热泵机组.pdf

本发明公开了一种热泵机组，包括两个压缩机、三个换向组件、两个室外换热器、水侧换热器及中间冷却器。中间冷却器包括进行换热的第一换热通路和第二换热通路。第一压缩机、第一换向组件、第三换向组件、第一室外换热器、水侧换热器及第一换热通路相连，其中，第一室外换热器与中间冷却器相并联，且二者串联在第三换向组件与水侧换热器之间，第三换向组件具有第一至第三接口，第一接口与第二接口或第三接口连通，第一接口与第二换向组件相连，第二接口与第一室外换热器相连，第三接口与第一换热通路相连。第二压缩机、第二换向组件、第二室外换热器及第二换热通路相连。根据本发明的热泵机组，运行效率高，可在低环温下制热。

权利要求书
1.  一种热泵机组，其特征在于，包括：
第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机具有第一排气口和第一回气口，所述第 二压缩机具有第二排气口和第二回气口；
第一换向组件和第二换向组件，所述第一换向组件具有第一至第四阀口，所述第一 阀口与所述第三阀口和所述第四阀口中的其中一个连通，所述第二阀口与所述第三阀口 和所述第四阀口中的另一个连通，所述第二换向组件具有第五至第八阀口，所述第五阀 口与所述第七阀口和所述第八阀口中的其中一个连通，所述第六阀口与所述第七阀口和 所述第八阀口中的另一个连通，所述第一排气口与所述第一阀口相连，所述第一回气口 与所述第二阀口相连，所述第二排气口与所述第五阀口相连，所述第二回气口与所述第 六阀口相连；
第三换向组件，所述第三换向组件具有第一至第三接口，所述第一接口与所述第二 接口或所述第三接口连通，所述第三阀口与所述第一接口相连；
第一室外换热器和第二室外换热器，所述第一室外换热器的第一端与所述第二接口 相连，所述第二室外换热器的第一端与所述第七阀口相连；
水侧换热器，所述水侧换热器的两端分别与所述第四阀口和所述第一室外换热器的 第二端相连，所述水侧换热器与所述第一室外换热器之间串联有第一节流元件；
中间冷却器，所述中间冷却器具有第一换热通路和第二换热通路，所述第一换热通 路的第一端与所述第三接口相连，所述第一换热通路的第二端通过第二节流元件连接至 所述第一节流元件和所述水侧换热器之间，所述第二换热通路的两端分别与所述第二室 外换热器的第二端和所述第八阀口相连，所述第二换热通路和所述第二室外换热器之间 串联有第三节流元件。

2.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，还包括第一单向阀，所述第一单 向阀与所述第一节流元件并联，所述第一单向阀在从所述第一室外换热器到所述水侧换 热器的方向单向导通。

3.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，还包括第二单向阀，所述第二单 向阀与所述第二节流元件并联，所述第二单向阀在从所述中间冷却器到所述水侧换热器 的方向上单向导通。

4.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，还包括：
第四节流元件，所述第四节流元件串联在所述第二节流元件和所述水侧换热器之间；
第三单向阀，所述第三单向阀与所述第四节流元件并联，所述第三单向阀在从所述 水侧换热器到所述中间冷却器的方向上单向导通。

5.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第三换向组件为三通阀。

6.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第一室外换热器和所述第二 室外换热器为单独的换热器元件或者为一个换热器元件的两部分。

7.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第一节流元件为电子膨胀阀、 热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。

8.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第二节流元件为电子膨胀阀、 热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。

9.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第三节流元件为电子膨胀阀、 热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。

10.  根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第一换向组件和所述第二 换向组件为四通阀。

说明书热泵机组
技术领域
本发明涉及制冷制热领域，尤其是涉及一种热泵机组。
背景技术
热泵机组在运行时通常启用双级循环，这就导致在压差较小工况时机组效率大大下 降，甚至完全无法运行制冷工况。而且机组在制热运行时，随着环境温度降低，机组吸 气压力会随之下降，机组制热量及能效降低，压比增大，系统冷却变差。以上种种原因 均会导致低环温制热与制冷效率的矛盾不易解决，低环温制热的机组制冷能效差，制冷 能效高的机组在低环温时无法有效运行制热。
多数厂家的产品无法满足低环温制热的需求，即使个别厂家将低环温制热热泵机组 采用了复叠式热泵，使机组能够运行低环温制热，但这种机组也会有诸多限制和不足， 不能实现制冷和制热工况的全覆盖。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明旨在 提供一种热泵机组，该热泵机组解决了常规机组运行效率差，甚至无法运行制冷的问题， 也解决了常规机组在低温环境下无法制热的问题。
根据本发明实施例的热泵机组，包括：第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机 具有第一排气口和第一回气口，所述第二压缩机具有第二排气口和第二回气口；第一换 向组件和第二换向组件，所述第一换向组件具有第一至第四阀口，所述第一阀口与所述 第三阀口和所述第四阀口中的其中一个连通，所述第二阀口与所述第三阀口和所述第四 阀口中的另一个连通，所述第二换向组件具有第五至第八阀口，所述第五阀口与所述第 七阀口和所述第八阀口中的其中一个连通，所述第六阀口与所述第七阀口和所述第八阀 口中的另一个连通，所述第一排气口与所述第一阀口相连，所述第一回气口与所述第二 阀口相连，所述第二排气口与所述第五阀口相连，所述第二回气口与所述第六阀口相连； 第三换向组件，所述第三换向组件具有第一至第三接口，所述第一接口与所述第二接口 或所述第三接口连通，所述第三阀口与所述第一接口相连；第一室外换热器和第二室外 换热器，所述第一室外换热器的第一端与所述第二接口相连，所述第二室外换热器的第 一端与所述第七阀口相连；水侧换热器，所述水侧换热器的两端分别与所述第四阀口和 所述第一室外换热器的第二端相连，所述水侧换热器与所述第一室外换热器之间串联有 第一节流元件；中间冷却器，所述中间冷却器具有第一换热通路和第二换热通路，所述 第一换热通路的第一端与所述第三接口相连，所述第一换热通路的第二端通过第二节流 元件连接至所述第一节流元件和所述水侧换热器之间，所述第二换热通路的两端分别与 所述第二室外换热器的第二端和所述第八阀口相连，所述第二换热通路和所述第二室外 换热器之间串联有第三节流元件。
根据本发明实施例的热泵机组，在制冷和高环温制热时采用单级循环，解决常规机 组运行效率差，甚至无法运行制冷的问题。在低环温制热循环时采用双级循环，提供强 劲热量，解决常规机组在低温环境下无法制热的问题。
一些实施例中，热泵机组还包括第一单向阀，所述第一单向阀与所述第一节流元件 并联，所述第一单向阀在从所述第一室外换热器到所述水侧换热器的方向单向导通。
一些实施例中，热泵机组还包括第二单向阀，所述第二单向阀与所述第二节流元件 并联，所述第二单向阀在从所述中间冷却器到所述水侧换热器的方向上单向导通。
一些实施例中，热泵机组还包括：第四节流元件，所述第四节流元件串联在所述第 二节流元件和所述水侧换热器之间；第三单向阀，所述第三单向阀与所述第四节流元件 并联，所述第三单向阀在从所述水侧换热器到所述中间冷却器的方向上单向导通。
可选地，所述第三换向组件为三通阀。由此，第三换向组件结构简单，体积小，性 能可靠。
具体地，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器为单独的换热器元件或者为一 个换热器元件的两部分。
具体地，所述第一节流元件为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。
具体地，所述第二节流元件为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。
具体地，所述第三节流元件为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。
具体地，所述第一换向组件和所述第二换向组件为四通阀。由此，第一换向组件和 第二换向组件结构简单，占用体积小，换向可控性高，性能可靠性好。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得 明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明 显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例一的热泵机组的结构示意图；
图2是实施例一的热泵机组在制冷模式运行时的冷媒流动方向示意图；
图3是实施例一的热泵机组在高环温制热循环模式运行时的冷媒流动方向示意图；
图4是实施例一的热泵机组在低环温制热循环模式运行时的冷媒流动方向示意图；
图5是实施例一的热泵机组在低环温除霜循环模式运行时的冷媒流动方向示意图；
图6是根据本发明实施例二的热泵机组的结构示意图。
附图标记：
热泵机组100、
第一压缩机11、第一排气口a、第一回气口b、
第二压缩机12、第二排气口c、第二回气口d、
第一换向组件51、第一阀口e、第二阀口f、第三阀口g、第四阀口h、
第二换向组件52、第五阀口i、第六阀口j、第七阀口k、第八阀口m、
第三换向组件6、第一接口n、第二接口p、第三接口q、
第一室外换热器21、第一室外换热器的第一端r、第一室外换热器的第二端s、
第二室外换热器22、第二室外换热器的第一端t、第二室外换热器的第二端u、
水侧换热器4、
第一节流元件31、第二节流元件32、第三节流元件33、第四节流元件34、
中间冷却器8、第一换热通路x1、第一换热通路的第一端x11、第一换热通路的第 二端x12、第二换热通路x2、第二换热通路的第一端x21、第二换热通路的第二端x22、
第一单向阀71、第二单向阀72、第三单向阀73。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相 同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐 含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐 含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是 两个或两个以上。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或成一体；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，可以是两个元 件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的热泵机组100，其中热泵机组100具有 制冷模式、高环温制热循环模式、低环温制热循环模式、低环温除霜循环模式。
如图1所示，根据本发明实施例的热泵机组100，包括：第一压缩机11、第二压缩 机12、第一换向组件51、第二换向组件52、第三换向组件6、第一室外换热器21、第 二室外换热器22、水侧换热器4及中间冷却器8。第一压缩机11具有第一排气口a和 第一回气口b，第二压缩机12具有第二排气口c和第二回气口d。需要进行说明的是， 第一压缩机11和第二压缩机12的工作原理等均为现有技术，这里就不详细描述。
参照图1，第一换向组件51具有第一阀口e、第二阀口f、第三阀口g和第四阀口h， 第一阀口e与第三阀口g和第四阀口h中的其中一个连通，第二阀口f与第三阀口g和 第四阀口h中的另一个连通。也就是说，当第一阀口e与第三阀口g连通时，第二阀口 f与第四阀口h连通。当第一阀口e与第四阀口h连通时，第二阀口f与第三阀口g连 通。可选地，第一换向组件51为四通阀，由此，第一换向组件51结构简单，占用体积 小，换向可控性高，性能可靠性好。当然，第一换向组件51也可为多个控制阀构成的 阀门组件，这里不作具体限定。
第二换向组件52具有第五阀口i、第六阀口j、第七阀口k和第八阀口m，第五阀 口i与第七阀口k和第八阀口m中的其中一个连通，第六阀口j与第七阀口k和第八阀 口m中的另一个连通。也就是说，当第五阀口i与第七阀口k连通时，第六阀口j与第 八阀口m连通。当第五阀口i与第八阀口m连通时，第六阀口j与第七阀口k连通。可 选地，第二换向组件52为四通阀，由此，第二换向组件52结构简单，占用体积小，换 向可控性高，性能可靠性好。当然，第二换向组件52也可为多个控制阀构成的阀门组 件，这里不作具体限定。
其中，如图1所示，第一压缩机11的第一排气口a与第一阀口e相连，第一回气口 b与第二阀口f相连，第二压缩机12的第二排气口c与第五阀口i相连，第二回气口d 与第六阀口j相连。
第三换向组件6具有第一接口n、第二接口p和第三接口q，第一接口n与第二接口 p或第三接口q连通，也就是说，第三换向组件6具有两种导通模式，一种是第一接口 n与第二接口p导通，另一种是第一接口n与第三接口q导通。其中，第一换向组件51 的第三阀口g与第一接口n相连。可选地，第三换向组件6为三通阀，由此，第三换向 组件6结构简单，体积小，性能可靠。当然，第三换向组件6的结构不限于此，这里不 作具体限定。例如，第三换向组件6也可采用四通阀，对应第三换向组件6的三个接口 (n、p、q)的功能，在该四通阀的四个阀口中适当选用其中三个阀口，应用其中3个 通道实现回路转换功能，使用时可封堵剩余的一个阀口。当然，第三换向组件6也可为 两个控制阀构成的阀门组件，例如，第三换向组件6包括两个电磁阀，当一个电磁阀打 开时，另一个电磁阀关闭。
第一室外换热器21的第一端r与第二接口p相连，第二室外换热器22的第一端t 与第七阀口k相连，其中，第一室外换热器21和第二室外换热器22可以为两个单独的 换热器元件，第一室外换热器21和第二室外换热器22也可以为一个换热器元件的两部 分。可选地，第一室外换热器21和第二室外换热器22为风冷式换热器。
水侧换热器4安装在室内以调节室内温度。水侧换热器4的两端分别与第四阀口h 和第一室外换热器21的第二端s相连，水侧换热器4与第一室外换热器21之间串联有 第一节流元件31，第一节流元件31起到节流降压的作用。可选地，水侧换热器4可为 壳管式换热器、板式换热器、套管式换热器等多种形式换热器。可选地，第一节流元件 31为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。
中间冷却器8具有第一换热通路x1和第二换热通路x2，第一换热通路x1和第二换 热通路x2分别用于流通冷媒，第一换热通路x1内的冷媒与第二换热通路x2内的冷媒 进行热交换。
第一换热通路x1的第一端x11与第三换向组件6的第三接口q相连，第一换热通路 x1的第二端x12通过第二节流元件32连接至第一节流元件31和水侧换热器4之间，第 二换热通路x2的两端分别与第二室外换热器22的第二端u和第二换向组件52的第八 阀口m相连，其中，第二换热通路x2的第一端x21与第二室外换热器22相连，第二换 热通路x2的第二端x22与第八阀口m相连，第二换热通路x2和第二室外换热器22之 间串联有第三节流元件33。这里，第二节流元件32、第三节流元件33也起到节流降压 的作用，可选地，第二节流元件32为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。 可选地，第三节流元件33为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。
其中，如图1所示，热泵机组100内限定出两个独立的冷媒循环系统。第一压缩机 11、第一换向组件51、第三换向组件6、第一室外换热器21、水侧换热器4、第一节流 元件31、第二节流元件32、中间冷却器8的第一换热通路x1相互连接，构成热泵机组 100的第一级循环系统。第二压缩机12、第二换向组件52、第二室外换热器22、第三 节流元件33、中间冷却器8的第二换热通路x2相互连接，构成热泵机组100的第二级 循环系统。
当热泵机组100处于制冷模式运行时，如图2所示，热泵机组100的第二级循环系 统不启用，仅启用第一级循环系统。
具体而言，如图2所示，当热泵机组100处于制冷模式运行时，第一压缩机11开启， 第二压缩机12关闭。第一换向组件51的第一阀口e和第三阀口g连通且第四阀口h与 第二阀口f连通，第三换向组件6的第一接口n与第二接口p连通。这里，由于第一接 口n与第三接口q不连通，因此冷媒不流经中间冷却器8及第二节流元件32。
从第一压缩机11的第一排气口a排出的冷媒通过第一阀口e和第三阀口g排到第三 换向组件6的第一接口n处，之后冷媒通过第二接口p流入第一室外换热器21中进行 换热，从第一室外换热器21排出的冷媒通过第一节流元件31进行节流降压，从第一节 流元件31流出的冷媒进入到水侧换热器4中进行换热，从水侧换热器4流出的冷媒通 过第四阀口h和第二阀口f排回到第一压缩机11中。
简言之，热泵机组100处于制冷模式运行时冷媒循环流程为：第一压缩机11—第一 换向组件51—第三换向组件6—第一室外换热器21—第一节流元件31—水侧换热器4 —第一换向组件51—第一压缩机11，第一室外换热器21为冷凝器，水侧换热器4为蒸 发器。
当热泵机组100处于高环温制热循环模式运行时，如图3所示，热泵机组100的第 二级循环系统仍不启用，仅启用第一级循环系统。
具体而言，如图3所示，当热泵机组100处于高环温制热循环模式运行时，第一压 缩机11开启，第二压缩机12关闭。第一换向组件51的第一阀口e和第四阀口h连通 且第三阀口g与第二阀口f连通，第三换向组件6的第一接口n与第二接口p连通。从 第一压缩机11的第一排气口a排出的冷媒通过第一阀口e和第四阀口h排入水侧换热 器4中进行换热，从水侧换热器4流出的冷媒通过第一节流元件31进行节流降压，从 第一节流元件31流出的冷媒进入到第一室外换热器21中进行换热，从第一室外换热器 21排出的冷媒通过第三换向组件6的第二接口p、第一接口n流向第一换向组件51，之 后再通过第一换向组件51的第三阀口g、第二阀口f排回到第一压缩机11中。
简言之，热泵机组100处于高环温制热循环模式运行时冷媒循环流程为：第一压缩 机11—第一换向组件51—水侧换热器4—第一节流元件31—第一室外换热器21—第三 换向组件6—第一换向组件51—第一压缩机11，第一室外换热器21为蒸发器，水侧换 热器4为冷凝器。
当热泵机组100处于低环温制热循环模式运行时，如图4所示，热泵机组100同时 启用第一级循环系统和第二级循环系统。
具体而言，如图4所示，当热泵机组100处于低环温制热循环模式运行时，第一压 缩机11开启，第二压缩机12开启，第一换向组件51的第一阀口e和第四阀口h连通 且第二阀口f和第三阀口g连通，第二换向组件52的第五阀口i和第八阀口m连通且 第七阀口k和第六阀口j连通，第三换向组件6的第一接口n与第三接口q连通。这里， 由于第一接口n与第二接口p不连通，因此冷媒不流经第一室外换热器21及第一节流 元件31。
在该种情况下，热泵机组100的第一级循环系统和第二级循环系统中冷媒流向具体 如下：
第一级循环系统：从第一压缩机11排出的冷媒通过第一换向组件51的第一阀口e 和第四阀口h排入到水侧换热器4内进行换热，从水侧换热器4排出的冷媒通过第二节 流元件32进行节流降压，从第二节流元件32排出的冷媒流入到中间冷却器8的第一换 热通路x1内进行换热，从第一换热通路x1流出的冷媒通过第三换向组件6的第三接口 q、第一接口n流向第一换向组件51，然后通过第一换向组件51的第三阀口g和第二阀 口f排回第一压缩机11中。
第二级循环系统：从第二压缩机12排出的冷媒通过第二换向组件52的第五阀口i 和第八阀口m排入到中间冷却器8的第二换热通路x2内进行换热，从第二换热通路x2 排出的冷媒通过第三节流元件33进行节流降压，第三节流元件33内的冷媒流入到第二 室外换热器22内进行换热，从第二室外换热器22流出的冷媒通过第二换向组件52的 第七阀口k和第六阀口j排回到第二压缩机12中。
其中，第一级循环系统的位于第一换热通路x1中的冷媒与第二级循环系统的位于第 二换热通路x2中的冷媒进行热交换。
简言之，热泵机组100处于低环温制热循环模式运行时冷媒循环流程为：
冷媒在第一级循环系统中的流程为：第一压缩机11—第一换向组件51—水侧换热器 4—第二节流元件32—中间冷却器8—第三换向组件6—第一换向组件51—第一压缩机 11，水侧换热器4为冷凝器，中间冷却器8为蒸发器。
同时，冷媒在第二级循环系统中的流程为：第二压缩机12—第二换向组件52—中间 冷却器8—第三节流元件33—第二室外换热器22—第二换向组件52—第二压缩机12， 中间冷却器8为冷凝器，第二室外换热器22为蒸发器。
当热泵机组100处于低环温除霜循环模式运行时，如图5所示，热泵机组100同时 启用第一级循环系统和第二级循环系统。
具体而言，如图5所示，当热泵机组100处于低环温除霜循环模式运行时，第一压 缩机11开启，第二压缩机12开启，第一换向组件51的第一阀口e和第三阀口g连通 且第四阀口h和第二阀口f连通，第二换向组件52的第五阀口i和第七阀口k连通且第 八阀口m和第六阀口j连通，第三换向组件6的第一接口n与第三接口q连通。在该种 情况下，热泵机组100的第一级循环系统和第二级循环系统中冷媒流向具体如下：
第一级循环系统：从第一压缩机11排出的冷媒通过第一换向组件51的第一阀口e 和第三阀口g排入到第三换向组件6处，然后从第三换向组件6的第一接口n、第三接 口q流向中间冷却器8的第一换热通路x1，从第一换热通路x1流出的冷媒通过第二节 流元件32进行节流降压，从第二节流元件32流出的冷媒排入到水侧换热器4中进行换 热，从水侧换热器4排出的冷媒通过第一换向组件51的第四阀口h和第二阀口f排回 到第一压缩机11中。
第二级循环系统：从第二压缩机12排出的冷媒通过第二换向组件52的第五阀口i 和第七阀口k排入到第二室外换热器22中进行换热，从第二室外换热器22排出的冷媒 通过第三节流元件33进行节流降压，从第三节流元件33流出的冷媒流向中间冷却器8 的第二换热通路x2，从第二换热通路x2流出的冷媒通过第二换向组件52的第八阀口m 和第六阀口j排回到第二压缩机12中。
其中，第一级循环系统的位于第一换热通路x1中的冷媒与第二级循环系统的位于第 二换热通路x2中的冷媒进行热交换。
简言之，热泵机组100处于低环温除霜循环模式运行时冷媒循环流程为：
冷媒在第一级循环系统中的流程为：第一压缩机11—第一换向组件51—第三换向组 件6—中间冷却器8—第二节流元件32—水侧换热器4—第一换向组件51—第一压缩机 11，中间冷却器8为冷凝器，水侧换热器4为蒸发器。
同时，冷媒在第二级循环系统中的流程为：第二压缩机12—第二换向组件52—第二 室外换热器22—第三节流元件33—中间冷却器8—第二换向组件52—第二压缩机12， 中间冷却器8为蒸发器，第二室外换热器22为冷凝器。
因此从上述说明可知，热泵机组100的冷媒循环系统为复叠式系统。
在第一级循环系统中，第一压缩机11的排气可以通过第一换向组件51和第三换向 组件6的控制和换向实现通向水侧换热器4、中间冷却器8、第一室外换热器21中的任 意一个换热器的转换。
同时，在第一级循环系统中，通过第一换向组件51、第三换向组件6的控制和换向， 可以实现水侧换热器4为蒸发器、第一室外换热器21为冷凝器的循环，或者实现水侧 换热器4为冷凝器、第一室外换热器21为蒸发器的循环，或者中间冷却器8为蒸发器、 水侧换热器4为冷凝器的循环系统，或者中间冷却器8为冷凝器、水侧换热器4为蒸发 器的循环系统。
在第二级循环系统中，第二压缩机12排气可以通过第二换向组件52的控制和换向 实现通向中间冷却器8和第二室外换热器22中的任意一个换热器的转换。
在第二级循环系统中，通过第二换向组件52的控制和换向，可实现中间冷却器8 为蒸发器，第二室外换热器22为冷凝器的循环系统，或者实现中间冷却器8为冷凝器， 第二室外换热器22为蒸发器的循环系统。
在热泵机组100为制冷模式、高环温制热循环模式运行时，热泵机组100的双级循 环不启动，只启动单级循环，这样，热泵机组100在制冷过程中，可采用能效高的冷媒 介质循环系统，保证制冷高效运行，解决了常规机组运行效率差，甚至无法运行制冷的 问题。
当热泵机组100为低环温制热循环时，热泵机组100开启双级循环，提供了强劲热 量，解决常规机组在低环温环境下无法制热的问题。同时可以在低环温制热过程中，当 需要除霜时也采用双级循环，解决常规机组除霜时热量损失过大、除霜不干净问题。
根据本发明实施例的热泵机组100，在制冷和高环温制热时采用单级循环，解决常 规机组运行效率差，甚至无法运行制冷的问题。在低环温制热循环时采用双级循环，提 供强劲热量，解决常规机组在低温环境下无法制热的问题。
需要说明的是，上述热泵机组100的结构描述为图1所示的实施例一的结构，本发 明实施例的热泵机组100还可根据需要增设其他构件，下面参考图6来描述本发明的实 施例二的热泵机组100的结构。
由图6可知，实施例二的热泵机组100的结构与实施例一的热泵机组100的结构大 体相同，这里不再赘述。
所不同的是，在实施例二中，如图6所示，热泵机组100还包括第一单向阀71，第 一单向阀71与第一节流元件31并联，第一单向阀71在从第一室外换热器21到水侧换 热器4的方向单向导通。也就是说，通过设有第一单向阀71，从第一室外换热器21流 出的冷媒可以经过第一单向阀71流向水侧换热器4，从水侧换热器4流出的冷媒无法通 过第一单向阀71流向第一室外换热器21。其中，第一单向阀71也可由通断开关替代， 具体地，该处通断开关可为电控阀或手动阀等，例如，通断开关可为电磁阀、球阀、角 阀等，当冷媒从第一室外换热器21到水侧换热器4的方向流动时，该通断开关打开， 当冷媒从水侧换热器4到第一室外换热器21的方向流动时，该通断开关关闭。
另外，如图6所示，热泵机组100还包括第二单向阀72，第二单向阀72与第二节 流元件32并联，第二单向阀72在从中间冷却器8到水侧换热器4的方向上单向导通。 也就是说，通过设有第二单向阀72，从中间冷却器8流出的冷媒可以经过第二单向阀 72流向水侧换热器4，从水侧换热器4流出的冷媒无法通过第二单向阀72流向中间冷 却器8。其中，第二单向阀72也可由通断开关替代，具体地，该处通断开关可为电控阀 或手动阀等，例如，通断开关可为电磁阀、球阀、角阀等，当冷媒从中间冷却器8到水 侧换热器4的方向流动时，该通断开关打开，当冷媒从水侧换热器4到中间冷却器8的 方向流动时，该通断开关关闭。
进一步地，在图6所示第二实施例中，热泵机组100还包括：第四节流元件34和第 三单向阀73，第四节流元件34串联在第二节流元件32和水侧换热器4之间，第四节流 元件34起到节流降压的作用。第三单向阀73与第四节流元件34并联，第三单向阀73 在从水侧换热器4到中间冷却器8的方向上单向导通。也就是说，通过设有第三单向阀 73，从水侧换热器4流出的冷媒可以经过第三单向阀73流向中间冷却器8，从中间冷却 器8流出的冷媒无法通过第三单向阀73流向水侧换热器4。
其中，第四节流元件34为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少一个。第三单 向阀73也可由通断开关替代，具体地，该处通断开关可为电控阀或手动阀等，例如， 通断开关可为电磁阀、球阀、角阀等，当冷媒从水侧换热器4向中间冷却器8的方向流 动时，该通断开关打开，当冷媒从中间冷却器8向水侧换热器4的方向流动时，该通断 开关关闭。
由上述连接关系可知，第四节流元件34、第一单向阀71、第二单向阀72、第三单 向阀73均包括在第一级循环系统内。
在第二实施例中，当热泵机组100处于制冷模式运行时，第一压缩机11开启，第二 压缩机12关闭。第一换向组件51的第一阀口e和第三阀口g连通且第四阀口h与第二 阀口f连通，第三换向组件6的第一接口n与第二接口p连通。由于第一接口n与第三 接口q不连通，因此冷媒不流经中间冷却器8及第二节流元件32。
从第一压缩机11的第一排气口a排出的冷媒通过第一阀口e和第三阀口g排到第三 换向组件6的第一接口n处，之后冷媒通过第二接口p流入第一室外换热器21中进行 换热，从第一室外换热器21排出的冷媒通过第一单向阀71流向第四节流元件34进行 节流降压，从第四节流元件34流出的冷媒进入到水侧换热器4中进行换热，从水侧换 热器4流出的冷媒通过第四阀口h和第二阀口f排回到第一压缩机11中。
简言之，热泵机组100处于制冷模式运行时冷媒循环流程为：第一压缩机11—第一 换向组件51—第三换向组件6—第一室外换热器21—第一单向阀71—第四节流元件34 —水侧换热器4—第一换向组件51—第一压缩机11。
在第二实施例中，当热泵机组100处于高环温制热循环模式运行时，第一压缩机11 开启，第二压缩机12关闭。第一换向组件51的第一阀口e和第四阀口h连通且第三阀 口g与第二阀口f连通，第三换向组件6的第一接口n与第二接口p连通。从第一压缩 机11的第一排气口a排出的冷媒通过第一阀口e和第四阀口h排入水侧换热器4中进 行换热，从水侧换热器4流出的冷媒通过第三单向阀73流向第一节流元件31进行节流 降压，从第一节流元件31流出的冷媒进入到第一室外换热器21中进行换热，从第一室 外换热器21排出的冷媒通过第三换向组件6的第二接口p、第一接口n流向第一换向组 件51，之后再通过第一换向组件51的第三阀口g、第二阀口f排回到第一压缩机11中。
简言之，实施例二中热泵机组100处于高环温制热循环模式运行时冷媒循环流程为： 第一压缩机11—第一换向组件51—水侧换热器4—第三单向阀73—第一节流元件31— 第一室外换热器21—第三换向组件6—第一换向组件51—第一压缩机11。
在第二实施例中，当热泵机组100处于低环温制热循环模式运行时，第一压缩机11 开启，第二压缩机12开启，第一换向组件51的第一阀口e和第四阀口h连通且第二阀 口f和第三阀口g连通，第二换向组件52的第五阀口i和第八阀口m连通且第七阀口k 和第六阀口j连通，第三换向组件6的第一接口n与第三接口q连通。由于第一接口n 与第二接口p不连通，因此冷媒不流经第一室外换热器21及第一节流元件31。在该种 情况下的两级循环系统中冷媒流向具体如下：
第一级循环系统：从第一压缩机11排出的冷媒通过第一换向组件51的第一阀口e 和第四阀口h排入到水侧换热器4内进行换热，从水侧换热器4排出的冷媒通过第三单 向阀73流向第二节流元件32进行节流降压，从第二节流元件32排出的冷媒流入到中 间冷却器8的第一换热通路x1内，从第一换热通路x1流出的冷媒通过第三换向组件6 的第三接口q、第一接口n流向第一换向组件51，然后通过第一换向组件51的第三阀 口g和第二阀口f排回第一压缩机11中。
第二级循环系统：从第二压缩机12排出的冷媒通过第二换向组件52的第五阀口i 和第八阀口m排入到中间冷却器8的第二换热通路x2内，从第二换热通路x2排出的冷 媒通过第三节流元件33进行节流降压，第三节流元件33内的冷媒流入到第二室外换热 器22内进行换热，从第二室外换热器22流出的冷媒通过第二换向组件52的第七阀口k 和第六阀口j排回到第二压缩机12中。
其中，第一级循环系统的位于第一换热通路x1中的冷媒与第二级循环系统的位于第 二换热通路x2中的冷媒进行热交换。
简言之，实施例二中热泵机组100处于低环温制热循环模式运行时，冷媒循环流程 为：
冷媒在第一级循环系统中的流程为：第一压缩机11—第一换向组件51—水侧换热器 4—第三单向阀73—第二节流元件32—中间冷却器8—第三换向组件6—第一换向组件 51—第一压缩机11。
同时，冷媒在第二级循环系统中的流程为：第二压缩机12—第二换向组件52—中间 冷却器8—第三节流元件33—第二室外换热器22—第二换向组件52—第二压缩机12。
在第二实施例中，当热泵机组100处于低环温除霜循环模式运行时，第一压缩机11 开启，第二压缩机12开启，第一换向组件51的第一阀口e和第三阀口g连通且第四阀 口h和第二阀口f连通，第二换向组件52的第五阀口i和第七阀口k连通且第八阀口m 和第六阀口j连通，第三换向组件6的第一接口n与第三接口q连通。在该种情况下， 两级循环系统中冷媒流向具体如下：
第一级循环系统：从第一压缩机11排出的冷媒通过第一换向组件51的第一阀口e 和第三阀口g排入到第三换向组件6处，然后从第三换向组件6的第一接口n、第三接 口q流向中间冷却器8的第一换热通路x1，从第一换热通路x1流出的冷媒通过第二单 向阀72流入第四节流元件34中进行节流降压，从第四节流元件34流出的冷媒排入到 水侧换热器4中进行换热，从水侧换热器4排出的冷媒通过第一换向组件51的第四阀 口h和第二阀口f排回到第一压缩机11中。
第二级循环系统：从第二压缩机12排出的冷媒通过第二换向组件52的第五阀口i 和第七阀口k排入到第二室外换热器22中进行换热，从第二室外换热器22排出的冷媒 通过第三节流元件33流向中间冷却器8的第二换热通路x2，从第二换热通路x2流出的 冷媒通过第二换向组件52的第八阀口m和第六阀口j排回到第二压缩机12中。
其中，第一级循环系统的位于第一换热通路x1中的冷媒与第二级循环系统的位于第 二换热通路x2中的冷媒进行热交换。
简言之，第二实施例中，热泵机组100处于低环温除霜循环模式运行时，冷媒循环 流程为：
冷媒在第一级循环系统中的流程为：第一压缩机11—第一换向组件51—第三换向组 件6—中间冷却器8—第二单向阀72—第四节流元件34—水侧换热器4—第一换向组件 51—第一压缩机11。
同时，冷媒在第二级循环系统中的流程为：第二压缩机12—第二换向组件52—第二 室外换热器22—第三节流元件33—中间冷却器8—第二换向组件52—第二压缩机12。
综上，实施例二的热泵机组100中，当热泵机组100进行制冷和高环温制热时采用 单级循环，从而提高机组运行效率。在低环温制热循环时采用双级循环，提供强劲热量， 解决常规机组在低温环境下无法制热的问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例” 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点 包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在 任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱 离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型， 本发明的范围由权利要求及其等同物限定。