一、两联供系统基础概述
1.1 两联供系统定义与分类
1.1.1 定义阐述
两联供系统，全称为冷暖两联供系统，是一种高度集成化的暖通空调解决方案，它巧妙地将制冷与制热功能融合于一体，通过一套设备实现夏季制冷、冬季制热的双重功效，为用户营造出四季舒适的室内环境。其核心工作原理基于逆卡诺循环，以空气源热泵技术为依托，实现能量的高效转换和利用 。
在制冷模式下，两联供系统中的空气源热泵机组从室内吸收热量，通过压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的气体，然后将其输送至冷凝器。在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与室外空气进行热交换，将热量释放到室外空气中，自身则冷却凝结为高压液体。高压液体经过节流装置节流降压后，变为低温低压的气液混合物进入蒸发器。在蒸发器中，低温低压的气液混合物吸收室内空气的热量，蒸发为低温低压的气体，从而实现对室内空气的制冷降温。
当切换至制热模式时，系统的工作流程则相反。空气源热泵机组从室外空气中吸收热量，通过压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的气体，然后将其输送至室内的冷凝器。在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与室内空气进行热交换，将热量释放到室内空气中，自身则冷却凝结为高压液体。高压液体经过节流装置节流降压后，变为低温低压的气液混合物进入室外的蒸发器。在蒸发器中，低温低压的气液混合物吸收室外空气中的热量，蒸发为低温低压的气体，从而实现对室内空气的制热升温 。
从系统构成来看，两联供系统主要由室外机（空气源热泵主机）、室内机（风机盘管或地暖盘管）以及连接管道、控制系统等部分组成。室外机作为整个系统的核心部件，承担着能量转换和输送的关键任务，其性能直接影响着系统的整体运行效果和能效。室内机则根据用户的需求和使用场景，选择风机盘管或地暖盘管作为末端散热设备。风机盘管通过强制对流的方式，将冷热量快速传递到室内空气中，适用于对制冷制热速度要求较高的场所；地暖盘管则通过地面辐射的方式，均匀地向室内散发温暖，符合人体 “温足而凉顶” 的舒适需求，尤其在冬季采暖时，能为用户带来更加舒适、健康的体验。连接管道负责将室外机与室内机连接起来，实现制冷剂或水的循环流动，确保冷热量的有效传输。控制系统则负责对整个系统的运行进行精确控制和调节，根据室内外温度、湿度等环境参数，自动调整系统的运行模式、温度设定值等，实现智能化、个性化的舒适体验。
1.1.2 分类方式
根据系统中冷热量传输媒介以及末端设备形式的不同，两联供系统主要可分为天氟地水、天水地水等类型，每种类型都有其独特的特点和适用场景。
天氟地水两联供系统，也被称为氟水两联供系统，其制冷时室内机采用氟系统，即通过铜管输送氟利昂制冷剂，利用制冷剂在蒸发器内的蒸发吸热来实现室内空气的降温；而在制热时，采用水系统，通过空气源热泵主机将水加热，然后通过地暖盘管将热水的热量传递到室内，实现地面辐射供暖。这种系统的优势在于制冷速度快，由于氟利昂的蒸发潜热大，能够迅速吸收室内热量，使室内温度快速下降，满足用户对制冷及时性的需求。在夏季炎热的天气中，开启天氟地水两联供系统的制冷模式后，短时间内即可感受到明显的降温效果，为用户带来清凉舒适的室内环境。而且，氟系统的室内机结构相对简单，安装方便，占用空间较小，对于一些空间有限的小户型住宅或对安装空间有严格要求的场所来说，具有一定的优势 。
不过，天氟地水两联供系统也存在一些不足之处。在制热方面，由于需要通过水系统来实现地暖供暖，增加了一个热交换环节，导致系统的整体能效相对较低，运行成本可能会有所增加。在冬季寒冷的地区，长时间使用天氟地水两联供系统进行供暖时，用户可能会发现电费支出相对较高。氟系统在制冷过程中，由于制冷剂直接与室内空气接触，容易导致室内空气湿度下降，使人感到干燥不适，尤其是对于一些对空气湿度较为敏感的人群，如老年人、儿童和患有呼吸道疾病的人来说，可能会产生一定的影响。
天水地水两联供系统，即整个系统无论是制冷还是制热，都采用水作为冷热量的传输媒介。在制冷时，空气源热泵主机将低温的冷冻水输送至室内的风机盘管，通过风机盘管内的水与室内空气进行热交换，实现室内空气的降温；在制热时，主机将高温的热水输送至地暖盘管或风机盘管，通过地面辐射或强制对流的方式将热量传递到室内，实现供暖。这种系统的最大优点在于舒适性高，水的比热容大，温度变化相对缓慢，使得室内温度更加均匀、稳定，不易出现温度波动过大的情况。在冬季供暖时，天水地水两联供系统通过地暖盘管均匀地向室内散发温暖，使人感受到从脚底升起的舒适暖意，符合人体生理需求，有效避免了因室内温度不均匀而导致的身体不适。而且，水系统在制冷过程中，对室内空气湿度的影响较小，能够保持室内空气的相对湿度在较为舒适的范围内，为用户提供一个更加健康、舒适的室内环境，尤其适合对室内环境舒适度要求较高的场所，如高端住宅、别墅、医院、酒店等 。
从节能性角度来看，天水地水两联供系统在部分负荷运行时，能够通过合理的控制系统实现主机和水泵的变频调节，根据实际需求精确调整冷热量的输出，从而有效降低能耗，提高能源利用效率 。在春秋季节，室内负荷较低时，系统可以自动降低主机和水泵的运行功率，减少能源消耗，降低运行成本。不过，天水地水两联供系统的缺点是系统相对复杂，设备成本和安装成本较高。由于需要配备专门的水泵、膨胀水箱、过滤器等辅助设备，以及铺设大量的水管，使得系统的初期投资较大。而且，水系统的安装和调试要求较高，需要专业的技术人员进行操作，以确保系统的正常运行和性能稳定，这也在一定程度上增加了安装和维护的难度。
2.1 工作原理与构成组件
2.1.1 制冷制热原理
两联供系统的制冷制热过程基于逆卡诺循环原理，通过制冷剂的状态变化实现热量的转移和能量的转换。在夏季制冷模式下，系统以空气为热源，通过一系列的热交换和能量转换过程，将室内的热量传递到室外，从而实现室内降温。
制冷循环始于压缩机，它将低温低压的气态制冷剂吸入并压缩成高温高压的气态制冷剂。压缩机的工作原理类似于打气筒，通过活塞或螺杆等机械部件的运动，将制冷剂气体压缩，使其压力和温度升高。压缩后的高温高压气态制冷剂被输送至冷凝器，在冷凝器中，制冷剂与室外空气进行热交换。由于制冷剂的温度高于室外空气，热量从制冷剂传递到室外空气中，制冷剂逐渐冷却并凝结成高压液态，这一过程类似于水蒸气在冷的表面上凝结成水滴。高压液态制冷剂经过节流装置，如膨胀阀或毛细管，节流降压后变为低温低压的气液混合态。节流装置的作用是通过限制制冷剂的流量，使其压力迅速降低，从而实现降压降温。低温低压的气液混合态制冷剂进入蒸发器，在蒸发器中，制冷剂与室内空气进行热交换。由于制冷剂的温度低于室内空气，室内空气中的热量被制冷剂吸收，制冷剂蒸发变成低温低压的气态，室内空气则因热量被带走而降温。低温低压的气态制冷剂再次被压缩机吸入，开始新的循环。
在冬季制热模式下，系统的工作过程与制冷模式相反，通过逆向循环，将室外空气中的热量转移到室内，实现室内供暖。压缩机同样将低温低压的气态制冷剂吸入并压缩成高温高压的气态制冷剂。高温高压的气态制冷剂被输送至室内的冷凝器，在冷凝器中，制冷剂与室内空气进行热交换，将热量释放到室内空气中，使室内温度升高，制冷剂自身则冷却凝结成高压液态。高压液态制冷剂经过节流装置节流降压后，变为低温低压的气液混合态，进入室外的蒸发器。在蒸发器中，制冷剂与室外空气进行热交换，吸收室外空气中的热量，蒸发变成低温低压的气态。低温低压的气态制冷剂再次被压缩机吸入，完成一个制热循环。
无论是制冷还是制热模式，两联供系统中的制冷剂在循环过程中，不断地吸收和释放热量，实现了室内外热量的转移。而压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器等组件协同工作，确保了制冷制热循环的高效稳定运行。在整个运行过程中，控制系统起着关键的调节作用，它根据室内外温度传感器检测到的温度信号，自动调节压缩机的转速、节流装置的开度等参数，以实现系统的节能运行和精准的温度控制，为用户提供舒适的室内环境。
2.1.2 主要组件解析
两联供系统由多个关键组件协同工作，每个组件都在系统中发挥着不可或缺的作用，共同保障系统的高效稳定运行。
主机作为两联供系统的核心组件，通常采用空气源热泵技术，集制冷、制热、能量转换等多种功能于一体。其内部主要包含压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置等关键部件。压缩机是主机的心脏，通过机械压缩作用，将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂，为制冷制热循环提供动力。不同类型的压缩机，如涡旋式、螺杆式、活塞式等，在性能、效率、噪音等方面存在差异 。涡旋式压缩机具有结构紧凑、运行平稳、噪音低、效率高等优点，广泛应用于中高端两联供系统中；螺杆式压缩机则适用于大型系统，具有制冷量大、调节范围广等特点；活塞式压缩机虽然结构相对简单，但在效率和噪音方面相对较弱，逐渐在一些高端应用场景中被替代。
冷凝器是实现制冷剂热量释放的关键部件。在制冷模式下，它将高温高压气态制冷剂的热量传递给室外空气，使其冷却凝结为液态；在制热模式下，它将热量释放到室内空气中，实现供暖。冷凝器的换热效率直接影响系统的性能，高效的冷凝器能够快速将制冷剂的热量传递出去，提高系统的制冷制热能力。蒸发器则与冷凝器相反，在制冷模式下，它吸收室内空气的热量，使制冷剂蒸发为气态；在制热模式下，它从室外空气中吸收热量，为系统提供热量来源。蒸发器的设计和材质选择对系统的能效和可靠性也至关重要，优质的蒸发器能够增强换热效果，减少能量损失。节流装置的作用是对高压液态制冷剂进行节流降压，使其变为低温低压的气液混合态，进入蒸发器进行蒸发吸热。常见的节流装置有膨胀阀、毛细管等，它们通过精确控制制冷剂的流量和压力，确保系统的稳定运行 。
风机盘管作为两联供系统的室内末端设备之一，主要用于夏季制冷时的室内空气调节。它由风机、盘管、外壳等部分组成。风机的作用是强制室内空气循环流动，通过盘管表面与制冷剂进行热交换，将冷量传递给室内空气，实现室内降温。风机的风量、风压和噪音等参数对用户体验有较大影响，高效低噪的风机能够提供舒适的室内环境，同时降低运行噪音。盘管是风机盘管的核心换热部件，通常采用铜管铝翅片结构，具有良好的导热性能和换热效率。铜管作为制冷剂的通道，能够快速传递热量，铝翅片则增大了换热面积，提高了换热效率。风机盘管的外壳起到保护内部组件和美观的作用，同时也需要具备良好的隔热性能，减少冷热量的散失。
地暖盘管是两联供系统冬季制热的重要末端设备，通过地面辐射的方式将热量传递到室内。它通常采用 PE-RT、PPR 等管材，这些管材具有良好的耐高温、耐腐蚀、柔韧性好等特点，能够适应地暖系统的长期运行需求。PE-RT 管具有优异的耐温性能和抗蠕变性能，在高温环境下仍能保持稳定的性能，使用寿命长；PPR 管则具有良好的热熔连接性能，安装方便，密封性好，减少了管道漏水的风险。地暖盘管在地面下呈盘管状铺设，通过热水在管内循环流动，将热量传递给地面，再由地面向室内辐射热量。地暖盘管的铺设间距、管径大小和热水流量等参数会影响供暖效果，合理的设计和安装能够确保室内温度均匀，提高供暖舒适度。在铺设地暖盘管时，需要根据房间的面积、朝向、保温情况等因素，合理确定盘管的间距和管径，以保证热量的均匀分布 。
水泵在两联供系统中负责驱动水或制冷剂在管道中循环流动，确保冷热量的有效传输。根据系统的不同需求，可选用不同类型的水泵，如离心泵、屏蔽泵等。离心泵具有流量大、扬程高、效率高等优点，适用于大型两联供系统；屏蔽泵则具有无泄漏、噪音低、可靠性高等特点，常用于对密封性和噪音要求较高的场合。水泵的扬程和流量需要根据系统的管路长度、阻力损失等因素进行合理选型，确保系统能够正常运行。如果水泵的扬程不足，会导致水或制冷剂无法顺利循环，影响系统的制冷制热效果；如果流量过大，则会增加能耗和运行成本。在系统运行过程中，水泵的能耗也是一个重要的考量因素，高效节能的水泵能够降低系统的运行成本，提高能源利用效率 。
此外，控制系统作为两联供系统的 “大脑”，负责监测和调节各个组件的运行状态，实现系统的智能化控制。它通过传感器实时采集室内外温度、湿度、压力等参数，并根据预设的程序和用户设定的温度值，自动控制压缩机的启停、风机的转速、水泵的流量等，确保系统始终在最佳状态下运行。先进的控制系统还具备远程监控、故障诊断、数据分析等功能，用户可以通过手机 APP、智能控制面板等终端设备，随时随地对系统进行远程控制和监测，及时了解系统的运行情况。当系统出现故障时，控制系统能够快速诊断故障原因，并发出警报提示用户进行维修，提高了系统的可靠性和维护便利性 。
2.2 与传统暖通系统对比
2.2.1 功能差异
两联供系统在功能上与传统分体空调、锅炉采暖等系统存在显著不同，展现出独特的综合性优势。传统分体空调主要功能为制冷，虽部分具备制热功能，但制热效果有限，尤其在寒冷地区，难以满足冬季高效制热需求。分体空调的制热原理多为电加热或热泵制热，电加热能耗高，热泵制热在低温环境下制热能力大幅衰减，且制热时易导致室内空气干燥，舒适度欠佳。
传统锅炉采暖系统以燃气或燃油锅炉为热源，通过热水循环实现室内供暖。其功能单一，仅能满足冬季制热需求，在夏季无法提供制冷服务。锅炉采暖系统的运行成本受燃料价格影响较大，且存在一定的环境污染问题，如燃气锅炉燃烧产生的氮氧化物等污染物，对空气质量有一定影响。
相比之下，两联供系统集制冷与制热功能于一体，实现了一套设备全年的冷暖供应。在夏季，两联供系统通过制冷循环，将室内热量排出，实现高效制冷，为用户营造凉爽舒适的室内环境；在冬季，系统切换至制热模式，利用空气源热泵从室外空气中吸收热量，转移至室内，满足用户的供暖需求。以空气源热泵两联供系统为例，它采用逆卡诺循环原理，在制冷时，制冷剂在蒸发器中吸收室内热量，蒸发为气态，经压缩机压缩后在冷凝器中向室外放热冷凝；制热时，过程相反，制冷剂从室外空气中吸热，在室内冷凝器中放热，实现室内温度的提升。这种冷暖一体的功能设计，避免了用户分别安装制冷和制热设备的繁琐，节省了设备购置成本和安装空间，为用户提供了更加便捷、高效的室内环境调节解决方案。
两联供系统在功能上还具有一定的灵活性和拓展性。一些高端两联供系统不仅能够实现基本的制冷制热功能，还配备了智能控制系统，可根据室内外环境参数自动调节运行模式和温度设定值，实现智能化的舒适体验。用户还可以通过手机 APP 等智能终端远程控制两联供系统，随时随地调节室内温度，满足个性化的需求。部分两联供系统还具备除湿功能，在潮湿的季节能够有效降低室内空气湿度，保持室内环境的干爽舒适，进一步提升了系统的功能性和实用性 。
2.2.2 能耗分析
通过实际数据对比，两联供系统在节能方面展现出明显优势。以某建筑面积为 150 平方米的住宅为例，分别采用两联供系统和传统分体空调加燃气锅炉采暖系统，记录其在一年中的能耗数据。在制冷季节（6 - 9 月），分体空调的平均月耗电量为 300 度，而两联供系统的平均月耗电量为 250 度，两联供系统较分体空调每月节能约 16.7%。这主要是因为两联供系统采用了高效的空气源热泵技术，其能效比（COP）较高，能够更有效地将电能转化为冷量。空气源热泵两联供系统在制冷时的能效比可达 3.5 - 4.5，而普通分体空调的能效比一般在 2.5 - 3.5 之间 。
在制热季节（11 月 - 次年 3 月），燃气锅炉采暖系统的平均月燃气消耗量为 150 立方米，按照当地燃气价格计算，每月燃气费用约为 450 元；而两联供系统的平均月耗电量为 400 度，按照当地电价计算，每月电费约为 240 元。两联供系统在制热方面较燃气锅炉采暖系统每月节省费用约 210 元，节能效果显著。这是因为两联供系统利用空气中的免费热能进行制热，减少了对传统化石能源的依赖，能源利用效率更高。空气源热泵两联供系统在制热时，通过压缩机将低温低压的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂，制冷剂在冷凝器中释放热量，将水加热，为室内供暖。在这个过程中，消耗的电能主要用于驱动压缩机，而从空气中吸收的热量则是免费的，大大提高了能源利用率。
从全年能耗来看，两联供系统的总能耗费用明显低于传统分体空调加燃气锅炉采暖系统。这不仅为用户节省了运行成本，还减少了能源消耗和碳排放，符合环保节能的发展趋势。两联供系统在部分负荷运行时，能够通过智能控制系统实现压缩机、水泵等设备的变频调节，根据实际需求精确调整冷热量的输出，避免了能源的浪费。在春秋季节，室内负荷较低时，两联供系统可以自动降低设备的运行功率，进一步提高节能效果 。
2.2.3 舒适度对比
从温度均匀性、湿度调节等方面对比，两联供系统在舒适度上相较于传统暖通系统具有明显优势。在温度均匀性方面，传统分体空调采用强制对流的方式制冷制热，出风口附近温度变化较大，容易形成温度梯度，导致室内温度分布不均匀。在客厅安装分体空调时，靠近出风口的区域温度较低，而远离出风口的区域温度较高，人体在不同区域会感受到明显的温差，影响舒适度。而两联供系统在制冷时，若采用风机盘管作为末端，通过合理的盘管布置和送回风设计，能够使室内空气形成较为均匀的循环，温度分布更加均匀；若采用地暖作为制热末端，热量从地面均匀散发，符合人体 “温足而凉顶” 的生理需求，整个房间的温度场更加均衡，有效避免了局部过热或过冷的现象 。
在湿度调节方面，传统分体空调在制冷过程中，由于蒸发器表面温度较低，会使空气中的水蒸气大量凝结成水滴排出室外，导致室内空气湿度快速下降，容易使人感到干燥不适。长时间处于这样的环境中，人体会出现皮肤干燥、喉咙干痒、眼睛干涩等症状，还可能引发呼吸道疾病。而两联供系统中的水系统，在制冷时由于水的比热容较大，温度变化相对缓慢，对室内空气湿度的影响较小，能够保持室内空气的相对湿度在较为舒适的范围内，一般可维持在 40% - 60% 之间 。天水地水两联供系统，通过水作为冷媒进行二次换热，避免了制冷剂与室内空气直接接触导致的过度除湿问题，为用户提供了更加健康、舒适的室内环境。
此外，两联供系统在运行过程中的噪音控制也相对较好。传统分体空调的室外机在运行时会产生较大的噪音，尤其是在夜间，可能会影响用户的休息。而两联供系统的室外机通常采用了先进的降噪技术和优化的结构设计，运行噪音较低。室内末端设备如风机盘管，也通过采用低噪音风机和优化的风道设计，有效降低了运行噪音，为用户营造了更加安静、舒适的居住和工作环境 。
二、两联供系统的技术优势
2.1 技术优势剖析
2.1.1 高效节能特性
两联供系统通过优化设计和先进技术实现了能源的高效利用，其节能优势显著。在系统设计方面，采用了高效的热交换器，能够增强热量传递效率，减少能量损失。以某品牌两联供系统为例，其采用的板式热交换器，相较于传统的壳管式热交换器，传热系数提高了 20% - 30% ，在制冷制热过程中，能够更快速地实现热量的交换，使系统能够更高效地运行。通过合理的管路布局和保温措施，减少了冷热量在输送过程中的损耗。在实际工程中，采用优质的保温材料对管路进行包裹，可将热量损失降低 10% - 15% ，确保更多的冷热量能够有效传递到室内，提高能源利用效率 。
先进的控制技术也是两联供系统实现高效节能的关键。智能控制系统能够根据室内外温度、湿度、负荷变化等实时参数，自动调节系统的运行状态。在部分负荷运行时，系统可通过变频技术，调节压缩机、水泵等设备的转速，使其根据实际需求输出相应的功率，避免了能源的浪费。当室内温度接近设定值时，压缩机转速降低，减少了能耗；在夜间或低负荷时段，水泵转速也相应降低，降低了运行能耗。据实际运行数据统计，采用变频控制的两联供系统，在部分负荷运行时，能耗可降低 30% - 40% 。一些两联供系统还具备智能分区控制功能，能够根据不同房间的使用情况和需求，独立调节各个区域的温度，实现精准控温，进一步提高能源利用效率。在一个多房间的住宅中，用户可以根据每个房间的实际需求，分别设置不同的温度，系统会自动调整对应区域的冷热量输出，避免了不必要的能源消耗 。
2.1.2 舒适体验提升
两联供系统在舒适度方面具有明显优势，尤其是在温度均匀性和无吹风感等方面表现出色。在温度均匀性上，两联供系统采用水作为冷热量传输媒介，水的比热容大，温度变化相对缓慢，使得室内温度更加均匀稳定。以地暖盘管作为制热末端为例，热量从地面均匀散发，形成自下而上的温度梯度，符合人体 “温足而凉顶” 的生理需求，整个房间的温度场分布均匀，有效避免了局部过热或过冷的现象。在实际测试中，使用两联供系统地暖制热的房间，室内垂直方向上的温差一般在 2℃以内，而传统暖气片供暖的房间，垂直温差可达 5℃以上 。
在制冷时，若采用风机盘管作为末端，通过合理的盘管布置和送回风设计，能够使室内空气形成较为均匀的循环，温度分布更加均匀。在一个面积为 30 平方米的客厅中，安装两联供系统的风机盘管，经过测试，室内各区域的温度偏差控制在 1℃以内，为用户提供了舒适的室内环境。两联供系统在运行过程中几乎无吹风感，为用户带来更加舒适的体验。水系统在制冷制热时，通过水与空气的间接换热，使得空气的温度变化较为柔和，避免了传统分体空调直接吹出冷风或热风对人体造成的不适。在夏季制冷时，两联供系统的出风口温度相对较高，一般在 16 - 18℃，且出风速度较低，使得送出的冷风更加柔和，不易让人产生不适感。而传统分体空调的出风口温度通常在 10 - 12℃，且风速较大，长时间直吹容易导致人体出现头疼、关节疼痛等 “空调病” 症状 。
2.1.3 环保性能突出
两联供系统在环保性能方面具有显著优势，主要体现在清洁能源利用和温室气体减排两个方面。在能源利用上，两联供系统多采用空气源热泵技术，以电能为驱动，利用空气中的热量进行制冷和制热，属于可再生能源利用技术。与传统的燃气锅炉采暖、电加热制冷等方式相比，减少了对化石能源的依赖，降低了能源消耗和碳排放。根据相关研究数据，空气源热泵两联供系统相较于燃气锅炉采暖，每年可减少二氧化碳排放量约 30% - 40% ，有效缓解了能源危机和环境污染问题。
在运行过程中，两联供系统几乎不产生有害气体排放，对空气质量影响较小。传统的燃气锅炉在燃烧过程中会产生一氧化碳、氮氧化物等有害气体，这些气体不仅会对人体健康造成危害，还会对大气环境造成污染，形成酸雨、雾霾等环境问题。而两联供系统以空气为热源，不涉及燃烧过程，避免了这些有害气体的产生，为用户创造了一个更加健康、环保的室内外环境。两联供系统在环保性能上的优势，符合当前全球对环保和可持续发展的要求，对于推动暖通行业向绿色低碳方向发展具有重要意义 。
