CN109210829A - 一种多功能热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能热泵系统，旨在提供一种适用于小型热泵系统，由多个热泵模块拼接而成的能实现多种循环的热泵系统。包括第一热泵单元和第二热泵单元，第一热泵单元和第二热泵单元分别包括多个结构相同的热泵模块；每个热泵模块包括制冷压缩机、室外换热器、室内换热器、四通换向阀、膨胀阀、单向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，本发明在夏季供冷与冬季供热时都能实现多种形式的热气旁通循环，且在冬季供热时又可实现采用热气旁通为室内换热器除霜，结构简单，能效比高。

Description

一种多功能热泵系统

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，更具体的说，是涉及一种用多个热泵模块灵活拼接的多功能热泵系统。

背景技术

随着能源结构的调整和全球范围内可持续发展战略的提出，人们越来越重视对清洁、安全、高效能源的开发和利用。空气源热泵系统以电能为驱动力，将室外环境空气作为热源、热汇，向被调节对象提供冷、热量，是国家着力推广的环保、高效的能源供给方式之一。

目前，由于商用原因，大型机组的研究越来越多，对于小型热泵系统研究较少。从目前的小型空气源热泵的实际运行效果来看，机组在制热时仍不理想，主要原因如下：首先，考虑到成本，小型热泵系统中大多采用的压缩机没有能量调节装置，冬季供暖室内冷负荷较低或室外环境温度较低时，压缩机的吸气压力低，循环的制冷剂的流量小，会使压缩机润滑油回油不足，造成压润滑条件恶化，压缩机缸体磨损。而且系统长期运行于设计的吸气压力以下会导致压缩机电机过热，造成压缩机电机线圈损坏。为了保护压缩机，通常在控制系统中加入低压停机故障，即吸气压力过低时压缩机立即停机，待吸气压力升高到安全值，才允许压缩机开机运行，但这样做会使压缩机频繁启动，造成压缩机寿命减短。其次，空气源热泵机组最普遍的除霜方式是逆循环除霜，这种除霜方式有很多缺点，如除霜时要从房间吸热,室温会降低5～6℃,影响室内的舒适性；切换制热和除霜模式时,系统压力波动剧烈,产生的机械冲击比较大；除霜时室内换热器作为室内换热器,表面温度低达-20～-25℃,当恢复制热后,较长一段时间吹不出热风；在启动和终止除霜时,四通阀换向产生较大的气流噪声，这种除霜方式除霜时会降低室内的温度，且噪音较大。再次，考虑到成本，现有的小型热泵机组室内、外换热器容量固定，热泵机组常年工作的工况不稳定，机组在供冷、热量时，室内、外换热器的容量不能随工况变化调节。另外，对于家庭、酒店等多个房间热泵机组的应用，多是每个房间单独采用一个小型的热泵机组，各个热泵机组完全独立，没有联系，但是，各个房间的供冷或供暖需求时间段不同，小型热泵机组不工作时形成了设备的浪费，而且小型热泵系统中所有器件均是单一的，一个器件的损坏，会导致整个热泵系统的瘫痪，考虑到节约投入成本，一般不设计备用器件，影响整个系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种适用于小型热泵系统，由多个热泵模块拼接而成的多功能热泵系统。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种多功能热泵系统，包括第一热泵单元和第二热泵单元，所述第一热泵单元和第二热泵单元分别包括多个结构相同的热泵模块；每个所述热泵模块包括制冷压缩机、室外换热器、室内换热器、四通换向阀、膨胀阀、单向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，所述制冷压缩机的排气接口与所述单向阀的进口端连接，所述单向阀的出口端与所述四通换向阀的第二接口连接，所述四通换向阀的第三接口分别与所述第三阀门的第一接口及所述室外换热器的第一接口连接，所述制冷压缩机的吸气接口与所述四通换向阀的第一接口连接，所述四通换向阀的第四接口分别与所述第四阀门的第一接口及所述室内换热器的第一接口连接；所述室内换热器的第二接口分别与所述第一阀门的第一接口和所述膨胀阀的第一接口连接，所述膨胀阀的第二接口通过所述第五阀门分别与所述第二阀门的第一接口及所述室外换热器的第二接口连接；所述第一热泵单元中：每个所述热泵模块的第一阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第一接口，每个所述热泵模块的第二阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第二接口；每个所述热泵模块的第三阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第三接口，每个所述热泵模块的第四阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第四接口；所述第二热泵单元中：每个所述热泵模块的第一阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第一接口，每个所述热泵模块的第二阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第二接口；每个所述热泵模块的第三阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第三接口，每个所述热泵模块的第四阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第四接口；所述第一热泵单元第一接口与所述第二热泵单元第四接口连接；所述第一热泵单元第二接口与所述第二热泵单元第三接口连接，所述第一热泵单元第三接口与所述第二热泵单元第二接口连接，所述第一热泵单元第四接口与所述第二热泵单元第一接口连接。

每个所述热泵模块单独运行时，所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个热泵模块的所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门关闭，所述第五阀门打开，所述四通换向阀的第一接口与第四接口连通,所述四通换向阀的第二接口与第三接口连通，实现所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块单独供冷热力循环；所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块的所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门关闭，所述第五阀门打开，所述四通换向阀的第一接口与第三接口连通,所述四通换向阀的第二接口与第四接口连通，实现所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块单独供热热力循环。

所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个热泵模块联动运行，组成多功能热泵系统，整个所述多功能热泵系统运行分为供冷流程与旁通调节流程两个流程，所述第一热泵单元与第二热泵单元中的热泵模块分流程交替工作；所述第一热泵单元与第二热泵单元的每个所述热泵模块均可以通过同时关闭所述第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门选择不参与整个系统的联动供冷运行，实现联动运行中的独立的供冷循环。

所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个热泵模块联动运行，组成多功能热泵系统,整个系统运行分为供热流程与旁通调节流程或室外换热器除霜流程，所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个热泵模块分流程交替工作；所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个所述热泵模块均可通过同时关闭所述第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门选择不参与整个系统的联动供热运行，实现联动运行中的独立的供热循环。

所述制冷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。

所述膨胀阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。

所述室外换热器与室内换热器为风冷换热器、水冷换热器或蒸发式换热器。

所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门为电磁阀、手阀、球阀或截止阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的热泵系统中包括两个热泵单元，每个热泵单元由多个既可以独立运行又可以联动运行工作的热泵模块组成，依据单个或多个房间所需供冷/供热能力的大小，可通过阀门的打开与关闭实现多个热泵模块独立运行或并联使用，依据具体工况实现灵活调节，使用方便，节约能源，降低了系统初投资。

2、本发明的热泵系统通过各个热泵模块之间的联动运行，夏季供冷运行时能够实现制冷压缩机吸气端热气旁通能量调节功能、实现室内换热器入口处热气旁通能量调节功能，实现制冷压缩机吸气端与室内换热器入口处热气旁通混合能量调节。冬季供热运行时能够实现制冷压缩机吸气端热气旁通能量调节功能、实现室外换热器入口处热气旁通能量调节功能、实现制冷压缩机吸气端与室外换热器入口处热气旁通混合能量调节、实现室外换热器轮档除霜等多个功能，且每种循环可实现制冷压缩机0-100％能量的无极调节，避免了设备的浪费，提高了运行系统的稳定性，大大提高了压缩机的使用寿命。

3、本发明的热泵系统不同热泵模块的供冷/供热/除霜能力可以不同，多个热泵模块灵活应用于家用小型热泵机组，安装调试方便。实现了热泵机组模块化、单元化。

4、本发明的热泵系统所有相同功能器件或全部并联使用、作用等效或组内并联使用、作用等效、无限备用。相同功能器件损坏后，可通过关闭阀门进行更换，更换同时不会影响到整个热泵系统的正常运行。

5、本发明的热泵系统在除霜运行时，可以实现压缩机能量的0-100％无极调节，更有效的调节吸气压力，使制冷系统稳定运行，温度波动范围更小，增加了房间的舒适度。

6、本发明的热泵系统能够实现压缩机能量的无极调节，防止频繁启动压缩机，防止低压报警停机，加大了压缩机制冷剂流量，润滑油回油效果更佳，防止压缩机电机过热保护停机，延长了压缩机使用寿命。

7、本发明的热泵系统采用热气旁通为室内换热器除霜，两组热泵单元交替工作，热泵系统供热循环时，组内室外换热器可实现依次逐个除霜，除霜效率更高，更佳节约运行成本；减少压缩机的启停次数，对电网冲击危害小，用电安全。

附图说明

图1所示为本发明多功能热泵系统中的热泵模块结构示意图；

图2所示为本发明多功能热泵系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明多功能热泵系统的示意图如2所示，包括第一热泵单元A和第二热泵单元B，所述第一热泵单元A和第二热泵单元B分别包括多个结构相同的热泵模块C。每个所述热泵模块C的示意图如图1所示，包括制冷压缩机1、室外换热器3、室内换热器2、四通换向阀15、膨胀阀4、单向阀5、第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10和第五阀门6，所述制冷压缩机1的排气接口与所述单向阀5的进口端连接，所述单向阀5的出口端与所述四通换向阀15的第二接口连接，所述四通换向阀15的第三接口分别与所述第三阀门9的第一接口及所述室外换热器3的第一接口连接，所述制冷压缩机1的吸气接口与所述四通换向阀15的第一接口连接，所述四通换向阀15的第四接口分别与所述第四阀门10的第一接口及所述室内换热器2的第一接口连接。所述室内换热器2的第二接口分别与所述第一阀门7的第一接口和所述膨胀阀4的第一接口连接，所述膨胀阀4的第二接口通过所述第五阀门6分别与所述第二阀门8的第一接口及所述室外换热器3的第二接口连接。所述第一热泵单元A中：每个所述热泵模块C的第一阀门7的第二接口并联连接作为第一热泵单元第一接口11，每个所述热泵模块C的第二阀门8的第二接口并联连接作为第一热泵单元第二接口12，每个所述热泵模块C的第三阀门9的第二接口并联连接作为第一热泵单元第三接口13，每个所述热泵模块C的第四阀门10的第二接口并联连接作为第一热泵单元第四接口14。所述第二热泵单元B中：每个所述热泵模块C的第一阀门7的第二接口并联连接作为第二热泵单元第一接口16，每个所述热泵模块C的第二阀门8的第二接口并联连接作为第二热泵单元第二接口17,每个所述热泵模块C的第三阀门9的第二接口并联连接作为第二热泵单元第三接口18，每个所述热泵模块C的第四阀门10的第二接口并联连接作为第二热泵单元第四接口19。所述第一热泵单元第一接口11与所述第二热泵单元第四接口19连接，所述第一热泵单元第二接口12与所述第二热泵单元第三接口18连接，所述第一热泵单元第三接口13与所述第二热泵单元第二接口17连接，所述第一热泵单元第四接口14与所述第二热泵单元第一接口16连接。

本发明的多功能热泵系统中，第一热泵单元A和第二热泵单元B中的每个热泵模块C可以独立运行也可以联动运行。当每个热泵模块C独立运行时，热泵模块C中的制冷压缩机1的启停决定着该热泵模块是否投入运行，通过调节热泵模块C投入运行数量的多少实现供冷或供热能力的有极调节。当第一热泵单元A和第二热泵单元B中的热泵模块C之间联动运行时，两个单元中的所有热泵模块C组成一个多功能热泵系统。当热泵系统联动供冷运行时，整个热泵系统运行分为供冷流程与旁通调节流程两个流程，作为供冷流程的热泵模块中的制冷压缩机运行，作为旁通调节流程的热泵模块中的制冷压缩机停止。所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中的热泵模块C分流程交替工作。所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中的热泵模块C均可通过同时关闭热泵模块中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9及第四阀门10选择不参与整个热泵系统的联动供冷运行，实现联动运行中的独立的供冷循环。当热泵系统联动供热运行时，整个热泵系统运行分为供热流程与旁通调节流程或室外换热器除霜流程，作为供冷流程的热泵模块中的制冷压缩机运行，作为旁通调节流程或室外换热器除霜流程的热泵模块中的制冷压缩机停止。所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中的热泵模块C分流程交替工作。所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中的热泵模块C均可通过同时关闭热泵模块C中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9及第四阀门10选择不参与整个热泵系统的联动供热运行，实现联动运行中的独立的供热循环。

1、独立运行模式：当所述第一热泵单元A和第二热泵单元B中的每个热泵模块C独立运行时，所述第一热泵单元A和第二热泵单元B中的每个热泵模块C的所述第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9和第四阀门10关闭，所述第五阀门6打开，所述四通换向阀15的第一接口与第四接口连通,所述四通换向阀15的第二接口与第三接口连通，实现所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块单独运行供冷热力循环。供冷热力循环流程为：所述制冷压缩机1吸气端经四通换向阀15从所述室内换热器2的第一接口吸入低温低压蒸气工质，低温低压蒸气工质经所述制冷压缩机1压缩升压后变为高温高压气体工质由所述制冷压缩机1的排气端排入所述单向阀5，从所述单向阀5出口出来的高温高压气体工质经四通换向阀15进入所述室外换热器3中冷凝，向室外转移热量，从所述室外换热器3的第二接口出来的高压液体工质经所述第五阀门6进入所述膨胀阀4中膨胀，从所述膨胀阀4出来的低温低压气液两相工质进入所述室内换热器2中蒸发，吸收房间内热量，产生制冷现象，从所述室内换热器2出来的低温低压气体工质经四通换向阀15被所述制冷压缩机1吸气端吸入，完成供冷热力循环。当所述第一热泵单元A和第二热泵单元B中的每个热泵模块C独立运行时，所述第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9和第四阀门10关闭，所述第五阀门6打开，所述四通换向阀15的第一接口与第二接口连通,所述四通换向阀15的第三接口与第四接口连通，实现所述第一热泵单元A和第二热泵单元B中的每个所述热泵模块C单独运行的供热热力循环。供热热力循环流程为：所述制冷压缩机1吸气端经四通换向阀15从所述室外换热器3的第一接口吸入低温低压蒸气工质，低温低压蒸气工质经所述制冷压缩机1压缩升压后变为高温高压气体工质由所述制冷压缩机1的排气端排入所述单向阀5，从所述单向阀5出口出来的高温高压气体工质经四通换向阀15进入所述室内换热器2中冷凝，向室内散发热量，产生制热现象。从所述室内换热器2的第二接口出来的高压液体工质进入所述膨胀阀4中膨胀，从所述膨胀阀4出来的低温低压气液两相工质经所述第五阀门6进入所述室外换热器3中蒸发，吸收室外环境热量，从所述室外换热器3出来的低温低压气体工质经四通换向阀15被所述制冷压缩机1吸气端吸入，完成供热热力循环。

2、联动供冷模式：当第一热泵单元A和第二热泵单元B中的热泵模块C之间联动运行时，两个单元中的所有热泵模块C组成一个多功能热泵系统。当热泵系统联动供冷运行时，整个热泵系统运行分为供冷流程与旁通调节流程两个流程，所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中的热泵模块C分流程交替工作。

实施例1：以第二热泵单元B中的热泵模块进行供冷流程，所述第一热泵单元A中的热泵模块进行旁通调节流程为例，即作为供冷流程的第二热泵单元B中的热泵模块中的制冷压缩机运行，作为旁通调节流程的第一热泵单元A中的热泵模块中的制冷压缩机停止。旁通调节流程包括：(1)、热气旁通到制冷压缩机吸气端能量调节热力循环；(2)、热气旁通到室内换热器入口处能量调节热力循环；(3)、热气旁通到压缩机吸气端与室内换热器入口处能量混合调节热力循环。所述第一热泵单元A与所述第二热泵单元B中的热泵模块中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9及第四阀门10打开选择参与整个热泵系统的联动运行。

(1)实现第二热泵单元B中的热泵模块制冷压缩机吸气端热气旁通能量调节功能：所述第二热泵单元B的热泵模块中的四通换向阀15的第一接口与第四接口相连通，四通换向阀15的第二接口与第三接口相连通。所述第二热泵单元B中的热泵模块中的第一阀门7关闭，所述第二热泵单元B中的热泵模块中的第二阀门8、第三阀门9及第四阀门10打开。所述第一热泵单元A的热泵模块中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9及第五阀门6打开,所述第一热泵单元A中的第四阀门10关闭，通过调节所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节旁通到所述第二热泵单元B制冷压缩机1吸气端热气，进而调节第二热泵单元B中制冷压缩机1的吸气压力。供冷热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体工质经所述第二热泵单元B的四通换向阀15分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中冷凝；另一部分工质经所述第二热泵单元B的第三阀门9、第二热泵单元第三接口18、第一热泵单元第二接口12进入所述第一热泵单元A的第二阀门8。从所述第一热泵单元A的第二阀门8中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室外换热器3中冷凝，另一部分工质进入所述第一热泵单元A的第五阀门6，从所述第一热泵单元A的第五阀门6的出来的工质进入所述第一热泵单元A的膨胀阀4膨胀降压。所述第一热泵单元A的室外换热器3与所述第二热泵单元B的室外换热器3把高温高压气体工质冷凝为液体工质。从所述第一热泵单元A的室外换热器3第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第三阀门9、第一热泵单元第三接口13、第二热泵单元第二接口17及所述第二热泵单元B的第二阀门8后，与从所述第二热泵单元B的室外换热器3第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质经第二热泵单元B的第五阀门6进入所述第二热泵单元B的膨胀阀4进行膨胀降压。从所述第一热泵单元A的膨胀阀4出来的低压蒸气经所述第一热泵单元A的第一阀门7、第一热泵单元第一接口11、第二热泵单元第四接口19及所述第二热泵单元B的第四阀门10，与从所述第二热泵单元B的室内换热器2出来的低压蒸气混合。从所述第二热泵单元B的膨胀阀4出来的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中蒸发，吸收房间内热量，产生制冷现象。从所述第二热泵单元B的室内换热器2第一接口出来的低压气体工质与所述第二热泵单元B的第四阀门10出来的低压气体混合，混合后的低压蒸气工质经所述第二热泵单元B的四通换向阀15被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端热气旁通能量调节功能的供冷循环。

(2)实现第二热泵单元B的室内换热器2入口处热气旁通能量调节功能：所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第一接口与第四接口相连通，所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第二接口与第三接口相连通，所述第二热泵单元B中的热泵模块中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第五阀门6及第四阀门10打开。所述第一热泵单元A的第一阀门7关闭,所述第一热泵单元A的第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10与第五阀门6打开，通过调节所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节旁通到所述第二热泵单元B的室内换热器2入口处热气量多少及热气的压力。供冷热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B的制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体工质经所述第二热泵单元B的四通换向阀15分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中冷凝；另一部分工质经所述第二热泵单元B的第三阀门9、第二热泵单元第三接口18、第一热泵单元第二接口12进入所述第一热泵单元A的第二阀门8。从所述第一热泵单元A的第二阀门8中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室外换热器3中冷凝，另一部分工质进入所述第一热泵单元A的第五阀门6，从所述第一热泵单元A的第五阀门6出来的工质进入所述第一热泵单元A的膨胀阀4膨胀降压。所述第一热泵单元A的室外换热器3与所述第二热泵单元B的室外换热器3的功能均是将高温高压气体工质冷凝为液体工质。从所述第一热泵单元A的室外换热器3第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第三阀门9、第一热泵单元第三接口13、第二热泵单元第二接口17及所述第二热泵单元B的第二阀门8后，与从所述第二热泵单元B的室外换热器3第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质进入所述第二热泵单元B的膨胀阀4进行膨胀降压。从所述第一热泵单元A的膨胀阀4出来的低压气体经所述第一热泵单元A的室内换热器2、所述第一热泵单元A的第四阀门10、所述第一热泵单元第四接口14、第二热泵单元第一接口16及所述第二热泵单元B的第一阀门7与从所述第二热泵单元B的膨胀阀4出来的低压气液两相气体混合。混合后的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中蒸发，吸收房间内热量，产生制冷现象，从所述第二热泵单元B的室内换热器2第一接口出来的低压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第二热泵单元B的室内换热器2入口处热气旁通能量调节的供冷循环。

(3)实现第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端与第二热泵单元B的室内换热器2入口处混合的热气旁通能量调节功能：所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第一接口与第四接口相连通，所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第三接口与第四接口相连通，所述第二热泵单元B的热泵模块中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10及第五阀门6打开。所述第一热泵单元A的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10与第五阀门6打开，通过调节所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节旁通到所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端热气量与旁通到所述第二热泵单元B的室内换热器2入口处热气量多少。供冷热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B的制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15后工质分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中冷凝；另一部分工质经所述第二热泵单元B的第三阀门9、第二热泵单元第三接口18、第一热泵单元第二接口12进入所述第一热泵单元A的第二阀门8。从所述第一热泵单元A的第二阀门8中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室外换热器3中冷凝，另一部分工质进入所述第一热泵单元A的第五阀门6，从所述第一热泵单元A的第五阀门6中出来的工质进入所述第一热泵单元A的膨胀阀4膨胀降压。所述第一热泵单元A的室外换热器3与所述第二热泵单元B的室外换热器3的功能均是将高温高压气体工质冷凝为液体工质。从所述第一热泵单元A的室外换热器3第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第三阀门9、第一热泵单元第三接口13、第二热泵单元第二接口17及所述第二热泵单元B的第二阀门8后，与从所述第二热泵单元B的室外换热器3第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质经所述第二热泵单元B的第五阀门6后进入所述第二热泵单元B的膨胀阀4进行膨胀降压。从第一热泵单元A的膨胀阀4出来的低压工质分为两部分，一部分工质经所述第一热泵单元A的第一阀门7、第一热泵单元第一接口11、第二热泵单元第四接口19进入所述第二热泵单元B的第四阀门10，另一部分工质经所述第一热泵单元A的室内换热器2、所述第一热泵单元A的第四阀门10、第一热泵单元第四接口14、第二热泵单元第一接口16进入所述第二热泵单元B的第一阀门7，与从所述第二热泵单元B的膨胀阀4出来的低压气液两相气体混合。混合后的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中蒸发，吸收房间内热量，产生制冷现象。从所述第二热泵单元B的室内换热器2第一接口出来的低压气体工质与所述第二热泵单元B的第四阀门10出来的低压气体混合，混合后的低压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15后被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第二热泵单元B的室内换热器2入口处与第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端混合热气旁通能量调节的供冷循环。

以上为第一热泵单元A为旁通流程、第二热泵单元B为供冷流程的实施例，第一热泵单元A为制冷流程、第二热泵单元B为旁通流程的原理相同。

3、联动供热模式：当第一热泵单元A和第二热泵单元B中的热泵模块C之间联动运行时，两个单元中的所有热泵模块C组成一个多功能热泵系统。当热泵系统联动供热运行时，整个系统运行分为供热流程与旁通调节流程或室外换热器除霜流程，所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中的多个热泵模块分流程交替工作。

实施例2：以所述第二热泵单元B进行供热流程，所述第一热泵单元A进行旁通调节流程或室外换热器除霜流程为例，即作为供热流程的第二热泵单元B中的热泵模块中的制冷压缩机运行，作为旁通调节流程或室外换热器除霜流程的第一热泵单元A中的热泵模块中的制冷压缩机停止。旁通及除霜流程为：(1)热气旁通到制冷压缩机吸气端能量调节热力循环；(2)热气旁通到室外换热器入口处能量调节热力循环；(3)热气旁通到压缩机吸气端与室外换热器入口处能量混合调节热力循环；(4)室外换热器除霜循环。所述第一热泵单元A与所述第二热泵单元B中的热泵模块中的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9及第四阀门10打开选择参与整个热泵系统的联动运行。

(1)实现第二热泵单元B制冷压缩机吸气端热气旁通能量调节功能：所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第一接口与第二接口相连通，所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第三接口与第四接口相连通，所述第二热泵单元B的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10及第五阀门6打开。所述第一热泵单元A的第一阀门7、第二阀门8、第四阀门10与第五阀门6打开,所述第一热泵单元A的第三阀门9关闭，通过调节所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节旁通到所述第二热泵单元B制冷压缩机1吸气端热气量多少及热气的压力。供热热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B的制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体工质经所述第二热泵单元B的四通换向阀15分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果；另一部分工质经所述第二热泵单元B的第四阀门10、第一热泵单元第四接口19、第一热泵单元第一接口11进入所述第一热泵单元A的第一阀门7。从所述第一热泵单元A的第一阀门7中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果；另一部分工质进入所述第一热泵单元A的膨胀阀4膨胀降压，从所述第一热泵单元A的膨胀阀4出来的低压气体进入所述第一热泵单元A的第五阀门6。所述第一热泵单元A的室内换热器2与所述第二热泵单元B的室内换热器2的功能相同均是把高温高压气体工质冷凝为液体工质。从所述第一热泵单元A的室内换热器2第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第四阀门10、第一热泵单元第四接口14、第二热泵单元第一接口16及所述第二热泵单元B的第一阀门7后，与从所述第二热泵单元B的室内换热器2第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质经所述第二热泵单元B的膨胀阀4进行膨胀降压进入所述第二热泵单元B的第五阀门6。从所述第一热泵单元A的第五阀门6出来的低压气体经所述第一热泵单元A的第二阀门8、第一热泵单元第二接口12、第二热泵单元第三接口18及所述第二热泵单元B的第三阀门9，与从所述第二热泵单元B的室外换热器3出来的低压气体混合。从所述第二热泵单元B的第五阀门6出来的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中蒸发，吸收室外环境热量，从所述第二热泵单元B的室外换热器3第一接口出来的低压气体工质与所述第二热泵单元B的第三阀门9出来的低压气体混合，混合后的低压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端热气旁通能量调节的供热循环。

(2)实现第二热泵单元B的室外换热器3入口处热气旁通能量调节功能：所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第一接口与第二接口相连通，所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第三接口与第四接口相连通，所述第二热泵单元B的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9及第四阀门10打开。所述第一热泵单元A的第二阀门8的关闭,所述第一热泵单元A的第一阀门7、第四阀门10、第三阀门9与第五阀门6打开，通过调节所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节旁通到所述第二热泵单元B的室外换热器3入口处热气量多少及热气的压力。供热热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B的制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体工质经所述第二热泵单元B的四通换向阀15分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果；另一部分工质经所述第二热泵单元B的的第四阀门10、第二热泵单元B的第四接口19、第一热泵单元A的第一接口11进入所述第一热泵单元A的第一阀门7。从所述第一热泵单元A的第一阀门7中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室内换热器2中冷凝，向室内换热器散发热量，产生制热效果；另一部分工质经所述第一热泵单元A的膨胀阀4膨胀降压后进入所述第一热泵单元A的第五阀门6。所述第一热泵单元A的室内换热器2与所述第二热泵单元B的室内换热器2把高温高压气体工质冷凝为液体工质，从所述第一热泵单元A的室内换热器2第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第四阀门10、第一热泵单元A的第四接口14、第二热泵单元B的第一接口16及所述第二热泵单元B的第一阀门7后，与从所述第二热泵单元B的室内换热器2第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质进入所述第二热泵单元B的膨胀阀4进行膨胀降压。从所述第一热泵单元A的第五阀门6出来的低压气体经所述第一热泵单元A的室外换热器3、所述第一热泵单元A的第三阀门9、第一热泵单元A的第三接口13、第二热泵单元B的第二接口17、第二热泵单元B的第二阀门8与从所述第二热泵单元B的第五阀门6出来的低压气液两相气体混合。混合后的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中蒸发，吸收室外环境热量。从所述第二热泵单元B的室外换热器3第一接口出来的低压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第二热泵单元B的室外换热器3入口处热气旁通能量调节的供热循环。

(3)实现第二热泵单元B制冷压缩机吸气端与第二热泵单元B室外换热器入口处混合的热气旁通能量调节功能：所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第一接口与第二接口相连通，所述第二热泵单元B的四通换向阀15的第三接口与第四接口相连通，所述第二热泵单元B的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10及第五阀门6打开。所述第一热泵单元A的第一阀门7、第四阀门10、第二阀门8、第三阀门9与第五阀门6打开，通过调节所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节旁通到所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端热气量与旁通到所述第二热泵单元B的室外换热器3入口处热气量多少。供热热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B的制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15后工质分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果；另一部分工质经所述第二热泵单元B的第四阀门10、第二热泵单元第四接口19、第一热泵单元第一接口11进入所述第一热泵单元A的第一阀门7。从所述第一热泵单元A的第一阀门7中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果。一部分工质经所述第一热泵单元A的膨胀阀4膨胀降压后进入所述第一热泵单元A的第五阀门6。所述第一热泵单元A的室内换热器2与所述第二热泵单元B的室内换热器2的功能均是把高温高压气体工质冷凝为液体工质。从所述第一热泵单元A的室内换热器2第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第四阀门10、第一热泵单元第四接口14、第二热泵单元第一接口16及所述第二热泵单元B的第一阀门7后，与从所述第二热泵单元B的室内换热器2第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质经所述第二热泵单元B的膨胀阀4膨胀降压后进入所述第二热泵单元B的第五阀门6。从第一热泵单元A的第五阀门6出来的低压工质分为两部分，一部分工质经所述第一热泵单元A的第二阀门8、第一热泵单元第二接口12、第二热泵单元第三接口18进入第二热泵单元B的第三阀门9，另一部分工质经所述第一热泵单元A的室外换热器3、所述第一热泵单元A的第三阀门9、第一热泵单元第三接口13、第二热泵单元第二接口17及所述第二热泵单元B的第二阀门8，与从所述第二热泵单元B的第五阀门6出来的低压气液两相气体混合。混合后的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中蒸发，吸室外环境热量。从所述第二热泵单元B的室外换热器3第一接口出来的低压气体工质与所述第二热泵单元B的第三阀门9出来的低压气体混合，混合后的低压气体经所述第二热泵单元B的四通换向阀15后被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第二热泵单元B室外换热器3入口处与第二热泵单元B制冷压缩机1吸气端混合热气旁通能量调节的供热循环。

(4)实现所述第一热泵单元A热泵模块室外换热器的除霜功能：第二热泵单元B第一阀门7、第二阀门8、第五阀门6及第四阀门10打开，第二热泵单元B的第三阀门9关闭，第二热泵单元B中的四通换向阀第一接口与第二接口连通，第三接口与第四接口连通。所述第一热泵单元A第二阀门8关闭,所述第一热泵单元A的第一阀门7、第四阀门10、第三阀门9与第五阀门打开6。所述第一热泵单元A的膨胀阀4开度调节到最大。除霜热力循环过程如下：所述第二热泵单元B的制冷压缩机1将吸入的低温低压蒸气工质压缩升压后经所述第二热泵单元B的制冷压缩机1的排气端排入所述第二热泵单元B的单向阀5，从所述第二热泵单元B的单向阀5出口出来的高温高压气体工质经所述第二热泵单元B的四通换向阀15后分为两部分：一部分工质直接进入所述第二热泵单元B的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果；另一部分工质经所述第二热泵单元B的第四阀门10、第二热泵单元第四接口19、第一热泵单元第一接口11进入所述第一热泵单元A的第一阀门7。从所述第一热泵单元A的第一阀门7中出来的高压气体工质分为两部分，一部分工质进入所述第一热泵单元A的室内换热器2中冷凝，向房间内散发热量，产生制热效果，另一部分工质经所述第一热泵单元A的膨胀阀4、所述第一热泵单元A的第五阀门6进入所述第一热泵单元A的室外换热器3，加热室外换热器3，产生第一热泵单元A室外换热器3的除霜效果。所述第一热泵单元A的室内换热器2与所述第二热泵单元B的室内换热器2的功能是把高温高压气体工质冷凝为液体工质。从所述第一热泵单元A的室内换热器2第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第四阀门10、第一热泵单元第四接口14、第二热泵单元第一接口16及所述第二热泵单元B的第一阀门7后，与从所述第二热泵单元B的室内换热器2第二接口出来的液体工质混合，混合后的液体工质经所述第二热泵单元B的膨胀阀4进行膨胀降压后进入第二热泵单元B的第五阀门6。从所述第一热泵单元A的室外换热3器第一接口出来的液体工质经所述第一热泵单元A的第三阀门9、第一热泵单元第三接口13、第二热泵单元第二接口17及所述第二热泵单元B的第二阀门8，与从所述第二热泵单元B的第五阀门6出来的低压气液两相气体混合。混合后的低压气液两相工质进入所述第二热泵单元B的室外换热器3中蒸发，吸收室外环境内热量，从所述第二热泵单元B的室外换热器3第一接口出来的低压气体被所述第二热泵单元B的制冷压缩机1吸气端吸入，完成带有第一热泵单元A的室外换热器3的除霜功能的供热循环。

以上为第一热泵单元A为旁通调节流程或室外换热器除霜流程、第二热泵单元B为供热流程的实施例，第一热泵单元A为供热流程、第二热泵单元B为旁通调节流程或室外换热器除霜流程的原理相同。

其中，所述制冷压缩机1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。

所述膨胀阀4为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。

所述室外换热器3与室内换热器2为风冷换热器、水冷换热器或蒸发式换热器。

所述第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第五阀门6和第四阀门10为电磁阀、手阀、球阀或截止阀。

本阀门的多功能热泵系统中，所述第一热泵单元A、第二热泵单元B中所有的热泵模块中室外换热器3并联，作用等效，通过控制每个热泵模块中阀门的打开与关闭，可改变投入运行的室外换热器个数，依据室外环境工况变化实现变室外换热器容量调节。同时第一热泵单元A、第二热泵单元B中所有热泵模块中室外换热器3并联，互为备用，所述室外换热器3损坏后可通过关闭阀门后进行更换，不影响整个热泵系统的正常运行。所述第一热泵单元A、第二热泵单元B的热泵模块中，同一组热泵模块内的所述制冷压缩机1并联，作用等效，可改变投入运行的所述制冷压缩机台数，依据房间内负荷实现所述制冷压缩机1的有极能量调节。同时同一组热泵模块内的制冷压缩机1并联，作用等效，所述制冷压缩机1损坏后可通过关闭阀门后进行更换，不影响整个热泵系统的正常运行；同一组热泵模块内的所述室内换热器2并联，作用等效，依据房间内负荷可改变投入运行的所述室内换热器2，依据房间内负荷实现变室内换热器容量调节，同时同一组热泵模块内的所述室内换热器2并联，作用等效，所述室内换热器2损坏后可通过关闭阀门后进行更换，不影响整个热泵系统的正常运行；同一组热泵模块内的所述膨胀阀4并联，作用等效，可改变投入运行的所述膨胀阀4个数(或开度)，依据房间内热负荷实现变流量调节(或热气旁通量调节与除霜量调节)，同时同一组热泵模块内的所述膨胀阀4并联，作用等效，所述膨胀阀4损坏后可通过关闭阀门更换，不影响整个热泵系统的正常运行。当第一热泵单元A、第二热泵单元B中的所述热泵模块联动供热运行时，处于热气旁通调节流程(或除霜流程)的那组热泵模块可实现在室外换热器3的轮档除霜或共同除霜，不参与除霜的热泵热泵模块可以通过阀门的关闭实现独立供暖循环。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多功能热泵系统，其特征在于，包括第一热泵单元和第二热泵单元，所述第一热泵单元和第二热泵单元分别包括多个结构相同的热泵模块；每个所述热泵模块包括制冷压缩机、室外换热器、室内换热器、四通换向阀、膨胀阀、单向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，所述制冷压缩机的排气接口与所述单向阀的进口端连接，所述单向阀的出口端与所述四通换向阀的第二接口连接，所述四通换向阀的第三接口分别与所述第三阀门的第一接口及所述室外换热器的第一接口连接，所述制冷压缩机的吸气接口与所述四通换向阀的第一接口连接，所述四通换向阀的第四接口分别与所述第四阀门的第一接口及所述室内换热器的第一接口连接；所述室内换热器的第二接口分别与所述第一阀门的第一接口和所述膨胀阀的第一接口连接，所述膨胀阀的第二接口通过所述第五阀门分别与所述第二阀门的第一接口及所述室外换热器的第二接口连接；所述第一热泵单元中：每个所述热泵模块的第一阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第一接口，每个所述热泵模块的第二阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第二接口；每个所述热泵模块的第三阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第三接口，每个所述热泵模块的第四阀门的第二接口并联连接作为第一热泵单元第四接口；所述第二热泵单元中：每个所述热泵模块的第一阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第一接口，每个所述热泵模块的第二阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第二接口；每个所述热泵模块的第三阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第三接口，每个所述热泵模块的第四阀门的第二接口并联连接作为第二热泵单元第四接口；所述第一热泵单元第一接口与所述第二热泵单元第四接口连接；所述第一热泵单元第二接口与所述第二热泵单元第三接口连接，所述第一热泵单元第三接口与所述第二热泵单元第二接口连接，所述第一热泵单元第四接口与所述第二热泵单元第一接口连接。

2.根据权利要求1所述的多功能热泵系统，其特征在于，每个所述热泵模块单独运行时，所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个热泵模块的所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门关闭，所述第五阀门打开，所述四通换向阀的第一接口与第四接口连通,所述四通换向阀的第二接口与第三接口连通，实现所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块单独供冷热力循环；所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块的所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门关闭，所述第五阀门打开，所述四通换向阀的第一接口与第三接口连通,所述四通换向阀的第二接口与第四接口连通，实现所述第一热泵单元和第二热泵单元中的每个所述热泵模块单独供热热力循环。

3.根据权利要求1所述的多功能热泵系统，其特征在于，所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个热泵模块联动运行，组成多功能热泵系统，整个所述多功能热泵系统运行分为供冷流程与旁通调节流程两个流程，所述第一热泵单元与第二热泵单元中的热泵模块分流程交替工作；所述第一热泵单元与第二热泵单元的每个所述热泵模块均可以通过同时关闭所述第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门选择不参与整个系统的联动供冷运行，实现联动运行中的独立的供冷循环。

4.根据权利要求1所述的多功能热泵系统，其特征在于，所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个热泵模块联动运行，组成多功能热泵系统,整个系统运行分为供热流程与旁通调节流程或室外换热器除霜流程，所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个热泵模块分流程交替工作；所述第一热泵单元与所述第二热泵单元中的多个所述热泵模块均可通过同时关闭所述第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门选择不参与整个系统的联动供热运行，实现联动运行中的独立的供热循环。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能热泵系统，其特征在于，所述制冷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。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能热泵系统，其特征在于，所述膨胀阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能热泵系统，其特征在于，所述室外换热器与室内换热器为风冷换热器、水冷换热器或蒸发式换热器。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能热泵系统，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门为电磁阀、手阀、球阀或截止阀。