CN112594958B - 具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统及空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源技术领域，提供一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统及空调设备，包括压缩装置、室外换热器、第一膨胀阀、室内换热器和四通阀；压缩装置包括第一气缸和第二气缸；还包括第一单向阀、再冷器和第二膨胀阀；第一单向阀的进口与第一气缸的进口连接，第一单向阀的出口与第二气缸的进口连接；再冷器的第一进口与室外换热器连接，再冷器的第一出口与第一膨胀阀的进口连接；再冷器的第二进口与第二膨胀阀的出口连接，再冷器的第二出口与第二气缸的进口连接；第二膨胀阀用于调节第一单向阀的开闭，实现压缩装置在单级压缩和双级压缩之间的切换。本发明通过设置四通阀、两个膨胀阀和单向阀等部件，实现了压缩机在单级和双级间切换。

Description

具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统及空调设备

技术领域

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统及空调设备。

背景技术

房间空调器具有冷暖两用、高效节能、安装方便、价格便宜，且容易实现行为节能的特点，是一种典型的空气源热泵系统，目前主要采用单级压缩循环实现制冷与制热功能。然而，无论是制冷还是制热运行时，在室内外温差较小时，外压缩比需求小，采用单级压缩循环可获得较高的运行能效，而在室内外温差较大时，其压缩机所能提供的压缩比过小，导致压缩机的容积效率减小、节流损失增大、排气温度过高，制冷与制热能力下降，运行能效降低。

为了实现空调器的高效运行，目前出现了采用中间补气压缩机的准双级压缩系统与双气缸或三气缸构成的双级压缩系统，以提高室内外温差较大时的制冷与制热能力并提高运行能效比，并采用压缩机的变转速控制实现空调器的容量调节，以适应房间的负荷变化要求。然而，采用双气缸或三气缸构成的双级压缩系统，虽然解决了室内外温差较大时存在的不足，但在室内外温差较小时仍然采用双级压缩循环，此时空调器每级的压缩比过小导致压缩机效率过低，空调器的能效比难以超过单级压缩系统。对于采用中间补气压缩机的空调器，在室内外温差较大时开启补气支路，空调器则转化为准双级压缩系统，空调器高效运行；而在室内外温差较小时则关闭补气支路，空调器则回归为单级压缩系统，仍然处于高效运行状态。中间补气压缩机的应用为压比适应空调器的研发提供了重要条件，然而补气压缩机的压缩比适应范围较小，且存在有中间回流，导致在单级压缩时的效率偏低。

发明内容

本发明提出一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，用以解决现有技术中在室内外温差较大时，其压缩机所能提供的压缩比过小，导致压缩机的容积效率减小、节流损失增大、排气温度过高，以及制冷与制热能力下降，运行能效降低的缺陷，通过设置四通阀、两个膨胀阀和单向阀等部件，实现了压缩机在单级和双级间的切换。

本发明还提出一种空调设备，用以解决现有技术中在室内外温差较大时，其压缩机所能提供的压缩比过小，导致压缩机的容积效率减小、节流损失增大、排气温度过高，以及制冷与制热能力下降，运行能效降低的缺陷，通过多个运行模式切换，使系统在各种工况下都能以高效节能的循环模式运行，保证环控需求的同时提高了空调器的能效，且各个模式下可实现压缩机变频运行，适应负荷变化，系统使用方便，调节灵活、控制简便。

根据本发明第一方面提供的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，包括：构成工质循环回路的压缩装置、室外换热器、第一膨胀阀、室内换热器和四通阀；所述四通阀在所述压缩装置的出口处，分别与所述压缩装置、所述室外换热器和所述室内换热器连接；

其中，所述压缩装置包括第一气缸和第二气缸；

还包括：第一单向阀、再冷器和第二膨胀阀；

所述第一单向阀的进口与所述第一气缸的进口连接，所述第一单向阀的出口与所述第二气缸的进口连接；

所述再冷器的第一进口与所述室外换热器连接，所述再冷器的第一出口与所述第一膨胀阀的进口连接；

所述再冷器的第二进口与所述第二膨胀阀的出口连接，所述再冷器的第二出口与所述第二气缸的进口连接；

所述第二膨胀阀用于调节所述第一单向阀的开闭，进而实现所述压缩装置在单级压缩和双级压缩之间的切换。

根据本发明的一种实施方式，包括：单级压缩制冷模式，在所述单级压缩制冷模式下，所述第二膨胀阀关闭；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室外换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀和所述室内换热器，并通过所述第一单向阀回流至所述第一气缸和所述第二气缸，实现所述第一气缸和所述第二气缸的单级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种单级压缩制冷模式的实施方式，在所述单级压缩制冷模式下，所述第二膨胀阀关闭，所述第一气缸和所述第二气缸的出口通过所述四通阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器通过所述第二单向阀与所述再冷器的第一进口连接，所述再冷器的第一出口与所述第一膨胀阀的进口连接，所述第一膨胀阀的出口通过所述第三单向阀与所述室内换热器的进口连接，所述室内换热器的出口通过所述第一单向阀与所述第一气缸和所述第二气缸的进口连接，进而实现所述第一气缸和所述第二气缸的单级压缩。

根据本发明的一种实施方式，包括：双级压缩制冷模式，在所述双级压缩制冷模式下，所述第二膨胀阀开启；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室外换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀、所述室内换热器和所述第一气缸形成第一制冷循环回路；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室外换热器、所述第二膨胀阀、所述再冷器和所述第二气缸形成第二制冷循环回路；

其中，经过所述第二膨胀阀和所述再冷器，并自所述再冷器的第二出口进入所述第二气缸的所述工质将所述第一单向阀关闭，实现所述第一气缸和所述第二气缸的双级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种双级压缩制冷模式的实施方式，在所述双级压缩制冷模式下，所述第二膨胀阀开启，并形成第一制冷循环回路和第二制冷循环回路。

进一步地，在所述第一制冷循环回路中，所述第一气缸和所述第二气缸的出口通过所述四通阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器通过所述第二单向阀与所述再冷器的第一进口连接，所述再冷器的第一出口与所述第一膨胀阀的进口连接，所述第一膨胀阀的出口通过所述第三单向阀与所述室内换热器的进口连接，所述室内换热器的进口与所述第一气缸的进口连接形成第一制冷循环回路。

进一步地，在第二制冷循环回路中，所述第一气缸和所述第二气缸的出口通过所述四通阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器通过所述第二单向阀与所述第二膨胀阀的进口连接，所述第二膨胀阀的出口与所述再冷器的第二进口连接，所述再冷器的第二出口与所述第二气缸的进口连接形成第二制冷循环回路。

进一步地，经过所述第二膨胀阀和所述再冷器，并自所述再冷器的第二出口进入所述第二气缸的所述工质将所述第一单向阀关闭，实现所述第一气缸和所述第二气缸的双级压缩。

根据本发明的一种实施方式，包括：单级压缩制热模式，在所述单级压缩制热模式下，所述第二膨胀阀关闭；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室内换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀和所述室外换热器，并通过所述第一单向阀回流至所述第一气缸和所述第二气缸，实现所述第一气缸和所述第二气缸的单级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种单级压缩制热模式的实施方式，在所述单级压缩制热模式下，所述第二膨胀阀关闭，所述第一气缸和所述第二气缸的出口通过所述四通阀与所述室内换热器的进口连接，所述室内换热器的出口通过第四单向阀与所述再冷器的第一进口连接，所述再冷器的第一出口与所述第一膨胀阀的进口连接，所述第一膨胀阀的出口通过第五单向阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器的出口通过所述第一单向阀与所述第一气缸和所述第二气缸的进口连接，进而实现所述第一气缸和所述第二气缸的单级压缩。

根据本发明的一种实施方式，包括：双级压缩制热模式，在所述双级压缩制热模式下，所述第二膨胀阀开启；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室内换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀、所述室外换热器和所述第一气缸形成第一制热循环回路；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室内换热器、所述第二膨胀阀、所述再冷器和所述第二气缸形成第二制热循环回路；

其中，经过所述第二膨胀阀和所述再冷器，并自所述再冷器的第二出口进入所述第二气缸的所述工质将所述第一单向阀关闭，实现所述第一气缸和所述第二气缸的双级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种双级压缩制热模式的实施方式，在所述双级压缩制热模式下，所述第二膨胀阀开启，并形成第一制热循环回路和第二制热循环回路。

进一步地，在所述第一制热循环回路中，所述第一气缸和所述第二气缸的出口通过所述四通阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器的出口通过所述第四单向阀与所述再冷器的第一进口连接，所述再冷器的第一出口与所述第一膨胀阀的进口连接，所述第一膨胀阀的出口通过第五单向阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器的出口与所述第一气缸的进口连接形成第一制热循环回路。

进一步地，在所述第二制热循环回路中，所述第一气缸和所述第二气缸的出口通过所述四通阀与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器的出口通过所述第四单向阀与所述第二膨胀阀的进口连接，所述第二膨胀阀的出口与所述再冷器的第二进口连接，所述再冷器的第二出口与所述第二气缸的进口连接形成第二制热循环回路。

进一步地，经过所述第二膨胀阀和所述再冷器，并自所述再冷器的第二出口进入所述第二气缸的所述工质将所述第一单向阀关闭，实现所述第一气缸和所述第二气缸的双级压缩。

根据本发明的一种实施方式，还包括：第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀和第五单向阀；

所述第二单向阀的进口与所述室外换热器连接，所述第二单向阀的出口与所述再冷器第一进口连接；

所述第三单向阀的进口与所述第一膨胀阀的出口连接，所述第三单向阀的出口与所述室内换热器连接；

所述第四单向阀的进口与所述室内换热器连接，所述第四单向阀的出口与所述再冷器的第一进口连接；

所述第五单向阀的进口与所述第一膨胀阀的出口连接，所述第五单向阀的出口与所述室外换热器连接。

具体来说，本实施例提供了一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统的实施方式，通过设置第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀和第五单向阀实现了压缩机在单级和双级间的切换。

根据本发明的一种实施方式，所述压缩装置为集成了所述第一气缸和所述第二气缸的双缸压缩机，或者所述第一气缸和所述第二气缸两台独立的压缩机。

具体来说，本实施例提供了两种压缩装置的实施方式。

根据本发明的一种实施方式，所述再冷器采用板式换热器、套管式换热器和壳管式换热器中的任意一种。

具体来说，本实施例提供了一种再冷器的实施方式。

根据本发明的一种实施方式，所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、电磁阀和毛细管中任意一种或几种的组合。

具体来说，本实施例提供了一种第一膨胀阀和第二膨胀阀的实施方式。

根据本发明第二方面提供的一种空调设备，具有上述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统。

本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本发明提供的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统及空调设备，通过设置四通阀、两个膨胀阀和单向阀等部件，实现了压缩机在单级和双级间的切换，解决了在室内外温差较大时，其压缩机所能提供的压缩比过小，导致压缩机的容积效率减小、节流损失增大、排气温度过高，以及制冷与制热能力下降，运行能效降低的问题。

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

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1是本发明提供的具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统的布置关系示意图之一；

图2是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，再冷器结构示意图；

图3是本发明提供的具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统的布置关系示意图之二；

图4是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制冷模式下各部件的布置关系示意图；

图5是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制冷模式下的压焓示意图；

图6是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制冷模式下各部件的布置关系示意图；

图7是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制冷模式下的压焓示意图；

图8是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制热模式下各部件的布置关系示意图；

图9是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制热模式下的压焓示意图；

图10是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制热模式下各部件的布置关系示意图；

图11是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制热模式下的压焓示意图。

附图标记：

1、压缩装置； 2、室内换热器； 3、室外换热器；

4、四通阀； 5、再冷器； 501、第一进口；

502、第一出口； 503、第二进口； 504、第二出口；

6、第一膨胀阀； 7、第二膨胀阀； 8、第二单向阀；

9、第三单向阀； 10、第四单向阀； 11、第五单向阀；

12、第一气缸； 13、第二气缸； 14、第一单向阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1是本发明提供的具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统的布置关系示意图之一。主要用于展示本发明提供的各部件之间的布置关系示意图，其中压缩装置1与第一气缸12和第二气缸13的布置关系为示意图，图1中展示的是第一气缸12和第二气缸13集成的双缸压缩机。

图2是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，再冷器5结构示意图。图2展示了再冷器5的第一进口501、第一出口502、第二进口503和第二出口504之间的布置关系示意图。

图3是本发明提供的具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统的布置关系示意图之二。图3为第一气缸12和第二气缸13独立设置的压缩机示意图，需要说明的是，本发明其余视图是基于图3基础上展开的，同样的设置关系也适用于图1中第一气缸12和第二气缸13集成为双缸压缩机的方案。

图4是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制冷模式下各部件的布置关系示意图；图5是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制冷模式下的压焓示意图。图4和图5展示了在单级压缩制冷模式下的示意图，图4中的浅色线部分代表该部分关闭，黑色实线部分代表连通，其中，第一气缸12和第二气缸13为单级压缩。

需要说明的是，四通阀4包括4a、4b、4c和4d的四个端口，在单级压缩制冷模式中，四通阀4中4a和4b端连通、4c和4d端连通。

图6是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制冷模式下各部件的布置关系示意图；图7是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制冷模式下的压焓示意图。图6和图7展示了在双级压缩制冷模式下的示意图，图6中的浅色线部分代表该部分关闭，黑色实线部分代表连通，其中，第一气缸12和第二气缸13的双级的独立压缩。

需要说明的是，四通阀4包括4a、4b、4c和4d的四个端口，在双级压缩制冷模式中，四通阀4中4a和4b端连通、4c和4d端连通。

图8是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制热模式下各部件的布置关系示意图；图9是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，单级压缩制热模式下的压焓示意图。图8和图9展示了在单级压缩制热模式下的示意图，图8中的浅色线部分代表该部分关闭，黑色实线部分代表连通，其中，第一气缸12和第二气缸13为单级压缩。

需要说明的是，四通阀4包括4a、4b、4c和4d的四个端口，在单级压缩制热模式中，四通阀4中4b和4c端连通、4a和4d端连通。

图10是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制热模式下各部件的布置关系示意图；图11是本发明提供的具有独立吸气和补气功能的压缩热泵空调系中，双级压缩制热模式下的压焓示意图。图10和图11展示了在双级压缩制热模式下的示意图，图10中的浅色线部分代表该部分关闭，黑色实线部分代表连通，其中，第一气缸12和第二气缸13的双级的独立压缩。

需要说明的是，四通阀4包括4a、4b、4c和4d的四个端口，在双级压缩制热模式中，四通阀4中4b和4c端连通、4a和4d端连通。

需要说明的是，本发明通过设置四通阀4、第二膨胀阀7和单向阀，实现了空调器单级压缩制冷循环、吸气/补气独立压缩(等效于双级压缩)制冷循环、单级压缩制热循环、吸气/补气独立压缩(等效于双级压缩)制热循环四种运行模式的切换，且各个模式下可实现压缩机变频运行，适应负荷变化，系统使用方便，调节灵活、控制简便。

进一步地，提高了热泵型房间空调器对不同环境温度及冷热量需求工况的适应性，通过运行模式切换，使系统在各种工况下都能以高效节能的循环模式运行，保证环控需求的同时提高了空调器的能效。

进一步地，相比于现有单双级压缩转化制冷热泵系统，系统复杂性低、机组容量小，不同模式之间切换简单，适用于热泵型房间空调器等小型制冷系统。

进一步地，利用再冷器5和第二膨胀阀7实现大部分工质过冷，形成三压力压缩循环，在压缩比较大的工况下，可提高空调器各工况能效。

进一步地，利用第二气缸13压缩过冷产生的小流量中压气态工质，降低了流入蒸发器的工质气体含量，提高换热器换热性能，使不同压力状态的工质在第一气缸12和第二气缸13独立完成压缩过程，降低压缩机功耗。

需要说明的是，蒸发器包括制冷的室内换热器2和制热的室外换热器3。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体连接；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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一些具体实施方案中，如图1至图11所示，本方案提供一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，包括：构成工质循环回路的压缩装置1、室外换热器3、第一膨胀阀6、室内换热器2和四通阀4；四通阀4在压缩装置1的出口处，分别与压缩装置1、室外换热器3和室内换热器2连接；其中，压缩装置1包括第一气缸12和第二气缸13；还包括：第一单向阀14、再冷器5和第二膨胀阀7；第一单向阀14的进口与第一气缸12的进口连接，第一单向阀14的出口与第二气缸13的进口连接；再冷器5的第一进口501与室外换热器3连接，再冷器5的第一出口502与第一膨胀阀6的进口连接；再冷器5的第二进口503与第二膨胀阀7的出口连接，再冷器5的第二出口504与第二气缸13的进口连接；第二膨胀阀7用于调节第一单向阀14的开闭，进而实现压缩装置1在单级压缩和双级压缩之间的切换。

详细来说，本发明提出一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，用以解决现有技术中在室内外温差较大时，其压缩机所能提供的压缩比过小，导致压缩机的容积效率减小、节流损失增大、排气温度过高，以及制冷与制热能力下降，运行能效降低的缺陷，通过设置四通阀4、两个膨胀阀和单向阀等部件，实现了压缩机在单级和双级间的切换。

在一些可能的实施例中，如图4和图5所示，包括：单级压缩制冷模式，在单级压缩制冷模式下，第二膨胀阀7关闭；工质依次经过四通阀4、室外换热器3、再冷器5、第一膨胀阀6和室内换热器2，并通过第一单向阀14回流至第一气缸12和第二气缸13，实现第一气缸12和第二气缸13的单级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种单级压缩制冷模式的实施方式，在单级压缩制冷模式下，第二膨胀阀7关闭，第一气缸12和第二气缸13的出口通过四通阀4与室外换热器3的进口连接，室外换热器3通过第二单向阀8与再冷器5的第一进口501连接，再冷器5的第一出口502与第一膨胀阀6的进口连接，第一膨胀阀6的出口通过第三单向阀9与室内换热器2的进口连接，室内换热器2的出口通过第一单向阀14与第一气缸12和第二气缸13的进口连接，进而实现第一气缸12和第二气缸13的单级压缩。

在一些可能的实施例中，如图6和图7所示，包括：双级压缩制冷模式，在双级压缩制冷模式下，第二膨胀阀7开启；工质依次经过四通阀4、室外换热器3、再冷器5、第一膨胀阀6、室内换热器2和第一气缸12形成第一制冷循环回路；工质依次经过四通阀4、室外换热器3、第二膨胀阀7、再冷器5和第二气缸13形成第二制冷循环回路；其中，经过第二膨胀阀7和再冷器5，并自再冷器5的第二出口504进入第二气缸13的工质将第一单向阀14关闭，实现第一气缸12和第二气缸13的双级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种双级压缩制冷模式的实施方式，在双级压缩制冷模式下，第二膨胀阀7开启，并形成第一制冷循环回路和第二制冷循环回路。

进一步地，在第一制冷循环回路中，第一气缸12和第二气缸13的出口通过四通阀4与室外换热器3的进口连接，室外换热器3通过第二单向阀8与再冷器5的第一进口501连接，再冷器5的第一出口502与第一膨胀阀6的进口连接，第一膨胀阀6的出口通过第三单向阀9与室内换热器2的进口连接，室内换热器2的进口与第一气缸12的进口连接形成第一制冷循环回路。

进一步地，在第二制冷循环回路中，第一气缸12和第二气缸13的出口通过四通阀4与室外换热器3的进口连接，室外换热器3通过第二单向阀8与第二膨胀阀7的进口连接，第二膨胀阀7的出口与再冷器5的第二进口503连接，再冷器5的第二出口504与第二气缸13的进口连接形成第二制冷循环回路。

进一步地，经过第二膨胀阀7和再冷器5，并自再冷器5的第二出口504进入第二气缸13的工质将第一单向阀14关闭，实现第一气缸12和第二气缸13的双级压缩。

在一些可能的实施例中，如图8和图9所示，包括：单级压缩制热模式，在单级压缩制热模式下，第二膨胀阀7关闭；工质依次经过四通阀4、室内换热器2、再冷器5、第一膨胀阀6和室外换热器3，并通过第一单向阀14回流至第一气缸12和第二气缸13，实现第一气缸12和第二气缸13的单级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种单级压缩制热模式的实施方式，在单级压缩制热模式下，第二膨胀阀7关闭，第一气缸12和第二气缸13的出口通过四通阀4与室内换热器2的进口连接，室内换热器2的出口通过第四单向阀10与再冷器5的第一进口501连接，再冷器5的第一出口502与第一膨胀阀6的进口连接，第一膨胀阀6的出口通过第五单向阀11与室外换热器3的进口连接，室外换热器3的出口通过第一单向阀14与第一气缸12和第二气缸13的进口连接，进而实现第一气缸12和第二气缸13的单级压缩。

在一些可能的实施例中，如图10和图11所示，包括：双级压缩制热模式，在双级压缩制热模式下，第二膨胀阀7开启；工质依次经过四通阀4、室内换热器2、再冷器5、第一膨胀阀6、室外换热器3和第一气缸12形成第一制热循环回路；工质依次经过四通阀4、室内换热器2、第二膨胀阀7、再冷器5和第二气缸13形成第二制热循环回路；其中，经过第二膨胀阀7和再冷器5，并自再冷器5的第二出口504进入第二气缸13的工质将第一单向阀14关闭，实现第一气缸12和第二气缸13的双级压缩。

具体来说，本实施例提供了一种双级压缩制热模式的实施方式，在双级压缩制热模式下，第二膨胀阀7开启，并形成第一制热循环回路和第二制热循环回路。

进一步地，在第一制热循环回路中，第一气缸12和第二气缸13的出口通过四通阀4与室外换热器3的进口连接，室外换热器3的出口通过第四单向阀10与再冷器5的第一进口501连接，再冷器5的第一出口502与第一膨胀阀6的进口连接，第一膨胀阀6的出口通过第五单向阀11与室外换热器3的进口连接，室外换热器3的出口与第一气缸12的进口连接形成第一制热循环回路。

进一步地，在第二制热循环回路中，第一气缸12和第二气缸13的出口通过四通阀4与室外换热器3的进口连接，室外换热器3的出口通过第四单向阀10与第二膨胀阀7的进口连接，第二膨胀阀7的出口与再冷器5的第二进口503连接，再冷器5的第二出口504与第二气缸13的进口连接形成第二制热循环回路。

进一步地，经过第二膨胀阀7和再冷器5，并自再冷器5的第二出口504进入第二气缸13的工质将第一单向阀14关闭，实现第一气缸12和第二气缸13的双级压缩。

在一些可能的实施例中，还包括：第二单向阀8、第三单向阀9、第四单向阀10和第五单向阀11；第二单向阀8的进口与室外换热器3连接，第二单向阀8的出口与再冷器5第一进口501连接；第三单向阀9的进口与第一膨胀阀6的出口连接，第三单向阀9的出口与室内换热器2连接；第四单向阀10的进口与室内换热器2连接，第四单向阀10的出口与再冷器5的第一进口501连接；第五单向阀11的进口与第一膨胀阀6的出口连接，第五单向阀11的出口与室外换热器3连接。

具体来说，本实施例提供了一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统的实施方式，通过设置第二单向阀8、第三单向阀9、第四单向阀10和第五单向阀11实现了压缩机在单级和双级间的切换。

在一些可能的实施例中，压缩装置1为集成了第一气缸12和第二气缸13的双缸压缩机，或者第一气缸12和第二气缸13两台独立的压缩机。

具体来说，本实施例提供了两种压缩装置1的实施方式。

在一些可能的实施例中，再冷器5采用板式换热器、套管式换热器和壳管式换热器中的任意一种。

具体来说，本实施例提供了一种再冷器5的实施方式。

在一些可能的实施例中，第一膨胀阀6和第二膨胀阀7为电子膨胀阀、热力膨胀阀、电磁阀和毛细管中任意一种或几种的组合。

具体来说，本实施例提供了一种第一膨胀阀6和第二膨胀阀7的实施方式。

在本发明的一些具体实施方案中，本方案提供一种空调设备，具有上述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统。

详细来说，本发明还提出一种空调设备，用以解决现有技术中在室内外温差较大时，其压缩机所能提供的压缩比过小，导致压缩机的容积效率减小、节流损失增大、排气温度过高，以及制冷与制热能力下降，运行能效降低的缺陷，通过多个运行模式切换，使系统在各种工况下都能以高效节能的循环模式运行，保证环控需求的同时提高了空调器的能效，且各个模式下可实现压缩机变频运行，适应负荷变化，系统使用方便，调节灵活、控制简便。

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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，包括：构成工质循环回路的压缩装置、室外换热器、第一膨胀阀、室内换热器和四通阀；所述四通阀在所述压缩装置的出口处，分别与所述压缩装置、所述室外换热器和所述室内换热器连接；

其中，所述压缩装置包括第一气缸和第二气缸；

还包括：第一单向阀、再冷器、第二膨胀阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀和第五单向阀；

所述第一单向阀的进口与所述第一气缸的进口连接，所述第一单向阀的出口与所述第二气缸的进口连接；

所述再冷器的第一进口与所述室外换热器连接，所述再冷器的第一出口与所述第一膨胀阀的进口连接；

所述再冷器的第二进口与所述第二膨胀阀的出口连接，所述再冷器的第二出口与所述第二气缸的进口连接；

所述第二膨胀阀用于调节所述第一单向阀的开闭，进而实现所述压缩装置在单级压缩和双级压缩之间的切换；

所述第二单向阀的进口与所述室外换热器连接，所述第二单向阀的出口与所述再冷器第一进口连接；

所述第三单向阀的进口与所述第一膨胀阀的出口连接，所述第三单向阀的出口与所述室内换热器连接；

所述第四单向阀的进口与所述室内换热器连接，所述第四单向阀的出口与所述再冷器的第一进口连接；

所述第五单向阀的进口与所述第一膨胀阀的出口连接，所述第五单向阀的出口与所述室外换热器连接；

所述压缩装置为集成了所述第一气缸和所述第二气缸的双缸压缩机，或者所述第一气缸和所述第二气缸两台独立的压缩机。

2.根据权利要求1所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，包括：单级压缩制冷模式，在所述单级压缩制冷模式下，所述第二膨胀阀关闭；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室外换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀和所述室内换热器，并通过所述第一单向阀回流至所述第一气缸和所述第二气缸，实现所述第一气缸和所述第二气缸的单级压缩。

3.根据权利要求1所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，包括：双级压缩制冷模式，在所述双级压缩制冷模式下，所述第二膨胀阀开启；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室外换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀、所述室内换热器和所述第一气缸形成第一制冷循环回路；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室外换热器、所述第二膨胀阀、所述再冷器和所述第二气缸形成第二制冷循环回路；

其中，经过所述第二膨胀阀和所述再冷器，并自所述再冷器的第二出口进入所述第二气缸的所述工质将所述第一单向阀关闭，实现所述第一气缸和所述第二气缸的双级压缩。

4.根据权利要求1所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，包括：单级压缩制热模式，在所述单级压缩制热模式下，所述第二膨胀阀关闭；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室内换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀和所述室外换热器，并通过所述第一单向阀回流至所述第一气缸和所述第二气缸，实现所述第一气缸和所述第二气缸的单级压缩。

5.根据权利要求1所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，包括：双级压缩制热模式，在所述双级压缩制热模式下，所述第二膨胀阀开启；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室内换热器、所述再冷器、所述第一膨胀阀、所述室外换热器和所述第一气缸形成第一制热循环回路；

所述工质依次经过所述四通阀、所述室内换热器、所述第二膨胀阀、所述再冷器和所述第二气缸形成第二制热循环回路；

其中，经过所述第二膨胀阀和所述再冷器，并自所述再冷器的第二出口进入所述第二气缸的所述工质将所述第一单向阀关闭，实现所述第一气缸和所述第二气缸的双级压缩。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，所述再冷器采用板式换热器、套管式换热器和壳管式换热器中的任意一种。

7.根据权利要求1至5任一所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统，其特征在于，所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、电磁阀和毛细管中任意一种或几种的组合。

8.一种空调设备，其特征在于，具有上述权利要求1至7任一所述的一种具有吸气和补气独立压缩功能的热泵空调系统。