器）

エコキュートの性能評価試験設備を導入して高性能化・普及拡大に貢献■ 地球環境と家計にやさしい「エコキュート」■ エコキュート専用の試験設備を導入■ 高性能化と普及拡大に向けて● ひとこと エネルギー技術研究所 エネルギー変換工学領域 上席研究員 長谷川 浩巳

地球環境と家計にやさしい「エコキュート」
エコキュートは2001年に電力中央研究所、東京電力（株）、（株）デンソーが共同して、世界で初めて商品化した家庭用CO2冷媒ヒートポンプ給湯機です。省エネルギー、地球温暖化防止の観点から注目され、国内メーカーの累積出荷台数は2007年9月に100万台を突破しました。
現在、国が掲げた2010年520万台普及の目標にむけて、小型化や寒冷地対応化などの技術開発を進めています。
電中研では、エコキュート専用の性能評価試験設備を新たに導入しました。中立研究機関として、実際のさまざまな使用条件のもとで各種機器の性能を評価し、性能アップや次世代機の開発に役立てる研究を進めています。

■ エコキュートの開発■ 大きな省エネ効果が火や電気の熱を直接使ってお湯を沸かすかわ

エコキュートでは、大気の熱を集めて利用すりに、ヒートポンプの原理によって大気中からるため、消費電力の何倍もの熱エネルギーを得熱を効率よく集めてお湯を沸かす、新しいタイることができます。この倍率を成績係数（COP）

プの給湯機がエコキュートです。大気から水へといい、値が大きいほど効率がよいといえます。

熱を運ぶ役目をする物質（冷媒）に、二酸化炭

例えば、年間平均のCOPが3.0のエコキュートで素（CO2）が使われています。CO2は毒性も可燃

お湯を沸かす場合には、ガスや石油を直接燃や性も無く、自然界に存在する物質なので環境にしてお湯を沸かす給湯器と比べ、一次エネルギ優しい冷媒です。

ーを約30％削減できます。またCO2の排出量は約

電中研では、いち早くこのCO2をヒートポンプの冷媒に用いることに着眼し、1995年から実験、50％の削減が可能なうえ、昼間よりも割安な夜間電力を使用するので経済的です。

基礎研究を重ね、機器が安定して動作することこのようにエコキュートは地球温暖化防止にを確かめました。1998年からの共同研究により効果があり、家庭における省エネルギー効果も技術開発を進め、機器の試験、評価、課題の抽大きいため、国内外から高く評価され、2001年出を重ねた結果、2001年に世界初のエコキュー度の省エネ大賞（経済産業大臣賞）など数多くトの商品化が実現しました。の賞を受賞しています。

ヒートポンプユニット

貯湯タンクユニット

電気

給湯

混合弁
高温

圧縮機
圧縮
空気の熱

交空
換気
器熱

水熱交換器
水を
加熱

ヒートポンプ

減圧
膨張弁
低温

給水ポンプ

CO2冷媒の流れ水（湯）の流れ

図1

エコキュートのしくみ

貯湯タンク

エコキュート専用の試験設備を導入■ エコキュートの性能評価■ 性能評価のポイント

エコキュートの性能は、外気温や給水温度のエコキュートは通常夜間にお湯を沸かし、昼変化や、お湯の使い方に左右されます。このた間にお湯を利用し、その減った量に応じてまため、実使用条件における実態性能を把握するた

夜間にお湯を沸かしますが、この一連のサイクめには、季節ごとの外気温や給水温度、各家庭ルにおける性能を正確に評価するためには、連のお湯の使い方などの条件を詳細に設定して、続運転試験を行ない、その運転期間全体で得ら正確な性能評価をすることが必要です。

れた熱量と電力消費量とを把握する必要があり

そこで電中研では、2007年１月にエコキューます。この試験設備では、全く同じ条件のもとト専用の試験設備を導入しました。この試験設で３日以上の連続試験が可能です。

備は、「屋外環境模擬室」、「外気条件設定装置」、この試験設備によって、ある一定条件のもと「給水・給湯条件設定装置」などで構成されていでの機器性能だけでなく、わが国の温暖な地域ます。
「屋外環境模擬室」はエコキュートを２台から寒冷な地域までの実際の四季の変化や、まで同時に設置可能です。
「外気条件設定装置」

個々の家庭で想定される毎日のお湯の使い方ににより、模擬室内の空気の温度と湿度を極寒もとづいた、エコキュートの性能評価が可能に（−30℃）から酷暑（＋50℃）にいたるさまざまなりました。現在は各メーカーの試作機・商品なレベルに設定できます。また、その設定した機のヒートポンプユニット単体の効率評価や、温度・湿度を常に一定に保つことが可能です。

エコキュート全体のシステム性能評価を実施し「給水・給湯条件設定装置」は、水道水の温度をています。

各季節の条件に応じて設定でき、給湯量も使用条件に応じて設定できます。

（建屋外側設置スペース）

給水・給湯条件
外気条件設定装置
設定装置※建屋外側設置分（ブラインチラー、 （直膨冷凍機、暖房条件設定装置
電気ヒータ、ブラインチラー、（冷水チラー、冷水タンク等） 給水タンク等） ブラインタンク等）

5m
屋外環境模擬室に設置されたエコキュート

暖房用温水試験設備制御機器

分
電盤

計測機器
＆解析機器
流し台
ドア シャッター

図2

給水覗き窓

機器搬入
出用ドア
7m

給湯ブライン・冷媒
加湿器

水蒸気
空調機
（電気試験対象機 試験対象機
除ヒータ、（エコキュート） （エコキュート）
湿冷却用
装
屋外環境模擬室熱交等）
置（試験機設置：W4.5×L7.5×H3.5）
空気
ドア
20m

エコキュート性能評価試験設備の概略構成

高性能化と普及拡大に向けて■ 性能向上を目指した技術開発■ 普及拡大へ貢献

エコキュートは寒冷地で使用すると性能が落現在、安全性や快適性を重視したオール電化ちる傾向があります。この理由は、①ヒートポ住宅の普及と歩調をあわせて、エコキュートのンプの原理上、熱の集め先である外気の温度が普及も加速しています。家庭でのエネルギー消下がれば下がるほど性能が悪くなること。②エ

費の約３割を占める給湯に必要なエネルギーをコキュートの冷媒―空気熱交換器の表面に霜が削減することは、省エネルギー、CO2排出量の削付着し、空気が流れにくくなり、熱が伝わりに減に非常に大きな効果をもたらすものと期待さくくなるので、効率が悪くなること。③付着しれています。

た霜を融かすための熱が必要になり、エコキュ石油や天然ガスなど化石燃料の有効利用と、ートの性能を低下させることです。寒冷地に適わが国のCO2排出量削減のためにも、電中研はエしたエコキュートの開発は大きな課題です。

コキュートを産み育てた研究機関として、一層電中研では、霜が付着する条件のもとで、エの性能向上を目指し、技術開発を通じて、国内コキュートの挙動を調査し、霜がつきにくく除だけでなく広く世界各国にも貢献していきたい

去しやすい技術の開発や、寒冷地向けエコキュと考えています。

ートのCOPの向上など、技術の高度化をはかっ● ひとことています。
また、機器のコンパクト化や高性能化に取りエコキュートは、電気組んでいます。今後は次世代型エコキュートのの力を上手に使い、空気開発に向けて、新しい技術の探求にも取り組んから熱をたっぷりと集めでいく予定です。てお湯を沸かす、省エネ（台）350,000
300,000

225,000

250,000
200,000

133,000

150,000

80,000100,000
50,0000

機器の優等生です。電中350,000

36,0006,000

研は、地球環境を守るたエネルギー技術研究所
エネルギー変換工学領域上席研究員

長谷川浩巳

めにも、エネルギー資源を節約するためにも、エコキュートを使う人と買う人と売る人と作る人の全てがハッピーになるような技術を開発するべく、これからもがんばり続けます。

2001 2002 2003 2004 2005 2006（年度）

図3

エコキュートの年間出荷台数■ 既刊「電中研ニュース」ご案内
No.446 高温乾式ガス精製技術の開発に取り組む
No.445 液化ジメチルエーテル（DME）を用いた脱水技術を開発

No.444 カドミウム簡易検出キットを商品化
No.443 排出権取引制度は温暖化防止につながるか？

2008年３月14日発行〒100-8126（財）電力中央研究所 広報グループ
東京都千代田区大手町1-6-1（大手町ビル7階） TEL.（03）3201-6601 FAX.（03）3287-2863
http : //criepi. denken. or. jp/※この冊子は大豆油インキと再生紙を使用しています