CN104110908A - 三级压缩复叠循环热泵系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三级压缩复叠循环热泵系统及其控制方法。该三级压缩复叠循环热泵系统包括高温级系统、低温级系统和蒸发冷凝器，高温级系统为单级压缩系统，低温级系统为双级压缩系统，高温级系统和低温级系统分别与蒸发冷凝器连接。本发明的三级压缩复叠循环热泵系统及其控制方法，通过高温级系统、低温级系统以及蒸发冷凝器组成三级压缩循环热泵系统，降低压缩的压缩比，提升循环的吸气效率和压缩效率，能够显著提升制热量和制热效率，从而解决低温下产热量与用热量的矛盾。

Description

三级压缩复叠循环热泵系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调热泵领域，特别是涉及一种能够制冷与制热的三级压缩复叠循环热泵系统，以及应用于上述三级压缩复叠循环热泵系统的控制方法。

背景技术

一般地，对于热泵系统而言，环境温度越低，对热量的需求越大，但是单级压缩热泵系统只能做到在零下20℃以上正常启动运行，并且单级压缩热泵系统在零下20℃的温度下制热量衰减严重，制热效果不能保证，此外单级压缩热泵系统的机组的可靠性也受到严峻的考验。

相比单级压缩热泵，复叠循环系统和喷气增焓双级压缩系统在低温下制热量较大，能效较高。复叠循环系统依靠两级压缩循环，有效降低每级压缩的压缩比，提升单级循环的效率。双级压缩系统同样也能减少单级压缩机的压比，降低排气温度，同时可提高吸气效率和压缩效率，从而提升制热量和制热效率。

虽然复叠循环系统和喷气增焓双级压缩系统较单级压缩热泵系统优势明显，但是当环境温度降至在零下20℃以下时，复叠循环系统和喷气增焓双级压缩系统的压缩比明显升高，制热量都衰减至额定工况的60％以下，制热效率也大幅降低。随着温度降低，用户热量需求增大，因此单纯的复叠循环系统和喷气增焓双级压缩系统无法从根本上解决产热量与用热量的矛盾，无法在超低温下满足用户取暖需求。

鉴于上述缺陷，本发明人经过长时间的研究和实践终于获得了本发明创造。

发明内容

基于此，有必要针对压缩热泵系统在低温条件下存在产热量与用热量的问题，提供一种能够在低温条件下解决产热量与用热量问题的三级压缩复叠循环热泵系统，以及应用于上述三级压缩复叠循环热泵系统的控制方法。上述目的通过下述技术方案实现：

一种三级压缩复叠循环热泵系统，包括高温级系统、低温级系统和蒸发冷凝器，所述高温级系统为单级压缩系统，所述低温级系统为喷气增焓双级压缩系统，所述高温级系统和所述低温级系统分别与所述蒸发冷凝器连接。

上述目的还可以通过下述技术方案进一步实现。

在其中一个实施例中，所述高温级系统采用第一冷媒，所述低温级系统采用第二冷媒，且所述第一冷媒的冷凝温度高于所述第二冷媒，所述第二冷媒的蒸发压力高于所述第一冷媒。

在其中一个实施例中，所述高温级系统包括第一压缩机、第一换热器、第一四通阀和第一气液分离器，所述第一四通阀的四个阀口分别与所述蒸发冷凝器、所述第一压缩机、所述第一气液分离器和所述第一换热器连通，所述第一气液分离器与所述第一压缩机连通，所述第一换热器与所述蒸发冷凝器连通，所述第一压缩机、所述第一换热器、所述第一四通阀、所述第一气液分离器与所述蒸发冷凝器形成高温级回路。

在其中一个实施例中，所述高温级系统还包括第一过滤器、第一油分离器和第一电磁阀，所述第一油分离器设置在连通所述第一四通阀与所述第一压缩机的管道上，所述第一油分离器通过管道和毛细管连通到所述第一气液分离器上，所述第一过滤器设置在所述第一油分离器与所述毛细管之间，所述第一电磁阀设置在连通所述第一过滤器与所述第一气液分离器的管道上。

在其中一个实施例中，所述高温级系统还包括第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀设置在连通所述第一换热器与所述蒸发冷凝器的管道上。

在其中一个实施例中，所述低温级系统包括第二压缩机、第二换热器、第二四通阀、第二气液分离器和储液罐，所述第二四通阀的四个阀口分别与所述蒸发冷凝器、第二压缩机、所述第二气液分离器和所述第二换热器连通，所述第二气液分离器与所述第二压缩机连通，所述第二换热器与所述蒸发冷凝器连通，所述储液罐设置在连通所述第二换热器与所述蒸发冷凝器的管道上，所述第二压缩机、所述第二换热器、所述第二四通阀、所述第二气液分离器、所述储液罐与所述蒸发冷凝器形成低温级主路回路。

在其中一个实施例中，所述低温级系统还包括第二过滤器、第二电磁阀和第二油分离器，所述第二油分离器设置在连通所述第二四通阀与所述第二压缩机的管道上，所述第二油分离器通过管道和毛细管连通到所述第二气液分离器上，所述第二过滤器设置在所述第二油分离器与所述毛细管之间，所述第二电磁阀设置在连通所述第二过滤器与所述第二气液分离器的管道上。

在其中一个实施例中，所述低温级系统还包括连通所述压缩机和所述储液罐的低温级补气回路，在所述低温级补气回路上设置有压力传感器和补气阀，所述补气阀设置所述第二压缩机与所述压力传感器之间。

在其中一个实施例中，所述低温级系统还包括第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀设置在连通所述储液罐与所述第二换热器的管道上，所述第三电子膨胀阀设置在连通所述储液罐与所述蒸发冷凝器的管道上。

在其中一个实施例中，所述第一换热器为室内换热器，所述第二换热器为室外换热器。

在其中一个实施例中，所述第二压缩机为喷气增焓压缩机。

还涉及一种三级压缩复叠循环热泵系统的控制方法，所述高温级系统以固定频率运行；所述低温级系统变频运行；

所述低温级系统的变频运行包括如下步骤：

外部感温包检测外部环境温度并将其发送至控制器；

所述低温级系统将第二压缩机的频率发送至所述控制器；

所述控制器根据所述外部环境温度和所述第二压缩机的频率计算补气量；

所述控制器根据补气量控制补气阀的开度。

在其中一个实施例中，制热模式下，所述高温级系统的第一冷媒从第一压缩机流出，并经过第一四通阀流入到第一换热器中，第一冷媒在所述第一换热器中进行冷凝放热，随后第一冷媒流入到蒸发冷凝器中与低温级系统的第二冷媒进行热交换，最后第一冷媒通过所述第一四通阀流经第一气液分离器回到所述第一压缩机内；

所述低温级系统的第二冷媒从第二压缩机流出，并经过第二四通阀流入到所述蒸发冷凝器中与所述高温级系统的第一冷媒进行热交换，热交换后的第二冷媒流至储液罐，所述储液罐中的气态第二冷媒经过低温级补气回路进入所述第二压缩机内，所述储液罐中的液态第二冷媒流入到第二换热器中，第二冷媒在所述第二换热器中进行蒸发吸热，最后第二冷媒通过所述第二四通阀流经第二气液分离器回到所述第二压缩机内。

在其中一个实施例中，制冷模式下，高温级系统的第一冷媒从第一压缩机流出，并经过第一四通阀流入到蒸发冷凝器中与低温级系统的第二冷媒进行热交换，热交换后的第一冷媒流入到第一换热器中，第一冷媒在所述第一换热器中进行蒸发吸热，最后第一冷媒通过所述第一四通阀流经第一气液分离器回到所述第一压缩机内；

第二冷媒从第二压缩机流出，并经过第二四通阀流入到第二换热器中，第二冷媒在所述第二换热器进行冷凝放热，第二冷媒流入到储液罐中，所述储液罐中的气态第二冷媒经过低温级补气回路进入所述第二压缩机内，所述储液罐中的液态第二冷媒流入到蒸发冷凝器中与所述高温级系统的第一冷媒进行热交换，最后第二冷媒通过所述第二四通阀流经第二气液分离器回到所述第二压缩机内。

在其中一个实施例中，所述补气阀设置在所述低温级补气回路上。

本发明的有益效果是：

本发明的三级压缩复叠循环热泵系统及其控制方法，结构设计简单合理，通过高温级系统、低温级系统以及蒸发冷凝器组成三级压缩循环热泵系统，降低高温级系统和低温级系统压缩的压缩比，提升高温级系统和低温级系统循环的吸气效率和压缩效率，从而使本发明的三级压缩复叠循环热泵系统在零下20℃以下的超低温环境中运行效率高，能够显著提升制热量和制热效率，从而解决低温下产热量与用热量的矛盾，在提高经济性的同时满足用户取暖需求。

附图说明

图1为本发明一实施例的三级压缩复叠循环热泵系统的示意图；

图2为图1所示的三级压缩复叠循环热泵系统制热运行时的压焓图；

图3为图1所示的三级压缩复叠循环热泵系统制冷运行时的压焓图；

其中：

100-高温级系统；

111-第一换热器；112-第一气液分离器；113-第一压缩机；114-第一油分离器；115-第一四通阀；116-第一电磁阀；117-第一过滤器；118-第一电子膨胀阀；

200-低温级系统；

211-第二换热器；212-第二气液分离器；213-第二压缩机；214-第二油分离器；215-第二四通阀；216-第二电磁阀；217-第二过滤器；218-第三电子膨胀阀；219-第二电子膨胀阀；220-储液罐；221-补气阀；222-压力传感器；

300-蒸发冷凝器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的三级压缩复叠循环热泵系统及其控制方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一实施例的三级压缩复叠循环热泵系统，包括高温级系统100、低温级系统200和蒸发冷凝器300，高温级系统100为单级压缩系统，低温级系统200为喷气增焓双级压缩系统，高温级系统100和低温级系统200分别与蒸发冷凝器300连接，且高温级系统100和低温级系统200通过蒸发冷凝器300进行热交换。高温级系统100与低温级系统200通过蒸发冷凝器300组成三级压缩循环热泵系统，降低每级压缩的压缩比，提升各级循环的吸气效率和压缩效率，从而使本发明的三级压缩复叠循环热泵系统在零下20℃以下的超低温环境中运行效率高，能够显著提升制热量和制热效率，从而解决低温下产热量与用热量的矛盾，在提高经济性的同时满足用户取暖需求。在本发明中，蒸发冷凝器300为中间换热器，通过中间换热器实现高温级系统100和低温级系统200之间的热交换。

作为一种可实施方式，高温级系统100采用第一冷媒，低温级系统200采用第二冷媒，第一冷媒的冷凝温度高于第二冷媒，第二冷媒的蒸发压力高于第一冷媒，即高温级系统100采用冷凝温度高的第一冷媒，低温级系统200采用蒸发压力高的第二冷媒。在本发明中，第一冷媒的冷凝温度大于80℃，第二冷媒的蒸发压力大于0.15MPa。复叠循环热泵系统采用两种不同冷媒通过蒸发冷凝器300进行中间换热，能够充分利用两种冷媒的优势，依靠高温级系统100与低温级系统200的压缩循环，有效降低每级压缩的压缩比，提升单级循环的效率，同时采用两种不同冷媒能够实现更宽的制冷运行和制热运行范围以及运行效率，同时提高超低温下的制热量及制热效率和超高温时制冷时的制冷量和运行效率。本实施例中，第一冷媒采用冷凝温度高的R134a制冷剂，第二冷媒采用蒸发压力高的R410a制冷剂。

作为一种可实施方式，高温级系统100包括第一压缩机113、第一换热器111、第一四通阀115、第一过滤器117、第一油分离器114、第一电磁阀116、第一电子膨胀阀118和第一气液分离器112。其中，第一四通阀115的四个阀口分别通过管道连通蒸发冷凝器300、第一压缩机113、第一气液分离器112与第一换热器111，第一气液分离器112通过管道与第一压缩机113连通，第一换热器111通过管道与蒸发冷凝器300连通，第一压缩机113、第一换热器111、第一四通阀115、第一气液分离器112与蒸发冷凝器300通过管道形成高温级回路。进一步地，第一油分离器114设置在连通第一四通阀115与第一压缩机113的管道上，第一油分离器114通过毛细管和管道连通到第一气液分离器112上，第一过滤器117设置在第一油分离器114与毛细管之间，第一电磁阀116设置在连通第一过滤器117与第一气液分离器112的管道上。进一步地，第一电子膨胀阀118设置在连通第一换热器111与蒸发冷凝器300的管道上。

作为一种可实施方式，低温级系统300包括第二压缩机213、第二换热器211、第二四通阀215、第二过滤器217、第二油分离器214、第二电磁阀216、第二电子膨胀阀219、第三电子膨胀阀218、第二气液分离器212、补气阀221、压力传感器222和储液罐220。其中，第二四通阀215的四个阀口分别通过管道连通蒸发冷凝器300、第二压缩机213、第二气液分离器212与第二换热器211，第二气液分离器212通过管道与第二压缩机213连通，第二换热器211通过管道与蒸发冷凝器300连通，储液罐220设置在连通第二换热器211与蒸发冷凝器300的管道上，第二压缩机213、第二换热器211、储液罐220、第二四通阀215、第二气液分离器212与蒸发冷凝器300通过管道形成低温级主路回路。进一步地，第二油分离器214设置在连通第二四通阀215与第二压缩机213的管道上，第二油分离器214通过毛细管和管道连通到第二气液分离器212上，第二过滤器217设置在第二油分离器214与毛细管之间，第二电磁阀216设置在连通第二过滤器217与第二气液分离器212的管道上。进一步地，第二电子膨胀阀219设置在连通储液罐220与第二换热器211的管道上，第三电子膨胀阀218设置在连通储液罐220与蒸发冷凝器300的管道上。进一步地，储液罐220通过管道与第二压缩机213连通，压力传感器222设置在连通储液罐220与第二压缩机213的管道上，补气阀221设置在连通第二压缩机213与压力传感器222的管道上。

本发明的三级压缩复叠循环热泵系统在运行时，高温级系统100一直以固有频率运行，低温级系统200会根据外侧环境中的感温包所检测到的环境温度及第二压缩机213的频率来控制补气阀221的开关，以控制第二压缩机213是否需要补气，本发明三级压缩复叠循环热泵系统中的低温级系统200在保证第二冷媒能够正常循环流动的同时，还要对第二压缩机213进行补气。因此，低温级系统200包括低温级主路和低温级补气辅路，主路为第二冷媒的循环回路，补气辅路为第二压缩机213进行补气的回路。其中，主路由第二压缩机213、第二油分离器214、第二四通阀215、蒸发冷凝器300、储液罐220、第二换热器211和第二气液分离器212连通形成的回路。低温级补气辅路连通第二压缩机213与储液罐220，且补气阀221的压力传感器222设置在低温级补气辅路上。进一步地，第二压缩机213为喷气增焓压缩机。在本发明中，压力传感器222为中压传感器，储液罐220为中压储液罐，压力传感器222与储液罐220所承受的压力范围为0.5MPa～2.3MPa。毛细管的作用是节流降压，在第一压缩机113或第二压缩机213缺油时，可使润滑油顺利从第一油分离器213或第二油分离器214回到高温级系统100或低温级系统200的低压侧从而进入第一压缩机113或第二压缩机213，同时减少高温级系统100或低温级系统200能力损失。在本实施例中，第一换热器111为室内换热器，第二换热器211为室外换热器，第二压缩机213为喷气增焓压缩机。

本发明的三级压缩复叠循环热泵系统的控制方法，高温级系统100以固定频率运行，低温级系统200变频运行，低温级系统100的变频运行包括如下步骤：外部感温包检测外部环境温度并将其发送至控制器；

低温级系统100将第二压缩机213的频率发送至控制器；

控制器根据外部环境温度和第二压缩机213的频率计算补气量；

控制器根据补气量控制补气阀221的开度。

补气量的计算公式为：补气量＝k×(|T-T₀|+b)×f₂；其中，T₀为额定工况的环境温度，T为任一时刻的环境温度，f₂为第二压缩机的频率，k为常数，其中制冷模式下和制热模式下k的取值不同，b＝(高压×低压)^1/2。

三级压缩复叠循环热泵系统制热模式下，高温级系统100的第一冷媒从第一压缩机113流出，并经过第一四通阀115流入到第一换热器111中，第一冷媒在第一换热器111中进行冷凝放热，随后第一冷媒流入到蒸发冷凝器300中与低温级系统200的第二冷媒进行热交换，最后第一冷媒通过第一四通阀115流经第一气液分离器112回到第一压缩机113内；

低温级系统200的第二冷媒从第二压缩机213流出，并经过第二四通阀215流入到蒸发冷凝器300中与高温级系统100的第一冷媒进行热交换，热交换后的第二冷媒流至储液罐220，储液罐220中的气态第二冷媒经过低温级补气回路进入第二压缩机213内，储液罐220中的液态第二冷媒流入到第二换热器211中，第二冷媒在第二换热器211中进行蒸发吸热，最后第二冷媒通过第二四通阀215流经第二气液分离器212回到第二压缩机213内。

三级压缩复叠循环热泵系统制冷模式下，高温级系统100的第一冷媒从第一压缩机113流出，并经过第一四通阀115流入到蒸发冷凝器300中与低温级系统200的第二冷媒进行热交换，热交换后的第一冷媒流入到第一换热器111中，第一冷媒在第一换热器111中进行蒸发吸热，最后第一冷媒通过第一四通阀115流经第一气液分离器112回到第一压缩机113内；

第二冷媒从第二压缩机213流出，并经过第二四通阀215流入到第二换热器211中，第二冷媒在第二换热器211进行冷凝放热，第二冷媒流入到储液罐220中，储液罐220中的气态第二冷媒经过低温级补气回路进入第二压缩机213内，储液罐220中的液态第二冷媒流入到蒸发冷凝器300中与高温级系统100的第一冷媒进行热交换，最后第二冷媒通过第二四通阀215流经第二气液分离器212回到第二压缩机213内。

进一步地，补气阀221设置在低温级补气回路上。

在本实施例中，将单级压缩系统与喷气增焓双级压缩系统合并组成带有喷气增焓的三级压缩复叠循环热泵系统，分为高温级系统100和低温级系统200，高温级系统100为单级压缩系统，低温级系统200为喷气增焓双级压缩系统。运行时，高温级系统100一直以固定的频率运行，低温级系统200根据外侧环境感温包所检测到的环境温度及第二压缩机213(喷气增焓压缩机)的频率来控制补气阀221的开关，以控制第二压缩机213(喷气增焓压缩机)是否需要补气。当低温级系统200以增焓方式运行时，三级压缩复叠循环热泵系统的制热循环的压焓图如图2所示，制冷循环的压焓图如图3所示。

参见图2，三级压缩复叠循环热泵系统制热运行时，从高温级系统100的第一压缩机113出来的高温高压R134a制冷剂(状态点02)经第一油分离器114、第一四通阀115来到第一换热器111即室内换热器，经过冷凝放热后变为液态的低温高压制冷剂(状态点03)，低温高压制冷剂由第一电子膨胀阀118节流降压成为低温低压制冷剂(状态点04)，然后进入蒸发冷凝器300，吸收低温级系统200的冷凝热量，蒸发吸热完成后(状态点01)经过第一气液分离器112后进入第一压缩机113，如此完成高温级系统100的制热循环。从低温级系统200的第二压缩机213出来的气态的高温高压制冷剂R410a(状态点13)经第二油分离器214、第二四通阀215来到蒸发冷凝器300，与高温级系统100的低温低压制冷剂进行热交换，经过冷凝后变为液态的低温高压制冷剂(状态点14)，低温高压制冷剂再由第三电子膨胀阀218节流降压成为低温中压制冷剂，低温高压制冷剂与低温中压制冷剂两相混合物(状态点14’)进入储液罐220。储液罐220上方的闪发蒸气(状态点16)经补气阀221回到第二压缩机213的辅助吸气口，被第二压缩机213吸入，此回路为辅路。压力传感器222反馈辅路的冷媒压力，并由控制器计算所需补气量，再通过第二电子膨胀阀219控制补气阀221的开度来控制补气量。蒸气的不断闪发导致储液罐220下方制冷剂过冷，过冷后的液态的制冷剂(状态点15)经过第二电子膨胀阀219再次节流，降至蒸发压力(状态点15’)后进入第二换热器211，此回路称为主路。吸收低温环境中的热量后蒸发成为气态的高温低压制冷剂(状态点11)，在第二压缩机213内部高温低压制冷剂被压缩到一定压力(状态点12)后，和从辅路回来的气态的中压饱和制冷剂混合，混合后的制冷剂(状态点12’)被进一步压缩，然后排出第二压缩机213外，构成低温级系统200的制冷循环。

参见图3，三级压缩复叠循环热泵系统制冷运行时，从高温级系统100的第一压缩机113出来的高温高压R134a制冷剂(状态点06)经第一油分离器114、第一四通阀115来到蒸发冷凝器300，与低温级系统200的低温低压制冷剂进行热交换，经过冷凝后变为液态的低温高压制冷剂(状态点07)，低温高压制冷剂再由第一电子膨胀阀118节流降压成为低温低压制冷剂(状态点08)，然后低温低压制冷剂进入第一换热器111即室内换热器蒸发吸热，蒸发完成后流经第一气液分离器112然后进入第一压缩机113(状态点05)，如此完成高温级系统100的制冷循环。从第二压缩机213出来的气态的高温高压制冷剂(状态点23)经第二油分离器214、第二四通阀215来到第二换热器211即室外换热器，经过冷凝变成液态的低温高压制冷剂(状态点24)，低温高压制冷剂再由第二电子膨胀阀219节流降压变成低温中压制冷剂，低温高压制冷剂与低温中压制冷剂两相混合物(状态点24’)进入储液罐220后分为两路，储液罐220上方的饱和制冷剂气体(状态点26)经补气阀221回到第二压缩机213辅助吸气口，此为辅路。由于储液罐220内的制冷剂不断闪发，处于储液罐220下方的制冷剂过冷成为液态的制冷剂(状态点25)，液态的制冷剂经过第三电子膨胀阀218再次节流成为低温低压制冷剂，液态的制冷剂与低温低压制冷剂两相混合物(状态点25’)后进入蒸发冷凝器300，在蒸发冷凝器300中与高温级系统100中气态的高温高压制冷剂R134a进行热交换，此为主路。低温级系统200中液态的制冷剂蒸发后变成气态的高温低压制冷剂(状态点21)回到第二压缩机213的吸气口，如此完成低温级系统200的制热循环。

高温级系统100的润滑油在三级压缩复叠循环热泵系统中的循环回路为：润滑油随排气进入第一油分离器114，被分离出来的润滑油依次经过第一过滤器117、毛细管、第一电磁阀116回到第一气液分离器112，再经回油孔随吸气送回第一压缩机113。低温级系统200的润滑油在三级压缩复叠循环热泵系统中的循环回路为：润滑油随排气进入第二油分离器214，被分离出来的润滑油依次经过第二过滤器217、毛细管、第二电磁阀216回到第二气液分离器212，再经回油孔随吸气送回第二压缩机213。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，包括高温级系统、低温级系统和蒸发冷凝器，所述高温级系统为单级压缩系统，所述低温级系统为喷气增焓双级压缩系统，所述高温级系统和所述低温级系统分别与所述蒸发冷凝器连接。

2.根据权利要求1所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述高温级系统采用第一冷媒，所述低温级系统采用第二冷媒，且所述第一冷媒的冷凝温度高于所述第二冷媒，所述第二冷媒的蒸发压力高于所述第一冷媒。

3.根据权利要求2所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述高温级系统包括第一压缩机、第一换热器、第一四通阀和第一气液分离器，所述第一四通阀的四个阀口分别与所述蒸发冷凝器、所述第一压缩机、所述第一气液分离器和所述第一换热器连通，所述第一气液分离器与所述第一压缩机连通，所述第一换热器与所述蒸发冷凝器连通，所述第一压缩机、所述第一换热器、所述第一四通阀、所述第一气液分离器与所述蒸发冷凝器形成高温级回路。

4.根据权利要求3所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述高温级系统还包括第一过滤器、第一油分离器和第一电磁阀，所述第一油分离器设置在连通所述第一四通阀与所述第一压缩机的管道上，所述第一油分离器通过管道和毛细管连通到所述第一气液分离器上，所述第一过滤器设置在所述第一油分离器与所述毛细管之间，所述第一电磁阀设置在连通所述第一过滤器与所述第一气液分离器的管道上。

5.根据权利要求4所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述高温级系统还包括第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀设置在连通所述第一换热器与所述蒸发冷凝器的管道上。

6.根据权利要求4所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述低温级系统包括第二压缩机、第二换热器、第二四通阀、第二气液分离器和储液罐，所述第二四通阀的四个阀口分别与所述蒸发冷凝器、第二压缩机、所述第二气液分离器和所述第二换热器连通，所述第二气液分离器与所述第二压缩机连通，所述第二换热器与所述蒸发冷凝器连通，所述储液罐设置在连通所述第二换热器与所述蒸发冷凝器的管道上，所述第二压缩机、所述第二换热器、所述第二四通阀、所述第二气液分离器、所述储液罐与所述蒸发冷凝器形成低温级主路回路。

7.根据权利要求6所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述低温级系统还包括第二过滤器、第二电磁阀和第二油分离器，所述第二油分离器设置在连通所述第二四通阀与所述第二压缩机的管道上，所述第二油分离器通过管道和毛细管连通到所述第二气液分离器上，所述第二过滤器设置在所述第二油分离器与所述毛细管之间，所述第二电磁阀设置在连通所述第二过滤器与所述第二气液分离器的管道上。

8.根据权利要求7所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述低温级系统还包括连通所述压缩机和所述储液罐的低温级补气回路，在所述低温级补气回路上设置有压力传感器和补气阀，所述补气阀设置所述第二压缩机与所述压力传感器之间。

9.根据权利要求8所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述低温级系统还包括第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀设置在连通所述储液罐与所述第二换热器的管道上，所述第三电子膨胀阀设置在连通所述储液罐与所述蒸发冷凝器的管道上。

10.根据权利要求9所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述第一换热器为室内换热器，所述第二换热器为室外换热器。

11.根据权利要求10所述的三级压缩复叠循环热泵系统，其特征在于，所述第二压缩机为喷气增焓压缩机。

12.一种三级压缩复叠循环热泵系统的控制方法，其特征在于，所述高温级系统以固定频率运行；所述低温级系统变频运行；

所述低温级系统的变频运行包括如下步骤：

外部感温包检测外部环境温度并将其发送至控制器；

所述低温级系统将第二压缩机的频率发送至所述控制器；

所述控制器根据所述外部环境温度和所述第二压缩机的频率计算补气量；

所述控制器根据补气量控制补气阀的开度。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，制热模式下，所述高温级系统的第一冷媒从第一压缩机流出，并经过第一四通阀流入到第一换热器中，第一冷媒在所述第一换热器中进行冷凝放热，随后第一冷媒流入到蒸发冷凝器中与低温级系统的第二冷媒进行热交换，最后第一冷媒通过所述第一四通阀流经第一气液分离器回到所述第一压缩机内；

所述低温级系统的第二冷媒从第二压缩机流出，并经过第二四通阀流入到所述蒸发冷凝器中与所述高温级系统的第一冷媒进行热交换，热交换后的第二冷媒流至储液罐，所述储液罐中的气态第二冷媒经过低温级补气回路进入所述第二压缩机内，所述储液罐中的液态第二冷媒流入到第二换热器中，第二冷媒在所述第二换热器中进行蒸发吸热，最后第二冷媒通过所述第二四通阀流经第二气液分离器回到所述第二压缩机内。

14.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，制冷模式下，高温级系统的第一冷媒从第一压缩机流出，并经过第一四通阀流入到蒸发冷凝器中与低温级系统的第二冷媒进行热交换，热交换后的第一冷媒流入到第一换热器中，第一冷媒在所述第一换热器中进行蒸发吸热，最后第一冷媒通过所述第一四通阀流经第一气液分离器回到所述第一压缩机内；

第二冷媒从第二压缩机流出，并经过第二四通阀流入到第二换热器中，第二冷媒在所述第二换热器进行冷凝放热，第二冷媒流入到储液罐中，所述储液罐中的气态第二冷媒经过低温级补气回路进入所述第二压缩机内，所述储液罐中的液态第二冷媒流入到蒸发冷凝器中与所述高温级系统的第一冷媒进行热交换，最后第二冷媒通过所述第二四通阀流经第二气液分离器回到所述第二压缩机内。

15.根据权利要求13或14所述的控制方法，其特征在于，所述补气阀设置在所述低温级补气回路上。