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ヒートポンプ逆転弁

1930
  • William R. Hainsworth
HVACシステムの機械工学アプリケーションにおけるヒートポンプ反転バルブ。.

(画像はイメージです)

リバースバルブは、可逆式熱交換器の重要な構成要素である4方弁の一種です。 ポンプ冷媒の流れ方向をシステム内で変化させることで、ヒートポンプは夏場の冷房から冬場の暖房へと機能を切り替えることができます。これは、室内コイルを凝縮器(暖房用)または蒸発器(冷房用)として機能させることによって実現されます。

逆転弁は、単一の蒸気圧縮システムをエアコンとヒーターの両方として機能させるための重要な構成要素です。これは基本的に、ソレノイドによって制御される複雑な4方弁です。この弁には、コンプレッサー吐出側、コンプレッサー吸入側、室内コイル、室外コイルの4つの冷媒配管接続部があります。

冷房モードでは、バルブはコンプレッサーからの高温高圧ガスを室外コイルに送るように配置されます。室外コイルは凝縮器として機能し、熱を外部に放出します。冷却された液状冷媒は室内コイルに流れ込み、室内コイルは蒸発器として機能し、室内空気から熱を吸収します。暖房が必要な場合は、低電圧信号によってソレノイドが作動します。これにより小型のパイロットバルブが作動し、システム内の圧力差を利用してバルブ本体内部の主要な摺動部を動かします。この摺動部が冷媒の流れを切り替えます。コンプレッサーからの高温ガスは室内コイルに送られ、室内コイルが凝縮器として機能し、熱を建物内に放出します。冷えた冷媒は室外コイルに流れ込み、室外コイルが蒸発器として機能し、外気から周囲の熱を吸収します。このように巧みに流れを切り替えることで、1台の機器で年間を通して快適な空調制御が可能になります。

UNESCO Nomenclature: 3322
機械工学

タイプ

機械部品

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 蒸気機関や油圧システムにおける流体の流れ方向を制御するための基本的な四方弁の発明
  • development of the vapor-compression refrigeration cycle, creating the system the valve would control
  • 暖房と冷房の両方を提供する、単一の費用対効果の高い機器の必要性
  • advances in solenoid and electromagnet technology for valve actuation

アプリケーション

  • 住宅用および商業用リバーシブルエアコン(ヒートポンプ)
  • マルチスプリット型および可変冷媒流量(VRF)型HVACシステム
  • geothermal heat pump systems
  • 暖房と冷房の両方を提供する自動車用空調システム
  • 高性能エアコンにおける除湿サイクル

特許:

  • US Patent 1845115 (William R. Hainsworth, 1932)

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

ヒートポンプ逆転弁

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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