風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組作為中央空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備，在提供高效冷熱源方面具有顯著優(yōu)勢。其設(shè)備利用率高，一機(jī)冬夏兩用，不僅省去了水冷冷水機(jī)組所需的龐大冷卻水系統(tǒng)和供熱鍋爐，還對節(jié)水、節(jié)能和環(huán)保具有積極意義。此外，風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組安裝方便，可置于屋頂，不占用寶貴的建筑面積，這些特點使得該類機(jī)組在長江流域及以南地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。本文將對風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的總體布局及主要部件的配置進(jìn)行較為全面的分析，以期為這類機(jī)組的設(shè)計與選用提供參考。

一、 風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組風(fēng)側(cè)換熱器型式與總體布局

風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的制冷量范圍廣泛，從別墅式的小型機(jī)組（制冷量約為3-15RT）到中大型機(jī)組（制冷量范圍為20-400RT）不等。小型別墅式機(jī)組的風(fēng)側(cè)換熱器型式與出風(fēng)方式多樣，包括斜側(cè)出風(fēng)、平側(cè)出風(fēng)以及頂出風(fēng)等。其中，平側(cè)出風(fēng)方式下，壓縮機(jī)等部件可能位于下部或一側(cè)，而頂出風(fēng)方式下，翅片管直立到底，壓縮機(jī)位于內(nèi)側(cè)。

對于平側(cè)出風(fēng)且使用上下兩個風(fēng)機(jī)的機(jī)組，當(dāng)每個風(fēng)機(jī)對應(yīng)一個獨立制冷系統(tǒng)時，需特別注意在兩個系統(tǒng)交替除霜的情況下，下部翅片換熱器的結(jié)冰問題。化霜水落在下部翅片上會導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)冰，影響換熱效果。

整體式機(jī)組空氣側(cè)換熱器的型式及布局同樣多樣，包括上部直立翅片空氣側(cè)換熱器、V字型空氣側(cè)換熱器等。考慮到機(jī)組的維修性，將壓縮機(jī)放在一頭或兩頭是較為合理的選擇。

模塊化機(jī)組的風(fēng)側(cè)換熱器大多數(shù)為V字型結(jié)構(gòu)。然而，這種結(jié)構(gòu)存在中部換熱器的換熱效果不如兩側(cè)的問題，主要原因是中部模塊的進(jìn)風(fēng)量不足，風(fēng)速小。因此，在設(shè)計和選用模塊化機(jī)組時，應(yīng)充分考慮這一點，并采取相應(yīng)措施改善中部換熱器的換熱效果。

大型空氣側(cè)翅片換熱器的風(fēng)機(jī)選配至關(guān)重要。要達(dá)到預(yù)期的換熱效果，必須充分考慮換熱器表面進(jìn)風(fēng)不均勻的情況。足夠的進(jìn)風(fēng)量對夏季高溫運(yùn)行及冬季解翅片表面結(jié)霜均有利。必要時，可考慮采用變速風(fēng)機(jī)以適應(yīng)不同工況的要求。

翅片型式方面，平片、波紋片和開窗翅片各有優(yōu)缺點。從總體使用效率看，中大型翅片換熱器以使用波紋片為好。翅片間距一般應(yīng)不小于2mm，以強(qiáng)化翅片管內(nèi)側(cè)的傳熱，可采用內(nèi)螺紋管代替光管。此外，翅片管表面處理如涂親水膜、涂抗氧化層以及涂黑處理等，均可提高翅片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

二、 水側(cè)換熱器

小型別墅式及模塊化風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的水側(cè)換熱器型式多樣，包括套管式、板式及立式盤管式等。熱泵型冷熱水機(jī)組中的制冷劑-水換熱器以采用波紋狀的內(nèi)螺紋管比較合適。

套管式和立式盤管式換熱器在設(shè)計與制造時需注意解決其主要問題，如防止泄漏、提高換熱效率等。使用板式換熱器時，應(yīng)重視水質(zhì)問題，避免水質(zhì)不佳導(dǎo)致的換熱器堵塞或腐蝕。同時，水側(cè)換熱器應(yīng)有有效的防凍保護(hù)措施，以確保機(jī)組在寒冷季節(jié)的正常運(yùn)行。

三、 節(jié)流裝置

小型風(fēng)冷熱泵熱水機(jī)組通常使用一個熱力膨脹閥，由4個單向閥控制制冷、制熱走向。中大型機(jī)組由于制冷、制熱不同工況制冷劑循環(huán)量變化大，需兩個或多個熱力膨脹閥以適應(yīng)工況要求。在液態(tài)管路阻力大的場合，如分液頭阻力大，應(yīng)適當(dāng)加大相應(yīng)膨脹閥的容量，以避免供液不足的情況。

風(fēng)冷熱泵的生產(chǎn)廠家應(yīng)關(guān)注電子膨脹閥的應(yīng)用研究。電子膨脹閥可以控制各回路的吸氣壓力及過熱度，控制制冷劑循環(huán)量，比熱力膨脹閥更為有效地適應(yīng)負(fù)荷的變化，從而提高機(jī)組的部分負(fù)荷性能。在除霜循環(huán)中，電子膨脹閥也可及時達(dá)到除霜所需的開度，提高機(jī)組的除霜性能。

四、 壓縮機(jī)的型式

小型別墅式與模塊化機(jī)組通常使用全封閉往復(fù)式壓縮機(jī)或全封閉渦旋式壓縮機(jī)。整體式機(jī)組則一般使用半封閉往復(fù)式壓縮機(jī)或半封閉螺桿式壓縮機(jī)。

目前使用較多的全封閉壓縮機(jī)是往復(fù)式壓縮機(jī)。然而，在別墅型機(jī)組和模塊化機(jī)組中使用全封閉渦旋壓縮機(jī)的優(yōu)勢日益明顯。渦旋式壓縮機(jī)零件少、能效比高、對濕壓縮不敏感，且在高壓縮比下可采用噴液冷卻。與往復(fù)壓縮機(jī)相比，渦旋壓縮機(jī)由于其泄露小、無余隙容積、流動損失小，在熱泵運(yùn)行的高壓比下仍可有較高的容積效率。因此，渦旋壓縮機(jī)更宜用于熱泵運(yùn)行，將成為該范圍內(nèi)往復(fù)壓縮機(jī)的替代機(jī)種。

對于整體式機(jī)組，半封閉螺桿壓縮機(jī)的性能也優(yōu)于往復(fù)壓縮機(jī)。其夏季制冷運(yùn)行季節(jié)能效比比往復(fù)壓縮機(jī)高6-8%，冬季運(yùn)行供熱性能系數(shù)比往復(fù)壓縮機(jī)提高12-13%。因此，在比較寒冷、工況條件較差的地區(qū)，使用螺桿壓縮機(jī)是更為合適的選擇。

綜上所述，風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的總體布局及主要部件配置對機(jī)組的性能和使用效果具有重要影響。在設(shè)計和選用機(jī)組時，應(yīng)充分考慮機(jī)組的特點和使用環(huán)境，合理選擇風(fēng)側(cè)換熱器型式、水側(cè)換熱器型式、節(jié)流裝置以及壓縮機(jī)型式等關(guān)鍵部件，以確保機(jī)組的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。