[发明专利]一种双级热泵系统及其控制方法

权利要求书

1.一种双级热泵系统，其特征在于，包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路和初级蒸发器；

所述初级蒸发器连接初级压缩机，所述初级压缩机连接初级冷凝器的第一通道，所述初级冷凝器的第一通道连接初级节流部件，所述初级节流部件连接所述初级蒸发器，形成第一循环回路；

所述初级冷凝器的第二通道出口连接缓冲罐，所述缓冲罐通过第一管道连接次级冷凝器的第一通道进口，所述次级冷凝器的第一通道出口通过第二管道连接次级蒸发器的第一通道，所述次级蒸发器的第一通道出口通过第三管道连接所述初级冷凝器的第二通道进口，形成第二循环回路；所述第三管道上依次连接有系统循环泵和膨胀罐；所述缓冲罐的出口设有三通阀或连接两个切换阀，所述缓冲罐与第一管道之间设有所述三通阀，所述三通阀连接第二管道；所述第一管道和第二管道之间连接有第一切换阀，所述第一切换阀连接所述次级冷凝器的管道上连接有第二切换阀；

所述次级蒸发器的第二通道出口通过次级压缩机连接所述次级冷凝器的第二通道进口，所述次级冷凝器的第二通道出口通过次级节流部件连接所述次级蒸发器的第二通道进口，形成第三个循环回路；

所述次级冷凝器的第三通道出口连接采暖末端供水管路，所述采暖末端供水管路连接用户采暖侧的进口，所述用户采暖侧的出口通过用户末端回水管路连接所述次级冷凝器的第三通道进口，形成第四循环回路；所述用户末端回水管路上连接末端循环水泵。

2.根据权利要求1所述的双级热泵系统，其特征在于，所述缓冲罐内设有电加热器。

3.根据权利要求1所述的双级热泵系统，其特征在于，所述次级冷凝器为三通道板换或双盘管壳管式换热器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的双级热泵系统，其特征在于，所述第一循环回路用于放置超低温度制冷剂；所述第三循环回路用于放置高温制冷剂。

5.根据权利要求4所述的双级热泵系统，其特征在于，所述第一切换阀和第二切换阀为电动阀切换阀，所述三通阀为电动三通阀。

6.根据权利要求4所述的双级热泵系统，其特征在于，所述第三管道上设有第一温度探测器；所述缓冲罐上设有第二温度探测器；所述第二管道上设有第三温度探测器；所述采暖末端供水管路上设有第四温度探测器；所述用户末端回水管路上设有第五温度探测器。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的双级热泵系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

双级制热工况：开启第一、第二、第三和第四循环回路，开启第一切换阀，关闭第二切换阀；通过初级蒸发器吸收空气中的热量，经过初级压缩机升温后，再通过初级冷凝器传递给第二循环回路；将第一循环回路热量通过次级蒸发器传递到第三循环回路，通过次级压缩机提升温度后，通过次级冷凝器传递到第四循环回路，用于给用户供暖；

单级制热工况：开启第一、第二和第四循环回路，开启第二切换阀，关闭第一切换阀，通过初级蒸发器吸收空气中的热量，经过初级压缩机升温后通过初级冷凝器传递给第二循环回路；第二循环回路中防冻液作为导热介质，将第一循环回路热量通过次级冷凝器传递到第四循环回路，用于给用户供暖；

化霜工况：关闭第三和第四循环回路，开启第一和第二循环回路，开启第一切换阀，关闭第二切换阀，第二循环回路的防冻介质提取缓冲罐内热量传递给初级冷凝器，再经初级压缩机后送入到初级蒸发器内并释放热量，用于化霜；当缓冲罐内储存热量不足时，启动缓冲罐内电加热器补充热量；

制冷工况：关闭第三循环回路，开启第一、第二和第四循环回路，开启第二切换阀，关闭第一切换阀；第一循环回路逆运行，从用户室内吸收热量并通过初级蒸发器对空气中散热。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第三管道上设有第一温度探测器；所述缓冲罐上设有第二温度探测器；所述第二管道上设有第三温度探测器；所述采暖末端供水管路上设有第四温度探测器；所述用户末端回水管路上设有第五温度探测器；

当第五温度探测器检测的温度低于第一设定启动值时，选择开启双级制热工况或单级制热工况；

当第五温度探测器检测的温度高于或等于第一设定停止值时，停止双级制热工况或单级制热工况；

在双级制热工况下，当第三温度探测器检测的温度低于设定温度值时，控制系统暂停第三循环回路工作；当第三温度探测器温度值高于或等于设定温度值，控制系统启动第三循环回路正常工作；

当第五温度探测器检测的温度高于第二设定启动值时，开启制冷工况；当第五温度探测器点的温度低于或等于第二设定停止值时，关闭制冷工况；

所述第一设定启动值为20-55℃；所述第一设定停止值为25-60℃；所述设定温度值为10-25℃；所述第二设定启动值为10-30℃；所述第二设定停止值为7-25℃。