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給排水衛生設備
第5回

給湯設備
佐治行三 ■ テーテンス事務所

給湯設備は、お湯を沸かすという直接エネルギーに係わる設備で囲温度に比例する。中央方式の循環温度は 60℃が標準なので、あり、住宅のエネルギー使用量では 1/3を占め、冷暖房より多い。

60℃−20℃（室内温度）＝40℃である。給湯温度を45℃に下げ省エネを図らなければならない設備である。

れば、45℃−20℃＝25℃であり、放熱量は 60％くらいに下がる。

今まで給湯設備を分類するのに「中央方式」「局所方式」という分ボイラーを使用するシステム、エコキュートは給湯温度の調節はけ方からはじめていたが、ガス給湯器の高性能化により、適切な分難しいが、ガス（油）給湯器はリモコンスイッチを使って設定温度をけ方ではなくなってきている。エネルギーについても油かガスかの30℃〜80℃の間で簡単に変えることができる。

選択であったものが電気によるエコキュートの参入により、検討内容が変わってきた。
これらの状況を踏まえ、給湯設備について説明をしていきたい。

■ 業務用エコキュート

業務用エコキュートも熱源（電気ヒートポンプ）が違うだけでボイラー方式と同じである。ボイラーよりも熱源の能力が大きくできないので、貯湯槽をかなり大きくしている。以前、貯湯槽の計算をし給湯方式た時、受水槽と同じくらいになったので驚いたことがある。スペー
スに余裕のないところでは使用できない。

中央方式

エコキュートは夜間に沸かすので、ピーク電力に影響がなく、契中央方式とは、1カ所の熱源から全館に給湯を行う方式であり、以約電力を大きくする必要がない。基本料金がかからないので、結構前はボイラー＋貯湯槽という方式が主流であった。大きな建物で使電気代は安い。

用するため配管が長くなり、お湯を使用しないと配管内に貯まった湯が冷えてしまい、なかなかお湯が出てこない。そのためにポンプ■ マルチ型ガス給湯器と還管を付けて循環させ、常に配管内のお湯を温める必要がある。

エコキュートとは逆に、熱源の容量を大きくして貯湯槽をなくした

たとえば管径 20mmの配管の長さが 10mあるとすると、配管ののがマルチ型給湯器（LPG や灯油もある）である［写真 1］。ガスの場合中には 3.7Lの湯が溜まっている。湯栓から出る湯の量が 12L/min

は 50 号給湯器を24 台接続して1,200 号（1,800,000Kcal/h、住宅であれば 20 秒くらい湯が出てこない。手を洗うのに5 秒かけるとは 20 号程度）まで対応ができるが、そこまで大きくするなら系統をすれば、その4 倍の時間待っていなくてはならないということであ分ける方が有効である。

り、その間、水を捨てることになる。

マルチ型給湯器の大きな利点として、たとえば 10 台の組み合わ貯湯して循環させ温めているということは、常に放熱しているこせで 1 台故障しても全体への影響はほとんどない。取り換えも簡単とであり、エネルギーの無駄になっている。特に、エコキュートのよである。ボイラーやエコキュートの取り換えは計画的に行う必要がうに表面積が大きく屋外に設置する機器は放熱が大きい。昼間しあり、大きな費用が一度にかかってしまう。能力制御も負荷に応じか使用しないエリアでも、一日中、循環させているケースがあるが、て運転台数を変えることができるので省エネである、などの長所が系統ごとに熱源を分け、循環エリアを小さくすることにより（配管を上げられる。

短くする）、省エネが可能になる。

給湯温度を下げることも重要である。放熱量は、給湯温度−周34 Ke n c h i k u s h i

2015.5

局所方式
その場で湯を沸かし、その場で使うのが本来の意味であろうが、循環式でないシステムを指している。住宅のガス給湯器なども循環式でなければこれにあたる。瞬間湯沸器でも給湯能力 5 号の本体

加熱用エネルギーの選択からホースが出ているタイプ（元止式）がまさしく局所方式である。

油（灯油、A 重油）、ガス（都市ガス、プロパンガス）、電気の中から選択

5 号湯沸器だけは排気筒を接続しないで室内に排気できるのでになる。個人的な見解で優劣をつけた表を載せる［表 1、2］。本来は、（換気設備は必要である）、覚えていると便利な場合がある。不完全目的によって各項目の重さが違ってくるが、それは評価に反映され燃焼防止装置が付いているので事故の可能性は少ない。ていない。あくまで参考と考えて欲しい。

イトミックなどでつくっている電気貯湯式も局所給湯方式であ油は消防法、公害規制が厳しく、東京など大都市では使用し難い。

る。エコキュートと違いヒートポンプでなく電気をヒーターとして

LPGは都市ガスのない地域での代替燃料なので、相互の比較はあ使っているので電気代は高くなるが、離れた場所に単独で使用すまり意味がない。電気はヒーターとして使う場合であり、エコキューる場合は便利である。ガスのない事務所ビルの給湯室などでよくトの場合、発熱量単価は 1/3くらいになり、夜間電力を使用すれば使用される。

都市ガスより安くなる。

電気式瞬間型もあるが、電気容量が大きくなるので小型のもの

油、LPGは貯蔵燃料なのでインフラの影響がなく、災害時対応にしかない。ガス湯沸器 5 号弱と同じ瞬間型電気温水器では 8.3KW優れ、大病院のような建物では必須の燃料である。エネルギーの考、基本料金が家庭用のヒーターが入っているので（定価 179,000 円）え方として動力・照明は電気、熱はガスが基本である。の電灯契約で 1カ月2,200 円、業務用契約で 14,000 円かかって。どうしてもしょうがないしまう（もちろん電気使用料金は別にかかる）場合以外は避けるべきである。ちなみに、ガス5 号湯沸器は定価35,600 円である。

給湯器の種類
最近の瞬間式給湯器は循環システムができるようになっており、大きめの住宅などでよく採用されている。小型の中央方式ではあるが、イメージとしては中央方式と違っている。1 階で 1 台、2 階で 1 台とうようなことも行われるが、「これって中央方式って呼んでよいのか」と疑問に思う。強いて言うのであれば、セミ中央方式が正しいのではないか。以下、主に家庭用について述べる。

写真 1

マルチ型ガス給湯器（ノーリツ）

写真 2■ ガス給湯器

バランス型風呂給湯器

今、一番普及しているのが追焚付ガス給湯器である。能力、機能、（出典…湯ドクターHP）

省エネ性、コストにおいて優れ、コンパクトなので工事も簡単であ

灯油

都市ガス

LPG

電気

発熱量単価

1233

安全性

3241

［写真 2］①バランス型風呂給湯器（1960 年代）

貯蔵スペース413

1

湯沸器と風呂釜の一体化（コンパクト化）、先止式（配管を接続して数補給対応

413

1

カ所に給湯が可能）、排気を室内に出さない（安全性の向上）

る。追焚付ガス給湯器の歴史はバランス釜から始まる。

法的規制

42

3

1

②屋外設置型風呂給湯器（1980 年代）

災害対応

14

1

3

屋外設置（浴室スペースの縮小、換気が不要、リモコンによる遠隔操作）、

1、2、3、4 は優れている順を示す。

表1、浴槽から自動化（出湯温度、風呂水位、負荷に応じたガス量の調整）

燃料比較

遠隔での追焚（設置場所が自由になった）

燃料単価

単位発熱量

発熱量単価

灯油

100 円 /L

10KW/L

10.3 円 /KW

都市ガス

150 円 /m³

13KWh/m³

12.0 円 /KW

プロパンガス

560 円 /m³

28KWh/m³

20.4 円 /KW

電気

25 円 /KWh

1KWh

25.0 円 /KW

排気熱を利用し高効率化（これ以前の給湯器の効率は 80％であったのペレット

60 円 /Kg

4KWh/m³

14.0 円 /KWが95％になった）を図った。家庭のエネルギー使用量の30％が給湯

表2

発熱量 1KWh 当たりの燃料単価比較

これらの自動化はルームエアコンと同じく、いち早くマイコン制御を取り入れたため可能になった。
③エコジョーズ（潜熱改修型高効率ガス風呂給湯器、2000 年代）に使用されており、その15％減らすということは資源の節約、CO²

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うのではないか（東京電力のホームページでも見つけにくくなっている）

発生量抑制に大きな貢献を果たしている。
これらは、LPGはもちろん、灯油を燃料とした給湯器でもほとん

貯湯型なので小さな電気ヒーターで、深夜電力を使用し8 時間かけてタンク内の湯を85℃くらいに沸かす。高温に沸かすのはな

ど共通した技術である。

るべくタンク容量を抑えるためである。
■ 電気温水器②エコキュート（CO² 冷媒ヒートポンプ型電気温水器）①深夜電力温水器

深夜電力温水器との違いは、ヒーターではなくヒートポンプで湯をエコキュートの説明に入る前に深夜電力温水器について触れなく沸かす装置であるということ、室外機が必要なこと、同じ電力でてはならない。

ヒーターの3 倍の熱量を得ることができるという違いがある。

深夜電力契約とは、夜間、余った電力の使用方法として開発されヒートポンプはエアコンの暖房に使われている技術と同じだが、た。電気は昼間のピークに合わせて発電所をつくるので、夜間は電冷媒にCO² を使うことによって高温にすることができ、90℃まで沸気が余ってしまう。特に、原子力発電は停止することができず、夜かすことができるようになっている［図 1］。ヒートポンプは空気中か間は揚水発電のような効率の悪い発電に利用されていた（電気をら熱を汲み上げるので、外気温度が下がれば効率が下がる。同時使って高い場所に水を貯め、その水でまた電気をつくっている）。そんなに貯湯タンクからの放熱量も増える。最近では寒冷地用が開発さ夜間電力をなんとか使おうと考え出されたのが、深夜電力温水器れているがあまりお奨めできない。

である。

電気の契約は深夜電力契約ではなく時間帯別契約が適用される。

現在は原発が運転できなくなってきているので、東北電力ではこの契約は、一般契約の夜間 40％減、昼間は30％増の料金なので新規契約は廃止している。今後、どこの電力会社もこの方向に向か（おトクなナイト8）、夜間にたくさん電気を使用する場合には割安になるが、普通の生活をしている場合は一般契約の方が得である［図 2］。
1 空気の熱を吸収し低温の冷媒（CO²）が大気中の熱を吸収熱交換器（空気用）

コンプレッサー膨張弁

温水
3 水に熱を伝えてお湯に！

4 熱吸収しやすい状態に水加熱用熱交換器で水をお湯にします

膨張弁で冷媒を低温・低圧に戻します

エコキュートの原理（出典…三菱電機 HP）

従量電灯 B、ご契約容量 30A、ご使用量平均 290kwh/月103,840 円

（試算値）
図2

11,546 円
割高！

不安定な自然エネルギーを安定して使用できるようにするには、初めにエネルギーをまとめて使わなくてはならない。太陽熱利用は太陽光の3 倍の効率であると言われるが、一番安くできる太陽熱温水器でさえ、都市ガスに対する回収費用は 10 年かかる［表 4、図 3］。
回収後が本来の自然エネルギー利用である（ここに補助金を参入し例）平均的な使用量で電気をご利用いただいているお客さま

現在の年間電気料金■ 太陽熱温水器

太陽エネルギーは無限に使用できるというようなことが言われるが、熱交換器（水加熱用）

低温

図1

機器がある［表 3］。

コンプレッサーでさらに高温・高圧に高温空気

エコジョーズとの対抗上、お風呂の追焚や床暖房に使用できる2 圧縮してさらに高温化

お得なナイト8の
年間電気料金115,386 円（試算値）

年間電気料金の比較イメージ（出典…東京電力 HP）てはならない）。

同じ太陽熱利用でも償却年数が太陽熱温水器の10 年に対し、ソーラーシステムは 15 年かかる［図 4］。太陽光発電は 40 年である。
機器の寿命も顧慮すれば、自然エネルギー利用はなるべく単純な方が有効であることが分かる。

温度
箱入り
黒紙
透明
白紙

60℃

エコキュート 370L

エコジョーズ 24 号

定価815,000 円

451,600 円

本体寸法

貯湯槽 600W×680D×1810H
室外機 799W×299W×660H

464W×240D×605H

設置方法

床置

壁掛

ランニングコスト低（夜間電力の場合）

高

寿命

10 年

10 年

寒冷地対応

効率が悪くなる

あまり影響がない

湯切れ有り

無し

騒音有り（深夜に運転）有り（使用時のみ）

表3

エコキュートとエコジョーズの比較（追焚付）36 Ke n c h i k u s h i

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40℃

20℃

写真 3 ペットボトルの太陽熱温水器（図 512：00

図512：30

13：00

ペットボトル温水器の効果

13：30

14：00
時間

ともに出典…Canonホー
ムページ「キャノンサイ
エンスラボ・キッズ」）

太陽熱利用機器
年間有効集熱量

燃料種別年間省エネ量︑省エネ額及び 抑制量

CO²

太陽熱温水器

ソーラーシステム

集熱面積…6㎡
設備コスト…90 万円

集熱面積…3㎡
設備コスト…30 万円

6,530MJ

13,060MJ（3,120Mcal）（1,560Mcal）

LPガス

155㎥
81,430 円
964kg-CO²

77.5㎥
40,712 円
482kg-CO²

都市ガス

364.4㎥
60,600 円
813kg-CO²

182.2㎥
30,298 円
406kg-CO²灯油

444.9L
37,689 円
1,108kg-CO²

222.4L
18,843 円
554kg-CO²

深夜電気

4,535kWh
41,587 円
2,517kg-CO²

2,267kWh
20,792 円
1,258kg-CO²

集熱器
暖房
熱媒
補助熱源機器

集熱ポンプ

蓄熱槽

浴室・洗面所

キッチン

給水

図3

太陽熱温水器図4

写真 5

耐熱塩化ビニル管（HTVP）

銅管（出典…住友金属 HP）

写真 7

耐熱塩化塩ビライニング鋼管

写真 6

表 4 太陽熱利用機器 1 台あたりの年間エネルギー節約量とCO² 削減効果
および経済効果（図 3・4ともに出典…（社）ソーラーシステム振興協会 HP）（ソーラー対応型）

写真 4 保温付架橋ポリエチレン管（写真 5・7ともに出典…積水化学 HP）

給湯給湯配管
給湯管は水道水から常に酸素が供給されるので腐食しやすく、高温の湯を通す可能性があり、選択が難しい。以前は給湯管と言えばほとんど銅管であったが、孔食や青水（循環配管の場合に起こる）の問題があり、減ってきている。
現在では圧力の高い配管では耐熱塩ビライニング鋼管［写真 7］、それ以外では樹脂管（架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、耐熱塩ビ管）が多く使用されてきている。樹脂管の場合、膨張率が高く適当に曲ソーラーシステムがりを取る必要がある。ステンレス管もあるが、給湯管には薄肉管が使用され、継手に拡管式、モルコジョイントなどが使用されるが、最も単純な太陽熱利用は黒いホースを屋根にはわせる（冬は凍結施工不良による水漏れの可能性がある。

する可能性があり、日が出ているうちに浴槽に落とさなければならない）、ペットボトルを黒く塗りベランダに置いておくという方法が一番の［写
自然エネルギー利用なのである（その代わり人手が欠かせないが）
真 3、図 5］。

太陽熱利用の特徴として、たとえば浴槽で使用する温度 42℃にならなくても、給水温度よりも少しでも上昇すればその分だけ有効であり、足らない分は湯沸器で追焚きすればよいことが挙げられる。
逆に、余らせては無駄にしかならない。

さじ・こうぞう（有）1973 年 東 海 大 学 建 築 学 科 卒 業。
テーテンス事務所入社。取締役副所長を経て、現在テーテンス事務所監査役。
「彩の国 ふれあいの森林科学館・宿泊（設計…片山和俊）、「感覚ミュージア棟」（設計…六角鬼丈）（設「下関唐戸市場」、ム」
計…池原義郎）（設、「大館市立総合病院」
計…岡田新一）などの設備設計に従事

自習型認定研修の設問
設問 1

設問 2

災害時のエネルギーとして一番信頼できるのは、次のどれか。

給湯においてお湯を循環させる
理由として正しいのは、次のどれか。

a. 復旧の早い電気

a. お湯の出をよくするため。

b. インフラの影響の少ない貯蔵エネルギーであるLPG、石油

b. すぐに暖かい湯を出すため。にアクセスのうえ、お願い致します。

c. 配管に貯まっているお湯をいつも温めているため省エネになる。

※不正解の場合は、単位に登録できない場合があります。

c. 地元で生産されるペレット認定教材の設問への回答は、CPD 情報システムのページ

https://jaeic-cpd.jp/

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