热泵空调系统技术方案

本实用新型专利技术涉及热泵空调领域，提供了一种热泵空调系统。热泵空调系统包括第一压缩机、第一四通换向阀、第一换热器、第一节流装置、中间换热器、第二压缩机、第二四通换向阀、第二换热器、以及第二节流装置；其中，第一压缩机、第一四通换向阀、第一换热器、第一节流装置和中间换热器依次连接以构成第一热泵循环回路；第二压缩机、第二四通换向阀、中间换热器、第二节流装置和第二换热器依次连接以构成第二热泵循环回路。本实用新型专利技术的目的在于提供能够实现级间传热温差损失小、低温制热性能及适应性好的热泵空调系统。

【技术实现步骤摘要】
热泵空调系统
本技术涉及热泵空调领域，特别是涉及热泵空调系统。
技术介绍
空气源热泵由于具有投资小、安装维修方便等优点在热泵空调领域中得到了广泛的应用。但在室外低温环境条件下，存在的制热量不足、制热效率低和排气温度过高等问题制约着传统空气源热泵在低温环境中(例如严寒地区)的应用。具体而言，主要表现在：1)随着环境温度的降低，系统蒸发温度降低，冷凝压力不变时压缩机压缩比增大，压缩效率降低；2)蒸发温度降低时，压缩机吸气比体积增大，制热量减少，系统制热性能系数下降；3)蒸发温度过低时，压缩机压缩比增大引起排气温度过高，可能导致压缩机频繁启停，系统无法正常工作。为解决上述问题，可采用双级压缩(包括准二级压缩)热泵来降低系统压缩比。例如，利用空气源热泵从室外空气中吸取热量，制取10-20℃的水作为水源热泵的低位热源，再制取更高温度的热水向建筑物供暖。一般而言，上述双级压缩热泵系统在整个采暖期内均按双级压缩模式运行。但当室外环境温度较高时，双级运行显然较单级运行耗能，使得系统的季节供热性能系数大为降低。为此，相关文献中提供了一种单双级热泵混合供暖系统，当室外环境温度高于某设定温度时，系统按照空气-水热泵单级运行，直接向用户提供合适温度的热水；当室外环境温度低于某设定温度时，系统按照空气-水热泵+水-水热泵双级耦合运行。但该系统因在一级热泵与二级热泵之间采用水环路连接，传热环节多，双级运行时将加大一级与二级热泵间的传热温差，系统供热性能下降。另一方面，由于存在一级与二级热泵间的水环路，以及从一级热泵冷凝器旁通到用户侧的水环路，将使得系统结构及运行控制较为复杂。此外，系统功能单一，不能用于夏季制冷。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供能够实现级间传热温差损失小、低温制热性能及适应性好的热泵空调系统。根据本技术实施例的第一方面，提供了一种热泵空调系统，包括第一压缩机、第一四通换向阀、第一换热器、第一节流装置、中间换热器、第二压缩机、第二四通换向阀、第二换热器、以及第二节流装置；其中，所述第一压缩机、所述第一四通换向阀、所述第一换热器、所述第一节流装置和所述中间换热器依次连接以构成第一热泵循环回路；所述第二压缩机、所述第二四通换向阀、所述中间换热器、所述第二节流装置和所述第二换热器依次连接以构成第二热泵循环回路。根据本技术的实施例，所述中间换热器为三介质换热器。根据本技术的实施例，所述三介质换热器包括可彼此进行热交换的第一制冷剂通道、第二制冷剂通道以及空气通道，其中，所述第一制冷剂通道的两端分别与所述第一四通换向阀和所述第一节流装置连接；所述第二制冷剂通道的两端分别与所述第二四通换向阀和所述第二节流装置连接。根据本技术的实施例，所述第一换热器和所述第二换热器中的一者为室外换热器，并且另一者为室内换热器。根据本技术的实施例，所述第一换热器为空气-制冷剂换热器或水-制冷剂换热器。根据本技术的实施例，所述第二换热器为空气-制冷剂换热器或水-制冷剂换热器。根据本技术的实施例，所述第一热泵循环回路中还设置有第一气液分离器。根据本技术的实施例，所述第二热泵循环回路中还设置有第二气液分离器。根据本技术实施例的第二方面，提供了一种基于如上所述热泵空调系统的运行方法，包括：获取室外空气温度并将获取的室外空气温度与设定温度进行比较；响应于所述室外空气温度与所述设定温度之间满足第一设定条件，控制所述热泵空调系统以第一运行模式运行；响应于所述室外空气温度与所述设定温度之间满足第二设定条件，控制所述热泵空调系统以第二运行模式运行。根据本技术的实施例，在制热工况下，当室外空气温度高于或等于第一设定温度时，控制所述第一热泵循环回路停机并使所述第二热泵循环回路运行，以通过所述第二换热器进行供热；当室外空气温度低于所述第一设定温度时，控制所述第一热泵循环回路和所述第二热泵循环回路运行，以通过所述第二换热器进行供热；在制冷工况下，当室外空气温度低于或等于第二设定温度时，控制所述第一热泵循环回路停机并使所述第二热泵循环回路运行，以通过所述第二换热器进行供冷；当室外空气温度高于所述第二设定温度时，控制所述第一热泵循环回路和所述第二热泵循环回路运行，以通过所述第二换热器进行供冷，其中，所述第二设定温度大于所述第一设定温度。本技术的有益效果在于：在本技术提供的热泵空调系统及其运行方法中，通过采用中间换热器替代现有双级复叠热泵系统中级间水环路换热模块，降低了级间传热温差损失，提高了系统在极端室外温度下的供冷/热性能；由于取消了一级与二级热泵间的水环路、以及从一级热泵冷凝器旁通到用户侧的水环路，使得系统结构紧凑，设备利用率高。另外本技术根据室外温度的变化，可实现单级制热、复叠制热、单级制冷、复叠制冷工况，使系统全季节均可节能、高效地运行。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例的热泵空调系统的结构示意图。附图标记：1：第一压缩机；2：第一四通换向阀；3：第一换热器；4：第一节流装置；5：中间换热器；6：第二压缩机；7：第二四通换向阀；8：第二换热器；9：第二节流装置；51：第一制冷剂通道；52：第二制冷剂通道；53：空气通道。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括第一压缩机、第一四通换向阀、第一换热器、第一节流装置、中间换热器、第二压缩机、第二四通换向阀、第二换热器、以及第二节流装置；/n其中，所述第一压缩机、所述第一四通换向阀、所述第一换热器、所述第一节流装置和所述中间换热器依次连接以构成第一热泵循环回路；所述第二压缩机、所述第二四通换向阀、所述中间换热器、所述第二节流装置和所述第二换热器依次连接以构成第二热泵循环回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括第一压缩机、第一四通换向阀、第一换热器、第一节流装置、中间换热器、第二压缩机、第二四通换向阀、第二换热器、以及第二节流装置；
其中，所述第一压缩机、所述第一四通换向阀、所述第一换热器、所述第一节流装置和所述中间换热器依次连接以构成第一热泵循环回路；所述第二压缩机、所述第二四通换向阀、所述中间换热器、所述第二节流装置和所述第二换热器依次连接以构成第二热泵循环回路。


2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述中间换热器为三介质换热器。


3.根据权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于，所述三介质换热器包括可彼此进行热交换的第一制冷剂通道、第二制冷剂通道以及空气通道，
其中，所述第一制冷剂通道的两端分别与所述第一四通换向阀和所述第一节流装置连接；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先庭，姜思航，石文星，王宝龙，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京;11