具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述和说明。

图1为本发明的适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统的原理示意图，图2为本发明的适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统处于制冷同时制热水工况时的流向示意图，图3为本发明的适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统处于制冷工况时的流向示意图。

如图1-3所示，本发明的适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统，包括制冷循环和制冷同时制热水循环。其中，制冷同时制热水循环包括：单向阀组，单向阀组与第一换热器31连通，第一换热器31通过换向阀51与第一压缩机41连通，第一压缩机41通过换向阀51与热水器53连通，热水器53与第二换热器32连通，第二换热器32与单向阀组连通。

本发明的适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统，通过制冷循环实现制冷功能，通过制冷同时制热水循环实现在制冷过程中同时制取热水的功能。分别详述如下：

在使用该适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统制冷同时制热水功能时，制冷工质经由单向阀组后进入第一换热器31，制冷工质在第一换热器31中吸热后通过换向阀51进入第一压缩机41，制冷工质经由第一压缩机41压缩后进入热水器53，在热水器53中进行放热，从而为热水器53提供热源以制取热水。制冷工质在热水器53中放热后进入第二换热器32进而二次换热，以使得制冷工质的温度进一步降低，制冷工质在第二换热器32中放热后进入单向阀组，从而完成一次循环过程。在此循环过程中，由于制冷工质在第一换热器31中吸热，因此可以使用第一换热器31进行制冷，例如将热水通入第一换热器31，热水在第一换热器31中被制冷工质吸取热量，从而热水的温度降低变成冷水流出，实现制冷；由于制冷工质在经由热水器53的时候进行放热，因此可以使热水器53内的水温度升高，从而制取热水。

与现有技术中只能制冷或者只能制热的复叠热泵系统相比，本发明既可以利用制冷循环实现制冷功能，还可以利用制冷同时制热水循环实现制冷同时制热水功能，因而功能多样化，应用范围更为广泛。同时，在进行制冷同时制热水时，制冷工质在制冷过程中吸收的热量在热水器中释放用以制取热水，实现了能源的二次利用，提高了能源利用率。

本发明的适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统中，制冷循环可以采用现有技术中的制冷循环，或者，如图3所示，将制冷循环与制冷同时制热水循环联结在一起，以便于调控。具体而言，制冷循环包括第一制冷子循环和第二制冷子循环，第一制冷子循环包括蒸发冷凝器52，蒸发冷凝器52与单向阀组之间、以及蒸发冷凝器52与换向阀51之间分别设有第一控制阀61；第二制冷子循环包括第二压缩机42和第三换热器33，第二压缩机42与蒸发冷凝器52连通，第三换热器33分别与第二换热器32、第二压缩机42和蒸发冷凝器52连通。

本发明中，第二换热器32和单向阀组之间、以及第二换热器32与换向阀51之间分别设有第二控制阀62。为了实现自动控制，第一控制阀61和第二控制阀62均为电磁阀，换向阀51为四通换向阀。

本发明中，所述单向阀组具体包括两组单向阀，每组单向阀均包括若干单向阀2，每组单向阀内的各单向阀2依次串联连接，两组单向阀之间为并联连接。

本发明中，换向阀51与第一压缩机41之间设有第一储液罐71。单向阀组与第二储液罐72连通，第二储液罐72与单向阀组之间设有第一膨胀阀81。第二换热器32和第三换热器33之间设有第二膨胀阀82。第一储液罐71和第二储液罐72能够起到储存制冷剂的作用，还能够起到缓压和分液的作用。

如图3所示，在本发明的一具体实施方式中，所述适用于极寒地区的二氧化碳复叠热泵系统包括制冷循环和制冷同时制热循环。

其中，制冷同时制热循环包括：单向阀组、第一膨胀阀81、第二储液罐72、第一换热器31、换向阀51、第一压缩机41、第一储液罐71、第二控制阀62、热水器53、第二换热器32和第三换热器33。具体地，换向阀51为四通换向阀，单向阀组包括四个单向阀2，两个单向阀2为一组，每组内两个单向阀2串联方式连接，两组单向阀2并联方式连接，单向阀组与第一膨胀阀81和第二储液罐72形成一个回路；单向阀组还与第一换热器31和第二换热器32分别连通，单向阀组与第二换热器32连通的管路上设有一个第二控制阀62；第一换热器31与四通换向阀连通，四通换向阀与第一压缩机41和第一储液罐71形成一个回路，四通换向阀还与热水器53连通，四通换向阀与热水器53连通的管路上设有另一个第二控制阀62；热水器53与第二换热器32连通，第一换热器31具有四个接口，其中两个接口分别为热水进口和冷水出口，另外两个接口用于分别与单向阀组和四通换向阀连通。

其中，制冷循环包括第一制冷子循环和第二制冷子循环，其中，第一制冷子循环为普通热泵制冷循环，第二制冷子循环为二氧化碳热泵制冷循环。

第一制冷子循环包括蒸发冷凝器52，蒸发冷凝器52与单向阀组之间设有一个第一控制阀61，蒸发冷凝器52与四通换向阀之间还设有另一个第一控制阀61。

第二制冷子循环包括第二压缩机42、第三换热器33和第二膨胀阀82。蒸发冷凝器52和第三换热器33分别具有四个接口，第二换热器32具有六个接口，蒸发冷凝器52的第一接口和第二接口分别与两个第一控制阀61连通，蒸发冷凝器52的第三接口与第三换热器33的第二接口连通，蒸发冷凝器52的第四接口与第二压缩机42连通；第三换热器33的第一接口通过第二膨胀阀82与第二换热器32的第一接口连通，第三换热器33的第三接口与第二换热器32的第二接口连通，第三换热器33的第四接口与第二压缩机42连通；第二换热器32的第三接口通过第二控制阀62与单向阀组连通，第二换热器32的第四接口与热水器53连通，第二换热器32的第五接口和第六接口分别为空气出口和空气进口。

综上所述，本发明的二氧化碳复叠热泵系统具有制冷模式和制冷同时制热水模式。当处于制冷模式时，第一控制阀61开启，第二控制阀62关闭。在第一制冷子循环中，制冷工质可以为氟利昂或其他制冷工质，在第二制冷子循环中，制冷工质为二氧化碳，第二换热器32为室外换热器，第三换热器33为内部换热器，不同的制冷工质在各自所在的制冷子循环中循环流动，从而实现制冷过程。当处于制冷同时制热模式时，第一控制阀61关闭，第二控制阀62开启。制冷工质在制冷同时制热循环内循环流动，在第一换热器31处吸收热量以实现制冷功能，在热水器53处释放热量以实现制热水功能，从而实现制冷同时制热水的功能。

上文已经对本发明的技术方案以及优选实施例进行了清楚、详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的较佳实施例而已，而不是全部的实施例，因此不能据此限制本发明。凡是基于本发明的发明构思和具体实施方式，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，通过修改、等同替换和/或简单变型等所获得的所有其他实施例，均应包含在本发明的保护范围之内。