【HETA】风冷热泵空调系统的设计方法
在空调系统设计过程中，空调负荷计算是第一步。其次才是空调热泵机组的选型和机组数量的确定，水泵管路等选配，最后系统安装还需考虑位置以及相应的安装维护措施。
一：空调负荷的计算
1、空调负荷受什么影响？
空调负荷包括空调冷负荷和空调热负荷，其受室内设计参数，室内人员、设备等散热和散湿量，围护结构性质，室外空气环境参数（包括温度、湿度、气流速度等），太阳辐射强度等诸多因素影响。
让空调系统恰如其分地提供冷（热）量，以满足设计计算状态下建筑物的需求，并随时适应建筑物空调冷（热）负荷及其变化的需要是空调设计的根本目的。
2、空调负荷应该考虑什么？
1）空调负荷的计算应包括空调设计计算负荷的确定和各时段负荷的分析；
2）设备的容量必须满足空调设计计算冷（热）负荷的要求；
3）设备的配置应适应空调负荷变化的特点；
4）制冷负荷和制热负荷应该同步考虑。
在以空气源热泵型冷热水机组为冷源的空调系统设计中，热泵机组的容量既要考虑到大楼各部分的同时使用系数，还应考虑到热泵的实际制冷量和实际供热量会因设备间距限制等原因造成通风不畅，部分气流短路（这部分的出力损失约占5%左右）而受到影响，和室外换热器表面积灰和表面结垢、设备衰减等因素的影响，故所选择的热泵机组应考虑安全系数。
由公式来表示：Q=β1β2QD
式中：Q——热泵机组在设计工况下的制冷（供热）量，KW
QD——设计计算负荷，KW
β1——同时使用系数，由具体工程定，一般为0.75～1.0
β2——安全系数，一般取1.05～1.10
热泵机组既要满足系统夏季的供冷要求，又要满足系统冬季的供暖要求。不同供应商的热泵机组的额定制冷量、额定供热量的参数不尽相同，与各地区空调室外设计参数不一定一致。在热泵机组选择时，应查看热泵机组对应于当地设计计算气象参数条件的真实出力。如果热泵机组在设计计算室外参数条件下的制冷量大于设计计算冷负荷，而制热量等于热负荷，则应以热负荷为准选择热泵。
反之，如果制冷量满足设计计算冷负荷要求，而供热量大于所需热量，则可考虑部分选用风冷型冷水机组，部分选用风冷型热泵机组，以减少投资。一般情况下，按夏季冷负荷选定的热泵，能满足冬季供暖的要求。
二：如何选择机组类型？如何确定台数？
空调热泵机组根据压缩机的不同可分为：涡旋式热泵机组、活塞式热泵机组和螺杆式热泵机组；
按机组结构大小、组合规模不同可分为：整体式热泵机组和模块式热泵机组。
1、整体式热泵机组：
概念：指一台热泵机组由若干台热泵单元（有独立的制冷回路，独立的蒸发、冷凝，独立的框架，甚至有独立的控制板）并联而成；
优势：各单元增减组合灵活方便，任意一单元的故障不影响其余各单元的工作；
局限：整体式热泵机组从外观上看是一组合单元、一整体框架，虽然内部可有多台压缩机，甚至有两个以上的制冷回路，但它们之间一般不可再分解。
2、模块式热泵机组：
概念：多台热泵单元灵活组合而成的空调热泵机组，最大的特点就是模块化组成；
优点：噪音低、振动小，由于系统总的制冷回路多，冬季化霜时对系统水温影响小，系统互备性也好。另外各单元组合灵活，各单元尺寸小、重量轻，故具有运输、吊装、安装方便等优点；
局限：由于制冷单元数量较多，而存在故障点多、维护量大的可能性，额定工况下的效率也略低于整体式机组。而且模块化热泵一般采用板式换热器，对水质要求较高，对各单元之间水力平衡的要求也较高。
综上所述，对较小系统，或对尺寸、重量、吊装等有特殊要求的场合，模块式热泵有其优越性。至于活塞式热泵机组与螺杆式热泵机组，从理论上讲，螺杆式热泵机组的运动部件少，维护量少，效率高，噪音也低。但由于热泵的噪音很大一部分来源于风机，而且压缩机的噪音可以通过加隔音罩等办法降低，故实际上螺杆式热泵的噪音比活塞式热泵的噪音略低（约3-5dB（A））。
另外，对于热泵机组的热阻主要在室外换热器侧，热泵的效率受两器面积等因素的影响，故从工程角度出发，螺杆式热泵与活塞型热泵在效率上的差异有限，但螺杆式热泵的价格高于活塞式热泵。
三：热泵机组的位置及注意事项
热泵机组的位置有下列几种：
一是置于裙楼顶；
二是置于塔楼顶；
三是置于窗台；
四是置于净高较高的室内。
热泵机组置于楼顶的注意事项：
考虑到吊装及日后更换等原因，热泵机组较多的置于裙楼顶。因为置于塔楼顶，使热泵机组有良好的通风条件，并使噪音影响面降为最小。
1、当热泵机组置于裙楼顶时，要评估其对主楼及周围环境的影响，较大的热泵机组（≥200RT），单机噪音在75～85db（A）左右。
2、有必要时可加隔音屏障，或在主楼靠机组侧避免开门，做双层窗或高质量中空玻璃取代普通单层玻璃窗。
3、布置于窗台的热泵机组往往是每层要求独立配置、单独计量的场所，只限于较小容量的热泵机组，宜采用侧进风侧排风的形式。
4、选用上排风热泵机组时应安装导流风管，改成侧排风。即使室内有较高净空，热泵机组置于室内是不可取的，受条件限制必须设置于室内时，室内应有穿堂风可利用，要有足够的进风面积，并将排风通过风道有组织地排至室外，防止气流短路。
5、加接排风管时，对风机应作相应的调整，避免因阻力的增加而减少通风量。
6、热泵机组不能临近住宅或其他对噪音要求较高的房间布置，不得紧贴住宅（客房）上面或下面布置热泵机组及水泵。热泵机组宜采用弹簧减振器隔振，减振器型号及布置点经计算确定。
四：水泵的选择与布置的注意事项
1、水泵的数量宜与热泵机组的台数相对应。
2、热泵机组与水泵的连接方式宜采用一对一串联的方式，热泵机组与水泵联动。
3、热泵机组数量较多时，水泵可贴临热泵机组布置，水泵应具有防水性能并加挡雨吸音罩；
4、热泵机组数量较少时，水泵宜集中布置于室内。
5、备用水泵可采用先不安装而临时替换的方法。
6、在选择水泵规格时，尽可能选低转速泵，以减低噪音，水泵的流量可按系统所需流量的1.1倍选取，水泵的扬程应等于系统所需克服的总阻力。
7、水泵的功耗应控制在热泵出力的1/30之内。水泵的布置要有一定的间距，有条件时预留1～2台水泵的安装位置以备发展之需。
8、水泵也应有可靠的隔振措施。