風冷熱泵冷熱水機組作為中央空調系統的核心設備，在提供高效冷熱源方面具有顯著優勢。其設備利用率高，一機冬夏兩用，不僅省去了水冷冷水機組所需的龐大冷卻水系統和供熱鍋爐，還對節水、節能和環保具有積極意義。此外，風冷熱泵冷熱水機組安裝方便，可置于屋頂，不占用寶貴的建筑面積，這些特點使得該類機組在長江流域及以南地區得到了廣泛應用。本文將對風冷熱泵冷熱水機組的總體布局及主要部件的配置進行較為全面的分析，以期為這類機組的設計與選用提供參考。
一、 風冷熱泵冷熱水機組風側換熱器型式與總體布局
風冷熱泵冷熱水機組的制冷量范圍廣泛，從別墅式的小型機組（制冷量約為3-15RT）到中大型機組（制冷量范圍為20-400RT）不等。小型別墅式機組的風側換熱器型式與出風方式多樣，包括斜側出風、平側出風以及頂出風等。其中，平側出風方式下，壓縮機等部件可能位于下部或一側，而頂出風方式下，翅片管直立到底，壓縮機位于內側。
對于平側出風且使用上下兩個風機的機組，當每個風機對應一個獨立制冷系統時，需特別注意在兩個系統交替除霜的情況下，下部翅片換熱器的結冰問題。化霜水落在下部翅片上會導致嚴重結冰，影響換熱效果。
整體式機組空氣側換熱器的型式及布局同樣多樣，包括上部直立翅片空氣側換熱器、V字型空氣側換熱器等。考慮到機組的維修性，將壓縮機放在一頭或兩頭是較為合理的選擇。
模塊化機組的風側換熱器大多數為V字型結構。然而，這種結構存在中部換熱器的換熱效果不如兩側的問題，主要原因是中部模塊的進風量不足，風速小。因此，在設計和選用模塊化機組時，應充分考慮這一點，并采取相應措施改善中部換熱器的換熱效果。
大型空氣側翅片換熱器的風機選配至關重要。要達到預期的換熱效果，必須充分考慮換熱器表面進風不均勻的情況。足夠的進風量對夏季高溫運行及冬季解翅片表面結霜均有利。必要時，可考慮采用變速風機以適應不同工況的要求。
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。翅片間距一般應不小于2mm，以強化翅片管內側的傳熱，可采用內螺紋管代替光管。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傳熱系數。
二、 水側換熱器
小型別墅式及模塊化風冷熱泵冷熱水機組的水側換熱器型式多樣，包括套管式、板式及立式盤管式等。熱泵型冷熱水機組中的制冷劑-水換熱器以采用波紋狀的內螺紋管比較合適。
套管式和立式盤管式換熱器在設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，應重視水質問題，避免水質不佳導致的換熱器堵塞或腐蝕。同時，水側換熱器應有有效的防凍保護措施，以確保機組在寒冷季節的正常運行。
三、 節流裝置
小型風冷熱泵熱水機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。中大型機組由于制冷、制熱不同工況制冷劑循環量變化大，需兩個或多個熱力膨脹閥以適應工況要求。在液態管路阻力大的場合，如分液頭阻力大，應適當加大相應膨脹閥的容量，以避免供液不足的情況。
風冷熱泵的生產廠家應關注電子膨脹閥的應用研究。電子膨脹閥可以控制各回路的吸氣壓力及過熱度，控制制冷劑循環量，比熱力膨脹閥更為有效地適應負荷的變化，從而提高機組的部分負荷性能。在除霜循環中，電子膨脹閥也可及時達到除霜所需的開度，提高機組的除霜性能。
四、 壓縮機的型式
小型別墅式與模塊化機組通常使用全封閉往復式壓縮機或全封閉渦旋式壓縮機。整體式機組則一般使用半封閉往復式壓縮機或半封閉螺桿式壓縮機。
目前使用較多的全封閉壓縮機是往復式壓縮機。然而，在別墅型機組和模塊化機組中使用全封閉渦旋壓縮機的優勢日益明顯。渦旋式壓縮機零件少、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。與往復壓縮機相比，渦旋壓縮機由于其泄露小、無余隙容積、流動損失小，在熱泵運行的高壓比下仍可有較高的容積效率。因此，渦旋壓縮機更宜用于熱泵運行，將成為該范圍內往復壓縮機的替代機種。
對于整體式機組，半封閉螺桿壓縮機的性能也優于往復壓縮機。其夏季制冷運行季節能效比比往復壓縮機高6-8%，冬季運行供熱性能系數比往復壓縮機提高12-13%。因此，在比較寒冷、工況條件較差的地區，使用螺桿壓縮機是更為合適的選擇。
綜上所述，風冷熱泵冷熱水機組的總體布局及主要部件配置對機組的性能和使用效果具有重要影響。在設計和選用機組時，應充分考慮機組的特點和使用環境，合理選擇風側換熱器型式、水側換熱器型式、節流裝置以及壓縮機型式等關鍵部件，以確保機組的高效、穩定運行。
