目前，許多住宅或商業建築中，要求一方面解決冬季採暖和夏季空調降溫的問題，另一方面又要求全年有生活熱水**。前者，一般用一套家用或商用**空調系統；後者，單獨用一套生活熱水**系統，也就是說用了兩套獨立的系統。對於家用或商用**空調系統，目前市場上有三種制式：
1）水管機系統，即風冷熱幫浦冷熱水機組加風機盤管的系統。
2）風管機系統，即一台室外的風冷熱幫浦主機（含有壓縮機和風側換熱器）和一至兩台室內的末端裝置（含有蒸發器及熱力膨脹閥），用氟利昂氣液相管道連線起來，組成乙個製冷或熱幫浦迴圈迴路。
3）製冷劑系統，又稱為「一拖多」的多聯機系統。
這三種家用/商用**空調都是利用空氣源熱幫浦為主機的，可以達到夏季供冷、冬季供暖的作用。當氣溫極低時，還必須用輔助加熱的辦法來增加主機的制熱功率，保證冬季的供暖效果。但這三種家用/商用**空調系統，均沒有同時解決全年的生活熱水**問題，為此，使用者還必須用電熱水器或燃氣、燃油鍋爐來解決。
同樣是利用熱幫浦原理來製取空調冷水、採暖熱水或製取生活熱水，那麼，將家用/商用**空調機組與熱水器結合起來，成為空調、採暖、生活熱水**的「三用機組」，確有巨大的經濟效益和市場效益，也可以大大簡化操作，充分利用熱幫浦裝置潛力，也使一般使用者能買得起、用得起。
夏季利用空調用熱幫浦機組的冷凝熱，肯定可以做到製取空調冷水的同時，又得到生活熱水；冬季利用高溫高壓的氟利昂氣體的過熱焓，也可以同時得到採暖熱水和生活熱水。但是，這會要求主機的制熱功率加大，而且，當氣溫越低，所需的採暖負荷和生活熱水用熱負荷越大，而主機的制熱能力卻越低，造成了矛盾。當氣溫低於風冷熱幫浦的平衡溫度以下時，一般也只能加輔助熱源的辦法 ，來增加其制熱功率。
輔助熱源有電加熱器的，也有加燃氣、燃油鍋爐的；也有乾脆到了冬季，停用風冷熱幫浦，全部用燃氣或燃油鍋爐來解決家庭中的採暖和生活熱水**問題。
目前最為常見的做法，就是家用/商用**空調+燃氣、燃油鍋爐或電熱水器。一種是夏季開空調，冬季用鍋爐採暖和做生活熱水。另一種做法是鍋爐作為輔助熱源串接在空調系統的供水管上，但這時，直接串聯的話，空調主機的水幫浦流量和燃氣鍋爐本身所帶水幫浦的流量必須匹配，一般採用間接板式換熱器連線的辦法。
這種情況有下列2種系統形式：
1）燃氣鍋爐與家用/商用**空調主機串聯，作為冬季採暖的輔助加熱源（見圖5a）；
2）鍋爐與空調主機併聯，當冬季低氣溫時，為避開空調主機熱效率低的問題，全部改用高效的燃氣鍋爐來提供熱水採暖（見圖5b）。
圖5 目前戶式**空調兼熱水的常見做法
上述兩種方式，實際上都是兩套系統的疊加，使用者不得不又用電，又用燃氣、燃油。要進行手動的冬夏工況的切換，而且要用礦物燃料。能否做到一套家用/商用的熱幫浦空調、採暖、全年生活熱水**的三用機組，而且不用礦物燃料來補充加熱呢？
下面就真正意義上的夏季空調、冬季採暖、全年生活熱水**一體化的「三用機組」的研發作一介紹。
4 空調、採暖、熱水**三用機組的研發**
當前已有許多學者、工程師著手研究開發真正意義上的三用機。要實施一機三用，關鍵問題是要解決冬季低氣溫下的制熱效果，或者是尋找廉價的方便的輔助熱源，另外乙個關鍵問題是可靠的低能耗的除霜技術。筆者認為，單靠加大系統中主機的台數或制熱功率肯定不行，因為到了夏季，主機裝置能力會大大過剩，不經濟；應用電加熱是乙個可取的辦法，比燃油、燃氣鍋爐簡單可行，也適用於利用夜間低價谷電；利用排水或建築中水、地下水的熱量，理論上是可行的，但要進行水的匯集和處理，無形中造成系統複雜化，一次投資的增加；利用太陽能集熱板是乙個辦法。
研製三用機組的思路是：
1）增大機組單機的制熱能力—可以通過設定變頻壓縮機、雙級壓縮機、採用高低溫環路熱幫浦復疊熱幫浦迴圈、改變製冷工質、應用新型大壓縮比的壓縮機等辦法；
2）尋找廉價的、方便取得的、非礦物燃料的輔助熱源（太陽能、廢水、餘熱等）。
3）充分利用出壓縮機的高溫高壓工質的過熱焓（冷凝熱）和液相工質的過冷熱。
4）利用水路切換的
下面列舉有關三用機組的幾種正在研發的方案。
4.1雙級壓縮和變頻壓縮，增大單機低溫工況下的制熱功率
為了提高低氣溫下機組的制熱功率，已有高校開發研製「一次節流中間補氣不完全冷卻的雙級壓縮」的機組，同時對低壓級壓縮機進行變頻控制，其機組內部流程圖可見圖6。
圖6 一次節流中間補氣不完全冷卻雙級壓縮機組內部流程
該機組在夏季製冷時，僅利用低壓壓縮，四通閥斷電，處於製冷位置（圖上的虛線箭頭表示氟利昂的流向），水側換熱器（室內）為蒸發器，風側換熱器（室外）為冷凝器。一般低氣溫下制熱時，也僅開啟單級低壓壓縮，四通閥通電，處於制熱位置，水側換熱器（室內）為冷凝器，風側換熱器（室外）為蒸發器。當出現低溫制熱工況時，開啟節流裝置b，關閉電磁閥c，實施對高壓級補氣冷卻的雙級壓縮工作。
雙級壓縮時，可以調節低壓級壓縮機的供電頻率，改變低壓級的壓氣量，使得系統的中間壓力處於最佳壓力狀態，保證高效率和一定的制熱量。當冬季進行除霜執行時，四通閥改為製冷工況執行的流向，風側換熱器（室外）短期內又成為冷凝器，低壓壓縮機的高溫氟利昂進入風側換熱器進行衝霜、除霜。除霜時，開啟除霜旁通閥，同時提高低壓級壓縮機頻率，縮短除霜時間。
機組利用雙級壓縮和增加低壓級壓縮機頻率的方法來提高制熱量和制熱效能係數，以及降低壓縮機排氣溫度，來解決空氣源熱幫浦冬季制熱量不足，制熱效能係數低下，以及壓縮機排氣溫度過高無法正常執行的問題。根據某高校的測試，當蒸發溫度為－25℃時，雙級壓縮的cop比單級提高35％，絕對值可以達到2，而此時，高壓級壓縮機的排氣溫度低於120℃，壓縮機可以正常工作。一般完全可以保證在－18℃的室外氣溫下機組正常工作。
但原流程中，沒有全年生活熱水**的具體做法。冬季用的生活熱水是靠採暖熱水間接熱交換而得，而夏天的生活熱水，要靠利用機組的冷凝熱**來得到。如果將熱水換熱器置於低壓壓縮機出口至四通閥前的氣相氟利昂管路上，可以實施部分熱**，只要機組執行，就可以得到生活熱水。
雙級壓縮加變頻的方法，為提高熱水機組冬季的制熱功率提供了借鑑。
4.2利用工質（氟利昂）的冷凝熱，以及液氟過冷卻熱的空調、採暖、生活熱水三用機組
利用氣相工質的冷凝熱，以及液相工質的過冷卻熱的製取空調冷熱水、全年生活熱水**的三用機組的原理圖可見圖7。其特點是：
（1）為利用液氟過冷熱，在冷凝終了的液氟管路上串接乙個生活熱水的預熱器（對於液氟來說是過冷器）8，然後再將過冷的液氟通入貯液器9。這不僅利用了過冷卻熱預熱了熱水，而且提高了工質迴圈的效能（增加了工質單位重量的製冷量）。
（2）為利用高溫高壓氣相氟利昂的冷凝熱，在壓縮機排氣口1與熱幫浦四通閥5之間設定再熱器（熱水器）3，用來全年製取生活熱水。
（3）四通閥2及單向閥4、21是為了切斷或開啟通向再熱器3的氣相氟利昂管路之用，當不需要生活熱水或熱水溫度過高時，改變四通閥2的流向，使得高溫製冷工質直接流入熱幫浦四通閥5中，或被風冷凝（製冷時），或加熱空調用的熱水（制熱時）。
（4）生活熱水夏天具有蓄熱功能和直流加熱功能兩種方式，因為生活熱水不像空調冷熱水，每小時的流量比較恆定，而生活熱水必須適應高峰時段的用水量，同時也宜利用夜間低價的谷電。因而適當加大蓄熱水箱的容積是有必要的。當上水溫度較高時，也可以達到直流供生活熱水的方式。
對於生活熱水側，還可以改為如圖7框線內所示的流程。
圖7 利用冷凝熱及過冷卻熱的變頻壓縮製冷、採暖、熱水三用機組
（5）採用變頻壓縮機，來滿足使用者空調負荷和生活熱水負荷不斷變化的要求，尤其是冬季增大機組制熱功率和改善制熱效能係數，是十分重要的一項措施。
該系統的綜合能效比eerc比單獨製冷或單獨制熱均高，與電熱水器＋空調或燃氣熱水器＋空調相比，執行費用低了36.6%和19.7％。
空調相比，執行費用低了36.6%和19.7％。
4.3 空調用熱幫浦冷熱水機組的製冷劑回路上連線水冷冷凝器（熱水器）的位置
關於在空調用熱幫浦冷熱水機組的製冷劑回路上連線水冷冷凝器（熱水器）的位置，一般有三種方式（見圖8、圖9）。
（1）前置串聯式，即熱水器串接在壓縮機出口至風冷冷凝器之間。這樣可以**氟利昂蒸氣的過熱焓熱量和部分冷凝熱來製備生活熱水。這對於長期穩定執行的大、中型風冷熱幫浦空調冷熱水機組比較合適，但在夏季制熱水時，會因為蓄熱水箱的水溫不斷變化而造成執行工況不穩定，而且造成水冷式冷凝器**冷卻、冷凝熱的能力不斷變化，而且只有在開空調主機的夏季，才能**熱量製取熱水。
生活熱水用熱幫浦小水箱加熱方案
目錄一 方案設計 二 熱水系統特點及控制系統介紹 三 工程預算表 四 執行成本分析 五 機組安裝 六 組織與施工 七 工程驗收與售後服務保障 一 熱幫浦生活熱水系統方案設計 1 設計方案主要考慮的幾個問題 1 空氣能熱幫浦熱水系統熱水 的可靠性。2 機組安裝的位置通風效果一定要良好。3 水箱安裝的位...
空氣能熱幫浦熱水機組技術常識
人們所熟悉的 幫浦 是一種能提高位能的機械裝置，比如水幫浦主要是提高水位或增加水壓，而 熱幫浦 是一種能從自然界的空氣 水或土壤中獲取低位熱，經過電力做功，輸出可被人們所用的高品位熱的裝置，是一種節能 環保 清潔的採暖和熱水裝置，熱幫浦技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術。如何理解 熱幫浦 舉個...
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2010 09 21 14 24 39 熱幫浦熱水機是自動化程度較高的裝置，使用時應定期進行機組狀態檢查，若能對機組進行長期而有效的維護和保養，機組的執行可靠性和使用壽命都會得到明顯的提高。機外安裝的水過濾器應定期清洗，保證系統內水質清潔，以避免機組因水過濾器髒堵而造成損壞。使用者在使用和維護本機組...