電気温水器のヒーター

質問

電気温水器のヒーター

電気温水器（一般家庭で深夜電力で給湯などで使う物）のヒーターの加熱のしくみは？

ヒーターの位置は、タンクの高さのどのあたりでしょうか？

たとえばお湯が空で水だけの場合、
タンク内の温度ムラがないように、沸かすには下にヒーターだと、
上ばかり熱くて下は水。

また、上にヒーターだと、同様に下が熱くならないし。

タンク内のお湯と水の比率は、さまざまです。
０～１００％まで。

それぞれに対応し、温度ムラがなく加熱するには、ヒーターはどう言う位置にあり、
どう言う制御でしょうか？

一番簡単なのは、攪拌器があって、攪拌しながら加熱。
しかし、当然攪拌器は付いていません。

私が思うに、
タンクの上から下までで、５ヶ所くらいに、
ヒーターがあり、各ヒーターの脇には温度センサーがある。
タンクの残量に応じて、ヒーターを入れる。

それとも、もっと簡単な方法でしょうか？
温水器の温度制御は、まず故障しないので、
以外に単純なしくみかも？

回答No.4

chapaco · ベストアンサー

温水器の場合はタンク内底部にヒーターが突き出ています。ヒーターで温められた水はタンク内を上方に向かって移動します。代わりに冷たい水がヒーター周辺に下りてきて温められてまた上に移動します。つまり対流が起きます。

対して２つ穴の風呂釜は下の穴から水が吸い込まれて、熱くなって上の穴から浴槽に戻ります。お湯と水との温度差が約３０℃以上あると分離層ができてそれより上の湯と下の水は混じり合わないと言われています。そういった理由で上は熱いのに下は冷たいという現象が起きるわけです。

ヒーター式温水器は熱源がタンク内底部に存在しているため対流が起きますがか、風呂釜は水が浴槽の外に出て高温になった後、浴槽内を通らずに上の穴から直接浴槽の上部に戻ってしまうので対流が起きないのです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

風呂釜も、出入りパイプを上下に配置しないで、
湯船の底に２本平行にすれば、
釜から出たお湯が、底から上に行き、
対流するのでは？

また、風呂釜はポンプがないのになぜ、
水の出入りが、出来るのでしょうか？

回答No.3

mukaiyama

＞ヒーターの位置は、タンクの高さのどのあたりでしょうか…

容量にもよりますが、だいたい底から 20～30センチぐらいの高さにあります。

＞タンク内の温度ムラがないように、沸かすには下にヒーターだと、上ばかり熱くて下は水…

中学校の理科を思い出しましょう。
熱の伝導には放射、対流、拡散の 3つがあります。
加熱中は対流が起こりますので、上ばかり熱くて下は水ということにはなりません。

＞上にヒーターだと、同様に下が熱くならないし…

それは言えます。

＞タンクの上から下までで、５ヶ所くらいに…

2カ所ある機種は存在しますが、5カ所もあることはありません。

＞各ヒーターの脇には温度センサーがある…

オーソドックスなタイプは、センサーもヒーター付近の 1カ所のみです。
リモコンに残湯量を表示するタイプだと、5カ所ぐらいあります。

＞タンクの残量に応じて、ヒーターを入れる…

オーソドックスなタイプは、毎晩 10時 (契約により異なる) にオン、85度になったらオフ。
マイコン型だと、朝 7時 (同) に 85度に沸き上がるよう通電開始時間を逆算して適宜の時間にオン。
24時間対応型だと、人為的に昼間時にオンすることも可能。

＞以外に単純なしくみかも…

はい、以外にではなく、意外に簡単なものなんですよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。

昔のお風呂は、入る前に必ず攪拌させてから入っていました。
それで疑問に思い、この質問をしました。

温水器と、昔のお風呂の差はなんでしょうか？
昔のお風呂は、何で対流が起きないのですか？

回答No.2

chapaco

ヒーターの数と位置は機種によります。

マイコンなしの最も安い機種は、ヒーターが底に近いところに一つ、サーモスタットがヒーターの少し上あたりにあります。ヒーターで暖められた水はタンク上方に移動し上の方からお湯になってゆきます。底に近いヒーター付近がサーモスタット設定温度になれば全体が沸いたということですから、そこでヒーター通電を止めます。

その上のランクになるとヒーターは同じく下に一つですが、温度センサーが上から下まで数箇所付けられており、お湯がどれくらい残っているか検出できます。マイコン内蔵なので常時通電されていても基本的に深夜時間帯に沸き上げをして、お湯の残量が少なくなったときだけ昼間沸き増しをするということができます。

もっと上のランクになるとヒーターは上下２つになります。といっても電流容量の関係で同時に通電はしません。沸き上げ時はまず上ヒーターが通電しタンク上方を沸き上げます。こうすることでタンク全体が沸かなくても湯を使い始めることができます。上半分が沸いたら下ヒーターに通電し、下を沸き上げます。

メーカーによって違いはあると思いますがだいたい似たようなものだと思います。あとマイコン内蔵の温水器には深夜電力時間帯が終わる朝７時ごろにちょうど沸き上げが終わるように沸かし始めの時間を遅らせるピークシフト機能というものもあります。

お礼

ご回答ありがとうございます。

昔の、釜が浴槽の脇にあるタイプは、
上が熱く、下が水で、
攪拌棒でかき混ぜてから、入っていました。

そのような現象は起きないのでしょうか？

回答No.1

nitto3

ヒーターは底にあるのですよ。
熱せられた水は軽いので上に上がってきます。
自然循環するのです。
確かセンサーは一箇所だけで真ん中辺りにあったと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

よく、昔のお風呂で上が熱く、下が水と言うことがありましたが。