空气源热泵系统及其控制方法

摘要

本发明公开一种空气源热泵系统及其控制方法。该空气源热泵系统包括四通阀装置、高压级压缩机以及低压级压缩机，四通阀装置的四通阀排气口与高压级压缩机的第一排气口和低压级压缩机的第二排气口连接，四通阀装置的四通阀吸气口与高压级压缩机的第一吸气口以及低压级压缩机的第二吸气口连接；低压级压缩机的第二排气口还与高压级压缩机的第一吸气口连接，并且在第二排气口和第一吸气口之间设置有排气截止阀。根据本发明的空气源热泵系统，能够实现单机运转、双机并联运转以及双级串联运转三种运行方式的切换，从而得以根据实际的工况调整系统的运行方式，尤其适用于北方低温制热的工况，保证系统具有更高的运行效率。

权利要求

1.一种空气源热泵系统，其特征在于，包括四通阀装置、高压级压缩机(30)以及低压级压缩机(50)，其中，所述四通阀装置的四通阀排气口与所述高压级压缩机(30)的第一排气口(31)和所述低压级压缩机(50)的第二排气口(51)连接，所述四通阀装置的四通阀吸气口与所述高压级压缩机(30)的第一吸气口(33)以及所述低压级压缩机(50)的第二吸气口(53)连接，并且在所述四通阀吸气口与所述第一吸气口(33)之间设置有吸气单向阀(32)；

所述低压级压缩机(50)的第二排气口(51)还与所述高压级压缩机(30)的第一吸气口(33)连接，并且在所述第二排气口(51)和所述第一吸气口(33)之间设置有排气截止阀(52)；还包括油分离器(10)，其中，所述高压级压缩机(30)的第一排气口(31)与所述油分离器(10)的入口(11)连接，并在所述第一排气口(31)与所述入口(11)之间设置有第一排气单向阀(39)，所述油分离器(10)的出油口(15)与所述高压级压缩机(30)的第一进油口(37)连接；

所述低压级压缩机(50)的第二排气口(51)与所述油分离器(10)的所述入口(11)连接，并在所述第二排气口(51)与所述入口(11)之间设置有第二排气单向阀(59)，所述油分离器(10)的所述出油口(15)与所述低压级压缩机(50)的第二进油口(57)连接；

所述四通阀装置的四通阀排气口与所述油分离器(10)的制冷剂出口(13)连接，以接收所述油分离器(10)排出的制冷剂气体；

在所述油分离器(10)的所述出油口(15)与所述第一进油口(37)和所述第二进油口(57)之间设置有油冷却器(20)；

所述油冷却器(20)为板式油冷却器，在所述油冷却器(20)的输油口(21)与所述第二进油口(57)之间设置有旁通电磁阀(54)和压差控制阀(56)，所述旁通电磁阀(54)与所述压差控制阀(56)并联设置，用于控制所述低压级压缩机(50)的油压。

2.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，在所述出油口(15)与所述油冷却器(20)之间还并联设置有油泵(89)及油泵单向阀(891)，用于所述油分离器(10)与所述第一进油口(37)及所述第二进油口(57)之间的压差不足时强制供油。

3.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，还包括过冷型经济器(40)，所述过冷型经济器(40)的第一输气口(41)与所述高压级压缩机(30)的第一补气口(35)以及所述低压级压缩机(50)的第二补气口(55)连接，或者所述过冷型经济器(40)的第一输气口(41)与所述高压级压缩机(30)的第一吸气口(33)连接。

4.按照权利要求3所述的空气源热泵系统，其特征在于，还包括闪蒸式经济器(60)，所述闪蒸式经济器(60)的第二输气口(61)与所述高压级压缩机(30)的第一吸气口(33)连接；

所述过冷型经济器(40)的第一输气口(41)与所述高压级压缩机(30)的第一补气口(35)以及所述低压级压缩机(50)的第二补气口(55)连接。

5.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，还包括两个过冷型经济器(40)，其中所述两个过冷型经济器(40)中的第一过冷型经济器的第一输气口(41)与所述高压级压缩机(30)的第一补气口(35)以及所述低压级压缩机(50)的第二补气口(55)连接，所述两个过冷型经济器(40)中的第二过冷型经济器的第一输气口(41)与所述高压级压缩机(30)的第一吸气口(33)连接。

6.按照权利要求3至4中任一项所述的空气源热泵系统，其特征在于，还包括风侧换热器(85)和干燥过滤器(87)，所述干燥过滤器(87)设置在所述风侧换热器(85)与所述过冷型经济器(40)之间。

7.按照权利要求5所述的空气源热泵系统，其特征在于，还包括风侧换热器(85)和干燥过滤器(87)，所述干燥过滤器(87)设置在所述风侧换热器(85)与所述两个过冷型经济器(40)中的所述第一过冷型经济器之间。

8.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，还包括回油引射器(81)和水侧换热器(83)，所述回油引射器(81)的引射进气口(811)与所述油分离器(10)的顶部排气口(17)连接，所述回油引射器(81)的引射进油口(813)与所述水侧换热器(83)的底部排油口(831)连接，所述回油引射器(81)的引射排油口(815)与所述四通阀吸气口连接。

9.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述四通阀装置包括第一四通阀(70)和第二四通阀(90)，所述第一四通阀(70)与所述第二四通阀(90)并联设置。

10.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述高压级压缩机(30)与所述低压级压缩机(50)为螺杆式压缩机。

11.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述高压级压缩机(30)与所述低压级压缩机(50)为涡旋式压缩机。

12.一种空气源热泵系统的控制方法，其特征在于，用于权利要求1至11中任一项所述的空气源热泵系统，包括以下步骤：启动所述高压级压缩机或者所述低压级压缩机，进行单机运转，或者同时启动所述高压级压缩机和所述低压级压缩机进行双机并联运转；

根据实际工况控制空气源热泵系统由所述单机运转改为所述高压级压缩机和所述低压级压缩机双机并联运转，或者改为所述高压级压缩机和所述低压级压缩机双级串联运转，或者根据实际工况控制所述空气源热泵系统由所述双机并联运转改为所述单机运转或者改为所述双级串联运转，或者根据实 际工况控制所述空气源热泵系统由所述双级串联运转改为所述单机运转或者改为所述双机并联运转。

13.按照权利要求12所述的控制方法，其特征在于，首先启动高压级压缩机，进行所述单机运转。

14.按照权利要求13所述的控制方法，其特征在于，当由所述高压级压缩机单机运转转换为所述高压级压缩机与所述低压级压缩机双机并联运转时，保持排气截止阀关闭，启动低压级压缩机，开启旁通电磁阀和关闭压差控制阀。

15.按照权利要求13所述的控制方法，其特征在于，当由所述高压级压缩机单机运转转换为所述高压级压缩机与所述低压级压缩机双级串联运转时，开启排气截止阀，启动低压级压缩机，关闭旁通电磁阀和开启压差控制阀。

说明书

空气源热泵系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及空气源热泵系统技术领域，尤其涉及一种空气源热泵系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 目前，处于制热模式的单机螺杆压缩机空气源热泵系统在环境温度较低时，螺杆压缩机吸气比容小，吸气流量小，电机冷却不足，排气温度和润滑油温度高，螺杆压缩机转子内泄漏量增大，加上螺杆压缩机运行在高压差工况下严重过压缩运行导致的运行效率恶化，使单机螺杆压缩机空气源热泵系统在实际应用时，很难可靠地适用于冬季环境温度低于-10℃的地区。

[0003] 采用带中间补气的单机螺杆压缩机空气源热泵系统虽然可以提供一定程度的低环温制热的经济器补气量，提高螺杆压缩机的排气量，进而提高整个系统的制热量和制热效率，但是在低环境温度和高供水温度工况下，螺杆压缩机仍然是运行在过压缩条件下，转子内泄漏量大，吸气流量和电机冷却仍然不足，制热效率较差，而且对螺杆压缩机的使用寿命也具有不利的影响。

[0004] 因此，需要一种空气源热泵系统及其控制方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种空气源热泵系统，包括四通阀装置、高压级压缩机以及低压级压缩机，其中，所述四通阀装置的四通阀排气口与所述高压级压缩机的第一排气口和所述低压级压缩机的第二排气口连接，所述四通阀装置的四通阀吸气口与所述高压级压缩机的第一吸气口以及所述低压级压缩机的第二吸气口连接，并且在所述四通阀吸气口与所述第一吸气口之间设置有吸气单向阀；所述低压级压缩机的第二排气口还与所述高压级压缩机的第一吸气口连接，并且在所述第二排气口和所述第一吸气口之间设置有排气截止阀。

[0006] 优选地，该空气源热泵系统还包括油分离器，其中，所述高压级压缩机的第一排气口与所述油分离器的入口连接，并在所述第一排气口与所述入口之间设置有第一排气单向阀，所述油分离器的出油口与所述高压级压缩机的第一进油口连接；所述低压级压缩机的第二排气口与所述油分离器的所述入口连接，并在所述第二排气口与所述入口之间设置有第二排气单向阀，所述油分离器的所述出油口与所述低压级压缩机的第二进油口连接；所述四通阀装置的四通阀排气口与所述油分离器的制冷剂出口连接，以接收所述油分离器排出的制冷剂气体。

[0007] 优选地，在所述油分离器的所述出油口与所述第一进油口和所述第二进油口之间设置有油冷却器。

[0008] 优选地，所述油冷却器为板式油冷却器，在所述油冷却器的输油口与所述第二进油口之间设置有旁通电磁阀和压差控制阀，所述旁通电磁阀与所述压差控制阀并联设置，用于控制所述低压级压缩机的油压。

[0009] 优选地，在所述出油口与所述油冷却器之间还并联设置有油泵及油泵单向阀，用于所述油分离器与所述第一进油口及所述第二进油口之间的压差不足时强制供油。

[0010] 优选地，该空气源热泵系统还包括过冷型经济器，所述过冷型经济器的第一输气口与所述高压级压缩机的第一吸气口连接。

[0011] 优选地，该空气源热泵系统还包括过冷型经济器，所述过冷型经济器的第一输气口与所述高压级压缩机的第一补气口以及所述低压级压缩机的第二补气口连接，或者所述过冷型经济器的第一输气口与所述高压级压缩机的第一吸气口连接。

[0012] 优选地，该空气源热泵系统还包括闪蒸式经济器，所述闪蒸式经济器的第二输气口与所述高压级压缩机的第一吸气口连接；所述过冷型经济器的第一输气口与所述高压级压缩机的第一补气口以及所述低压级压缩机的第二补气口连接。

[0013] 优选地，该空气源热泵系统还包括两个过冷型经济器，其中一个所述过冷型经济器的第一输气口与所述高压级压缩机的第一补气口以及所述低压级压缩机的第二补气口连接，另一个所述过冷型经济器的第一输气口与所述高压级压缩机的第一吸气口连接。

[0014] 优选地，该空气源热泵系统还包括风侧换热器和干燥过滤器，所述干燥过滤器设置在所述风侧换热器与所述过冷型经济器之间。

[0015] 优选地，该空气源热泵系统还包括回油引射器和水侧换热器，所述回油引射器的引射进气口与所述油分离器的顶部排气口连接，所述回油引射器的引射进油口与所述水侧换热器的底部排油口连接，所述回油引射器的引射排油口与所述四通阀吸气口连接。

[0016] 优选地，所述四通阀装置包括第一四通阀和第二四通阀，所述第一四通阀与所述第二四通阀并联设置。

[0017] 优选地，所述高压级压缩机与所述低压级压缩机为螺杆式压缩机。

[0018] 优选地，所述高压级压缩机与所述低压级压缩机为涡旋式压缩机。

[0019] 本发明还提供了一种空气源热泵系统的控制方法，用于上述的空气源热泵系统，包括以下步骤：启动所述高压级压缩机或者所述低压级压缩机，进行单机运转，或者同时启动所述高压级压缩机和所述低压级压缩机进行双机并联运转；根据实际工况控制空气源热泵系统由所述单机运转改为所述高压级压缩机和所述低压级压缩机双机并联运转，或者改为所述高压级压缩机和所述低压级压缩机双级串联运转，或者根据实际工况控制所述空气源热泵系统由所述双机并联运转改为所述单机运转或者改为所述双级串联运转，或者根据实际工况控制所述空气源热泵系统由所述双级串联运转改为所述单机运转或者改为所述双机并联运转。

[0020] 优选地，首先启动高压级压缩机，进行所述单机运转。

[0021] 优选地，当由所述高压级压缩机单机运转转换为所述高压级压缩机与所述低压级压缩机双机并联运转时，保持排气截止阀关闭，启动低压级压缩机，开启旁通电磁阀和关闭压差控制阀。

[0022] 优选地，当由所述高压级压缩机单机运转转换为所述高压级压缩机与所述低压级压缩机双级串联运转时，开启排气截止阀，启动低压级压缩机，关闭旁通电磁阀和开启压差控制阀。

[0023] 根据本发明的空气源热泵系统，能够实现压缩机单机运转、压缩机双机并联运转以及压缩机双级串联运转三种运行方式的切换，从而得以根据实际的工况调整系统的运行方式，尤其适用于北方低温制热的工况，保证系统具有更高的运行效率。

[0024] 在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

[0025] 以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

[0026] 本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

[0027] 图1为根据本发明一种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0028] 图2为根据本发明另一种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0029] 图3为根据本发明又一种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0030] 图4为根据本发明第四种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0031] 图5为根据本发明第五种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0032] 图6为根据本发明第六种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0033] 图7为根据本发明第七种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0034] 图8为根据本发明第八种实施方式的空气源热泵系统的系统组成示意图；

[0035] 图9为根据本发明一种实施方式的由高压级压缩机单机运转转换为高压级压缩机与低压级压缩机双机并联运转的流程图；

[0036] 图10为根据本发明一种实施方式的由高压级压缩机单机运转转换为高压级压缩机与低压级压缩机双级串联运转的流程图。

具体实施方式

[0037] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

[0038] 为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

[0039] 本发明公开了一种空气源热泵系统，其系统图如图1和图2所示，主要包括四通阀装置、高压级压缩机30以及低压级压缩机50。图1示出的是采用了单独的高压级压缩机30和低压级压缩机50，而图2示出的则是采用了高压级压缩机组和低压级压缩机组，每个高压级压缩机组中包括多个高压级压缩机30，每个低压级压缩机组中包括多个低压级压缩机50。

[0040] 继续参照图1和图2，四通阀装置的四通阀排气口与高压级压缩机30的第一排气口31和低压级压缩机50的第二排气口51连接，以接收掺杂有润滑油的制冷剂气体。四通阀装置的四通阀吸气口与高压级压缩机30的第一吸气口33以及低压级压缩机50的第二吸气口
53连接，以向高压级压缩机30和低压级压缩机50提供制冷剂气体，并且在四通阀吸气口与第一吸气口33之间设置有吸气单向阀32。此外，为了实现低压级压缩机50与高压级压缩机
30的串联，低压级压缩机50的第二排气口51还与高压级压缩机30的第一吸气口33连接。具体地，从图1和图2中可以看出，制冷剂气体由低压级压缩机50的第二排气口51排出后先进入管路1002，随后，管路1002分为管路1003和管路1004。管路1003与管路1008连接并与管路
1007汇合为管路1009，管路1004则连接至高压级压缩机30的第一吸气口33，并且在管路
1004上还设置有排气截止阀52。通过排气截止阀52的打开实现两台压缩机的串联，当不需要两台压缩机串联运行时则需将排气截止阀52关闭。

[0041] 根据本发明的空气源热泵系统，能够实现压缩机单机运转、压缩机双机并联运转以及压缩机双级串联运转三种运行方式的切换，从而得以根据实际的工况调整系统的运行方式，尤其适用于北方低温制热的工况，保证系统具有更高的运行效率。

[0042] 在本发明一种优选的实施方式中，如图3至图8所示，还配备了油分离器10。高压级压缩机30的第一排气口31与油分离器10的入口11连接，以向油分离器10输送掺杂有润滑油的制冷剂气体。为了达到防止制冷剂气体倒流的目的，还在连接第一排气口31与入口11的管路1007上设置有第一排气单向阀39。而为了使油分离器10中分离出的润滑油返回高压级压缩机30，将油分离器10的出油口15与高压级压缩机30的第一进油口37连接。

[0043] 低压级压缩机50的第二排气口51也与油分离器10的入口11连接，同样向油分离器10输送掺杂有润滑油的制冷剂气体，并在连接第二排气口51与入口11的管路1008上设置有第二排气单向阀59，从而防止制冷剂气体倒流回低压级压缩机50。管路1008可以与前述的管路1007汇合为管路1009向油分离器10输送制冷剂气体。此外，油分离器10的出油口15还与低压级压缩机50的第二进油口57连接，以将润滑油输送至低压级压缩机50中进行润滑。

[0044] 四通阀装置的四通阀排气口与油分离器10的制冷剂出口13连接，以接收油分离器10排出的制冷剂气体，该四通阀装置的四通阀吸气口与高压级压缩机30的第一吸气口33以及低压级压缩机50的第二吸气口53连接，以向高压级压缩机30和低压级压缩机50提供制冷剂气体，并且在四通阀吸气口与第一吸气口33之间设置有吸气单向阀32。

[0045] 优选地，四通阀装置可以采用图3中所示的第一四通阀70和第二四通阀90并联组成，也可以如图4至8所示只采用一个第一四通阀70。两个四通阀的并联，即是将第一四通阀70的第一四通阀排气口D1与第二四通阀90的第二四通阀排气口D2连接，第一四通阀70的第一四通阀吸气口S1与第二四通阀90的第二四通阀吸气口S2连接，第一四通阀70的第一冷凝器接口C1与第二四通阀90的第二冷凝器接口C2连接，第一四通阀70的第一蒸发器接口E1与第二四通阀90的第二蒸发器接口E2连接。这种将两个四通阀并联在一起使用的方式，可以只为两个并联的四通阀配备一套配套部件(例如单向阀等)，节省了整个系统的成本。这里需要说明的是，四通阀排气口并不是指四通阀排气口是用来排气的，而是指四通阀排气口所连接的其他设备的接口是用来排气的。例如在图1中，第一四通阀排气口D1所连接的油分离器10的制冷剂出口13是用于排出制冷剂气体的。四通阀吸气口亦是同理，不再赘述。而冷凝器接口和蒸发器接口则是分别用于连接冷凝器和蒸发器。

[0046] 优选地，高压级压缩机30和低压级压缩机50可以采用螺杆式压缩机(如图3至图8所示)，特别是变频式螺杆压缩机。由于变频式螺杆压缩机的控制更加精确，能够进一步提高整个系统的运行效率。

[0047] 同样优选地，高压级压缩机30和低压级压缩机50还可以采用涡旋式压缩机(如图1和图2所示)。涡旋压缩机具有振动小、可靠性高以及噪音小等优点，有助于系统稳定可靠地运转。

[0048] 在本发明另一种优选的实施方式中，如图3至图6所示，在油分离器10的出油口15与高压级压缩机30的第一进油口37以及低压级压缩机50的第二进油口57之间设置有油冷却器20。具体地，润滑油从油分离器10的出油口15流出后经由管路1017进入油冷却器20，同时，从位于水侧换热器83上游的管路1023上将液态制冷剂经管路1016引入油冷却器20，与润滑油进行热交换。润滑油与液态制冷剂在油冷却器20中的流向相反，以实现更好的换热效果。经过热交换的润滑油降温后从油冷却器20的输油口21流出，随后分流进入管路1018和管路1019。管路1018内的润滑油流入高压级压缩机30的第一进油口37，管路1019内的润滑油则流入低压级压缩机50的第二进油口57。将经过降温的润滑油引入两台压缩机中，有利于在两台压缩机同时运行时(可以是并联运行，也可以是串联运行)有效地降低转子温度和排气温度，保证两台压缩机可靠地运行。

[0049] 进一步优选地，油冷却器20可以采用板式油冷却器，并且依然如图3至图6所示，在油冷却器20的输油口21与低压级压缩机50的第二进油口57之间，即在管路1019上设置有旁通电磁阀54和压差控制阀56。从图3至图6中还可以看出，旁通电磁阀54和压差控制阀56并联设置，用于控制低压级压缩机50的油压。具体地，开启旁通电磁阀54和关闭压差控制阀56，用于在低压级压缩机50单独运行或者与高压级压缩机30并联运行时向低压级压缩机50供油。而关闭旁通电磁阀54和开启压差控制阀56则用于在低压级压缩机50与高压级压缩机
30串联运行时向低压级压缩机50供油，以保证低压级压缩机50具有略低于低压级压缩机50的排气压力的供油压力。压差控制阀56对供油压力的调整以低压级压缩机50的排气压力为参考压力，通过设定的压差值，即将压差控制阀56的管路1019的供油压力降低至比低压级压缩机50的排气压力(参考压力)低设定的压差值的供油压力，而低压级压缩机50的排气压力通过压差控制阀56连接在管路1002上的引压口561获取。

[0050] 同样优选地，如图3至图6所示，还可以在油分离器10的出油口15与油冷却器20之间设置油泵89和油泵单向阀891，以在油分离器10与第一进油口37和第二进油口57之间出现供油压力不足的情况时通过启动油泵89而对高压级压缩机30和低压级压缩机50进行强制供油。

[0051] 本发明提供的空气源热泵系统在开始运行时，例如，优先开启高压级压缩机30。此时，排气截止阀52、旁通电磁阀54、压差控制阀56以及其他设置在通往低压级压缩机50的管路上的阀门均处于关闭状态。

[0052] 高压级压缩机30在启动后从管路1005吸气，吸气单向阀32起到正向导通的作用。高压级压缩机30排出的制冷剂气体经第一排气单向阀39和管路1007进入油分离器10，由于与低压级压缩机50连接的第二排气单向阀59的阀后压力为高压级压缩机30的排气压力，其第二排气单向阀59的阀前压力为高压级压缩机30的吸气压力，压力分布导致第二排气单向阀59反向逆止。当高压级压缩机30启动后，润滑油从油分离器10的出油口15流出后最终经管路1018实现向高压级压缩机30供油。这时，整个系统处于仅高压级压缩机30单独运行的单机运转方式。

[0053] 当需要切换至两台压缩机并联运转方式时，需要启动低压级压缩机50。在低压级压缩机50启动后，同时开启旁通电磁阀54，关闭压差控制阀56，以实现向低压级压缩机50供油，低压级压缩机50从管路1001吸气，低压级压缩机50排出的制冷剂气体经第二排气单向阀59和管路1008进入油分离器10。此时整个系统处于高压级压缩机30和低压级压缩机50双机并联运转方式。

[0054] 当需要切换至两台压缩机双级串联运转方式时，需要先开启排气截止阀52。由于排气截止阀52的阀前压力为管路1001的压力，排气截止阀52的阀后压力为管路1005的压力，管路1001与管路1005的压力是平衡的。因此当排气截止阀52开启的时候对正在运行的高压级压缩机30不会有任何影响。然后启动低压级压缩机50，低压级压缩机50从管路1001吸气，向管路1002排气，并且管路1002分流为并联的管路1003和1004。因此，当低压级压缩机50启动后，管路1001和1006的压力降低，而管路1003和1004的压力提高。管路1005上的吸气单向阀32的阀后压力为低压级压缩机50的排气压力，其阀前压力为低压级压缩机50的吸气压力，也就是管路1006的压力，压力分布导致吸气单向阀32反向逆止。由于与低压级压缩机50连接的第二排气单向阀59的阀后压力为高压级压缩机30的排气压力，第二单向阀59的阀前压力为高压级压缩机30的吸气压力，压力分布导致第二排气单向阀59反向逆止。低压级压缩机50由于第二单向阀59的反向逆止，无法向管路1003和1008排气，只能向管路1004排气，高压级压缩机30由于吸气单向阀32的反向逆止无法从管路1006吸气，只能从管路1004吸气。低压级压缩机50启动后，开启压差控制阀56和保持关闭旁通电磁阀54，润滑油从油分离器10的出油口15流出后最终经管路1019和压差控制阀56，实现向低压级压缩机50供油。此时整个系统处于高压级压缩机30和低压级压缩机50双级串联运转方式。

[0055] 在本发明另一种优选的实施方式中，在不具有油分离器的基础上，如图1和2所示，还为空气源热泵系统配备了过冷型经济器40。从图1和图2中可以看出，过冷型经济器40的第一输气口41只与高压级压缩机30的第一吸气口33连接，为高压级压缩机30供气。

[0056] 在本发明又一种优选的实施方式中，参照图3至图8，在具有油分离器10的基础上，空气源热泵系统具有过冷型经济器40。从图3、5、6、7、8中可以看出，过冷型经济器40的第一输气口41与高压级压缩机30的第一补气口35以及低压级压缩机50的第二补气口55连接，以分别对高压级压缩机30和低压级压缩机50提供补气。在高压级压缩机30的补气管路1011和低压级压缩机50的补气管路1012上还设置有配套的补气控制阀和补气单向阀，以对补气进行控制。

[0057] 进一步优选地，如图3、5、7、8所示，本发明的空气源热泵系统还具有闪蒸式经济器60，该闪蒸式经济器60设置在已经具有过冷型经济器40的空气源热泵系统中。通常，此时过冷型经济器40的第一输气口41与高压级压缩机30的第一补气口35以及低压级压缩机50的第二补气口55连接，分别对高压级压缩机30和低压级压缩机50提供补气。而闪蒸式经济器
60则通过自己的第二输气口61与高压级压缩机30的第一吸气口33连接，在闪蒸式经济器60的第二输气口61与高压级压缩机30的第一吸气口33连接的管路上还设置有配套的补气控制阀和补气单向阀，以对补气进行控制。在单机运转方式和双机并联运转方式下，这一补气控制阀应始终处于关闭状态；仅在双级串联运转方式下，这一补气控制阀处于完全开启或者指定开启开度状态。

[0058] 在本发明又一种优选的实施方式中，如图6所示，空气源热泵系统具有两个过冷型经济器40，其中一个过冷型经济器40的第一输气口41与高压级压缩机30的第一补气口35以及低压级压缩机50的第二补气口55连接，分别对高压级压缩机30和低压级压缩机50提供补气。另一个过冷型经济器40的第一输气口41与高压级压缩机30的第一吸气口33连接。

[0059] 过冷型经济器40可以保证蒸发器供液膨胀阀的供液压差，保证阀的正确动作，并实现过冷型经济器40的补气作用。当系统处于单机运转方式时，避免由于供液压差不足导致的低压控制问题。闪蒸式经济器60可以替代高压储液罐和其他类似储液罐的作用以便平衡制冷和制热模式制冷剂充注量不同的作用，在制热运行模式下，闪蒸式经济器60的控制液位高于制冷运行模式下的控制液位，其液位差值即为制冷运行模式和制热运行模式下的制冷剂充注量的差值，并同时实现闪蒸式经济器60的补气作用。至于过冷型经济器40和闪蒸式经济器60如何连接，以及二者如何连接在整体系统中，均是本领域技术人员已经知晓的内容，本文对此不再赘述。

[0060] 在上述具有油分离器10和过冷型经济器40的实施方式的基础上，空气源热泵系统还设置有风侧换热器85和干燥过滤器87。干燥过滤器87设置在风侧换热器85和过冷型经济器40之间。干燥过滤器87用于对从风侧换热器85排出的制冷剂气体进行干燥，以保证过冷型经济器40获得的制冷剂气体中不会含有过多的水分。

[0061] 在本发明又一种优选的实施方式中，如图3至图7所示，在具有油分离器10的实施方式的基础上，还设置有回油引射器81。回油引射器81的引射进气口811与油分离器10的顶部排气口17连接，回油引射器81的引射进油口813与系统的水侧换热器83的底部排油口831连接，回油引射器81的引射排油口815与四通阀吸气口连接。在图3所示的具有第一四通阀70和第二四通阀90的实施方式中，是与第一四通阀70的第一四通阀吸气口S1和第二四通阀
90的第二四通阀吸气口S2连接。在只具有第一四通阀70的实施方式中(参照图4至图7)，与第一四通阀70的第一四通阀吸气口S1连接。

[0062] 回油引射器81内设置有锥形的孔板和喷嘴，当来自油分离器10的顶部排气口17的气体以一定的流速经管路1014进入该锥形孔板节流降压后时，回油引射器81内形成了比水侧换热器83内的制冷剂压力还要低的负压区，水侧换热器器83底部的内的润滑油和制冷剂的混合物会经管路1015被吸入回油引射器81中，在回油引射器81中，被吸入的润滑油和制冷剂的混合物再经过喷嘴的提速增压后随即经管路1013被输送至管路1006中而进入高压级压缩机30的第一吸气口33和低压级压缩机50的第二吸气口53。回油引射器81布置于公共吸气管路上，可以实现在单机运转、双机并联运转以及双级串联运转模式下引射回油，实现简单管路布置，可靠地引射回油，同时在制热运行模式下自动关闭。

[0063] 优选的，如图3至图7所示，水侧换热器83还可以是满液式换热器或者降膜式换热器。在满液式换热器和降膜式换热器中，制冷剂在管外流动，载冷剂(如水，乙二醇溶液等)在管内流动，制冷剂在壳侧的换热管外的传热效率非常高，换热器成本低，制造工艺简单，但需要辅助引射器的回油方式，适用于制冷量大和效率高的制冷系统。

[0064] 同样是优选的，如图1、2和8所示，水侧换热器83还可以是干式壳管式换热器或者板式换热器等直接膨胀式换热器。在直接膨胀式换热器中，制冷剂在管内流动，载冷剂(如水，乙二醇溶液等)在管外流动，传热效率较低，但结构紧凑，直接采用吸气回油的方式，免去了较为复杂的辅助引射器的回油方式，适用于制冷量较小和效率要求低的制冷系统。

[0065] 本发明还公开了一种空气源热泵系统的控制方法。首先，启动高压级压缩机或者低压级压缩机，进行单机运转，或者同时启动高压级压缩机和低压级压缩机进行双机并联运转。随后根据实际工况控制空气源热泵系统由单机运转改为高压级压缩机和低压级压缩机双机并联运转，或者改为高压级压缩机和低压级压缩机双级串联运转。或者根据实际工况控制空气源热泵系统由双机并联运转改为单机运转或者改为双级串联运转。或者根据实际工况控制所述空气源热泵系统由所述双级串联运转改为所述单机运转或者改为所述双机并联运转。具体地，可以通过检测环境温度、供热水出水温度、排气温度、吸气饱和温度和排气饱和温度、压缩机负载百分比以及压缩机运行状态等参数，根据这些参数和制热量需求确定系统应处于哪一种运转模式。

[0066] 优选地，首先启动高压级压缩机，使空气源热泵系统进入单机运转模式。

[0067] 当根据各种参数判断出需要将系统由高压级压缩机单机运转模式转换为高压级压缩机与低压级压缩机双机并联运转模式时，按照图9所示的流程图，保持排气截止阀关闭，启动低压级压缩机，开启旁通电磁阀和关闭压差控制阀。

[0068] 当根据各种参数判断出需要将系统由高压级压缩机单机运转模式转换为高压级压缩机与低压级压缩机双级串联运转模式时，按照图10所示的流程图，开启排气截止阀，启动低压级压缩机，开启压差控制阀和关闭旁通电磁阀。

[0069] 本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。