一文搞懂空气源热泵原理、结构与常见故障

空气源热泵作为应用最为广泛的热泵类型，其核心部件主要包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀，辅以风机、四通阀、储液罐、气液分离器、铜管以及为保护机器稳定运行而设计的保护器和电控系统等组件。根据GB 21362-2008《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》标准，热泵被细分为普通型和低温型。普通型适用于0℃以上的工作环境，而低温型则能在-10℃以上的环境中稳定运行。

空气源热泵基于冷媒压缩制冷放热循环的工作原理，利用环境空气中的热能（Q2）作为低温热源，通过消耗少量的电能，从室外空气中吸收大量的低温热能，最终，借助水泵循环换热系统将能量传输至建筑物内部，满足用户对生活热水、地暖或空调等多方面的需求。

空气源热泵产品结构解析

压缩机：作为热泵机组的核心部件，其质量直接关乎整机的热效率。压缩机负责将冷媒工质蒸汽从低压提升至高压，使工质在低压状态下蒸发并吸收空气中的热量，随后在高压端通过热交换为水加热。因此，压缩机被誉为系统的动力源泉。

常用压缩机类型包括转子式、涡旋式和螺杆式。家用1-2匹机型普遍采用转子式压缩机，而商用3-20匹机型则更倾向于使用涡旋式。螺杆式压缩机则主要应用于更大规模的制冷制热系统。

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冷凝器：作为热泵热水器中的关键热交换设备，冷凝器在系统运行中负责将高温高压的制冷剂液体释放的热量传递给水，从而实现制冷剂和水的热交换。水吸收热量后温度上升，而制冷剂则从高温高压的液态转变为低温高压的液态，这是热泵能够产生热水的基本原理。

冷凝器类型多样，如板式换热器、壳管式换热器和沉浸式盘管冷凝器等。其中，板式换热器换热效率高，但价格昂贵，且对水质要求较高；壳管式换热器则具有换热效率高、体积小、不易堵塞等优点；沉浸式盘管冷凝器结构简单，但易结垢且不易清洗，长时间使用后换热效率会下降。

蒸发器：与冷凝器功能相反，蒸发器负责从空气中吸收热量，并传递给制冷剂。在热泵系统中，蒸发器和冷凝器的角色是相对的，根据工作过程中的能量转换情况来定义。在化霜状态下，蒸发器和冷凝器的作用会互换。

板式换热器 ：水和制冷剂在薄片中间隔流动,接触充分,换热效率高.适用于功率较大的机组 。价格较贵，防冻能力差，对水质要求高，容易堵塞。

壳管式换热器 ：换热效率高，体积小，不容易堵塞，可以使用于任何机组。

沉浸式盘管冷凝器：结构简单，结水垢后不容易清洗，时间久，换热效率差，紫铜管抗腐蚀性差，有可能导致盘管泄漏的可能。

泳池钛管换热器：由钛管和PVC塑料外壳或者不锈钢外壳组成最高温度限制在45℃以下。

节流装置：节流装置主要起到降温、降压和调节冷媒流量的作用，使液体流量在较低压力下更易蒸发，从而提高蒸发器吸收空气热量的效率。目前，空气源热泵热水器中常用的节流装置包括毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀等。其中，电子膨胀阀因其流量调节不受冷凝压力变化影响、执行动作快准、能有效控制过热度等优点而得到广泛应用。

四通阀：四通阀在热泵需要除霜时变换系统内工质流向，使制热时的冷凝器成为蒸发器吸收热量，而蒸发器则成为冷凝器放热融霜。然而，除霜过程中会导致热水温度降低并损失热量。四通阀并非热泵热水器的必需部件，若采用其他除霜方式则可省略。

风机：风机用于增强空气中热量与蒸发器之间的换热效果，并防止蒸发器结霜。

电控系统：负责控制整台机器的正常运行。

干燥过滤器：用于消除制冷系统中的水分和杂质，保持系统清洁干燥，防止系统冰堵或脏堵。

压力开关：作为系统中的保护装置，压力开关确保压缩机在正常压力范围内运行，避免事故发生。

热水分配器：是空气源热泵系统中用于控制热水流向不同终端（如地暖、暖气片）的关键部件。它通常包含一个或多个阀门，能够根据用户的需求调整热水流量，确保各个使用点的热水供应均匀合理。

地暖：是通过铺设在地面下的管道循环热水，利用地面作为散热面进行供暖的方式。这种方式能提供更加均匀舒适的室内温度分布，尤其是在寒冷季节里给人以温暖脚底的感觉。

暖气片：另一种常见的室内供暖方式，它通过热水或蒸汽在暖气片内部流动，将热量传递给周围空气。空气源热泵与暖气片结合使用时，同样需要通过热水分配器来控制热水的流量和温度，保证每个房间都能获得适宜的温度。相比地暖，暖气片加热速度更快，但可能会导致室内温度分布不均。

水泵：整个热水循环系统的心脏，负责推动热水在管道中流动。对于空气源热泵系统而言，水泵的选择非常重要，不仅关系到系统的运行效率，还直接影响到用户的使用体验。高效节能的水泵可以减少系统运行成本，同时降低噪音污染。在多点供水的复杂系统中，可能需要配置变频水泵，以适应不同工况下的流量需求变化。

常见故障说明

1、相序、 缺相、 逆相保护

相序、缺相和逆相保护都是电气常见的保护措施，用于确保电力设备和系统的正常运行。

用万用表检测电路板进电的3相电源相与相之间是否都有380V电压，如有则故障可能是逆相保护, 将接入机组的电源相邻的两根进线对调即可；否则故障可能是缺相保护， 检查接入电源或接入线是否可靠。在电网维修后或自备发电设备输电品质不佳时也会有此故障出现(电源相与相电压应在380V±10％范围内）

2、水流保护

水流保护是为了保证设备或系统的正常运行而采取的一种有效措施，可以预防因水流量不足或异常情况导致的设备损坏或其它问题。

检查水流开关工作是否正常；

未安装水流开关的检查短接线是否正常；

3、出水过热保护

出水过热保护是一种安全保护机制，当出水温度超过设定的安全范围时，出水过热保护机制会启动，以防止设备过热而损坏，同时防止用户因过热的水而受伤。

水箱实际温度是否超过设定温度；

水箱传感器放置位置不正确或水箱传感器与盲管壁没有接触紧密；

水箱温度传感器连线断线或温度传感器阻值漂移；

4、高压保护

高压保护通常由压力传感器监测系统的压力。当压力超过设定的安全值时，高压保护机制会触发，关闭压缩机或降低系统的压力，以维持系统的正常工作。

循环水泵实际流量偏小 ；

水路中阀门或过滤器堵塞；

阀门没完全打开 ；

水温设置过高；

换热器结垢堵塞 ；

水系统中有空气；

水系统中缺水。

通过压力表确认系统高压压力没达到报警压力，则检查压力开关接线是否可靠， 将接线插重新拔插可靠。停机后用万表用检测高压压力开关是否导通， 如不导通则可能是压力开关坏，另外氟系统堵也会出现这个情况。

5、低压保护

低压保护是为了防止压缩机在低压力状态下运行而采取的一种保护措施，当系统的压力过低时，低压保护装置会触发，关闭压缩机或降低压缩机的运行负荷，以防止系统压力过低导致压缩机损坏。

检查机组是否化霜不良， 机组翅片结霜严重；

在关机状态下测低压压力是否过低；

低于0.5MPa 重点查找氟路是否有泄漏点或堵塞；高于0.5MPa 重点检查低压保护开关及膨胀阀，停机后用万表用检测低压压力开关是否导通， 如不导通则可能是压力开关坏。

6、排气温度过高保护

压缩机的排气温度超过设定的安全范围时，排气温度过高保护装置会触发，关闭压缩机或降低压缩机的运行负荷，以降低排气温度并防止压缩机过热而损坏。

机组运转状态下， 查询排气温度是否超过120℃（各大品牌有差异，具体看机组品牌的说明书）排气温度不高可能是排气温度传感器坏、 接触不良或者是电路板损坏排气温度过高， 则检查高低压是否正常、 膨胀阀是否微堵或制冷剂微漏（漏点处一般有油渍） ,必要时更换膨胀阀或重新补焊。

7、水位开关故障

水位开关的作用是防止水箱或水系统因水位过高或过低而出现溢水、缺水等问题，从而保证系统的正常运行和安全性。当水位低于设定的下限时，水位开关会启动水泵或电磁阀等设备向水箱或水系统补水；当水位高于设定的上限时，水位开关会关闭水泵或电磁阀等设备，以防止溢水。

高低水位接反；

低水位装置接线接触不良；

主板故障；

8、通讯故障

空气源热泵控制系统无法正常进行通讯，导致无法正常控制和监测设备的运行状态。通讯故障可能由多种原因引起，包括但不限于通讯线路故障、通讯模块故障、通讯接口接触不良等。

屏蔽线中途断开、 两端接插时接触不良；

面板、 屏蔽线、 电路板判断故障点。

控制板受潮所致；

通讯线不是用的铜 芯线；

通讯接口接触不良；

9、温度传感器故障

温度传感器故障是指温度传感器出现异常情况，导致无法正常监测或控制空气源热泵的运行温度。如果温度传感器出现故障，控制系统无法准确获取热泵系统中的温度值，导致无法正常控制热泵的运行状态。

温度传感器短路或者断路；

检查相对应传感器探头电阻是否正常；

阻值正常再重新插拔确认无误后还不行则可判断为电路板故障；

10、控制面板显示屏上无显示

控制板是系统的核心部件，如果控制板出现故障，控制面板可能无法正常工作。

故障分析：

电源故障， 没有电；

电控板变压器故障；

机组保险丝熔断；

低水位没闭合；

检查通讯线是否为断路；

主板或显示板零部件损坏。

11、水温上升缓慢

指在使用空气源热泵制热时，需要较长时间才能使水温升高到设定温度的现象

保温层安装质量不合格；隐蔽保温部分没有做好；

保温不连续；

回水常开引起热量流失大；

机组能力跟不上水温上升的需求。

机组系统不正常， 检查系统各参数是否正常

12、主机不运转

电源故障；

压缩机接触器坏，更换接触器；

接线松脱，紧固松脱点；

压缩机过热保护，查明热因后开机；

水流量不足，清洗过虑器， 排出空气等；

低水位开关没有接通；

机组参数设置不正确；

机组控制器损坏。

13、机组制热能力偏低

指热泵机组在正常工作条件下，其制热量无法达到设计要求或用户需求的制热量。

空气换热器散热不良，清洗空气换热器；

水流量不足，清洗过滤器；

制冷剂注入量不足，检漏并注入定量工质

风机电机坏， 蒸发器结霜严重；

14、除霜不干净

指的是在热泵运行过程中，蒸发器表面的温度低于露点温度，导致空气中的水蒸气在蒸发器表面结霜。如果蒸发器表面的霜层过厚，会影响热泵的制热效果，甚至导致热泵无法正常工作。

盘管探头脱落 ,检查盘管探头感温位置是否准确,是否损坏；

除霜参数设置不准确,重新调整好除霜参数；

系统缺少冷媒；

热泵机组的除霜时间设置过短，导致除霜不彻底；

15、风扇不转

指空气源热泵机组中的风扇无法正常运转，导致换热器无法进行正常的热交换。

风扇紧固螺钉松脱，紧固松脱螺钉；

风扇电机烧毁，更换或修理风机；

接触器坏，更换接触器；

风机电容坏，更换电容；

电源故障：如果空气能风扇不转；