第2章 機器のしくみ | 第13回 | 学習カリキュラムの目次を見る
結論からいうと、「四方弁(しほうべん/四方切換弁)」は、ヒートポンプエアコンで冷媒の流れる向きを切り替えて、1台で冷房と暖房の両方を行えるようにする弁です。冷房と暖房では、熱を運ぶ向き(=冷媒の流れ)が逆になります。その切り替えを担うのが四方弁です。なぜ向きを切り替えるだけで冷暖房が入れ替わるのか、例え話と図解でやさしく解説します。

四方弁ってなに?

四方弁で冷暖房が切り替わるイメージ

エアコンは、冷媒という液体・気体を循環させて熱を運ぶ機械です(ヒートポンプ)。冷房は「室内の熱を外へ」、暖房は「外の熱を室内へ」運びます。

つまり運ぶ向きが正反対です。四方弁は、その冷媒の流れる向きをパチンと切り替える弁で、これ1つで冷房・暖房を入れ替えます。

例え話:線路のポイント切り替え

例線路のポイント(分岐器)

電車の線路には、進む方向を切り替えるポイント(分岐器)がありますよね。レバーひとつで電車の行き先が変わります。

四方弁もこれと同じで、冷媒の“通り道”を切り替えて、流れる向きを反転させます。配管そのものを組み替えなくても、弁の切り替えだけで冷房と暖房が入れ替わるわけです。

四方弁:1つの弁で冷媒の流れる向きを切りかえる同じ機械でも、四方弁で冷媒の向きを変えるだけで冷房にも暖房にもなります。冷房モード室内:涼しい四方弁室外機暖房モード室内:暖かい四方弁室外機四方弁が冷媒の通り道を切り替える=室内機が「冷える」「暖まる」逆になる
四方弁で冷媒の流れの向きを切り替えると、同じエアコンが冷房にも暖房にもなります。

なぜ必要なの? 1台で冷暖房できる理由

例現場での使いどころ:冷暖房兼用エアコンの心臓部

もし四方弁がなければ、冷房専用機と暖房専用機を別々に用意しなければなりません。四方弁があるおかげで、1台で冷房も暖房もできる=設置スペースもコストも省けます。

私たちが使う家庭用・業務用エアコンの多くが冷暖房兼用なのは、この四方弁が組み込まれているからです。

故障すると「暖房に切り替わらない」「冷房のまま」といった不具合の原因になる、重要な部品です。

四方弁を動かすしくみと、冬の霜取り

小さな電磁弁で、大きな弁を動かす

四方弁の多くは、本体の横に付いた小さな電磁弁(電気で開け閉めする弁)で動きます。この小さな弁をパイロット弁といいます。パイロット弁が切り替わると、冷媒の高い圧力と低い圧力の差が本体の中のスライド弁(通路を切り替える部品)を押し、冷媒の通り道が入れ替わります。

小さな力で大きな弁を動かすこのやり方は、冷凍装置の電磁弁の「パイロット式」と同じ考え方です(電磁弁のくわしいしくみは冷凍三種講座の第12回)。圧力の差を利用するので、高圧と低圧の差が小さいときは切り替わりにくいことがあります。

暖房中の霜取りも、四方弁で行う

冬に暖房していると、室外機は外の空気から熱を奪う蒸発器になっています。外が寒いと、室外機のフィンに霜が付きます。

そこでエアコンは、ときどき四方弁で一時的に冷房と同じ向きに切り替えます。すると圧縮機から出た熱いガスが室外機に流れ、霜を内側から溶かします。これを逆サイクル除霜といい、冷凍装置のホットガス除霜(第11回)の仲間です。暖房中にエアコンがしばらく温風を止めるのは、この霜取りをしているためです。

試験でのポイント

  • 役割:冷媒の流れる向きを切り替え、冷房⇄暖房を切り替える。
  • 仕組み:流路反転で室内機・室外機の蒸発器(熱を受け取る機器)/凝縮器(熱を放す機器)の役割が入れ替わる。
  • 使われる機器:ヒートポンプ(冷暖房兼用)エアコン。

四方弁・ヒートポンプは冷凍空調分野で取り上げられやすいテーマです。過去問で関連知識を確認しましょう。

過去問解説(冷凍三種)を見る →

冷凍サイクルとは?熱を運んで冷やす仕組みを初心者にもやさしく図解👉 くわしく知りたい方はこちら冷凍サイクルとは?熱を運んで冷やす仕組みを初心者にもやさしく図解

まとめこの記事のまとめ

  • 四方弁=冷媒の流れる向きを切り替える弁。1台で冷房と暖房を行えるようにする。
  • 冷房は「室内の熱を外へ」、暖房は「外の熱を室内へ」。運ぶ向きが逆。
  • 例えると線路のポイント切り替え。通り道を切り替えて向きを反転。
  • 流路が反転すると、室内機・室外機の蒸発器/凝縮器の役割が入れ替わる。
  • 冷暖房兼用エアコンの心臓部。なければ冷房機・暖房機が別々に必要。

冷凍三種の過去問で確かめる 3問

四方弁そのものは、冷凍三種ではほとんど出題されません。そこで、四方弁と同じように「冷媒の流れを自動で操る部品」である自動制御機器の問題を3つ選びました。冷凍三種講座の第12回(膨張弁と自動制御機器)の内容で解けます。問題文は、各年度の過去問ページで確認できます。記述を1つずつ〇か×かで見ていきます。

令和4年度 保安管理技術 問8 自動制御機器

イ × 感温筒は、蒸発器出口の吸込み管の水平な部分に付ける。ヘッダ(管が集まる太い管)は液がたまりやすく向かない(第12回)。
ロ 〇 蒸発圧力調整弁は蒸発器出口の配管に付け、蒸発圧力が下がりすぎるのを防ぐ(第12回)。
ハ × 断水リレーが止めるのは圧縮機。冷却水ポンプではない(第12回)。
ニ 〇 キャピラリチューブは、細い管を流れる抵抗で圧力を下げ、絞り膨張をする(第12回)。
正しいのはロ・ニで、正解(3)です。 → 令和4年度 保安管理技術の解説

令和3年度 保安管理技術 問8 自動制御機器

イ 〇 温度自動膨張弁は、蒸発器出口の過熱度が一定になるように流量を調節する(第12回)。
ロ × 感温筒が外れると、まわりの暖かい温度を感じて弁は開く。過熱度は小さくなり、液戻りの危険が出る(第12回)。
ハ × キャピラリチューブは絞るだけで、流量も過熱度も制御しない(第12回)。
ニ 〇 断水リレーに使うフロースイッチは、水の流れを直接検出する(第12回)。
正しいのはイ・ニで、正解(2)です。 → 令和3年度 保安管理技術の解説

令和2年度 保安管理技術 問8 自動制御機器

イ × 直動式の電磁弁は、通電すると弁が開く。閉じるのではない(第12回)。
ロ × 吸入圧力調整弁が見張るのは、弁の出口側(圧縮機側)の圧力(第12回)。
ハ 〇 温度自動膨張弁から蒸発器出口までの圧力降下が大きいときは、外部均圧形を使う(第12回)。
ニ 〇 低圧圧力スイッチは、圧力が下がりすぎると圧縮機を止め、過度の低圧運転を防ぐ(第12回)。
正しいのはハ・ニで、正解(4)です。 → 令和2年度 保安管理技術の解説

よくある質問(FAQ)

Q. 四方弁が切り替わると何が変わるの?

A. 冷媒の流れる向きが反転し、室内機と室外機の役割(熱を受け取る蒸発器/熱を放す凝縮器)が入れ替わります。これで冷房と暖房が切り替わります。

Q. なぜ「四方」なの?

A. 弁に4つの接続口があるためです。内部の切り替えで、どの口とどの口がつながるかが変わり、流れの向きが反転します。

Q. 四方弁が壊れるとどうなる?

A. 冷房から暖房に切り替わらない、または逆など、モードの切り替え不良が起きます。冷暖房兼用機では重要な部品です。

Q. 冷房専用機にも四方弁はある?

A. 基本的にありません。向きを切り替える必要がないためです。冷暖房兼用(ヒートポンプ)機に備わっています。

費用はいくらかかる? 講座は必要?

冷凍三種はお金のかけどころがはっきりしている試験です。国家試験の前に受けられる公式の講習を使うと、本番が2科目から法令1科目だけになります。免除を持つ人の合格率は87.9%、2科目受験の人は45.0%(令和7年度)。講習・独学・通信講座の費用を、実際の金額で並べました。

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