一种复叠式空调热泵系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种复叠式空调热泵系统，包括低温段循环系统和高温段循环系统；所述低温段循环系统包括低温段压缩机、低温段四通阀、低温段翅片式换热器、低温段节流膨胀阀、第一低温段电磁阀和第二低温段电磁阀、第一板式换热器和第二板式换热器；所述高温段循环系统包括高温段压缩机、高温段节流膨胀阀、第一板式换热器和第二板式换热器。本发明专利技术还公开了一种复叠式空调热泵系统的控制方法，包括制冷模式、单级制热模式、复叠式制热模式和除霜模式。本发明专利技术的复叠式空调热泵系统，结构简单，运行模式较多，能有效解决现有技术的单级空调循环系统及复叠式空调热泵系统存在的缺点，充分发挥单级空调循环系统及复叠式空调热泵系统的优势。

A cascade air conditioning heat pump system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种复叠式空调热泵系统及其控制方法
本专利技术涉及一种复叠式空调热泵系统及其控制方法。
技术介绍
在空调制冷
，普通的单级循环系统已发展相当成熟，且具有结构简单、运行稳定可靠等优点。普通的单级循环系统的制冷温度调节，已基本可以满足用户的日常生活需求。随着用户生活水平的不断提高，对空调制热温度调节范围的需求越来越高，但由于压缩机运行范围的限制，导致单级循环系统的制热温度调节范围无法满足用户的需求。常规的单级空调循环系统，存在无法满足用户高制热温度需求和冬季室外环温很低时，制热量不足的问题。目前，解决此问题的主要方法就是采用复叠式热泵系统。常规的复叠式热泵系统由高温段热泵循环系统和低温段热泵循环系统这两个单独的单级循环系统组成。高温段热泵循环系统采用高沸点的制冷剂；低温段热泵循环系统采用低沸点的制冷剂，低温段制冷剂冷凝产生的热量用于提供高温段制冷剂蒸发所需的热量,最终高温段的冷凝热量可以提供更高的制热温度。常规的复叠式热泵系统虽然可以有效解决用户高制热温度的需求，但还存在以下问题：1)当用户需求的制热温度较低时，复叠式热泵系统相比单级循环系统，功耗较高，能效较低，运行经济性较差；2)简单的复叠系统，用到的制冷部件较少，但运行模式也较少，仅有制热运行模式和除霜运行模式；3)若包含制冷模式、制热模式和除霜模式，但使用的制冷部件较多，系统较复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种复叠式空调热泵系统及其控制方法，它能充分发挥单级空调循环系统及复叠式空调热泵系统的优势。实现本专利技术的目的的一种技术方案是：一种复叠式空调热泵系统，包括低温段循环系统和高温段循环系统；所述低温段循环系统包括低温段压缩机、低温段四通阀、低温段翅片式换热器、低温段节流膨胀阀、第一低温段电磁阀和第二低温段电磁阀、第一板式换热器和第二板式换热器；所述高温段循环系统包括高温段压缩机、高温段节流膨胀阀、第一板式换热器和第二板式换热器；其中，所述低温段循环系统的所述低温段压缩机的出气口与所述第二共用板式换热器的第二进液通道连接；该第二板式换热器的第二出液通道分别与第一低温段电磁阀的一端和第二低温段电磁阀的一端连接；所述第一低温段电磁阀的另一端与所述低温段四通阀的D端连接；该低温段四通阀的C端与所述低温段翅片式换热器的进口端连接，该低温段四通阀的S端与所述低温段压缩机的进气口连接，该低温段四通阀的E端与所述第一共用板式换热器的第二出液通道连接；所述低温段翅片式换热器的出口端与所述低温段节流膨胀阀的进口连接，该低温段节流膨胀阀的出口和所述第二低温段电磁阀的另一端均与第一板式换热器的第二进液通道连接；所述高温段循环系统的所述高温段压缩机的出气口与所述第一板式换热器的第一进液通道连接，该高温段压缩机的进气口与所述第二板式换热器的第一出液通道连接；所述第一板式换热器的第一出液通道与所述高温段节流膨胀阀的进口连接，该高温段节流膨胀阀的出口与所述第二板式换热器的第一进液通道连接。实现本专利技术的目的的另一种技术方案是：一种复叠式空调热泵系统的控制方法，执行于本专利技术的复叠式空调热泵系统，所述控制方法包括制冷模式、单级制热模式、复叠式制热模式和除霜模式；当运行制冷模式时，高温段循环系统不参与运行，第一低温段电磁阀得电，为打开状态；第二低温段电磁阀不得电，为闭合状态；低温段四通阀的D端和C端相通，E端与S端相通；低温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，依次经过第二板式换热器、第一低温段电磁阀和低温段四通阀的D端，接着从低温段四通阀的C端流向低温段翅片式换热器进行冷凝放热，热量排放到空气中，制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，再通过低温段节流膨胀阀节流成低温低压液态制冷剂，然后进入第一共用板式换热器进行蒸发吸热，使第一板式换热器中的水放热温度降低，为用户提供冷量，制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂，最后从低温段四通阀的E端流到S端，再流回到低温段压缩机，完成制冷循环；当运行单级制热模式时，高温段循环系统不参与运行，第一低温段电磁阀得电，为打开状态；第二低温段电磁阀不得电，为闭合状态；低温段四通阀的D端和E端相通，C端与S端相通；低温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，依次经过第二板式换热器、第一低温段电磁阀和低温段四通阀的D端，接着从低温段四通阀的S端流向第一板式换热器进行冷凝放热，使第一板式换热器中的水吸热温度升高，为用户提供热量，制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，再通过低温段节流膨胀阀节流成低温低压液态制冷剂，然后进入低温段翅片式换热器进行蒸发，通过从环境中吸热，制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂，最后通过低温段四通阀的C端流到S端，再流回低温段压缩机，完成单级制热循环；当运行复叠式制热模式时，高温段循环系统和低温段循环系统同时运行；第一低温段电磁阀不得电，为闭合状态；第二低温段电磁阀得电，为打开状态；低温段四通阀的D端和E端相通，C端与S端相通；低温段循环系统的运行过程为：低温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，进入第二板式换热器进行冷凝放热，制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，接着通过第二低温段电磁阀流向低温段节流膨胀阀，节流成低温低压液态制冷剂，再进入低温段翅片式换热器进行蒸发，通过从环境中吸热，制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂，然后通过低温段四通阀的C端流到S端，再流回低温段压缩机，完成低温段循环系统的制热循环；高温段循环系统的运行过程为：高温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，进入第一板式换热器进行冷凝放热，使第一板式换热器中的水吸热温度升高，为用户提供热量，制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，接着流向高温段节流膨胀阀节流成低温低压液态制冷剂，再进入第二板式换热器进行蒸发吸热，制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂，然后流回高温段压缩机，完成高温段循环系统的制热循环；当运行除霜模式时，高温段循环系统不参与运行，第一低温段电磁阀得电，为打开状态；第二低温段电磁阀不得电，为闭合状态；低温段四通阀的D端和C端相通，E端与S端相通；低温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，依次经过第二板式换热器、第一低温段电磁阀和低温段四通阀的D端，接着从低温段四通阀的C端流向低温段翅片式换热器进行冷凝放热，使附着在低温段翅片式换热器上的霜吸热融化，制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，再通过低温段节流膨胀阀节流成中温中压液态制冷剂，然后进入第一板式换热器，制冷剂在第一板式换热器蒸发成中温中压气态制冷剂，最后从低温段四通阀的E端流到S端，再流回到低温段压缩机，完成除霜循环。上述的复叠式空调热泵系统的控制方法，其中，运行所述制冷模式、除霜模式和单级制热模式时，所述第二板式换热器仅作为流通回路的一部分，不作为换热器进行换热；运行复叠式制热模式时，所述第二板式换热器既作为低温段循环系统制热循环的冷凝器，也作为高温段循环系统制热循环的蒸发器。本专利技术的复叠式空调热泵系统及其控制方法具有以下特点：结构简单，运行模式较多，增加了系统运行的经济性，能有效解决现有技术的单级空调循环系统及复叠式空调热泵系统存在的缺点，充分发挥单级空调循环系统及复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复叠式空调热泵系统，包括低温段循环系统和高温段循环系统；所述低温段循环系统包括低温段压缩机、低温段四通阀、低温段翅片式换热器、低温段节流膨胀阀、第一低温段电磁阀和第二低温段电磁阀、第一板式换热器和第二板式换热器；所述高温段循环系统包括高温段压缩机、高温段节流膨胀阀、第一板式换热器和第二板式换热器；其特征在于，/n所述低温段循环系统的所述低温段压缩机的出气口与所述第二共用板式换热器的第二进液通道连接；该第二板式换热器的第二出液通道分别与第一低温段电磁阀的一端和第二低温段电磁阀的一端连接；所述第一低温段电磁阀的另一端与所述低温段四通阀的D端连接；该低温段四通阀的C端与所述低温段翅片式换热器的进口端连接，该低温段四通阀的S端与所述低温段压缩机的进气口连接，该低温段四通阀的E端与所述第一共用板式换热器的第二出液通道连接；所述低温段翅片式换热器的出口端与所述低温段节流膨胀阀的进口连接，该低温段节流膨胀阀的出口和所述第二低温段电磁阀的另一端均与第一板式换热器的第二进液通道连接；/n所述高温段循环系统的所述高温段压缩机的出气口与所述第一板式换热器的第一进液通道连接，该高温段压缩机的进气口与所述第二板式换热器的第一出液通道连接；所述第一板式换热器的第一出液通道与所述高温段节流膨胀阀的进口连接，该高温段节流膨胀阀的出口与所述第二板式换热器的第一进液通道连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复叠式空调热泵系统，包括低温段循环系统和高温段循环系统；所述低温段循环系统包括低温段压缩机、低温段四通阀、低温段翅片式换热器、低温段节流膨胀阀、第一低温段电磁阀和第二低温段电磁阀、第一板式换热器和第二板式换热器；所述高温段循环系统包括高温段压缩机、高温段节流膨胀阀、第一板式换热器和第二板式换热器；其特征在于，
所述低温段循环系统的所述低温段压缩机的出气口与所述第二共用板式换热器的第二进液通道连接；该第二板式换热器的第二出液通道分别与第一低温段电磁阀的一端和第二低温段电磁阀的一端连接；所述第一低温段电磁阀的另一端与所述低温段四通阀的D端连接；该低温段四通阀的C端与所述低温段翅片式换热器的进口端连接，该低温段四通阀的S端与所述低温段压缩机的进气口连接，该低温段四通阀的E端与所述第一共用板式换热器的第二出液通道连接；所述低温段翅片式换热器的出口端与所述低温段节流膨胀阀的进口连接，该低温段节流膨胀阀的出口和所述第二低温段电磁阀的另一端均与第一板式换热器的第二进液通道连接；
所述高温段循环系统的所述高温段压缩机的出气口与所述第一板式换热器的第一进液通道连接，该高温段压缩机的进气口与所述第二板式换热器的第一出液通道连接；所述第一板式换热器的第一出液通道与所述高温段节流膨胀阀的进口连接，该高温段节流膨胀阀的出口与所述第二板式换热器的第一进液通道连接。


2.一种复叠式空调热泵系统的控制方法，执行于如权利要求1所述的复叠式空调热泵系统，其特征在于，所述控制方法包括制冷模式、单级制热模式、复叠式制热模式和除霜模式；
当运行制冷模式时，高温段循环系统不参与运行，第一低温段电磁阀得电，为打开状态；第二低温段电磁阀不得电，为闭合状态；低温段四通阀的D端和C端相通，E端与S端相通；低温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，依次经过第二板式换热器、第一低温段电磁阀和低温段四通阀的D端，接着从低温段四通阀的C端流向低温段翅片式换热器进行冷凝放热，热量排放到空气中，制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂，再通过低温段节流膨胀阀节流成低温低压液态制冷剂，然后进入第一共用板式换热器进行蒸发吸热，使第一板式换热器中的水放热温度降低，为用户提供冷量，制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂，最后从低温段四通阀的E端流到S端，再流回到低温段压缩机，完成制冷循环；
当运行单级制热模式时，高温段循环系统不参与运行，第一低温段电磁阀得电，为打开状态；第二低温段电磁阀不得电，为闭合状态；低温段四通阀的D端和E端相通，C端与S端相通；低温段压缩机排出的高温高压气态制冷剂，依次经过第二板式换...

【专利技术属性】
技术研发人员：董涛涛，
申请(专利权)人：克莱门特捷联制冷设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31