北海道の寒冷地でヒートポンプ暖房は使えるのか？

こんにちは、コスケです(=ﾟωﾟ)ﾉ

私が一条工務店を検討していたとき、懸念していたことの一つに暖房がヒートポンプ式であるという点がありました。

一条工務店は床暖房ですが、オール電化が標準設備なので熱源はヒートポンプなのです。

少し前までは電気ボイラーだったようですが、私が建てた頃から標準設備でもヒートポンプ式のものが熱源になったようですね。

別途ガス接続料を支払えばエコジョーズ&都市ガスにもできるということでしたが、エコジョーズという安い機器を入れるにもかかわらず、都市ガスのガス管の接続料金？で30万ほどかかるとのこと。

その30万を取り返すほどランニングコストが安くなるのかと悩んだ結果、10年20年ではムリかもと感じオール電化を選んだのでした。

ガスを使うと火災保険も高くなりますし、今は電気代が高くガスが安いという状態ですが、今後逆転することは十分考えられますからね。

というわけで、我が家の床暖房の熱源には、本州とは違う三菱のエコヌクールというものが設置されています。

私は生まれも育ちも北海道なので、エアコンがそもそも付いてない家が多く、冷房はもちろんエアコン暖房は使ったことがありません。

なので、ヒートポンプ式の暖房を使ったことがないのです。

どんなものなのか、どんな仕組みで動いているのかをネットで色々調べてみると問題点が2つあるなぁと感じたのです。

1つは寒い外気でも十分に機能するのかどうかという点
もう一つは、霜取り運転時に室内が寒くなるんじゃないのか

この2点です。

実際にヒートポンプ暖房で冬を過ごしてみて、この問題点についてある程度結論が出たのでブログにまとめたいと思います。

今日の記事は私が新築計画時に、最も懸念していた&期待していたヒートポンプ暖房についてなので長くなってしまいました(^_^;)

ヒートポンプの暖房の仕組みと寒冷地仕様での私が感じる問題点

ヒートポンプ式暖房の特徴ですが、室外の空気を圧縮して熱を取り出し、その熱で熱交換器を通し不凍液を暖め温水を流します。

当然、熱を奪った外気はさらに冷たくなり室外に放出されるという仕組みです。
エアコンやエコキュートなんかもこれです。

この特性上、寒冷地で暖房として使用する場合、先ほど挙げたような問題点が出てくるのです。

1つめの寒冷地でもヒートポンプ式の暖房は十分に機能するのかどうかですが、私が住む場所は真冬には-20℃になることもある北海道でも比較的寒い地域です。

もっと寒いところは沢山ありますが、札幌よりはかなり寒く、北海道の中核市のなかでは寒い旭川とほぼ同じくらいになります。

外気の熱を取りだして室内を暖めるという暖房ですから、外気温が低いと取り出せる熱の量が少なくなり効率が悪くなるようなのです。

設備も複雑で室外機のコンプレッサーが稼働して空気を圧縮して熱を取り出すので、可動部分があるため故障の可能性が通常の電気ボイラーより上がり、しかも器械が複雑な分、購入価格も高いのがヒートポンプの熱源です。

私が最も懸念したのが、外気温が低く、取り出せる熱量が少ないと電気ボイラーとあまり消費電力は変わらないんじゃないの？ということです。

もし、消費電力が多少減ったとしても、電気ボイラーとの差が少しだけなら機器交換のランニングコストや故障リスクを考えると割に合わないんじゃないの？そんな心配があったのです。

それと、もう一つの問題が寒冷地で使う場合、霜取り運転も考慮すべき点です。

外が寒い場合、外気の熱を取りだし、より冷たい空気を放出するので、室外機には霜が付いてしまいます。

霜が付くと外気と熱交換できなくなるので、恐らくヒートポンプを逆回転させ排気を暖めるなどで溶かしているのだと思います。

イメージ的には外に冷たい空気を出し室内に熱を取り込んでいたのを、室内側に熱や冷気が行かないようにした上で逆回転させ熱を放出するという感じでしょうか。

以前三菱の方が来たときに回路をつなぎ替えてなんとかかんとか・・・とそんな説明をしていました。

もちろん寒冷地で使うことを想定している機種なので、霜が付きにくくなっていたり、霜取り運転時の消費電力も最小限で済むようになっているのですが、霜取り運転中は暖房が止まってしまうという問題があります。

エアコンなどでも外が寒いと霜取り運転で暖房が止まってしまうのと同じようなことが、当然エコヌクールでもどうしても起こってしまうわけです。

ヒートポンプ暖房を使ったことのない私がなぜこんな心配をしているかというと、以前住んでいたアパートもオール電化だったのです。

ヒートポンプではない電気式パネルヒーターが付いていたのですが、電気の契約が夕方に15分おきに通電が止まるかわりに24時間安い単価で電気を使える暖房・融雪用のプランだったので、夕方の日が落ちてこれから寒くなるって時に暖房が断続的にとまります。

アパートに住んでいたとき、この暖房が止まってしまう時間帯は本当に寒くて、どうにかしたいのですが暖房が付かないのでどうしようもなかったのです。

エコヌクールのようなヒートポンプ暖房でも霜取り運転があれば断続的に暖房が切れ同じような状況になるんじゃないか、そんな不安があったのです。

以上の2つの問題、私なりに納得できる結果になったので、それぞれ詳しく書いていきます。

ヒートポンプ暖房は寒冷地の寒い外気温でも十分機能し効率が良いのか？

実際に1~2月という寒い時期を過ごしてみて、私が想像していた問題点は気にする必要がなさそうだなという結論に至りました。

まず外気温が寒いとき、効率が悪くなって消費電力がかなり増えるんじゃないのか、という点についてですが、思った以上に消費電力は増えませんでした。

この冬、2016年1月で一番寒かった日の消費電力がこれです。

この日は最低気温-19.1℃、最高気温-0.7℃、平均気温が-9.3℃でした。
寒いです。

その前日も寒かったのですが、その日の消費電力がこれです

この日は最低気温-18.2℃、最高気温-4.7℃、平均気温-10.6℃です。
今冬最低でこの気温ですから、今年は本当に暖かいです。

一昨年なんかは-22℃前後の日が連続してありましたからね。
どちらの日も1日中部屋の中は暖かくしています。

朝方は電気の単価が安いので床暖の設定温度30℃と上げていて、起きたら20℃〜22℃程度はありますし、昼間もそのくらいを維持しています。

日が落ちて夕方から室温は低下しますが、一番寒い夜の寝る前でも床暖房は24℃設定にして室温20℃を切らないようにしています。

その状態で消費電力がこの程度です。
1時間あたりの消費電力がいちばん多い時間でも消費電力は5.5kwです。

氷点下20℃近い外気温で45度の温水を作り出し、室温を20℃から22℃に上げている負荷のかかっている状態の消費電力がこれです。

しかもこの消費電力は床暖房のものだけではありません。
深夜ですから同時にエコキュートも稼働しています。

エコキュートの消費電力は1.5kwと説明書に記載がありますし、床暖を使っていない秋に消費電力を確認しましたが、家の中で使っている電力＋エコキュートの沸き揚げ中で1.7~1.8kw/h程度でした。

なので、この分を引くと床暖房で使われている電力は、一番負荷のかかりそうな時でもたった4kwを切っていることになります。

4kwといったら、1000w消費するごく普通のポータブル電気ストーブ4台分です。

外気温が-20℃前後の中、室温を22℃まで上げるためにポータブル電気ストーブ4台置いたって、家全体はもちろんリビング一つ暖まるか微妙なところ。

しかし、ヒートポンプならば4kwで40坪ちょっとの家中を暖めることができるということです。

これは素晴らしいです( ´ ▽ ` )ﾉ
これはもちろん一条工務店の高気密高断熱あってこそだとは思いますが・・・

日中は電気単価が高くなるので設定温度は低めにしています。

それに昼間は寒冷地でも-5〜-2℃位まで外気温があがりますし、そうなるとヒートポンプの効率も良くなるため部屋を暖めるために必要な電力が減り、昼間の電気単価が多少高くても消費電力が減るためそこまで気になりません。

そう考えるとヒートポンプと昼間単価が高くなるオール電化の電気プランは中々相性が良さそうです。

ちなみに我が家のエコヌクールレオの最大消費電力は説明書によると5.3kwになっていますが、あくまで瞬間最大ということなのでしょうね。

1時間単位でも、1日単位でも現在までで一番消費電力の多かった日が1月にあります。
その日の消費電力がこれです。

1時間単位で朝の4時に6kwも消費している時間がありますし、1日でみても63kwと非常に大量の電気を使っています。

この日は最低気温-15.7℃、最高気温-1℃、平均気温-9℃でした。

平均的な1日でそこまで寒くないような気がしますが、なぜかこの日が消費電力がずば抜けて多く、1日で60kw以上も電気を使ったのは今シーズンこの日だけです。

他にもこの日より寒い日は沢山合ったんですけどね・・・う〜ん、謎です。
エコキュートのと家で使っている消費電力1.8kw程度を引くと、ヒートポンプ暖房に使われている電力は1時間あたりの最大で4.2kw程度となりますね。

他に可能性があるとすれば前日お風呂に入って大量にお湯を消費して、さらに朝からカレーをぐつぐつ煮ながら、作ったりしたのが偶然重なったのかなぁ

ということで、寒冷地だとヒートポンプは効率が悪くて電気代も高くなるんじゃ無いの？という心配は今はありません。

ちなみに札幌辺りの平均的な気温の場合の消費電力はこうなります。

2月のこの日は最低気温-7.6℃、最高気温-1.4℃、平均気温-4℃と私の住んでいる地域にしては暖かいものの、札幌辺りだと1月2月の平均的な気温かと思います。

この日最大で消費している温水30℃設定になっている朝の時間帯の電力が4.2〜4.7kw/hで、エコキュートなど暖房以外で使っているであろう電力、1.7~1.8kwをを引くと暖房単体では2.5〜3kw/hです。

ポータブル電気ストーブにすれば2台半〜3台ってところでしょうか。
札幌辺りだと厳冬期でもたったこれだけの電力で家中快適な室温まで暖めてしまうことになります。

設定温度が上がる加熱状態でこれですから、室温維持に必要な電力はずっと少なくなります。
一条工務店の高気密高断熱の力もあってのことだと思いますが、ヒートポンプ暖房想像以上にエコです( ^ω^ )

寒冷地のヒートポンプ暖房のCOPと注意点

COPについて色々調べたのですが、あまり情報が無く、信頼できるかな？と思ったのが、とあるブログに紹介されていた北欧の国立なんちゃら研究所がとった、実際のCOPのデータで、三菱製のエアコンのデータがあったのです。

それによると外気温-20℃だとCOPは2.0程度になるとグラフに記載がありました。
-10℃でCOPは2.2、-25℃まで下がるとCOPは1.6程度まで落ちるようです。

データ元のPDFやブログは紹介して良いものか分からないのでやめておきますし、確実に信頼できるというわけでもないので参考までにということになります。

それに我が家の三菱製エコヌクールでも同じかは分かりません。

ただ、一応国立研究所的なところがデータを作ったということと、同じ三菱製で比較的新しい機種のデータだということ、他にも色々寒冷地のCOPを調べた結果と大きな差はなく、私の体感との差もほぼないデータの結果だったので、そのくらいなのかなと思っています。

このデータが概ね正しいのであれば、-20℃の環境下でも、単純に電気で発熱させて暖める場合の半分の消費電力で家を暖めることが可能だということになります。

COP2.0ということは、使った電気の2倍の熱を生み出しているわけですから、冬場の電気消費量の80％程を占める暖房と給湯にかかる電気代が半分になるってことなので、寒い地域でもヒートポンプは十分機能するものと思います。

このCOP2.0というのが正しいのなら、もし我が家がヒートポンプ暖房じゃないオール電化の場合の電気代は、1月の実際の電気料金25,000円がざっくり80％増し位になるので、おおよそ45,000円かかることに！！

実際にアパートの時にヒートポンプじゃない、蓄熱暖房&パネルヒーターというオール電化で過ごしていた私としては、この広さの家でこの温かさを維持するためには納得できるかなりリアルな電気代な感じがします・・・(ノД`)

ただ、ヒートポンプ式の暖房にするのなら、北海道の場合気をつけなきゃいけないのが雪ですよね。

我が家の場合、雪の少ない地域なので良いのですが、豪雪地域なんかはヒートポンプ周りの雪かきもしなきゃいけませんし、夜中吹雪いて室外機が埋まると暖房も給湯も機能しなくなるので恐ろしいです・・・(ノД`)

雪が吹き付けられる場所や方角に設置しないなどの考慮が必要かと思います。
室外機は北側壁面にという家が多いようですが、北海道の場合、地域によっては北風にのって

雪が沢山降ることも多く、そうなると北側壁面は雪だらけになります。

私の住む地域は南から吹雪くことも多いので該当しませんが、地域によっては室外機の設置方角考えた方が良さそうです。

寒冷地だと霜取り運転があって寒いんじゃないの？

もう一つの問題、霜取り運転についてですが、これも全く心配する必要はありませんでした。
というのも、我が家で採用されているエコヌクールレオの室外機がこれです。

見ての通り2つあるのです。

霜取り運転は室外機に霜が付いてしまうと開始され、その間暖房機能は働きません。
なので室温が下がってしまって部屋が寒くなるわけですが、この機種に関しては小ぶりの室外機が2台あります。

エコキュートの室外機と比べても小ぶりです。
なんで、わざわざ2台もつけるんだろう。

大きなの1台の方が交換費用も安く済むし良いんじゃないの？なんて思っていましたが、2台室外機があると霜取り運転を交互に行えるというメリットがあったのです( ^ω^ )

運転状況を外で観察してみたのですが、2台同時に霜取り運転に入るということは今までは確認できず、必ずどちらか一方ずつ霜取り運転する制御になっているのかもしれません。

1台霜取り運転になっても、もう1台が稼働していれば暖房能力こそおちるものの、少なくても部屋が冷えるほど床暖が冷たくなるということはありません。

室外機が2台ならば、霜取り運転時も暖房が完全に停止するということがないわけです。
もしそういう制御になっているのならよく考えられていますね〜

実際に24時間付きっきりじゃないので、霜取り運転の制御については確実なことは言えませんが、室内にいて室外機の霜取り運転の影響で寒くなったりすることは確実にありませんでしたし、そもそも霜取り運転に入っているのかすらわかりません。

室外機が故障した場合も、1台だけでも稼働するのなら完全に無暖房にはならなそうですし、エアコンを補助的に暖房として使えば、冬の暖房の故障も修理までの短期間なら耐えられそうです。

1台壊れるとエラーでどっちも動かなくなる可能性もありますが・・・
ただ、正直一番怖いのは暖房よりエコキュートの故障ですよね・・・

こっちばかりは故障の少なそうな電気温水器の方が良いかも知れません。

メインの暖房にエアコンを寒冷地で採用する場合は、寒冷地仕様にするのはもちろんですが、2台体制にすれば霜取り運転も交互に行うことができ、部屋が寒くなるといことは無くなるんじゃないでしょうか。

寒冷地に強いヒートポンプメーカーは？

我が家のエコキュートは三菱製です。
床暖房の熱源であるエコヌクールも三菱製です。

こういった寒冷地向けのヒートポンプ暖房やエアコン、エコキュートは各社から発売されていますが、どこのメーカーのものが良いのか新築計画中に気になったので、ハウスメーカーの方々に聞いたことがあるのです。

その際にどのハウスメーカーも必ず上げる電機メーカーがありました。

それが三菱です。
一条工務店では色々なメーカーのエコキュートやヒートポンプ暖房を試した結果、寒冷地では三菱がベストだという選択をしたそうです。

他のハウスメーカーでも、エコキュートならどこのメーカーが良いですか？寒冷地用のエアコンやヒートポンプ式の熱源ならどこのメーカー使っていますか？という質問に必ずと行って良いほど三菱の名前が挙がりました。

コストの面でも扱いやすいのかもしれませんが、性能面で問題があって寒いや壊れやすいなどのクレームがあれば、ハウスメーカーの信頼が失われますので、その辺りも問題ないということで使われているんじゃないかと思います。

もしかしたらサービス面、故障時の対応の早いとかそういう理由があるのかもしれませんが、いずれにしても三菱が採用されている割合が多いのなら、それなりに理由があるのだと思います。

なので、今後機器を入れ換える際も、私は三菱製を選ぼうと思っています。

以上、北海道のような寒冷地でエコキュートやヒートポンプ暖房が使い物になるのか心配だった私も、今ではそんな悩みはすっかりなくなり快適な生活を送れています。

もう一つ不安があるとすれば耐久性ですが、これに関しては実際に10年は使ってみないとなんとも言えません。

もし壊れれば室外機2台ですから結構な費用負担になりますし、年間光熱費で5万円安く出来ても、8年程度でぽんぽん壊れて50万近い修理代や機器入れ換え費用がかかるのなら全く意味がありません。

交換でいくらかかるのか分かりませんが、室外機1台10万以上はするでしょうし、室内の熱交換器もそれ以上するでしょう。

工賃など含めれば50万かかっても不思議では無いような気がします。

耐久性次第では光熱費は安いけど、機器を維持する費用を含めると電気ボイラーと変わらないかも知れませんし、やっぱり灯油やガス暖房には勝てないという結果になってしまいそうです。

修理や機器交換の費用が30万以下で済んで、12年ほど壊れずに持ってくれればかなり安く済むと思うのですが、いずれにしても耐久性次第ってところでしょうか。

今、北海道でオール電化という方は多くは無いかもしれませんが、もし検討されているのなら参考にしてください( ´ ▽ ` )ﾉ