418 空气源热泵空调设计-关键环节
418 空气源热泵空调设计-关键环节
背景
空气源热泵空调设计的三个关键环节是冷热切换流路处理、大范围变工况处理、除霜处理，这三个方面基本决定了空气源热泵空调的性能和可靠性。
冷热切换
冷热切换是指夏季按制冷模式运行、冬季按制热模式运行，这是空气源热泵空调的基本要求；冷热切换时涉及两处热泵工质流路处理，一是压缩机处，二是膨胀阀处。压缩机进处一般采用四通换向阀进行热泵工质流向切换，膨胀阀进处则相对复杂。这是由于膨胀阀进出口处热泵工质是液态或气液混合态，工质流速远小于压缩机进出口处，常规的四通换向阀依靠热泵工质推动不一定能实现顺利换位；采用四个单向阀时（请参见415篇）也很简单方便，但对单向阀流阻和逆向密封性要求很高；用电磁阀替代单向阀也可以考虑，但电磁阀要具备双向通断功能且成本相对较高；此外，基于专用三通阀、四通阀等元件也可以实现膨胀阀进出口热泵工质流路切换，但对切换元件均有较高要求，且需仔细校核流阻等。
膨胀阀处热泵质流路也可不切换，但相关部件（膨胀阀、干燥过滤器、贮液器等）均需具有双向流通功能，部件设计和热泵工质流动控制也需仔细考虑。
大范围变工况设计
空气源热泵空调夏季可能工质蒸发温度0℃左右，冷凝温度40℃左右；冬季则可能蒸发温度-30℃，冷凝温度60℃；蒸发温度变化范围30℃，冷凝温度变化20℃，如何在大跨度工况变化情况下保证机组的安全运行、适宜的制热量或制冷量、适宜的制热系数或制冷系数等，都是很大的挑战。
目前采用的技术如变频、中间补气、双级、复叠、跨临界、复合热泵、工质浓度优化等，实际设计时需根据用户具体要求和条件进行技术方案和参数优化。
除霜设计
除霜设计包括除霜控制和除霜方法。除霜控制较可能实现精准控制的是基于空气侧参数、霜层生长过程等的综合控制方法，除霜方法则基于制热期间蓄存热能、且不依赖压缩机方式可能有较好的发展优势（具体探讨请参见397～401篇）。