风冷热泵冷热水机组选型需注意的问题

摘要：本文阐述了风冷热泵冷热水机组选型中应注意的几方面问题，并对其在工程设计中的几个应注意事项谈了作者自己的体会。

关键词：风冷热泵冷热水机组；性能分析；设计要点；噪声控制。

风冷热泵目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。热泵冷热水机组自90年代初开始，在夏热冬冷地区得到了广泛应用，据不完全统计，该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20~30%，而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。风冷热泵冷热水机组是九十年代在我国开始应用的一种新型空调主机，此类机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点，机组既可供冷又可供热，省却了锅炉房和冷却水系统，安装灵活方便。机组运行采用微电脑控制，可靠性较高。但由于各地气候条件不同，再加上工程设计方面也缺少经验。因此在使用中也发现了不少问题。我根据自己工程经验谈几点体会，以供广大同行参考。

目前设计选用风冷热泵冷热水机组，常根据计算得到的冷热负荷，考虑同时使用系数及冷(热)量损耗系数后，按机组铭牌标定值选择机组台数。由于空气源热泵机组的产冷(热)量随室外参数的改变而变化，这种选择方法可能造成机组选得过大，造成浪费；或者选得过小，使供冷(热)量不足，达不到使用要求。为此建议采用空调的逐时冷热负荷和热泵机组的供热供冷能力的逐时变化曲线对照选择，会得到比较满意的结果。选型的主要内容首先是机组的总体性能分析，它包括热泵机组的制冷量、制热量、噪声、外形尺寸、运行重量等参数。在进行上述分析比较后我们就可以选择一款较为理想的机组，接下来的工作就是进行设备布置，这过程中我们必须考虑设备之间的合理间距，辅助热源的配置以及多台热泵整体运行噪声对周围环境的影响等。下面就以上几方面的问题分别加以阐述。

一、风冷热泵的性能分析

风冷热泵的冷热量：这两个参数是决定风冷热泵正常使用的最关键参数，它是指风冷热泵的进风温度、进出水温度在设计工况下时其所具备的制冷量或制热量。它可从有关厂家提供的产品样本中查得。

噪声：噪声也是衡量一台风冷热泵机组的重要参数，它直接关系到热泵运行时对周围环境的影响。国内有关专家曾根据工程实测对各类进口热泵的噪声划分为三档，第一档在85dB以上、第二档在75～85dB之间、第三档在75dB以下。我们在进行工程设计选型中应优先选择噪声在80dB以下的机组。

外型尺寸：风冷热泵机组大多布置在室外屋顶，它在进行设备布置时对设备与周围墙面的间距、设备之间的间距都有明确要求，因此我们在进行设备选型时必须考虑所选设备尺寸是否符合设备布置的尺寸要求。在性能相同的前提下应优先选用尺寸较小的机组，以减小设备的占地面积。

运行重量：由于风冷热泵机组大多布置在屋面，因此在选型时必须考虑屋面的承重能力，必要时应与结构专业协商，增强屋面的承重能力。但在设备选型时我们应优先选择运行重量较轻的机组。

二、风冷热泵工程设计与安装布置：

风冷热泵冷热水机组在使用中不同程度的都存在这样一种现象，即夏季制冷量不足，冬季制热量不足的现象。造成这种现象的原因是多方面的，这里除了设备本身的因素外也有工程设计中的问题。主要是设备布置不合理造成气流短路，夏季机组高温排风被重新吸入，造成进风温度过高冷凝压力上升，导致机组制冷量下降；冬季正在融霜的机组排出的湿空气被旁边正在供暖的机组吸入造成吸入空气湿度过高，加剧了供暖机组的结霜速度，从而使其融霜时间延长，供暖时间减少，从而使机组的供热量减少。

因此风冷热泵应尽可能布置在室外，进风应通畅，排风不应受到阻挡。避免造成气流短路。如有阻挡物，应符合一定的要求。许多生产等单位提供的设计手册中对机组之间的间距及机组与墙间的距离均有明确要求，大致如下：机组间的距离应保持在2米以上，机组与主体建筑（或高度较高的女儿墙）间的距离应保持在3米以上。另外为避免排风短路在机组上部不应设置挡雨棚之类的遮挡物。

三、辅助热源的配置

空气源热泵冬季供热运行时，最大的一个问题就是当室外气温较低时，室外侧换热器翅片表面会结霜，(需要采取除霜措施)。目前常用的一些方法，或多或少都存在一些问题，如发生多余的除霜动作，或需要除霜时而不发出信号等弊病存在。

风冷热泵冬季的供热量是随室外气温的下降而降低，室外气温每降低1℃，供热量大约降低2%；而随室外气温的下降，室内需热量却需增加，所以应考虑设置辅助热源。根据工程经验风冷热泵机组每1RT制冷是配置0.6kW辅助热源是较为稳妥的，这样的配置可以充分保证整幢建筑在冬季的空调效果。也可以根据室外环境温度对机组制热效率的影响曲线选择电辅助加热器的功率。

目前，风冷热泵在冬季供暖解决方法上我国广泛采用的电辅助加热技术，有电辅助加热器安装在靠近空调末端位置和布置在循环泵入口两种方法。

四、内置水泵问题

风冷热泵机组采用内置水泵可省去所占屋面的空间；免去水泵安装及土建施工费用；不必再为水泵单独设立配电柜及相应的控制装置；水泵工作直接由机组控制，避免水泵与机组配合不当而影响正常使用；可实现全自动管理；大大降低水泵产生的噪声与振动，因此，内置水泵对用户很有好处。目前很多厂家在介绍产品和在产品样本中都说明可以装内置水泵，有的厂家甚至在样本机组图中画出了水泵的安装位置。众所周知，风冷热泵机组的振源主要是压缩机和风扇，在机组整机设计时，充分考虑了整机的重心、质心、设备质量的惯性矩、扰力和扰力矩等对机组平衡性的影响，使机组在运行中尽量达到平衡，产生的振动达到最小。水泵的基础必须采用防振基础，管路采用防振支架。

五、工程的噪声控制

由于风冷式热泵的操作、管理及维修比较方便，具有制冷制热的双重功能，机组的散热又不需要冷却塔，因此，应用越来越多。但热泵机组的噪声易对周围环境产生一定的影响，发生热泵噪声扰民的事件增多，已成为近期城市中一类带有普遍性的固定源噪声污染问题。因此了解单台或多台热泵的噪声传播特性，探讨热泵机组群噪声防治的方法，具有一定的普遍现实意义。

风冷热泵空调工程的噪声控制首先是在设备选型阶段就要优先选择噪声较低的品牌，目前单台风冷热泵的噪声一般在65～85dB之间，每增加一台机组，整体噪声将增加3dB，当一个工程中热泵的台数较多时则噪声就较难控制。因此在选用热泵的工程中机组的台数不宜过多，一般情况一个工程的热泵台数不应超过5台。

另外，在机组的布置中除应考虑排风通畅，避免排风回流以外，在机组的底座及进出水管处必须安装减震装置，隔震效率要满足设计要求。在供冷、供热站内的空调水主干管道要安装有减震的吊架或支架，防止机组和水泵的振动通过管道传到其它地方。

再则，在有条件的情况下机组应尽可能布置在主楼屋面，减小其噪声对主楼本身和周围环境的影响；并注意在屋面顶上安装机组设备时对房屋面层防水表层的保护。

六、机组的防腐处理

由于机组一般安装在屋面上，常年风吹雨淋，特别是我国部分城市的空气污染和酸雨严重，沿海地区空气中盐分较多，有些机组使用1~2年已锈斑累累，严重降低机组使用寿命，在设备选择中对该问题应引起足够重视。选机组时尽可能选用机组的顶板、底板、框架、面板全部用不锈钢材料制造；或者不锈钢框架铝合金面板，顶板、底板用经过防腐处理的镀锌钢板。机组装配用的螺丝、螺帽及辅助金属材料，很多厂均经镀锌处理或采用不锈钢材料。