給湯器の仕組みについて
お湯を使用する時は、給湯器で暖められたお湯を使っていますよね。
やかんで温めたお湯を使う場面は熱湯が必要な時ぐらいだと思います。
給湯器の中でもガス給湯器はガスを使用して、その時にお湯を沸かして供給する「瞬間式」という給湯方式です。貯めて置いたお湯ではないのですぐに飲むことが出来る点もポイントです。
ガス給湯器には安全性や利便性のために様々な技術が詰まっている製品なのです。
今回はガス給湯器の仕組みについて紹介したいと思います。
| 今回のポイント 1.ガス給湯器は「瞬間式」なのですぐにお湯を飲める 2.ガス給湯器には安全性を高める部品が組み込まれている 3.ecoジョーズは普通のものは廃棄するガスを再利用して温めている |
ガス給湯器による湯沸かしの流れ
ガス給湯器の湯沸かしの動きを確認してみましょう。
蛇口をひねってからお湯になるまでに、給湯器は次のような動作をしています。
1．蛇口を開け、水が給湯器の中に流れると「水流スイッチ」が入ります。
2．次に炎を燃やすための空気を取り込むためにファンが回り、空気を送ります。
3．次に点火をするためのプラグがスパークします。
4．最後にガスを送り、着火します。
主な部品の役割について
給湯器には安全に適温のお湯を沸かすために様々な部品がおさまっています。
・水量センサー
お湯を出すために蛇口やシャワーの栓を開けると、水が給湯器の中に流れ込んできます。
この水の流れを読み取るための部品です。
・ファンモーター（燃焼ファン）
ガスを燃やすためには酸素がひつようです。
そのために必要な空気を送風機でバーナーへ送り込むための装置です。
・イグナイター
ガスを点火させるために連続した火花を発生させる装置です。
・ガス電磁弁
ガス通路の開閉を行う弁です。
電磁の名前から分かるように電流の流れで制御されています。
・ガス比例弁
燃焼させるガスの量を調節する事が可能な弁です。
電磁弁は0％か100％の両極端ですが、比例弁は物によりますが、ガスの流量を自由に調節が可能とします。
・水量サーボ
設定湯温と入水温に対して、能力いっぱいの出湯量を調節する装置のことです。
バイパス回路に流れる水量をステッピングモータで調節することで出湯性能を向上させ、設定温度までの到達時間の短縮や再出湯時の不快な湯温の変化を抑える湯温制御装置です。
・過熱防止装置（温度ヒューズ）
機器の缶体の周りに設置されている部品です。
異常加熱すると断線することで給湯器を安全停止させる部品です。
・給湯熱交換器
水をお湯にする主要部品です。
給湯器の心臓ともいえる部品なのでこれが壊れた時が給湯器の寿命とも言えます。
・漏電安全装置
わずかな漏電電流でも検知してくれる安全装置です。
これが作動すると一次電源をカットすることで電流を止めて漏電を防ぎます。
また、落雷時の過電流を防ぐことで電子基板への落雷電流による不具合を防止してくれる機能も付いています。
・ふろ熱交換器
追焚時にお湯を再加熱する際に使用する部品です。
・サーミスタ
温度を測定するためのセンサーです。
・フレームロッド
電流を感知することで火が発生しているかを検知する部品です。
・点火プラグ
ガスに点火するための火花を電気的にスパークさせることで発生させる装置です。
・水位センサー
主にフルオートタイプの機器に内蔵されている部品です。
ボタン一つで浴槽にお湯を貯めてくれる機能がついている給湯器に内蔵されています。
内蔵されている圧力測定装置により変化する水圧から水位を測る役割を持つ部品です。
・循環ポンプ
追い炊きなどで浴槽内のお湯を再加熱する際に、浴槽から給湯器にお湯を戻して浴槽に戻すお湯を循環させるための部品です。
・電装基板
給湯機器内の様々な情報を瞬時に判断し、機械を動かす給湯器の頭脳ともいえる部品です。
最近では、特殊な加工が施され、電気系統のトラブルの原因となる水、ホコリ、虫の対策をしている部品でもあります。
・凍結予防ヒーター
凍結の危険のある温度近くになると自動的に作動します。
注意点として電源プラグを抜くと作動しないため、冬場などは電源を落とさないことをオススメします。凍結予防ヒーターは機器内の凍結を防ぐための部品なので、接続されている配管が凍結する可能性がある場合は、内蔵されている凍結防止ヒーターの以外に、配管に電気ヒーターを巻いたり、適切な配管保温材を使用したりと対策をする必要があります。
・COセンサー
主に屋内設置型の機器に搭載されている部品です
不完全燃焼などにより発生する一酸化炭素（CO）の濃度が上昇した時に給湯器の運転を停止させます。
安全装置について
給湯器の経年劣化などにより発生する不完全燃焼は長い期間使い続けていると、避けることが難しいものです。
屋内設置型給湯器の場合、不完全燃焼は一酸化炭素（CO）事故の原因にもなるため、もし室内に漏れても事故が発生しないように給湯器内部にCOセンサーを搭載しています。
FE式は全機種、FF式も順次搭載機種を増やしています。
また全ての給湯器には漏電安全装置が搭載されています。わずかな漏電電流でも瞬時に検知し、一次電源を自動でカットします。また、落雷時の過電流をカットする部品を内蔵し、電子基板への落雷電流による不具合を防ぎます。
その他、過熱防止装置という機器が異常に温度が高くなった場合に断線することで給湯器を止める装置や、炎が立ち消えるとガスを自動的に遮断する立ち消え安全装置、空焚きをしてしまった場合に作動する空だき防止装置等の安全装置が装備されています。
また小型瞬間湯沸器には、再点火防止装置等も搭載されています。
自己診断機能について
経年劣化による燃焼状態の悪化を自動で検知する自己診断機能がついています。
燃焼ファンの回転数を制御することで正常な燃焼状態を保ちます。
エコジョーズの仕組みについて
エコジョーズとは、従来の給湯器では利用せずに排気していた高温（約200℃）の燃焼ガスを再利用し、水を温めた後に加熱することで温水を作り出すガス給湯器です。
従来の給湯器と比べて少ないガス消費量で、発生する熱エネルギーを無駄にすることなく再利用することで、高い熱効率を実現した給湯器です。
エコジョーズは従来のものと比べ、CO2排出量を約13％削減できるので環境に優しく、使用するガスの量も減るためガス料金も節約できます。
排出ガスの温度も低く（約80℃）なりますので、やけどなどの心配も少なくなります。
今回のまとめ
今回はガス給湯器の仕組みについて紹介させてもらいました。
普段からお湯を使いたい時に、お湯を沸かしてくれる給湯器ですが、その中には様々な部品が詰まっていて安全性や利便性を高めてくれています。
特に安全性については、1989年に搭載が義務付けられた「不完全燃焼防止装置」などの安全性の向上が図られています。
古いガス給湯器を使用している場合はこの安全装置が搭載されていない可能性がありますので、健康の安全のためお取替えをお勧めいたします。
