【原】【HETA】关于空气源冷热水机组的文章很多，但这一篇你一定会说专业！

一、风冷热泵冷热水机组是什么？

风冷热泵冷热水机组是指以空气为热源的热泵冷热水机组。

优点：

• 安装使用方便，插上电源即可使用，省去了复杂的冷却水系统和锅炉加热系统。

• 具有夏季供冷水和冬季供热水双重功能。

• 以空气作冷热源，节约用水，并避免了对水质的污染。

• 机组可放在建筑物顶层或室外平台，无须专门的冷冻机组和锅炉房。

 缺点：

• 空气比热容小，传热性能差，空气侧换热器体积庞大。

• 空气的状态参数随地区和季节的不同有很大变化。

• 空气侧表面温度低于0℃时，翅片管结霜，传热能力下降，需定期除霜。

二、空气源热泵冷热水机组的工作原理、分类、功能

2.1、空气源热泵冷热水机组的工作原理

2.2、空气源热泵的分类

按热量输配对象分类

空气/水-ASHP冷热水机，空气/空气

容量：

• 小型-7kW以下

• 中型-冷热水机

• 大型-冷热水机组（>70kW）

按压缩机形式分类

• 涡旋式、转子式：容量小，

• 活塞式：容量为70~150kW

• 螺杆式，离心式：350~3500kW

按功能分类

• 一般ASHP：冬季供热，夏季供冷，适用于全年有供冷供热要求的场合

• 热回收型ASHP：同上

• 冰蓄冷ASHP：具有冰蓄冷功能

按驱动方式分类

• 燃气机直接驱动

• 电力驱动

三、空气源热泵冷热水机组的结构

• 压缩机  

• 空气侧换热器

• 水侧换热器

• 节流装置

• 四通换向阀及其它辅助设施

 3.1、压缩机  

活塞式

• 优点：易于拆装，使用、维修方便，经验成熟。

• 缺点：结构复杂，转速低，振动大，噪音大，单击容量较小。

涡旋式

• 优点：运转平稳，振动小，噪音低。
  

螺杆式  

• 优点：结构简单，紧凑，可适用于大压比工况，对湿行程不敏感，效率高，噪声低，运行故障低，可实现10%~100%的无级能量调节。

• 缺点：对润滑油质量和油温要求高。

  3.2、空气侧换热器

• 空气侧换热器的排列方式和通风类型

• 大部分产品都采用顶吹式轴流风机，小型机组叶采用侧吹式

• 换热器基本上采用铝翅片套铜管组成的排管

翅片管式换热器

布置形式：平直型、W型、V型

• 平直型：换热器高度较大，风速分布不均，冬季除霜水排出不畅；

• W型：体积较小，除霜水排出较好，但长度较大，内侧两端进风面积相对较小，内侧翅片的传热效果较差；

• V型：克服上述两种形式的缺点，换热效果较好

翅片形式分类：

• 平片

• 波纹片

• V型片

• 开槽片

传热效果：开槽最好，平片最差

总体使用效果：波纹片和V型片较好

3.3、水侧换热器型式

大容量以壳式为主，有单回路，双回路和多回路型式，回路数由压缩机数量确定，换热器属于干式蒸发器。小容量则是壳管式与板式并存，板式体积小，重量轻，但防冻要求高。

钎焊板式换热器

优点：

• 传热效率高，体积小，重量轻，结构紧凑

缺点：

• 板间间隙小，易结垢

• 对水质要求高

• 低温状况下，阻塞会导致半截结冰冻裂

• 板壁薄，易产生机械损伤

• 水侧阻力大

• 价格较高

套管式换热器  

优点：

• 结构简单，传热面积增减自如。

• 传热效能高。液-液换热时,传热系数为 870～1750W/(m·℃)。

• 适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。

缺点：

• 占地面积大；

• 单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的5倍；

• 管接头多，易泄漏；流阻大。
  
  

立式壳管式换热器  

优点：

• 润滑油可随制冷剂气体进入压缩机，不存在积油问题

• 系统充灌的制冷剂较少

• 0℃附近水不易结冰

• 冬季除霜运行时供水温度波动小

缺点：

• 端盖处拐弯处理不好易造成积液，使制冷剂分配不均，影响传热效果

• 制冷剂在管内冷凝，换热系数较管外小

• 水侧存在泄漏问题，会导致水侧换热系数降低

卧式壳管式换热器

缺点：

• 冬夏两季制冷剂充灌量不同，需要贮液器

• 制冷系统低于0℃时，管内水易冻结，破坏管道

• 作为蒸发器使用时，筒体底部水温偏高，降低传热温差

• 作为蒸发器使用时，底部易积油

• 冬季除霜运行时，供热水温度波动较大

3.4、机组的节流装置  

• 单个热力膨胀阀

• 单个双流向的热力膨胀阀

• 两个热力膨胀阀

• 电子膨胀阀

电子膨胀阀  

电子膨胀阀由阀体和步进电机组成。

步进电机位于阀的上部，并直接与阀板和阀芯组件相连。类似于压缩机采用的技术，电机直接暴露于制冷剂与冷冻油间，并且电机所用材料与压缩机电机所用材料相同。电机与阀体外壳为全封闭设计，采用独有的焊接技术进行焊接，不需要任何垫片。

二氧化碳系统用节流装置

四、空气源热泵空调机组变工况特性

环境温度、冷水出水温度对机组制冷性能的影响

额定制冷量：一般取环境温度35℃，出水温度7℃时机组的制冷量

环境温度、热水出水温度对机组制热性能的影响