风冷热泵冷热水机组作为中央空调系统的核心设备，在提供高效冷热源方面具有显著优势。其设备利用率高，一机冬夏两用，不仅省去了水冷冷水机组所需的庞大冷却水系统和供热锅炉，还对节水、节能和环保具有积极意义。此外，风冷热泵冷热水机组安装方便，可置于屋顶，不占用宝贵的建筑面积，这些特点使得该类机组在长江流域及以南地区得到了广泛应用。本文将对风冷热泵冷热水机组的总体布局及主要部件的配置进行较为全面的分析，以期为这类机组的设计与选用提供参考。
一、 风冷热泵冷热水机组风侧换热器型式与总体布局
风冷热泵冷热水机组的制冷量范围广泛，从别墅式的小型机组（制冷量约为3-15RT）到中大型机组（制冷量范围为20-400RT）不等。小型别墅式机组的风侧换热器型式与出风方式多样，包括斜侧出风、平侧出风以及顶出风等。其中，平侧出风方式下，压缩机等部件可能位于下部或一侧，而顶出风方式下，翅片管直立到底，压缩机位于内侧。
对于平侧出风且使用上下两个风机的机组，当每个风机对应一个独立制冷系统时，需特别注意在两个系统交替除霜的情况下，下部翅片换热器的结冰问题。化霜水落在下部翅片上会导致严重结冰，影响换热效果。
整体式机组空气侧换热器的型式及布局同样多样，包括上部直立翅片空气侧换热器、V字型空气侧换热器等。考虑到机组的维修性，将压缩机放在一头或两头是较为合理的选择。
模块化机组的风侧换热器大多数为V字型结构。然而，这种结构存在中部换热器的换热效果不如两侧的问题，主要原因是中部模块的进风量不足，风速小。因此，在设计和选用模块化机组时，应充分考虑这一点，并采取相应措施改善中部换热器的换热效果。
大型空气侧翅片换热器的风机选配至关重要。要达到预期的换热效果，必须充分考虑换热器表面进风不均匀的情况。足够的进风量对夏季高温运行及冬季解翅片表面结霜均有利。必要时，可考虑采用变速风机以适应不同工况的要求。
翅片型式方面，平片、波纹片和开窗翅片各有优缺点。从总体使用效率看，中大型翅片换热器以使用波纹片为好。翅片间距一般应不小于2mm，以强化翅片管内侧的传热，可采用内螺纹管代替光管。此外，翅片管表面处理如涂亲水膜、涂抗氧化层以及涂黑处理等，均可提高翅片的表面传热系数。
二、 水侧换热器
小型别墅式及模块化风冷热泵冷热水机组的水侧换热器型式多样，包括套管式、板式及立式盘管式等。热泵型冷热水机组中的制冷剂-水换热器以采用波纹状的内螺纹管比较合适。
套管式和立式盘管式换热器在设计与制造时需注意解决其主要问题，如防止泄漏、提高换热效率等。使用板式换热器时，应重视水质问题，避免水质不佳导致的换热器堵塞或腐蚀。同时，水侧换热器应有有效的防冻保护措施，以确保机组在寒冷季节的正常运行。
三、 节流装置
小型风冷热泵热水机组通常使用一个热力膨胀阀，由4个单向阀控制制冷、制热走向。中大型机组由于制冷、制热不同工况制冷剂循环量变化大，需两个或多个热力膨胀阀以适应工况要求。在液态管路阻力大的场合，如分液头阻力大，应适当加大相应膨胀阀的容量，以避免供液不足的情况。
风冷热泵的生产厂家应关注电子膨胀阀的应用研究。电子膨胀阀可以控制各回路的吸气压力及过热度，控制制冷剂循环量，比热力膨胀阀更为有效地适应负荷的变化，从而提高机组的部分负荷性能。在除霜循环中，电子膨胀阀也可及时达到除霜所需的开度，提高机组的除霜性能。
四、 压缩机的型式
小型别墅式与模块化机组通常使用全封闭往复式压缩机或全封闭涡旋式压缩机。整体式机组则一般使用半封闭往复式压缩机或半封闭螺杆式压缩机。
目前使用较多的全封闭压缩机是往复式压缩机。然而，在别墅型机组和模块化机组中使用全封闭涡旋压缩机的优势日益明显。涡旋式压缩机零件少、能效比高、对湿压缩不敏感，且在高压缩比下可采用喷液冷却。与往复压缩机相比，涡旋压缩机由于其泄露小、无余隙容积、流动损失小，在热泵运行的高压比下仍可有较高的容积效率。因此，涡旋压缩机更宜用于热泵运行，将成为该范围内往复压缩机的替代机种。
对于整体式机组，半封闭螺杆压缩机的性能也优于往复压缩机。其夏季制冷运行季节能效比比往复压缩机高6-8%，冬季运行供热性能系数比往复压缩机提高12-13%。因此，在比较寒冷、工况条件较差的地区，使用螺杆压缩机是更为合适的选择。
综上所述，风冷热泵冷热水机组的总体布局及主要部件配置对机组的性能和使用效果具有重要影响。在设计和选用机组时，应充分考虑机组的特点和使用环境，合理选择风侧换热器型式、水侧换热器型式、节流装置以及压缩机型式等关键部件，以确保机组的高效、稳定运行。
