双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组及其运行控制方法

技术领域

本发明属于热泵机组技术领域，具体涉及双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组及其运行控制方法。

背景技术

我国的“碳达峰”与“碳中和”政策，使得未来建筑用热和冷将全面电气化。相比于地源热泵，空气源热泵具有安装灵活、初投资较低等优点，将是我国清洁供热的重要设备。但是，在冬季制热工况运行时，空气源热泵的蒸发器表面温度低于空气露点温度时，肋片表面会逐渐结霜。霜层增加了空气与制冷剂之间的换热热阻，降低了总传热系数；同时霜层阻塞了翅片间隙，增大了空气的流动阻力，减少了风机风量；结霜严重时，机组可能出现停机保护。布瑞恩等人的实验结果表明，换热器表面结霜可导致换热量减少约40％。根据桑德斯的研究结果，空气源热泵在结霜工况下机组性能会下降35％。北京工业大学研究中发现，当室外换热器结霜时机组的供热量将减少29％。可见，如何高效除霜是热泵技术应用中亟待解决的关键问题。

空气源热泵传统常用的除霜方式主要有电加热除霜、逆向除霜、热气旁通除霜、蓄热除霜。①电加热除霜：稳定有效，不影响室内供暖，但是其耗电量大，转换效率低。②逆循环除霜：化霜时停止不仅供热，同时从室内或供热热媒中吸热，导致室内温度明显下降严重影响供热品质(逆向除霜时室内温度降低2～7℃)，同时存在冷热抵消。③热气旁通除霜：利用高温制冷机蒸汽送入室外换热器进行除霜，其除霜能量来自压缩机做功，除霜可提供热量较小，除霜时间长、能耗高。④蓄热除霜：设置独立的蓄能器，热泵正常供热时，将部分热量保存到蓄热器中，化霜时，依靠蓄热器提供热量进行化霜，可避免室内温度下降，但是本质上是逆循环除霜，仍然存在冷热抵消。若采用水蓄热，机组体积较大；若采用相变蓄热，相变材料稳定性差、寿面短、造价高。通过分析计算，逆向除霜或蓄热除霜时存在冷热抵消，即化霜吸取的室内空气或供热水或相变蓄热的热量，均有约1/3～1/2是来源于前期机组的耗电量，由此造成除霜实际能耗提高了40％～50％，极大削弱了空气源热泵的优势。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组及其运行控制方法。

本发明所采用的技术方案为：

双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组，包括双级压缩单元，双级压缩单元的高压端通过管线连接有室内换热器，室内换热器的另一端通过管线依次连接有制冷剂气液分离器单元，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与双级压缩单元的中间端连接，制冷剂气液分离单元的液相接口与双级压缩单元的低压端之间并联有若干室外换热器单元，室外换热器单元的管线上连接有三通阀，双级压缩单元与室内换热器之间的管线和三通阀通过管线连接。

本发明将多组室外换热器单元进行并联，从而可在正常供热状态下对其中的一台或多台室外换热器进行除霜。对某个室外换热器进行除霜时，通过对三通阀进行切换，可使该室外换热器与室内换热器作为冷凝器，而其余室外换热器作为蒸发器。此时，在对该室外换热器进行除霜时，不影响室内正常供热。

制冷剂气液分离器单元能将气态制冷剂或气液混合制冷剂直接送至双级压缩单元的中间端，而不将其排入室外换热器单元中吸热，从而有效利用气态制冷剂。双级压缩单元的低压端吸入非除霜工况的室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，进入双级压缩单元的高压端压缩。从而，增加制热量，提高循环制冷系数，节约压缩机功耗。

作为本发明的优选方案，所述双级压缩单元包括双级压缩机，双级压缩机包括低压级压缩气缸、中间腔和高压级压缩气缸，室外换热器单元通过管线与低压级压缩气缸连接，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与中间腔连接，室内换热器通过管线与高压级压缩气缸连接。

低压级压缩气缸吸入非除霜工况的室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，进入高压级压缩气缸压缩，制冷剂变为高温高压气体。而经过非除霜工况的室外换热器单元的制冷剂吸热后再次进入双级压缩机的低压级气缸，与分离出的气态制冷剂混合后进一步压缩。

作为本发明的优选方案，所述双级压缩单元包括通过管线连接的低压级压缩机和高压级压缩机，室外换热器单元通过管线与低压级压缩机连接，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与高压级压缩机的吸入口连接，室内换热器与高压级压缩机的排出口通过管线连接。

低压级压缩机吸入非除霜工况的室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，进入高压级压缩机压缩，制冷剂变为高温高压气体。而经过非除霜工况的室外换热器单元的制冷剂吸热后再次进入低压级压缩机。

作为本发明的优选方案，所述室外换热器单元包括室外换热器，室外换热器远离三通阀的一端分别通过管线连接有室外膨胀阀和单向阀，室外膨胀阀和单向阀均通过管线与制冷剂气液分离器单元连接。经过制冷剂气液分离器单元的液态制冷剂受单向阀所阻，进入室外膨胀阀节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器吸热。而双级压缩单元压缩后的制冷剂进入除霜工况的室外换热器后，通过单向阀进入室内膨胀阀降压。

作为本发明的优选方案，所述制冷剂气液分离器单元包括通过管线连接的室内膨胀阀和闪发蒸汽分离器，室内膨胀阀的另一端通过管线与室内换热器连接，闪发蒸汽分离器的气相接口与双级压缩单元通过管线连接，闪发蒸汽分离器的液相接口分别与若干室外膨胀阀通过管线连接，若干单向阀均通过管线连接于室内换热器与室内膨胀阀之间的管线上。经过室内膨胀阀降压后的制冷剂进入闪发蒸气分离器，闪发蒸气分离器中气态制冷剂分离后进入双级压缩单元的中间端。闪发蒸气分离器中液态制冷剂单向阀所阻，进入室外膨胀阀节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器。

作为本发明的优选方案，所述制冷剂气液分离器单元包括中间冷却器，中间冷却器的一端通过管线与室内换热器连接，中间冷却器的液相接口通过管线与室外膨胀阀连接，中间冷却器的液相接口还通过管线连接有常开电磁阀，中间冷却器的外侧通过管线连接有室内膨胀阀，室内膨胀阀的另一端分别通过管线与单向阀连接，常开电磁阀的另一端通过管线连接于室内膨胀阀连接单向阀的一端，中间冷却器的气相接口通过管线与双级压缩单元连接。

制冷剂在室内换热器放热冷凝后，进入中间冷却器后分成两路。其中一路经过常开电磁阀，经过室内膨胀阀降压后，进入中间冷却器盘管外侧吸热，吸热后的气液混合制冷剂进入双级压缩单元的中间端。另一路盘管内侧的制冷剂在中间冷却器得到冷却后，受单向阀所阻，进入室外膨胀阀节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器吸热。

双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组的运行控制方法，包括冬季除霜供热工况：

将需要除霜的室外换热器单元上连接的三通阀切换到室内换热器与双级压缩单元之间的管线与室外换热器单元连通；

将其余三通阀切换到室外换热器单元与双级压缩单元的低压端接通；

双级压缩单元的低压端吸入非除霜工况的室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，

进入双级压缩单元的高压端压缩；高温高压气体分别进入室内换热器及除霜工况的室外换热器单元中冷却放热；冷却后的制冷剂经制冷剂气液分离器单元后，气态制冷剂或气液混合制冷剂进入双级压缩单元的中间端，液态制冷剂经节流降压后进入非除霜工况的室外换热器单元吸热，制冷剂吸热后再次进入双级压缩单元的低压端，如此不断循环。

作为本发明的优选方案，还包括冬季正常供热工况：

将所有三通阀切换到室外换热器单元与双级压缩单元的低压端接通；

双级压缩单元吸入若干室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，进入双级压缩单元的高压端压缩；高温高压气体进入室内换热器中冷却放热；冷却后的制冷剂经制冷剂气液分离器单元后，气态制冷剂或气液混合制冷剂进入双级压缩单元的中间端，液态制冷剂经节流降压后进入所有室外换热器单元吸热，制冷剂吸热后再次进入双级压缩单元的低压端，如此不断循环。

作为本发明的优选方案，所述室内换热器中的制冷剂在放热冷凝后与来自除霜工况的室外换热器单元的制冷剂混合，经过降压后的制冷剂进入闪发蒸汽分离器，闪发蒸汽分离器中气态制冷剂分离后进入双级压缩单元的中间端；闪发蒸汽分离器中液态制冷剂分别经节流降压后进入除除霜工况的室外换热器单元吸热。

作为本发明的优选方案，除霜工况的室外换热器单元中的制冷剂放热后，经过降压后进入中间冷却器盘管外侧吸热，吸热后的气液混合制冷剂进入双级压缩单元的中间端；室内换热器中的制冷剂在放热冷凝后，进入中间冷却器盘管内侧，盘管内侧的制冷剂在中间冷却器得到冷却后，经节流降压，低温低压制冷剂进入除除霜工况的室外换热器单元吸热。

本发明的有益效果为：

1.本发明将多组室外换热器单元进行并联，从而可在正常供热状态下对其中的一台或多台室外换热器进行除霜。对某个室外换热器进行除霜时，通过对三通阀进行切换，可使该室外换热器与室内换热器作为冷凝器，而其余室外换热器作为蒸发器。此时，在对该室外换热器进行除霜时，不影响室内正常供热。

2.本发明的制冷剂气液分离器单元能将气态制冷剂或气液混合制冷剂直接送至双级压缩单元的中间端，而不将其排入室外换热器单元中吸热，从而有效利用气态制冷剂。双级压缩单元的低压端吸入非除霜工况的室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，进入双级压缩单元的高压端压缩。从而，增加制热量，提高循环制冷系数，节约压缩机功耗。

附图说明

图1是实施例1中冬季正常供热时本发明的结构示意图；

图2是实施例1中冬季除霜供热时本发明的结构示意图；

图3是实施例2中冬季正常供热时本发明的结构示意图；

图4是实施例2中冬季除霜供热时本发明的结构示意图；

图5是实施例3中冬季正常供热时本发明的结构示意图；

图6是实施例3中冬季除霜供热时本发明的结构示意图；

图7是实施例4中冬季正常供热时本发明的结构示意图；

图8是实施例4中冬季除霜供热时本发明的结构示意图；

图9是制热功率为150kW的传统除霜技术的能耗图；

图10是制热功率为150kW的本发明的除霜技术的能耗图。

图中，1-双级压缩单元；2-室内换热器；3-制冷剂气液分离器单元；4-室外换热器单元；5-三通阀；11-双级压缩机；12-低压级压缩机；13-高压级压缩机；31-室内膨胀阀；32-闪发蒸汽分离器；33-中间冷却器；34-常开电磁阀；41-室外换热器；42-室外膨胀阀；43-单向阀。

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。

如图1～图8所示，本实施例的双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组，包括双级压缩单元1，双级压缩单元1的高压端通过管线连接有室内换热器2，室内换热器2的另一端通过管线依次连接有制冷剂气液分离器单元3，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与双级压缩单元1的中间端连接，制冷剂气液分离单元的液相接口与双级压缩单元1的低压端之间并联有若干室外换热器单元4，室外换热器单元4的管线上连接有三通阀5，双级压缩单元1与室内换热器2之间的管线和三通阀5通过管线连接。

需要说明的是，所述室内换热器2为空气换热器。所述室外换热器单元4的数量可为四至八组。所述室内换热器2为热水换热器或空气换热器。

本发明将多组室外换热器单元4进行并联，从而可在正常供热状态下对其中的一台或多台室外换热器41进行除霜。对某个室外换热器41进行除霜时，通过对三通阀5进行切换，可使该室外换热器41与室内换热器2作为冷凝器，而其余室外换热器41作为蒸发器。此时，在对该室外换热器41进行除霜时，不影响室内正常供热。

制冷剂气液分离器单元3能将气态制冷剂或气液混合制冷剂直接送至双级压缩单元1的中间端，而不将其排入室外换热器单元4中吸热，从而有效利用气态制冷剂。双级压缩单元1的低压端吸入非除霜工况的室外换热器单元4内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元3分离出的制冷剂混合，进入双级压缩单元1的高压端压缩。从而，增加制热量，提高循环制冷系数，节约压缩机功耗。

其中，所述室外换热器单元4包括室外换热器41，室外换热器41远离三通阀5的一端分别通过管线连接有室外膨胀阀42和单向阀43，室外膨胀阀42和单向阀43均通过管线与制冷剂气液分离器单元3连接。经过制冷剂气液分离器单元3的液态制冷剂受单向阀43所阻，进入室外膨胀阀42节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器41吸热。而双级压缩单元1压缩后的制冷剂进入除霜工况的室外换热器41后，通过单向阀43进入室内膨胀阀31降压。

双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组的运行控制方法，包括冬季除霜供热工况：

将需要除霜的室外换热器单元4上连接的三通阀5切换到室内换热器2与双级压缩单元1之间的管线与室外换热器单元4连通；

将其余三通阀5切换到室外换热器单元4与双级压缩单元1的低压端接通；

双级压缩单元1的低压端吸入非除霜工况的室外换热器单元4内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元3分离出的制冷剂混合，

进入双级压缩单元1的高压端压缩；高温高压气体分别进入室内换热器2及除霜工况的室外换热器单元4中冷却放热；冷却后的制冷剂经制冷剂气液分离器单元3后，气态制冷剂或气液混合制冷剂进入双级压缩单元1的中间端，液态制冷剂经节流降压后进入非除霜工况的室外换热器单元4吸热，制冷剂吸热后再次进入双级压缩单元1的低压端，如此不断循环。

冬季正常供热工况：

将所有三通阀5切换到室外换热器单元4与双级压缩单元1的低压端接通；

双级压缩单元1吸入若干室外换热器单元4内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从与从制冷剂气液分离器单元3分离出的制冷剂混合，进入双级压缩单元1的高压端压缩；高温高压气体进入室内换热器2中冷却放热；冷却后的制冷剂经制冷剂气液分离器单元3后，气态制冷剂或气液混合制冷剂进入双级压缩单元1的中间端，液态制冷剂经节流降压后进入所有室外换热器单元4吸热，制冷剂吸热后再次进入双级压缩单元1的低压端，如此不断循环。

实施例1：

如图1和图2所示，带闪发蒸气分离器的准双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组。其中，双级压缩单元1包括双级压缩机11，双级压缩机11包括低压级压缩气缸、中间腔和高压级压缩气缸，室外换热器单元4通过管线与低压级压缩气缸连接，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与中间腔连接，室内换热器2通过管线与高压级压缩气缸连接。

所述制冷剂气液分离器单元3包括通过管线连接的室内膨胀阀31和闪发蒸汽分离器32，室内膨胀阀31的另一端通过管线与室内换热器2连接，闪发蒸汽分离器32的气相接口与双级压缩单元1通过管线连接，闪发蒸汽分离器32的液相接口分别与若干室外膨胀阀42通过管线连接，若干单向阀43均通过管线连接于室内换热器2与室内膨胀阀31之间的管线上。

冬季正常供热工况：

如图1所示，冬季供热时，控制三通阀5的切换通道。低压级压缩气缸吸入所有室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从闪发蒸气分离器分离出的制冷剂混合，进入高压级压缩气缸压缩。制冷剂变为高温高压气体，进入室内换热器2。制冷剂在室内换热器2中冷却放热，此时室内换热器2为冷凝器，向室内放热。制冷剂在室内换热器2放热冷凝后，经过室内膨胀阀31降压，降压后的制剂进入闪发蒸气分离器，闪发蒸气分离器中气态制冷剂分离后进入双级压缩机11的中间腔。闪发蒸气分离器中液态制冷剂受所有单向阀43所阻，分别进入各室外膨胀阀42节流降压。节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入各室外换热器41吸热，此时所有室外换热器41为蒸发器。制冷剂吸热后再次进入双级压缩机11的低压级气缸，与分离出的气态制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。为了增加换热量而增加换热模块时，工作原理类似。

冬季除霜供热工况：

如图2所示，左起第一个室外换热器41为除霜工况的室外换热器41，其余室外换热器41为非除霜工况的室外换热器41。冬季供热且对除霜工况室外换热器41进行除霜时，控制三通阀5切换通道。低压级压缩气缸吸入非除霜工况的室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从闪发蒸气分离器分离出的制冷剂混合，进入高压级压缩气缸压缩。制冷剂变为高温高压气体，分别进入室内换热器2和除霜工况换热器。制冷剂在室内换热器2和除霜工况室外换热器41中冷却放热，此时室内换热器2和除霜工况室外换热器41为冷凝器。室内换热器2中的制冷剂在放热冷凝后与来自除霜工况室外换热器41的制冷剂混合，经过室内膨胀阀31降压，降压后的制剂进入闪发蒸气分离器。闪发蒸气分离器中气态制冷剂分离后进入双级压缩机11的中间腔。闪发蒸气分离器中液态制冷剂受单向阀43所阻，分别进入非除霜工况的室外膨胀阀42节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态。低温低压制冷剂进入非除霜工况室外换热器41吸热。此时非除霜工况室外换热器41为蒸发器，制冷剂吸热后再次进入双级压缩机11的低压级气缸，与分离出的气态制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。其他模块除霜工作原理类似。

实施例2：

如图3和图4所示，带闪发蒸气分离器的双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组。其中，双级压缩单元1包括通过管线连接的低压级压缩机12和高压级压缩机13，室外换热器单元4通过管线与低压级压缩机12连接，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与高压级压缩机13的吸入口连接，室内换热器2与高压级压缩机13的排出口通过管线连接。

所述制冷剂气液分离器单元3包括通过管线连接的室内膨胀阀31和闪发蒸汽分离器32，室内膨胀阀31的另一端通过管线与室内换热器2连接，闪发蒸汽分离器32的气相接口与双级压缩单元1通过管线连接，闪发蒸汽分离器32的液相接口分别与若干室外膨胀阀42通过管线连接，若干单向阀43均通过管线连接于室内换热器2与室内膨胀阀31之间的管线上。

冬季正常供热工况：

如图3所示，冬季供热时，控制三通阀5切换通道。低压级压缩机12吸入所有室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从闪发蒸气分离器分离出的制冷剂混合，进入高压级压缩机13压缩。制冷剂变为高温高压气体，进入室内换热器2。制冷剂在室内换热器2中冷却放热，此时室内换热器2为冷凝器，向室内放热。制冷剂在室内换热器2放热冷凝后，经过室内膨胀阀31降压，降压后的制剂进入闪发蒸气分离器。闪发蒸气分离器中气态制冷剂分离后进入高压级压缩机13的吸入口。闪发蒸气分离器中液态制冷剂受各单向阀43所阻，分别进入各室外膨胀阀42节流降压。节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入各室外换热器41吸热，此时各室外换热器41为蒸发器。制冷剂吸热后再次进入低压级压缩机12，与分离出的气态制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。当为了增加换热量而增加换热模块时，工作原理类似。

冬季除霜供热工况：

如图4所示，左起第一个室外换热器41为除霜工况的室外换热器41，其余室外换热器41为非除霜工况的室外换热器41。冬季供热且对除霜工况室外换热器41进行除霜时，控制三通阀5切换通道。低压级压缩机12吸入非除霜工况的室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从闪发蒸气分离器分离出的制冷剂混合，进入高压级压缩机13压缩。制冷剂变为高温高压气体，分别进入室内换热器2和除霜工况的室外换热器41；制冷剂在室内换热器2和除霜工况的室外换热器41中冷却放热，此时室内换热器2和除霜工况的室外换热器41为冷凝器。室内换热器2中的制冷剂在放热冷凝后与来自除霜后模块的制冷剂混合，经过室内膨胀阀31降压，降压后的制剂进入闪发蒸气分离器。闪发蒸气分离器中气态制冷剂分离后进入高压级压缩机13的吸入口。闪发蒸气分离器中液态制冷剂受非除霜工况的单向阀43所阻，分别进入非除霜工况的室外膨胀阀42节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器41吸热，此时非除霜工况的室外换热器41为蒸发器，制冷剂吸热后再次进入低压级压缩机12，与分离出的气态制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。其他模块除霜工作原理类似。

实施例3：

如图5和图6所示，带中间冷却器33的准双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组。其中，双级压缩单元1包括双级压缩机11，双级压缩机11包括低压级压缩气缸、中间腔和高压级压缩气缸，室外换热器单元4通过管线与低压级压缩气缸连接，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与中间腔连接，室内换热器2通过管线与高压级压缩气缸连接。

所述制冷剂气液分离器单元3包括中间冷却器33，中间冷却器33的一端通过管线与室内换热器2连接，中间冷却器33的液相接口通过管线与室外膨胀阀42连接，中间冷却器33的液相接口还通过管线连接有常开电磁阀34，中间冷却器33的外侧通过管线连接有室内膨胀阀31，室内膨胀阀31的另一端分别通过管线与单向阀43连接，常开电磁阀34的另一端通过管线连接于室内膨胀阀31连接单向阀43的一端，中间冷却器33的气相接口通过管线与双级压缩单元1连接。

冬季正常供热工况：

如图5所示，冬季供热时，控制三通阀5切换通道。双级压缩机11的低压级气缸吸入各室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩后与来自中间冷却器33的制冷剂混合后，进入双级压缩机11的高压级气缸压缩，制冷剂变为高温高压气体，进入室内换热器2。制冷剂在室内换热器2中冷却放热，此时室内换热器2为冷凝器，向室内放热。制冷剂在室内换热器2放热冷凝后，进入中间冷却器33后分成两路。其中一路经过常开电磁阀34，经过室内膨胀阀31降压后，进入中间冷却器33盘管外侧吸热，吸热后的气液混合制冷剂进入双级压缩机11的中间腔。另一路盘管内侧的制冷剂在中间冷却器33得到冷却后，受各单向阀43所阻，分别进入各室外膨胀阀42节流降压。节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入各室外换热器41吸热。此时各室外换热器41为蒸发器，制冷剂吸热后再次进入双级压缩机11的低压级吸气口与中间腔制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。当为了增加换热量而增加换热模块时，工作原理类似。

冬季除霜供热工况：

如图6所示，左起第一个室外换热器41为除霜工况的室外换热器41，其余室外换热器41为非除霜工况的室外换热器41。冬季供热且对除霜工况室外换热器41进行除霜时，控制三通阀5切换通道。双级压缩机11的低压级气缸吸入非除霜工况的室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩后与来自中间冷却器33的制冷剂混合后，进入双级压缩机11高压级气缸压缩。制冷剂变为高温高压气体，分别进入室内换热器2和除霜工况的室外换热器41。制冷剂在室内换热器2和除霜工况的室外换热器41中冷却放热，此时室内换热器2和除霜工况的室外换热器41为冷凝器。除霜工况的室外换热器41中的制冷剂放热后，经过室内膨胀阀31降压后，进入中间冷却器33盘管外侧吸热，吸热后的气液混合制冷剂进入双级压缩机11的中间腔。室内换热器2中的制冷剂在放热冷凝后，进入中间冷却器33盘管内侧，盘管内侧的制冷剂在中间冷却器33得到冷却后，受非除霜工况的单向阀43所阻，分别进入非除霜工况的室外膨胀阀42节流降压。节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器41吸热，此时非除霜工况的室外换热器41为蒸发器。制冷剂吸热后再次进入双级压缩机11的低压级与中间腔制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。其他模块除霜工作原理类似。

实施例4：

如图7和图8所示，带中间冷却器33的双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组。其中，双级压缩单元1包括通过管线连接的低压级压缩机12和高压级压缩机13，室外换热器单元4通过管线与低压级压缩机12连接，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与高压级压缩机13的吸入口连接，室内换热器2与高压级压缩机13的排出口通过管线连接。

所述制冷剂气液分离器单元3包括中间冷却器33，中间冷却器33的一端通过管线与室内换热器2连接，中间冷却器33的液相接口通过管线与室外膨胀阀42连接，中间冷却器33的液相接口还通过管线连接有常开电磁阀34，中间冷却器33的外侧通过管线连接有室内膨胀阀31，室内膨胀阀31的另一端分别通过管线与单向阀43连接，常开电磁阀34的另一端通过管线连接于室内膨胀阀31连接单向阀43的一端，中间冷却器33的气相接口通过管线与双级压缩单元1连接。

冬季正常供热工况：

如图7所示，冬季正常供热时，常开电磁阀34打开，控制三通阀5切换通道。低压级压缩机12吸入各室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩后与来自中间冷却器33的制冷剂混合后，进入高压级压缩机13压缩，制冷剂变为高温高压气体，进入室内换热器2。制冷剂在室内换热器2中冷却放热，此时室内换热器2为冷凝器，向室内放热。制冷剂在室内换热器2放热冷凝后，进入中间冷却器33后分成两路。其中一路经过常开电磁阀34，经过室内膨胀阀31降压后，进入中间冷却器33盘管外侧吸热，吸热后的气液混合制冷剂进入高压级压缩机13的吸入口。另一路盘管内侧的制冷剂在中间冷却器33得到冷却后，受各单向阀43所阻，分别进入各室外膨胀阀42节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态。低温低压制冷剂进入各室外换热器41吸热，此时各室外换热器41为蒸发器，制冷剂吸热后再次进入低压级压缩机12吸气口与中间冷却器33盘管外侧的制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。当为了增加换热量而增加换热模块时，工作原理类似。

冬季除霜供热工况：

如图8所示，左起第一个室外换热器41为除霜工况的室外换热器41，其余室外换热器41为非除霜工况的室外换热器41。冬季供热且对除霜工况室外换热器41进行除霜时，控制三通阀5切换通道。低压级压缩机12吸入非除霜工况的室外换热器41内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩后与来自中间冷却器33的制冷剂混合后，进入高压级压缩机13压缩，制冷剂变为高温高压气体，分别进入室内换热器2和除霜工况的室外换热器41。制冷剂在室内换热器2和除霜工况的室外换热器41中冷却放热，此时室内换热器2和除霜工况的室外换热器41为冷凝器。除霜工况的室外换热器41中的制冷剂放热后，经过室内膨胀阀31降压后，进入中间冷却器33盘管外侧吸热，吸热后的气液混合制冷剂进入高压级压缩机13的吸入口。室内换热器2中的制冷剂在放热冷凝后，进入中间冷却器33盘管内侧，盘管内侧的制冷剂在中间冷却器33得到冷却后，受非除霜工况的单向阀43所阻，分别进入非除霜工况的膨胀阀节流降压。节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入非除霜工况的室外换热器41吸热，此时非除霜工况的室外换热器41为蒸发器。制冷剂吸热后再次进入低压级压缩机12的制冷剂与中间腔制冷剂混合后进一步压缩，如此不断循环。其他模块除霜工作原理类似。

为了说明本发明的有益效果，对制热功率是150kW的传统除霜技术和新型除霜技术的机组除霜能耗进行了对比，结果如图9和图10所示。其中传统除霜能耗＝压缩机耗电量(4.5kWh)+水中吸热中的电耗部分(3kWh)＝7.5kWh；新型除霜能耗＝除霜压缩机耗电量＝4.5kWh，除霜能耗降低约40％，具有显著的节能效果。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。