一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及热泵系统技术领域，特别涉及一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统。


背景技术：

2.在热泵机组应用于谷物烘干等场景下，烘干气流通常自20℃左右的环境温度提升到烘干工艺所需的70℃左右，升温幅度大；如果采用大功率单系统热泵机组的冷凝器执行一次性升温，则热泵机组的循环温升(冷凝温度-蒸发温度)很高，制热能效比cop(cop＝冷凝器制热功率/系统电功率)这一热泵机组核心技术指标将因为与循环温升成反向关系而变得很低，甚至低于1.5，热泵机组的经济性将因此变得很差，失去商业价值和市场意义。
3.热泵企业为了提高谷物烘干等场景下热泵机组的制热能效比，通常采用多套小功率单机热泵子系统冷凝器梯次配置、对干燥气流实施梯次小功率加热的方法来提高综合制热能效比cop。
4.例如，将热泵蒸发器设置在20℃环境空气吸热，通过冷凝器加热干燥气流，使其一次性完成自20℃
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70℃的50℃大功率大跨度总温升，则cop很低。具有探索创新精神的一些热泵企业为了提高cop，将一次性自20℃
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70℃的50℃大功率大跨度总温升，分解成多套小功率单机热泵子系统蒸发器自环境空气吸热再通过多只冷凝器加热干燥气流的多个小阶段小功率梯次温升，譬如分解成干燥气流自环温20℃
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36.7℃、36.7℃
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53.4℃、53.4℃
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70℃的三步升温，用干燥气流在这个3段温升组合中的早期及中期小功率梯次温升阶段20℃
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36.7℃(cop≥6)、36.7℃
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53.4℃(cop≥4)的“超高cop”、“高cop”，来抵消、中和干燥气流自20℃
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70℃一次性大功率50℃总温升的低于1.5的“超低cop”，从而获得由多套小功率单机热泵子系统联合组成的热泵机组全系统全程较高(≥2.5)的综合制热能效比。
5.更进一步地，这些具有探索创新精神的热泵企业，采用多个单级热泵模块组成梯级热泵系统，其中部分或全部单级热泵模块采用两套以上热泵子系统组成；构建各个单级热泵模块的两套以上热泵子系统的翅片管换热器(蒸发器和/或冷凝器)，采用制冷剂管路错排嵌套技术，制冷剂管路互相间隔布列，通过换热器制冷剂管路上的翅片热桥作用实现单级热泵模块两套以上热泵子系统换热器吸放热一体化；作为用于出风热量回收的烘干装置热源，可以采用多套小功率单级热泵模块组合代替大功率单级热泵机组，将多套制冷剂管路错排嵌套的单级热泵模块换热器在风道中梯次配置，对烘干装置出风热量实施多级蒸发器梯级回收，对干燥新风气流实施多级冷凝器梯级加热，降低各个单级热泵模块的各个热泵子系统的冷凝温度蒸发温度之差，提高各个单级热泵模块的各个热泵子系统的cop，从而大幅度提高全系统全程的综合制热能效比cop。
6.更具体的，多个单级热泵模块组成组成梯级热泵系统，其蒸发器冷凝器可以采用4级配置，即采用与电机功率为p的压缩机配套的蒸发器、冷凝器，合计8套，两两配对成组，制冷剂管路错排嵌套，组成4个单级热泵模块；通过对4组8套电机功率为p压缩机驱动的热泵子系统的开停组合，可以组合出以电功率p压缩机驱动的热泵子系统为基本能量单位的1p、
2p、3p、4p、5p、6p、7p、8p合计4级8档与压缩机电机总功率相对应的冷凝器热功率输出，具有很宽的能量谱系；而且，由于采用两套以上热泵子系统通过蒸发器冷凝器制冷剂管路错排嵌套以组成单级热泵模块，在上述对应于4p以上的5档与压缩机电机功率对应的冷凝器热功率输出场景中，梯级热泵系统的cop很高。
7.但是，这种由多套单级热泵模块组成的梯级热泵系统，难以精准控制热功率输出，变负荷适应性差:
8.①
热负荷降低导致cop降低
9.当烘干装置因为投料量减少、环境温度升高等等导致热负荷需求降低时，上述梯级热泵系统只能通过停止运行其中的部分小功率单机热泵子系统或者单级热泵模块来调低热功率输出，从而使四级梯级热泵降为三级梯级热泵系统、二级梯级热泵系统甚至单级热泵系统，相应的综合cop也随之降低。
10.②
输出热负荷只能是单机热泵子系统冷凝器输出热功率的整数倍，不能连续调整
11.上述由四组单级热泵模块组成的梯级热泵系统，通过对4组单级热泵模块中8套电机功率为p压缩机所驱动的热泵子系统的开停组合，以电功率p压缩机驱动的热泵子系统为基本能量单位，可以组合出合计4级8档与压缩机电机总功率1p、2p、3p、4p、5p、6p、7p、8p相对应的冷凝器热功率输出；这在能量谱系上，只是8个离散分布点而不是一个宽幅连续期间；当热工装置需要更精准调整热输出功率，在上述8档之间进行连续调整时，梯级热泵系统无能为力。


技术实现要素：

12.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统，包括至少一套变频热泵机组和多套定频热泵机组，所述变频热泵机组和定频热泵机组的冷凝器的受热介质通道串联。
13.较佳地，所述变频热泵机组通过变频电源模块控制调节压缩机电机转速。
14.较佳地，所述变频热泵机组的蒸发器的一侧设有风机；
15.所述变频电源模块上设有散热翅片，所述散热翅片间的散热通道与所述风机的进风口相通。
16.较佳地，所述变频热泵机组的蒸发器设置在气流通道中，所述风机设置在所述气流通道的出口；所述气流通道的外侧设有导流罩，所述导流罩分别与所述气流通道的出口和外界环境相通；所述变频电源模块的散热翅片设置在所述导流罩内。
17.较佳地，所述变频热泵机组的蒸发器的一侧设有水泵；
18.所述变频电源模块上设有散热翅片，所述散热翅片间的散热通道与所述水泵的进水口相通。
19.较佳地，所述变频热泵机组的蒸发器设置在水流通道中，所述水泵设置在所述水流通道的出口；所述水流通道的外侧设有导流罩，所述导流罩分别与所述水流通道的出口和水体环境相通；所述变频电源模块的散热翅片设置在所述导流罩内。
20.较佳地，所述变频热泵机组和定频热泵机组的冷凝器均采用翅片管式换热器。
21.较佳地，所述变频热泵机组和定频热泵机组的冷凝器均设置在一风道内，所有的冷凝器自所述风道的进口开始向所述风道出口间隔设置。
22.较佳地，所述变频热泵机组和定频热泵机组中的部分或全部机组为由至少两套热泵子系统构成的单级热泵模块，所述单级热泵模块包括至少两个压缩机、一个冷凝器模块、至少两个节流装置和一个蒸发器模块，所述蒸发器模块和冷凝器模块均包括翅片阵列以及贯穿所述翅片阵列的至少两套制冷剂管路，这些套制冷剂管路错排嵌套分布；一个所述压缩机、所述冷凝器的一套制冷剂管路、一个所述节流装置和所述蒸发器的一套制冷剂管路顺序连接构成一套热泵子系统的制冷剂循环回路。
23.较佳地，所述变频热泵机组和定频热泵机组的冷凝器均采用壳管换热器。
24.较佳地，用于对烘干装置的出风热量进行梯级回收和对干燥气流进行梯级加热，所述烘干装置包括干燥气流流入通道、烘干段和干燥气流流出通道，所述干燥气流流入通道和干燥气流流出通道均与所述烘干段连通；
25.所述梯级热泵系统包括若干定频热泵机组和至少一变频热泵机组，所述变频热泵机组和定频热泵机组的冷凝器均设置在所述干燥气流流入通道内，并从所述干燥气流流入通道的进口侧开始向所述烘干段顺序且间隔排列设置；与各个冷凝器相应的各个蒸发器均设置在所述干燥气流流出通道内，并从所述干燥气流流出通道的出口侧开始向所述烘干段顺序且间隔排列设置。
26.与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：
27.本实用新型提供一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统，以一套变频热泵机组为核心，组合多套定频热泵机组，将一套变频热泵系统和多套定频热泵系统的冷凝器受热介质通道(风道、水路等)串联，构建梯级热泵系统，实现冷凝器组对受热介质能量输出的宽幅连续调节。本实用新型只采用一套变频热泵系统与多套定频热泵系统组合，就填补了传统梯级热泵系统只能提供多档能量输出而不能提供宽幅连续能量输出的能量缺口，在能量谱系上将若干个离散分布的能量输出点展开成为一个能量输出宽幅连续的期间，满足了热工装置的连续精准变负荷需求。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。附图中：
29.图1为本实用新型的优选实施例1提供的一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统的结构示意图；
30.图2为本实用新型的优选实施例1提供的植入1套变频热泵机组的4级梯级热泵系统对热负荷需求的连续跟随示意图(输出热功率与电机功率关系图)；
31.图3为本实用新型的优选实施例1提供的由两套热泵子系统构成的单级热泵模块的结构示意图；
32.图4为本实用新型的优选实施例2提供的一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统的结构示意图；
33.图5为本实用新型的优选实施例3提供的植入变频热泵机组的烘干双梯级热泵系统的结构示意图。
具体实施方式
34.以下将结合图1至图5对本实用新型提供的一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统进行详细的描述，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
35.本实用新型提供一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统，包括至少一变频热泵机组和多套定频热泵机组，所述变频热泵机组和定频热泵机组的冷凝器的受热介质通道串联，构建梯级热泵系统，实现冷凝器组对受热介质通道能量输出的宽幅连续调节。
36.梯级热泵系统运行时，梯级热泵系统的控制器依据热负荷需求信号，投入变频热泵机组和若干套定频热泵机组；如果冷凝器组对受热介质通道能量输出与热负荷需求的差值，大于1套定频热泵机组的冷凝器热量输出，则控制器增加或减少1套定频热泵机组的运行，直到差值小于1套定频热泵机组冷凝器输出；当冷凝器组对受热介质通道能量输出与热负荷需求的差值小于1套定频热泵机组冷凝器热量输出，则控制器通过调整变频热泵机组的压缩机转速和制冷剂循环量，来调节变频热泵机组的冷凝器热量输出，从而调节整个梯级热泵系统的能量总输出，直到差值缩小到能量输出控制精度范围内，然后稳定变频热泵机组的压缩机的转速，实现梯级热泵系统对热负荷需求的动态跟随。
37.本实用新型的有益之处，采用变频热泵机组与定频热泵机组组合，填补了传统梯级热泵系统只能提供多档能量输出而不能提供宽幅连续能量输出的能量缺口，在能量谱系上将若干个离散分布的能量输出点展开成为一个能量输出宽幅连续的期间，满足了热工装置的连续精准变负荷需求。
38.实施例1
39.本实施例的一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统，包括至少一变频热泵机组1和多套定频热泵机组2，所述变频热泵机组1的冷凝器模块11和定频热泵机组2的冷凝器21的受热介质通道串联，构建梯级热泵系统，实现冷凝器组对受热介质通道能量输出的宽幅连续调节。本实施例对变频热泵机组1和定频热泵机组2的个数不做具体限制，可根据实际使用需求设定。而且对受热介质也不做限制，如可以是气体，也可以是液体，也可以是气液混合体。
40.图所示为1套变频热泵机组1组合3套定频热泵机组2。在本实施例中，1套变频热泵机组1的冷凝器模块11和3套定频热泵机组2的冷凝器21均为翅片管式换热器，冷凝器的受热介质为气体，因此，将变频热泵机组1的冷凝器11和定频热泵机组2的冷凝器21均设置在风道3内，并从风道3进口开始向风道3出口顺序且间隔排列设置，至于变频热泵机组1的冷凝器模块11是设置在定频热泵机组2的冷凝器21的底部、中间还是上部不做限制，图1显示变频热泵机组1的冷凝器模块11设置在风道3进口，但并不局限于此，构建四级梯级热泵系统，实现冷凝器组对风道能量输出的宽幅连续调节，精准满足热工装置对高温干燥气流的温度、热量的动态需求。
41.本实施例一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统运行时，四级梯级热泵系统控制器依据热负荷需求信号，将变频热泵机组1和3套定频热泵机组2全部或部
分启动运行；如果冷凝器组对热风通道能量输出与热负荷需求的差值，大于1套定频热泵机组2的冷凝器热量输出，则控制器增加或减少1套定频热泵机组2的运行，直到差值小于1套定频热泵机组2冷凝器输出；当冷凝器组对热风通道能量输出与热负荷需求的差值小于1套定频热泵机组2冷凝器热量输出，则控制器通过调整变频热泵机组1的压缩机转速和制冷剂循环量，来调节变频热泵机组1冷凝器热量输出从而调节整个四级梯级热泵系统的能量总输出，直到差值缩小到能量输出控制精度范围内然后稳定变频压缩机的转速，实现四级梯级热泵系统对热负荷需求的动态跟随，如图2右半部所示，设定冷凝器输出热功率q与压缩机电机功率p之间具有4倍关系，q＝4p。
42.本实施例一种实现冷凝器能量输出宽幅连续调节的梯级热泵系统的有益之处在于，只采用1套变频热泵系统与3套定频热泵系统组合，就填补了传统梯级热泵系统只能提供4档能量输出而不能提供宽幅连续能量输出的能量缺口，在能量谱系上将4个离散分布的能量输出点(如图2左半部所示)发展成为一个能量输出宽幅连续的期间(如图2右半部所示)，满足了热工装置的连续精准变负荷需求。
43.在本实施例中，所述变频热泵机组1通过变频电源模块13控制调节压缩机12转速。
44.进一步的，所述变频热泵机组1通过变频电源模块13控制调节压缩机12转速。变频电源模块13包括电源输送模块和变频控制模块，所述变频控制模块分别与所述电源输送模块和热泵系统的控制器连接，变频控制模块根据实际使用需求来调节所述变频热泵机组1的压缩机转速。
45.由于变频电源模块13会产生热量，因此，为了解决变频电源模块13的散热，则在变频电源模块13上设有散热翅片131。以下根据变频热泵机组1的蒸发器16设置在不同的介质中加以详细说明。
46.作为一种实施例，变频热泵机组1的蒸发器16的吸热介质为气体：所述变频热泵机组1的蒸发器16的一侧设有风机14，风机14的作用是用于带动气流流经变频热泵机组1的蒸发器16。变频电源模块13上的散热翅片131间的散热通道与风机14的进风口相通，目的是通过风机14带动变频电源模块13上的散热翅片131的热量散出。
47.具体的，所述变频热泵机组1的蒸发器16放置在气流通道15中，所述气流通道15的出口设有所述风机14；本实施例对气流通道15中流通的是何种介质不做具体限制，可以是空气、氮气、二氧化碳等，本实施例以空气为例，因此，气流通道15为空气通道。
48.所述气流通道15的外侧设有导流罩，所述导流罩分别与气流通道15的出口和外界空气环境相通；所述变频电源模块13的散热翅片131设置在所述导流罩内，所述导流罩分别与所述气流通道15的出口和外界空气环境相通；所述变频电源模块13上的散热翅片131的散热通道分别与外界空气环境和气流通道15的出口相通，并且散热通道的出口与风机14的进风口相通。风机14在工作时，其进风口处产生负压，因此，外界环境空气流经散热翅片131间的散热通道将变频电源模块13的热量经风机14快速带走，目的是保证变频电源模块13处在安全可靠的工作状况。
49.作为另外一种实施例，变频热泵机组1的蒸发器16的吸热介质为液体，本实施例对具体是什么液体不做限制，以水为例，所述变频热泵机组1的蒸发器16的一侧设有水泵，水泵的作用是用于带动水流经变频热泵机组1的蒸发器16。所述变频电源模块的散热翅片间的散热通道与所述水泵的进水口相通。
50.具体的，所述变频热泵机组1的蒸发器16设置在水流通道中，所述水泵设置在所述水流通道的出口；所述水流通道的外侧设有导流罩，所述导流罩分别与所述水流通道的出口和水体环境相通；所述变频电源模块的散热翅片设置在所述导流罩内。
51.作为一种实施例，请参考图1，变频热泵机组1和定频热泵机组2均采用一套热泵子系统构成，变频热泵机组1和定频热泵机组2的制冷剂循环回路的结构相同，以变频热泵机组1为例，其包括压缩机12、冷凝器模块11、节流装置17和蒸发器模块16，压缩机12、冷凝器模块11、节流装置17和蒸发器模块16顺序连接构成此套热泵子系统的制冷剂循环回路。
52.作为另外一种实施例，变频热泵机组1和定频热泵机组2中的部分或全部机组为由至少两套热泵子系统构成的单级热泵模块，以变频热泵机组1为由两套热泵子系统构成的单级热泵模块，请参考图3，此变频热泵机组1'包括两个压缩机12'、一个冷凝器模块11'、两个节流装置17'和一个蒸发器模块16'，所述蒸发器模块16'和冷凝器模块11'均包括翅片阵列以及贯穿所述翅片阵列的至少两套制冷剂管路，这些套制冷剂管路错排嵌套分布，即这些套制冷剂管路不在同一排，且一套制冷剂管路嵌入另一套或另外几套制冷剂管路中；一个所述压缩机12'、所述冷凝器模块11'的一套制冷剂管路、一个所述节流装置17'和所述蒸发器模块16'的一套制冷剂管路顺序连接构成一套热泵子系统的制冷剂循环回路。在本实施例中，压缩机12'的个数＝蒸发器模块16'的制冷剂管路的套数＝节流装置17'的个数＝冷凝器模块11'的制冷剂管路的套数。
53.在本实施例中，每套制冷剂管路均包括若干贯穿所述翅片阵列的制冷剂支路，这些制冷剂支路并联设置；
54.这些套制冷剂管路的制冷剂支路相间设置，形成错排嵌套结构。
55.具体的，所述翅片阵列由若干平行设置的翅片组成；
56.每一制冷剂支路均为蛇形管，具体的，所述制冷剂支路均包括若干分别贯穿若干所述翅片的直管段，若干所述直管段通过其端部的弯管段串联而成蛇形管；
57.相邻两排的制冷剂管支路的直管段错开设置。
58.本实施例对制冷剂管路内流通的具体是哪种制冷剂不做限制，可根据实际使用需求设定。
59.本实施例将单级热泵模块的两套或两套以上的热泵子系统的翅片管蒸发器和冷凝器，采用各套制冷剂管路错排嵌套技术，通过制冷剂管路上的翅片热桥作用实现单级热泵模块两套及两套以上热泵子系统的蒸发器吸热一体化和冷凝器放热一体化。
60.实施例2
61.本实施例与实施例1的基本原理相同，所不同的是，请参考图4，本实施例的冷凝器采用壳管换热器，管程走制冷剂，壳程走受热介质，受热介质为液体，以水为例，即壳管换热器的外壳上设有进水口和出水口。本实施例的热泵系统包括一套变频热泵机组1和三套定频热泵机组2，变频热泵机组1的冷凝器为受热介质的初级加热机组，即变频热泵机组1的冷凝器的进水口与外界水连通，变频热泵机组1的冷凝器的出水口与第二级定频热泵机组2的冷凝器的进水口通过管道连通，第二级的定频热泵机组2的冷凝器的出水口与第三级定频热泵机组2的冷凝器的进水口通过管道连通，以此类推，四级梯级热泵系统的4个壳管换热器的水路串联起来梯级加热生产热水；变频热泵机组1采用变频压缩机，使得出水温度连续可调。
62.实施例3
63.请参考图5，本实施例采用多个单级热泵模块组成的出风热量梯级回收和对干燥气流梯级加热的双梯级热泵系统，用于对烘干装置4的出风热量进行梯级回收和对干燥气流进行梯级加热，所述烘干装置4包括干燥气流流入通道41、烘干段42和干燥气流流出通道43，所述干燥气流流入通道41和干燥气流流出通道43均与所述烘干段42连通；
64.所述梯级热泵系统包括若干定频热泵机组2和至少一变频热泵机组1，所述变频热泵机组1的冷凝器11和定频热泵机组2的冷凝器21均设置在所述干燥气流流入通道41内，并从所述干燥气流流入通道41的进口侧开始向所述烘干段42顺序且间隔排列设置；
65.与各个冷凝器相应的各个蒸发器均设置在所述干燥气流流出通道43内，并从所述干燥气流流出通道43的出口侧开始向所述烘干段42顺序且间隔排列设置。
66.本实施例对变频热泵机组1和定频热泵机组2的个数不做具体限制，可根据实际使用需求设定。请参考图5，以1套变频热泵机组1为核心，组合3套定频热泵机组2。
67.至于变频热泵机组1的冷凝器11是设置在定频热泵机组2的冷凝器21的底部、中间还是上部不做限制，至于变频热泵机组1的蒸发器是设置在定频热泵机组2的蒸发器的底部、中间还是上部也不做限制。图5显示所述变频热泵机组1的冷凝器11设置在所述干燥气流流入通道41的进口；所述变频热泵机组1的蒸发器16设置在所述干燥气流流出通道43的出口。
68.变频热泵机组1和定频热泵机组2均由一套热泵子系统组成，或/和变频热泵机组1和定频热泵机组2均为由至少两套热泵子系统构成的单级热泵模块。
69.本实施例部分或全部单级热泵模块采用两套以上热泵子系统组成的单级热泵模块；构建各个单级热泵模块的两套以上热泵子系统的翅片管换热器(蒸发器和/或冷凝器)，采用制冷剂管路错排嵌套技术，制冷剂管路互相间隔布列，通过换热器制冷剂管路上的翅片热桥作用实现单级热泵模块两套以上热泵子系统换热器吸放热一体化；本实施例作为出风热量梯级回收的烘干装置4热源，将多套制冷剂管路错排嵌套的单级热泵模块换热器在风道中梯次配置，对烘干装置4出风热量实施多级蒸发器梯级回收，对干燥新风气流实施多级冷凝器梯级加热，降低各个单级热泵模块的各个热泵子系统的冷凝温度蒸发温度之差，提高各个单级热泵模块的各个热泵子系统的cop，从而大幅度提高全系统全程的综合制热能效比cop。
70.本实施例的蒸发器组和冷凝器组采用3.5级配置，即采用与电机功率为p压缩机配套的蒸发器模块和冷凝器模块，两两配对，制冷剂管路错排嵌套，组成3个单级热泵模块；再采用与电机功率0.5p定频压缩机缸容相同的变频压缩机和相应蒸发器模块、冷凝器模块，组成一个单级热泵模块，从吸热量放热量的能量角度看，这个基于0.5p定频压缩机缸容的变频单级热泵模块的峰值吸放热功率相当于包括2只电机功率为1p定频压缩机的单级热泵模块的0.5，故合并称之为3.5级配置，如图5所示；
71.本实施例由于由于植入了一套气缸容积与0.5p定频压缩机气缸相同的变频压缩机，如果冷凝器组能量输出与热负荷需求的差值，大于1套1p定频热泵系统的冷凝器热量输出，则控制器增加或减少1套定频热泵系统的运行，直到差值小于1套定频热泵系统冷凝器输出；当冷凝器组对受热介质通道能量输出与热负荷需求的差值小于1套定频热泵系统冷凝器热量输出，则控制器通过投入0.5p变频热泵系统，调整变频热泵系统的压缩机转速和
制冷剂循环量，来调节变频热泵系统冷凝器热量输出从而调节整个四级梯级热泵系统的能量总输出，直到差值逐步缩小到能量输出控制精度范围内然后稳定变频压缩机的转速，实现四级梯级热泵系统对热负荷需求的动态跟随。
72.本实施例具有实施例1的“在能量谱系上将离散分布的能量输出点发展成为一个能量输出宽幅连续的期间，满足了热工装置的连续精准变负荷需求”的优点，并且由于构建各个单级热泵模块的两套热泵子系统的翅片管换热器，采用制冷剂管路错排嵌套技术，制冷剂管路互相间隔布列，通过换热器制冷剂管路上的翅片热桥作用实现单级热泵模块两套热泵子系统换热器吸放热一体化，本实施例在三级1p定频压缩机单级热泵模块处在半负荷运行时，因为运行的热泵子系统充分利用了另一半停止运行子系统的蒸发器冷凝器翅片资源而带来两器换热面积扩大、换热器传热温差降低、cop进一步提高的效果。