JP2011158223A - Four-way valve and refrigerating cycle using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機や給湯器などのヒートポンプシステムに用いられる四方弁及びそれを用いた冷凍サイクルに関するものである。 The present invention relates to a four-way valve used in a heat pump system such as an air conditioner or a water heater, and a refrigeration cycle using the same.
ヒートポンプ式冷凍サイクル内には、冷凍サイクル内の冷媒の流路を暖房運転サイクルと冷房運転サイクルとに切り換えるための四方弁が備えられている。この四方弁はパイロット電磁弁を備えており、そのパイロット電磁弁内に電磁コイルがあり、暖房運転サイクル時はその電磁コイルを通電し、冷房運転サイクル時は、その電磁コイルの通電を止めて四方弁の切り換えを行っている。その為、夏場などの外気温が高い状態で、暖房(ヒートポンプ式給湯器などは夏場でも暖房運転を行う)をすると、四方弁が放熱しくいことによる冷却不足と、電磁コイルの通電による発熱で、四方弁が高温になり、信頼性を損なうおそれがある。そのため、四方弁を冷却する必要がある。従来の四方弁の冷却方法は、特開平11―325634号公報に開示されている図7のように、四方弁のパイロット電磁弁の電磁コイルと圧縮機の吸込口への出口管の間に伝熱体を挿入することで、出口管内に流れる低温の冷媒が伝熱体を介して四方弁を冷却していた。 The heat pump refrigeration cycle includes a four-way valve for switching the refrigerant flow path in the refrigeration cycle between a heating operation cycle and a cooling operation cycle. This four-way valve has a pilot solenoid valve, and there is an electromagnetic coil in the pilot solenoid valve. The solenoid coil is energized during the heating operation cycle, and the solenoid coil is de-energized during the cooling operation cycle. The valve is switched. For this reason, if heating is performed in a hot environment such as summer (heat pump water heaters are also operated in summer) due to insufficient cooling due to the heat dissipation of the four-way valve and heat generation due to energization of the electromagnetic coil. The four-way valve may become hot and impair reliability. Therefore, it is necessary to cool the four-way valve. As shown in FIG. 7 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-325634, a conventional four-way valve cooling method is transmitted between an electromagnetic coil of a pilot solenoid valve of a four-way valve and an outlet pipe to a suction port of a compressor. By inserting the heat element, the low-temperature refrigerant flowing in the outlet pipe cooled the four-way valve via the heat transfer element.
しかしながら、従来の四方弁の冷却では、伝熱体を介して四方弁を冷却していたため、冷却効率が悪いという問題があった。そこで、本発明においては、上記の問題点に鑑み、効率よく四方弁を冷却することを目的とする。 However, the conventional cooling of the four-way valve has a problem that the cooling efficiency is poor because the four-way valve is cooled via the heat transfer body. In view of the above problems, an object of the present invention is to efficiently cool a four-way valve.
本発明は、上記課題を解決するため、電磁弁に通電することにより、ヒートポンプ式冷凍サイクルを暖房サイクルと冷房サイクルとに切り換える四方弁において、前記電磁弁の電磁コイルと、前記四方弁の前記圧縮機の吸込口への出口管とを熱的に接続する構成となっている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a four-way valve that switches a heat pump refrigeration cycle between a heating cycle and a cooling cycle by energizing the solenoid valve, and an electromagnetic coil of the solenoid valve and the compression of the four-way valve. It is the structure which connects with the exit pipe | tube to the suction inlet of a machine thermally.
本発明によれば、四方弁を効率良く冷却することができ、また、伝熱体などの部品を削減することができる。 According to the present invention, the four-way valve can be efficiently cooled, and parts such as a heat transfer body can be reduced.
本発明は、パイロット電磁弁の電磁コイルと、四方弁の圧縮機の吸込口への出口管とを、直接熱的に接続することで、四方弁を効率よく冷却できることを目的としたものである。 An object of the present invention is to efficiently cool a four-way valve by directly thermally connecting an electromagnetic coil of a pilot solenoid valve and an outlet pipe to a suction port of a compressor of the four-way valve. .
以下に第一実施例を図1、図3乃至図5に基づいて説明する。図3、図4は一部実体図的に表現した冷媒回路図であり、冷媒を圧縮する圧縮機1、四方弁4、四方弁4の接続口8に冷媒配管を介して接続され外気と冷媒の熱交換を行う室外熱交換器25、冷媒が通過し断熱膨張する膨張機構である電子膨張弁26、四方弁4の接続口9に冷媒配管を介して接続され室内空気と冷媒の熱交換を行う室内熱交換器27が順次冷媒配管で接続された冷凍サイクルである。
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 3 to 5. FIG. 3 and FIG. 4 are refrigerant circuit diagrams partially expressed in a substantial diagram, and are connected to the compressor 1, the four-
四方弁4は、圧縮機1の吐出口2から吐出する冷媒の流路を冷房運転サイクル、暖房運転サイクルに切り換えるものである。この四方弁4は、冷媒流路を切り換えるピストン5と、本体ケース6と、同本体ケース6に開口した圧縮機1の吐出口2からの冷媒配管に接続される入口管7と、冷媒配管を介して室外熱交換器26と接続される接続口8と、冷媒配管を介して室内熱交換器28と接続される接続口9と、圧縮機1の吸込口3へ冷媒配管を介して接続される出口管10と、ピストン5を冷媒の圧力を利用して作動させるパイロット電磁弁11とから構成されている。
The four-
23は冷房と暖房とを切り換えるモードスイッチ、24はモードスイッチ23からのモード信号を受けて電磁コイル12への通電をON/OFFする制御部である。
パイロット電磁弁11は、電磁コイル12と、電磁コイル12により作動するプランジャー13と、同プランジャー13の作動を補助するバネ14と15と、プランジャー13を収納した弁ケース16と、プランジャー13により開閉するポート17と18と、出口管10の圧縮機1の吸込力を弁ケース16へ導く弁管19と、ポート17が開いたときの吸込力でピストン5を引っ張る弁管20と、ポート18が開いたときの吸込力でピストン5を引っ張る弁管21とから構成されている。図3に示すように、電磁コイル12に通電すると、電磁コイル12に磁束が発生し、この発生した磁束がプランジャー13を吸引して、プランジャー13を電磁コイル12側に移動させる。これが、暖房を行う場合の状態である。また、電磁コイル12に通電しないと、プランジャー13はバネ15に引っ張られて、バネ15側に移動する。これが、冷房を行う場合の状態である。なお、冷房運転サイクル時に電磁コイルに通電し、暖房運転サイクル時に電磁コイルを通電しない設計仕様にすることもある。
The pilot
電磁コイル12を冷却する構成は、図1に示すように、電磁コイル12と出口管10が熱的に接続するように、電磁コイル12を出口管10の側面に固定している。これにより、出口管10から圧縮機には低温の冷媒が流れるので、電磁コイル12を冷却することが出来る。なお、本実施例は、図示していないが熱伝導性を考慮して、金属性の取付具を用いて、電磁コイル12と出口管10を熱的に接続している。この他に、熱伝導の高い樹脂を用いて固定するなどもあるが、本発明は、電磁コイル12と出口管10が熱的に接続されていれば良く、これらのような熱的な接続方法に限定したものではない。
In the configuration for cooling the
上記構成において、次にその作用と効果について説明する。先ず、図3にて示す暖房時について説明する。図5の説明図に示すように、モードスイッチ23が暖房になっていると、制御部24は電磁コイル12に通電する。図3に示すように、同電磁コイル12がプランジャー13を吸引する力とバネ15の作動力との和がバネ14の作動力より強いため、プランジャー13は電磁コイル12側に引かれてポート17が開く。これにより、弁管19と20が連通し、圧縮機1の吸込力によって、ピストン5の弁管20側の圧力が弁管21側より低くなり、ピストン5は弁管20側に押し付けられる。この結果、圧縮機1の吐出口2からの入口管7が室内熱交換器27への接続口9と接続され、室外熱交換器25からの接続口8が圧縮機1の吸込口3への出口管10と接続され、暖房を行う場合の冷媒回路(暖房運転サイクル)となる。この状態にて、圧縮機1より吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁4の入口管7から接続口9を通り、室内熱交換器27にて室内空気に放熱することにより凝縮して高温高圧の液冷媒となる。同高温高圧の液冷媒は電子膨張弁26にて断熱膨張することにより低温低圧の液冷媒となり、同低温低圧の液冷媒は室外熱交換器25にて外気から吸熱することにより蒸発して低温低圧のガス冷媒となり、四方弁4の接続口8から出口管10を通り、圧縮機1の吸込側に戻る。出口管10は低温低圧のガス冷媒が通過することにより低温となるため、出口管10と電磁コイル12を熱的に接続することで、通電することにより加熱された電磁コイル12の熱が吸収され効果的に冷却される。
Next, the operation and effect of the above configuration will be described. First, the heating time shown in FIG. 3 will be described. As shown in the explanatory diagram of FIG. 5, when the
次に、図4にて示す冷房時について説明する。図5の説明図に示すように、モードスイッチ23が冷房になっていると、制御部24は電磁コイル12に通電しない。図2に示すように、バネ14の作動力がバネ15の作動力より強いため、プランジャー13はバネ15側に押されてポート18が開く。これにより、弁管19と21が連通し、圧縮機1の吸込力によって、ピストン5の弁管21側の圧力が弁管20側より低くなり、ピストン5は弁管21側に押し付けられる。この結果、圧縮機1の吐出口2からの入口管7が室外熱交換器25への接続口8と接続され、室内熱交換器27からの接続口9が圧縮機1の吸込口3への出口管10と接続され、冷房を行う場合の冷媒回路(冷房運転サイクル)となる。この状態にて、圧縮機1より吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁4の入口管7から接続口8を通り、室外熱交換器25にて外気に放熱することにより凝縮して高温高圧の液冷媒となる。同高温高圧の液冷媒は電子膨張弁26にて断熱膨張することにより低温低圧の液冷媒となり、同低温低圧の液冷媒は室内熱交換器27にて室内空気から吸熱することにより蒸発して低温低圧のガス冷媒となり、四方弁4の接続口9から出口管10を通り、圧縮機1の吸込側に戻る。出口管10は低温低圧のガス冷媒が通過することにより低温となるため、出口管10と電磁コイル12を熱的に接続することで、電磁コイル12を冷却する。冷房時は、電磁コイル12は通電していないため、加熱されていないが、電磁コイル12に通電して暖房に切り換えた際には、電磁コイル12が十分に冷却されており有利になる。
Next, the cooling time shown in FIG. 4 will be described. As shown in the explanatory diagram of FIG. 5, when the
以下に第二実施例を図2に基づいて説明する。図2は、第二実施例の四方弁4の構成図である。図2に示すように、電磁コイル12を本体ケース6に取り付けられるように配置し、圧縮機1の吸込口3へ接続する出口管10を曲げて、電磁コイル12に熱的に接続するように配置することで、電磁コイル12を冷却することができる。
A second embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the four-
以下に第三実施例を図6に基づいて説明する。図6は、上記実施例とは異なり、四方弁4の出口管10の代わりに、四方弁4の出口管10に接続され圧縮機1の吸入口に戻る冷媒が流れる冷媒配管である戻り管31を用いている。その戻り管31を図6のように曲げて、電磁コイル12と熱的に接続させて、電磁コイル12を冷却している。これにより、従来の電磁コイル12を冷却することができない四方弁4でも用いることができ、四方弁4の電磁コイル12を効率よく冷却することができる。なお、本実施例では戻り管31を曲げて電磁コイル12を冷却しているが、本願発明はこれに限定したものではなく、四方弁4の出口管10を曲げることで、電磁コイル12と熱的に接続させる為に出口管10に接続される戻り管31を曲げなくても良い。
A third embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 differs from the above-described embodiment in that a
以上のように、本発明は四方弁4と、低温の冷媒が流れている出口管10または圧縮機1の吸込側へ戻る戻り管31とを熱的に接続することで、四方弁4を効率良く冷却することができ、四方弁4の信頼性を損なうおそれを減らすことが出来る。また、伝熱体などの部品を削減することができる。
As described above, according to the present invention, the four-
1 圧縮機
2 吐出口
3 吸込口
4 四方弁
8 室外熱交換器と接続する接続口
9 室内熱交換器と接続する接続口
10 出口管
11 パイロット電磁弁
12 電磁コイル
25 室外熱交換器
26 電子膨張弁(膨張機構)
27 室内熱交換器
31 戻り管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
27
Claims (4)
前記電磁弁の電磁コイルと、前記四方弁の圧縮機の吸込口への出口管とを熱的に接続することを特徴とする四方弁。 In the four-way valve that switches the heat pump refrigeration cycle between the heating cycle and the cooling cycle by energizing the solenoid valve,
A four-way valve characterized in that an electromagnetic coil of the solenoid valve and an outlet pipe to a suction port of a compressor of the four-way valve are thermally connected.
同電磁コイルと同出口管とが熱的に接続することを特徴とする請求項1に記載の四方弁。 Fixing the electromagnetic coil to a side surface of the outlet pipe;
The four-way valve according to claim 1, wherein the electromagnetic coil and the outlet pipe are thermally connected.
前記出口管を曲げて、同電磁コイルと同出口管とが熱的に接続することを特徴とする請求項1に記載の四方弁。 Fixing the electromagnetic coil to the side of the body case;
The four-way valve according to claim 1, wherein the outlet pipe is bent to thermally connect the electromagnetic coil and the outlet pipe.
前記四方弁の出口管に接続され前記圧縮機の吸入口に戻る冷媒が流れる冷媒配管と、前記電磁弁の電磁コイルとを熱的に接続することを特徴とする冷凍サイクル。
A heat pump refrigeration cycle that circulates refrigerant discharged from the discharge port of the compressor to a suction port of the compressor via a four-way valve having an electromagnetic valve, an outdoor heat exchanger, an expansion mechanism, an indoor heat exchanger, and the four-way valve In
A refrigeration cycle, wherein a refrigerant pipe through which a refrigerant that is connected to an outlet pipe of the four-way valve and returns to an inlet of the compressor flows, and an electromagnetic coil of the electromagnetic valve are thermally connected.
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JP2010022095A JP2011158223A (en) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | Four-way valve and refrigerating cycle using the same |
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JP5932131B2 (en) * | 2013-02-27 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner for vehicles |
CN105987198A (en) * | 2015-02-15 | 2016-10-05 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | Self-propelled four-way valve and air-conditioning system thereof |
-
2010
- 2010-02-03 JP JP2010022095A patent/JP2011158223A/en active Pending
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