【こんなところにマイコンが】エコキュート～マイコンを使った緻密な制御で省エネを徹底追求

地球環境に対する意識の高まりとともに，「省エネ」に対する消費者の関心が高まっている。こうした中で注目を集めているのが省エネ型電気温水器「エコキュート」である。ヒートポンプを利用することで高いエネルギー効率を実現した電気温水器だ。実は，この温水器でもマイコンが活躍している。今回は，エコキュートを世界で初めて発売したコロナにマイコンの役割を聞いた。

　エコキュートの仕組みは，早い話がエアコンと同じだ。ヒートポンプで冷媒を圧縮し，このとき発生した熱で温水を作る。ヒートポンプを稼働させるためには電力が必要だ。ただし，電気ヒーターで水を直接温める従来の電気温水器と比べると，エネルギーの消費効率は3倍以上も高い。財団法人電力中央研究所が開発した技術をベースに，東京電力，カーエアコン事業でコンプレッサーのノウハウを持つデンソー，そして給湯器などの住宅設備事業を手掛けるコロナの3社が共同で開発。2001年5月にコロナが世界に先駆けて最初の製品を発売した（図1）。

　省エネに対する関心の高まりと連動するかのように，エコキュートの累積出荷台数は右肩上がりで伸びている。2002年3月時点で約3400台だった累積出荷台数は，2007年9月に100万台を突破した（図2）。最近では給湯器の買い替え需要のうち，エコキュートが約10％を占めるという。

図2 「エコキュート」の出荷台数推移（社団法人日本冷凍空調工業会のデータ）

　エコキュートはヒートポンプの冷媒に，エアコンで使われる代替フロンではなく二酸化炭素を使う。これが，高いエネルギー消費効率を実現できた大きなポイントの一つだ。さらにもう一つ，エネルギー消費効率の改善に貢献したのがマイコンだった。

「沸かし過ぎ」は意味がない

　マイコンを使って実現した省エネ機能の一つが，日々の温水の使用量を見て最適な温水量を計算し，翌日の稼働に反映させる学習機能だ。エコキュートは水を蓄えるタンクを内蔵している。ここに蓄えた水に，ヒートポンプで過熱するわけだが，いつも満タンの状態にして過熱するわけではない。「いくらエネルギー効率が良いとは言っても，使い切れない量の水を沸かしていたのでは意味がないからです」（コロナ技術本部電装開発センターの小野幸男部長）。そこでマイコンで日々の使用量を一定期間にわたって計測。そのデータから，それぞれの家庭で過不足のない量を割り出し，通常はその量の水を過熱することによって，無駄なエネルギーを消費するのを抑えている。

　ただし，この学習機能だけでは，一時的な使用量の変化に対応できない。来客などで温水の使用量が急に増えたときに，温水が足りなくなってしまう事態も考えられる。しかもエコキュートの場合，50リットルの温水を作るのに約1時間かかるため，急に必要になったからといって，すぐに温水を供給できない。こうした問題が生じないように，エコキュートにはタンク内の温水の量の変化を監視して，温水が足りなくなるのを予測する機能が組み込まれている。この機能を利用して，タンク内の温水が底をつく前に，新たな温水を作ることができるわけだ。このシステムにもマイコンが使われている。「温水を作るのに時間がかかるというエコキュートの弱点を，マイコンを利用して対策することができました」（同社技術本部電装開発センターの斎藤芳美係長）。