本发明涉及节能环保，具体而言，涉及一种co2空气源热泵供热系统及供热方法。
背景技术：
1、空气源热泵通过少量电能驱动压缩机，吸收空气中的低品位热能并转化为高品位热能，供室内采暖使用，与燃煤/燃气锅炉、电锅炉等采暖形式对比，具有节能环保、安装便捷等优势，在我国北方居民供暖领域得到了一定规模的应用。但是现有空气源热泵大多是基于常规制冷剂(r22、r410a等)，当环境温度降低时，引起蒸发温度降低，蒸发压力也随之降低，压缩机的压比增大，压缩机排气温度升高，容易引起机组的过热保护而停止运行。虽然有公司针对这种情况也开发了喷汽增焓、喷液冷却等技术在一定程度上缓解了这类问题，但是当环境温度低于-20℃时，上述技术仍然不能有效应对，空气源热泵仍然存在因过热保护而停止运行的情况，无法稳定运行。
2、另外，现有空气源热泵使用的常规制冷剂，如r22、r410a等大多具有较高的odp和gwp值，易造成臭氧层破坏，并引起越来越严重的温室效应，面对严峻的环境生态问题，全球范围内的常规制冷剂替代进程正在不断加快。
3、co2作为一种天然制冷剂，本身无毒不可燃，化学性质稳定，具有良好的安全性，其对臭氧层无任何破坏作用，odp为0，全球变暖潜力指数gwp为1，环保性能优越，另外co2在低温环境下仍然具有较高的密度、导热系数和比热容，较低的动力粘度和表面张力，更能适应低环境温度条件。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提出一种co2空气源热泵供热系统及供热方法以解决现有技术中当环境温度低于-20℃时，空气源热泵存在因过热保护而停止运行的问题。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
3、一种co2空气源热泵供热系统，包括第一级热泵循环系统、第二级热泵循环系统和供热系统；
4、所述第一级热泵循环系统用于对第二级热泵循环系统和供热系统提供热量，所述第二级热泵循环系统用于对供热系统提供热量，所述第一级热泵循环系统和第二级热泵循环系统能够串联或并联对供热系统提供热量，所述供热系统用于为用户端提供热量；
5、通过调节第一级热泵循环系统内的第一介质、第二级热泵循环系统内的第二介质和供热系统内的第三介质流量，能够调节供热系统与第一级热泵循环系统、第二级热泵循环系统之间的热交换比例，控制用户端的出水温度。
6、本技术所述的co2空气源热泵供热系统，第二级热泵循环系统能够进一步利用第一级热泵循环系统中剩余的热能，通过调节第一级热泵循环系统和第二级热泵循环系统之间的串并联供热方式，以及第一介质、第二介质和第三介质的流量，能够调节供热系统与第一级热泵循环系统、第二级热泵循环系统之间的热交换比例，提高系统整体的能效比，更高效地利用空气中的热能，确保在环境温度低于-20℃时，空气源热泵能够正常运行。
7、进一步的，所述第一级热泵循环系统包括第一压缩机、气冷器、第二蒸发器、回热器、第一膨胀阀和第一蒸发器，所述回热器包括第一回热通道和第二回热通道；
8、第一压缩机、气冷器、第二蒸发器、第一回热通道、第一膨胀阀、第一蒸发器和第二热通道通过第一连通管道串联，第一连通管道内的第一介质与供热系统内的第三介质在气冷器内换热。
9、这种换热方式有助于减少co2制冷剂在循环过程中的温度波动，提高系统的稳定性和可靠性。
10、进一步的，所述第二级热泵循环系统包括第二压缩机、冷凝器、第二膨胀阀和第二蒸发器，第二压缩机、冷凝器、第二膨胀阀和第二蒸发器通过第二连通管道串联，第二连通管道内的第二介质与供热系统内的第三介质在冷凝器内换热。
11、通过设置第二级热泵循环系统，能够进一步利用第一级热泵循环系统中剩余的热能，提高系统整体的能效比，确保系统能够稳定运行。
12、进一步的，所述供热系统包括第三连通管道，第三连通管道与冷凝器、气冷器均相连，且冷凝器与气冷器为并联或串联连接，第一连通管道内的第一介质与第三连通管道内的第三介质在气冷器内换热，第二连通管道内的第二介质与第三连通管道内的第三介质在冷凝器内换热。
13、这种设置使得第三连通管道能够与冷凝器、气冷器之间灵活连接，可以根据用户端的实际需求，灵活调整热交换的路径和方式，提高了系统的灵活性和适应性，能够更好地满足不同用户在不同条件下的供热需求。
14、进一步的，所述第三连通管道包括第一换热支路和第二换热支路，所述第一换热支路与气冷器相连，第二换热支路与冷凝器相连。
15、这种设置使得系统能够根据用户端的实际需求，选择不同的热交换方式，从而更好地满足用户在不同条件下的供热需求。
16、进一步的，所述第三连通管道还包括第三换热支路，所述第一换热支路和第二换热支路通过第三换热支路相连。
17、这种设置能够使气冷器和冷凝器之间进行串联，优化系统的换热模式。
18、进一步的，所述供热系统包括水泵，所述水泵用于推动第三介质在第三连通管道内流动。
19、这种设置可以根据实际需求对供热系统的流量进行灵活调节，满足用户在不同条件下的供热需求。
20、进一步的，所述第一换热支路设置有第一阀门，第二换热支路设置有第二阀门，第三换热支路设置有第三阀门，通过调节第一阀门、第二阀门和第三阀门的状态，能够控制第一换热支路、第二换热支路和第三换热支路内第三介质的流量。
21、通过调节第一阀门、第二阀门和第三阀门的开度，可以精确控制第一换热支路、第二换热支路和第三换热支路内第三介质的流量，从而灵活调节供热系统与第一级热泵循环系统、第二级热泵循环系统之间的换热方式，满足用户在不同条件下的供热需求。
22、本发明还提供一种co2空气源热泵供热系统的供热方法，用于上述所述的co2空气源热泵供热系统，包括步骤：
23、s1：检测并判断用户端的回水温度是否小于25℃，若是，进入步骤s2，若否，进入步骤3；
24、s2：第一阀门开启，第二阀门和第三阀门关闭，水泵推动第三介质通过第一换热支路进行循环流动，第三介质在气冷器内与第一介质换热；
25、s3：判断用户端需要的出水温度，若出水温度在70℃～80℃时，进入步骤4，若出水温度在80℃～95℃时，进入步骤5，若出水温度在95℃～120℃时，进入步骤6；
26、s4：第一阀门和第二阀门开启，第三阀门关闭，第一换热支路和第二换热支路并联，水泵推动第三介质通过第一换热支路和第二换热支路进行循环流动，第三介质在气冷器内与第一介质换热，在冷凝器内与第二介质换热；
27、s5：第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门开启，第三介质依次通过水泵、冷凝器、第三阀门和气冷器进行循环流动，第三介质在气冷器内与第一介质换热，在冷凝器内与第二介质换热；
28、s6：第一阀门和第三阀门关闭，第二阀门开启，第三介质依次通过水泵、冷凝器和第二阀门进行循环流动，第三介质在冷凝器内与第二介质换热。
29、这种设置能够根据用户端的回水温度和出水温度，通过控制供热系统与第一级热泵循环系统、第二级热泵循环系统之间的换热方式，提高系统整体的能效比，更高效地利用空气中的热能，灵活调节用户端的出水温度，提高系统的适应性和供热效率，确保在环境温度低于-20℃时，空气源热泵能够正常运行。
30、进一步的，在s4中，第二介质设置为r134a或r515b制冷剂；在s5中，第二介质设置为r515b制冷剂；在s6中，第二介质设置为r245fa制冷剂。
31、根据用户端出水温度的要求，选择不同的制冷剂，能够优化系统的性能，确保热泵系统在高负荷下稳定运行，避免出现过热保护等问题。
32、相对于现有技术，本发明所述的co2空气源热泵供热系统及供热方法具有以下优势：第二级热泵循环系统能够进一步利用第一级热泵循环系统中剩余的热能，通过调节第一级热泵循环系统和第二级热泵循环系统之间的串并联供热方式，以及第一介质、第二介质和第三介质的流量，能够调节供热系统与第一级热泵循环系统、第二级热泵循环系统之间的热交换比例，提高系统整体的能效比，更高效地利用空气中的热能，确保在环境温度低于-20℃时，空气源热泵仍然能够正常运行。
1.一种co2空气源热泵供热系统，其特征在于，包括第一级热泵循环系统(110)、第二级热泵循环系统(120)和供热系统(130)；
2.根据权利要求1所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述第一级热泵循环系统(110)包括第一压缩机(10)、气冷器(11)、第二蒸发器(6)、回热器(7)、第一膨胀阀(8)和第一蒸发器(9)，所述回热器(7)包括第一回热通道和第二回热通道；
3.根据权利要求1所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述第二级热泵循环系统(120)包括第二压缩机(5)、冷凝器(3)、第二膨胀阀(4)和第二蒸发器(6)，第二压缩机(5)、冷凝器(3)、第二膨胀阀(4)和第二蒸发器(6)通过第二连通管道(121)串联，第二连通管道(121)内的第二介质与供热系统(130)内的第三介质在冷凝器(3)内换热。
4.根据权利要求1所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述供热系统(130)包括第三连通管道(131)，第三连通管道(131)与冷凝器(3)、气冷器(11)均相连，且冷凝器(3)与气冷器(11)为并联或串联连接，第一连通管道(111)内的第一介质与第三连通管道(131)内的第三介质在气冷器(11)内换热，第二连通管道(121)内的第二介质与第三连通管道(131)内的第三介质在冷凝器(3)内换热。
5.根据权利要求4所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述第三连通管道(131)包括第一换热支路(1311)和第二换热支路(1312)，所述第一换热支路(1311)与气冷器(11)相连，第二换热支路(1312)与冷凝器(3)相连。
6.根据权利要求5所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述第三连通管道(131)包括第三换热支路(1313)所述第一换热支路(1311)和第二换热支路(1312)通过第三换热支路(1313)相连。
7.根据权利要求4所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述供热系统(130)包括水泵(1)，所述水泵(1)用于推动第三介质在第三连通管道(131)内流动。
8.根据权利要求6所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，所述第一换热支路(1311)设置有第一阀门(2)，第二换热支路(1312)设置有第二阀门(13)，第三换热支路(1313)设置有第三阀门(12)，通过调节第一阀门(2)、第二阀门(13)和第三阀门(12)的状态，能够控制第一换热支路(1311)、第二换热支路(1312)和第三换热支路(1313)内第三介质的流量。
9.一种co2空气源热泵供热系统的供热方法，用于权利要求1-8任一项所述的co2空气源热泵供热系统，其特征在于，包括步骤：
10.根据权利要求9所述的co2空气源热泵供热系统的供热方法，其特征在于，在s4中，第二介质设置为r134a或r515b制冷剂；在s5中，第二介质设置为r515b制冷剂；在s6中，第二介质设置为r245fa制冷剂。
