本实用新型涉及热泵技术领域，更具体的说，是涉及一种可实现变流量单级压缩循环与复叠循环的热泵系统。
背景技术：
随着环保压力的增加，国家大力推广煤改电产品。空气源热泵由于其具有节能环保的特性得到了广泛的使用。
在需要从较低温度获得热量向较高温度输送时，复叠热泵系统是很好的解决方案。热量通过低温级热泵系统从低温热源吸热，传递给连接低温级热泵系统和高温级热泵系统的冷凝蒸发器，再由高温级热泵系统将热量传递到高温环境中。这种传统的复叠热泵系统通常由两种工质组成，高温级热泵系统采用高温工质，低温级热泵系统采用低温工质。但由于低温工质在常温下处于超临界状态，通常在低温级设膨胀容器，系统复杂且不适用于冬季需要供暖而夏季需要供冷的空气源热泵系统。
然而在夏季供冷时，对于复叠式循环热泵，如果按照能够满足-25℃室外温度供暖热负荷需要的地区，则夏季供冷时配置的供冷量远远大于建筑物的冷负荷。换句话说这些地区的空气源热泵设置以冬季热负荷为主，而夏季冷负荷没有实际空气源热泵输出的供冷量大，运行时会有一半以上冷量浪费，用户的运行成本高，初投资大。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种可实现变流量单级压缩循环与复叠循环的热泵系统，以提高系统的效率，降低系统初投资。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
一种可实现变流量单级压缩循环与复叠循环的热泵系统，包括制冷压缩机组、冷凝蒸发器、第一四通换向阀、第二四通换向阀、第三四通换向阀、室外机、室内机、第一节流阀和第二节流阀；所述制冷压缩机组包括多台压缩机，每台所述压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口，每台所述压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口，相邻两台所述压缩机的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀；所述制冷压缩机组的第一排气接口与所述第二四通换向阀的第三接口连接，所述制冷压缩机组的第一吸气接口与所述第二四通换向阀的第一接口连接，所述制冷压缩机组的第二排气接口与所述第三四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二吸气接口与所述第三四通换向阀的第四接口连接；所述第二四通换向阀的第二接口与所述冷凝蒸发器的第一接口连接，所述冷凝蒸发器的第四接口与所述第一四通换向阀的第一接口连接，所述第一四通换向阀的第四接口通过所述第一节流阀、室内机与所述第二四通换向阀的第四接口连接，所述第三四通换向阀的第三接口通过所述室外机与所述第一四通换向阀的第三接口连接，所述第一四通换向阀的第二接口通过所述第二节流阀与所述冷凝蒸发器的第三接口连接，所述冷凝蒸发器的第二接口与所述第三四通换向阀的第一接口连接。
在夏季以单级压缩并联循环供冷运行时，所述制冷压缩机组中各个压缩机通过打开所有调节阀实现吸气端相互连通及排气端相互连通；所述第一四通换向阀的第三接口与第四接口连通，所述第一四通换向阀的第一接口与第二接口连通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口连通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口连通，所述第三四通换向阀的第二接口与第三接口连通，所述第三四通换向阀的第一接口与第四接口连通，所述第二节流阀为热气旁通阀；一部分工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第三四通换向阀进入所述室外机中冷凝，冷凝后的工质经所述第一四通换向阀、第一节流阀节流进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，再经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组；一部分工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二四通换向阀进入所述冷凝蒸发器中，之后工质经所述第一四通换向阀进入第二节流阀节流降压，经所述第三四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组，完成单级压缩制冷循环，通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的启停数量实现有级的能量调节，调节所述第二节流阀的开度实现无级的能量调节。
在夏季以复叠循环制冷运行时，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相连通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相连通；所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口连通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口连通；所述第三四通换向阀的第二接口与第三接口连通，所述第三四通换向阀的第一接口与第四接口连通；靠近所述制冷压缩机组第一排气接口的压缩机设定为低温级压缩机，靠近所述制冷压缩机组第二排气接口的压缩机设定为高温级压缩机；高温级压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，低温级压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，低温级压缩机与高温级压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通；高温级压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、所述第三四通换向阀进入所述室外机中冷凝，冷凝后的工质经所述第一四通换向阀、第二节流阀节流进入冷凝蒸发器中蒸发，吸收低温级的冷凝热，再经所述第三四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组的高温级压缩机部分，完成高温级循环；低温级系统压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二四通换向阀进入所述冷凝蒸发器中冷凝，向高温级散热，冷凝后的工质经所述第一四通换向阀、第一节流阀节流进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，再经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组的低温级压缩机，完成低温级循环；通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
在冬季以单级压缩并联循环制热运行时，所述制冷压缩机组中各个压缩机通过打开所有调节阀实现吸气端相互连通及排气端相互连通，所述第一四通换向阀的第一接口与第二接口连通，所述第一四通换向阀的第三接口与第四接口连通，所述第二四通换向阀的第一接口与第二接口相连通，所述第二四通换向阀的第三接口与第四接口相连通，所述第三四通换向阀的第一接口与第二接口相连通，所述第三四通换向阀的第三接口与第四接口相连通，所述第二节流阀为热气旁通阀；一部分工质压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二四通换向阀进入室内机中冷凝，产生制热现象，冷凝后的工质经第一节流阀、第一四通换向阀进入所述室外机中蒸发，吸收室外环境热量，再经所述第三四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组；同时制冷压缩机组将工质压缩后一部分经制冷压缩机组的第二排气接口、第三四通换向阀进入所述冷凝蒸发器，再经所述第二节流阀、第一四通换向阀、冷凝蒸发器、第二四通换向阀、所述制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组，完成单级压缩循环；所述第二节流阀作为旁通节流阀，通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的启停数量实现有级的能量调节，调节所述第二节流阀的开度实现无级的能量调节。
在冬季以复叠循环制热运行时，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口连通，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口连通；所述第二四通换向阀的第一接口与第二接口连通，所述第二四通换向阀的第三接口与第四接口连通，所述第三四通换向阀的第二接口与第一接口连通，第三接口与第四接口连通；靠近所述制冷压缩机组第一排气接口的压缩机设定为高温级压缩机，靠近所述制冷压缩机组第二排气接口的压缩机设定为低温级压缩机；高温级压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，低温级压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，低温级压缩机与高温级压缩机的排气端与吸气端之间互不连通；低温级压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第三四通换向阀进入所述冷凝蒸发器中冷凝，向高温级散热，冷凝后的工质经所述第二节流阀、第一四通换向阀进入所述室外机中蒸发，吸收室外环境热量，再经所述第三四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组的低温级压缩机，完成低温级循环；高温级压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二四通换向阀进入所述室内机中冷凝，产生制热现象，冷凝后的工质经所述第一节流阀节流、第一四通换向阀进入所述冷凝蒸发器中蒸发，吸收低温级的冷凝热，再经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组的高温级压缩机，完成高温级循环；通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
所述制冷压缩机组中的压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。
所述冷凝蒸发器为板式换热器或套管式换热器。
所述第一节流阀和第二节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的热泵系统通过合理的设计能够在冬季供暖及夏季制冷时都能实现单级压缩循环及复叠循环，系统切换灵活，使用方便。在系统设计时，可以保障既满足夏季供冷需要也能满足冬季供暖需要，以节约系统的运行成本，降低系统的初投资。
2、本实用新型的热泵系统通过合理的设计，当作为单级压缩并联热泵系统运行时，制冷压缩机组中的压缩机都可通过启停控制实现能量的有级调节，通过第二节流阀的开度调节又可以实现能量的无级调节。本实用新型的系统当作为复叠热泵系统运行时，制冷压缩机组中的压缩机都可以通过调节阀的开启与关闭控制高温级制冷压缩机与低温级制冷压缩机的投入运行台数与级间比例，便于进行级间能量调节，高温级制冷系统和低温级制冷系统工质流量配比合理，可实现制冷和热泵系统的小温差波动控制，可实现系统制冷量或制热量的有效调节，能量调节灵活。
3、冬季供暖时当室外温度低于-25℃时，采用复叠热泵系统比双级压缩热泵系统供暖效率更高。
4、当本实用新型的系统作为复叠制冷系统时由单工质组成，不用膨胀容器等装置，系统结构简单。
附图说明
图1所示为本实用新型可实现变流量单级压缩循环与复叠循环的热泵系统的结构示意图；
图2所示为本实用新型制冷压缩机组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型可实现变流量单级压缩循环与复叠循环的热泵系统的示意图如图1-图2所示，包括制冷压缩机组1、冷凝蒸发器3、第一四通换向阀2-1、第二四通换向阀2-2、第三四通换向阀2-3、室外机5、室内机6、第一节流阀4-1 和第二节流阀4-2。本实施例中，所述制冷压缩机组1包括多台压缩机7，每台所述压缩机7的排气端并联连接后分为第一排气接口1-2和第二排气接口1-3，每台所述压缩机7的吸气端并联连接后分为第一吸气接口1-1和第二吸气接口 1-4，相邻两台所述压缩机7的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀8。同一台压缩机7排气端与吸气端相对应的调节阀同时打开或同时关闭。所述制冷压缩机组1的第一排气接口1-2与所述第二四通换向阀 2-2的第三接口连接，所述制冷压缩机组1的第一吸气接口1-1与所述第二四通换向阀2-2的第一接口连接，所述制冷压缩机组1的第二排气接口1-3与所述第三四通换向阀2-3的第二接口连接，所述制冷压缩机组1的第二吸气接口1-4 与所述第三四通换向阀2-3的第四接口连接。所述第二四通换向阀2-2的第二接口与所述冷凝蒸发器3的第一接口连接，所述冷凝蒸发器3的第四接口与所述第一四通换向阀2-1的第一接口连接，所述第一四通换向阀2-1的第四接口通过所述第一节流阀4-1、室内机6与所述第二四通换向阀2-2的第四接口连接。所述第三四通换向阀2-3的第三接口通过所述室外机5与所述第一四通换向阀 2-1的第三接口连接，所述第一四通换向阀2-1的第二接口通过所述第二节流阀 4-2与所述冷凝蒸发器3的第三接口连接，所述冷凝蒸发器3的第二接口与所述第三四通换向阀2-3的第一接口连接。
本实用新型的热泵系统通过调节阀及四通换向阀的切换可以实现单级压缩制冷循环、复叠式制冷循环、单级压缩热泵循环和复叠式热泵循环。
在夏季以单级压缩并联循环供冷运行时，所述制冷压缩机组1中各个压缩机7通过打开所有调节阀8实现吸气端相互连通、排气端相互连通。此工况时，所述第一四通换向阀2-1的第三接口与第四接口连通，所述第一四通换向阀2-1 的第一接口与第二接口连通。所述第二四通换向阀2-4的第二接口与第三接口连通，所述第二四通换向阀2-4的第一接口与第四接口连通。所述第三四通换向阀2-3的第二接口与第三接口连通，所述第三四通换向阀2-3的第一接口与第四接口连通。所述第二节流阀为热气旁通阀。一部分工质经所述制冷压缩机组1的第二排气接口1-3、第三四通换向阀2-3进入所述室外机5中冷凝，冷凝后的工质经所述第一四通换向阀2-1、第一节流阀4-1节流进入所述室内机6中蒸发，产生制冷现象，再经所述第二四通换向阀2-2、制冷压缩机组1的第一吸气接口1-1回到所述制冷压缩机组。一部分工质经所述制冷压缩机组1的第一排气接口1-2、第二四通换向阀2-2进入所述冷凝蒸发器3中，之后工质经所述第一四通换向阀2-1进入第二节流阀4-2节流降压，经所述第三四通换向阀 2-3、所述制冷压缩机组1的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组，完成单级压缩制冷循环。同时，通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的启停数量实现有级的能量调节，调节所述第二节流阀的开度实现无级的能量调节。
在夏季以复叠循环制冷运行时，所述第一四通换向阀2-1的第一接口与第四接口相连通，所述第一四通换向阀2-1的第二接口与第三接口相连通。所述第二四通换向阀2-2的第一接口与第四接口连通，所述第二四通换向阀2-2的第二接口与第三接口连通。所述第三四通换向阀2-3的第二接口与第三接口连通，所述第三四通换向阀2-3的第一接口与第四接口连通。靠近所述制冷压缩机组1 第一排气接口1-2的压缩机设定为低温级压缩机，靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3的压缩机设定为高温级压缩机。高温级压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，低温级压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，低温级压缩机与高温级压缩机的排气端之间互不连通、吸气端之间互不连通。高温级压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、所述第三四通换向阀2-3进入所述室外机5中冷凝，冷凝后的工质经所述第一四通换向阀2-1、第二节流阀4-2节流进入冷凝蒸发器3中蒸发，吸收低温级的冷凝热，再经所述第三四通换向阀2-3、制冷压缩机组1的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组的高温级压缩机部分，完成高温级循环。低温级系统压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二四通换向阀2-2进入所述冷凝蒸发器3中冷凝，向高温级散热，冷凝后的工质经所述第一四通换向阀2-1、第一节流阀节4-1流进入所述室内机6中蒸发，产生制冷现象，再经所述第二四通换向阀2-2、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1回到所述制冷压缩机组的低温级压缩机，完成低温级循环。通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
在冬季以单级压缩并联循环制热运行时，所述制冷压缩机组1中的各个压缩机通过打开调节阀8实现吸气端相互连通、排气端相互连通。所述第一四通换向阀2-1的第一接口与第二接口连通，所述第一四通换向阀2-1的第四接口与第三接口连通，所述第二四通换向阀2-2的第一接口与第二接口相连通，所述第二四通换向阀2-2的第四接口与第三接口相连通，所述第三四通换向阀2-3 的第一接口与第二接口相连通，所述第三四通换向阀2-3的第四接口与第三接口相连通。所述第二节流阀为热气旁通阀。一部分工质压缩后经所述制冷压缩机组1的第一排气接口1-2、第二四通换向阀2-2进入室内机6中冷凝，产生制热现象，冷凝后的工质经第一节流阀4-1、第一四通换向阀2-2进入所述室外机5中蒸发，吸收室外环境热量，再经所述第三四通换向阀2-3、制冷压缩机组的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组1。同时，制冷压缩机组将工质压缩后一部分经制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第三四通换向阀2-3进入所述冷凝蒸发器3，再经所述第二节流阀4-2、第一四通换向阀2-1、冷凝蒸发器3、第二四通换向阀2-2、所述制冷压缩机组的第一吸气接口1-1回到所述制冷压缩机组1，完成单级压缩循环。所述第二节流阀作为旁通节流阀，通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的启停数量实现有级的能量调节，调节所述第二节流阀的开度实现无级的能量调节。
在冬季以复叠循环制热运行时，所述第一四通换向阀2-1的第二接口与第三接口连通，所述第一四通换向阀2-1的第一接口与第四接口连通。所述第二四通换向阀2-2的第一接口与第二接口连通，所述第二四通换向阀2-2的第三接口与第四接口连通，所述第三四通换向阀2-3的第二接口与第一接口连通，所述第三四通换向阀2-3的第三接口与第四接口连通。靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2的压缩机设定为高温级压缩机，靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3的压缩机设定为低温级压缩机。高温级压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，低温级压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，低温级压缩机与高温级压缩机的排气端之间互不连通、吸气端之间互不连通。低温级压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组1的第二排气接口1-3、第三四通换向阀2-3进入所述冷凝蒸发器3中冷凝，向高温级散热，冷凝后的工质经所述第二节流阀4-2、第一四通换向阀2-1进入所述室外机5中蒸发，吸收室外环境热量，再经所述第三四通换向阀2-3、所述制冷压缩机组的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组的低温级压缩机，完成低温级循环。高温级压缩机将工质压缩后经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二四通换向阀2-2进入所述室内机6中冷凝，产生制热现象，冷凝后的工质经所述第一节流阀节流4-1、第一四通换向阀2-1进入所述冷凝蒸发器3中蒸发，吸收低温级的冷凝热，再经所述第二四通换向阀2-2、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1回到所述制冷压缩机组的高温级压缩机，完成高温级循环。通过控制所述制冷压缩机组中压缩机启停及对应同一压缩机吸气端和排气端的一组调节阀的启闭实现高低温级变流量调节。
所述制冷压缩机组1中的压缩机7为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。
所述冷凝蒸发器3为板式换热器或套管式换热器。
所述第一节流阀4-1和第二节流阀4-2为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
本实用新型的可实现变流量单级压缩并联与复叠式热泵系统中制冷压缩机组中可以通过四通换向阀的动作在变流量单级压缩并联热泵系统与变流量复叠式热泵系统之间切换，在变流量单级压缩并联热泵系统中，通过控制制冷压缩机组中压缩机的启停台数实现能量的有级调节，通过控制热气旁通阀的开度又可以实现能量的无级调节。在复叠系统中，通过成组控制调节阀的打开与关闭，可以实现高低温级系统的流量变化，级间匹配。
本实用新型的可实现变流量单级压缩并联与复叠式热泵系统在具体运用时，制冷压缩机可部分或全部采用定频制冷压缩机，以降低投资。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。