CN116878183A - 一种热泵及热交换*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵及热交换***，其中，热泵包括冷却回路、加热回路、第一热交换单元、第二热交换单元；第一热交换单元包括用于容纳介质的第一工作区和第一通道区，第一工作区能够使介质向第一通道区释放热量；至少一个第一通道区内收容有至少部分加热回路；第二热交换单元包括用于容纳介质第二工作区和第二通道区，第二工作区能够使介质向第二通道区吸收热量；至少一个第二通道区内收容有至少部分冷却回路；第一工作区能够与第二工作区连通，以使第一工作区内的介质放热后能够流动至第二工作区进行吸热，和/或，第二工作区内的介质吸热后能够流动至第一工作区进行放热。本发明的热泵用于同时实现分级制冷和分级制热，且能够提高热泵的能源利用率。

Description

一种热泵及热交换***

技术领域

本发明涉及制冷制热设备技术领域，尤其涉及一种热泵及热交换***。

背景技术

在工业生产***中，会存在需要为一部分***提供热源，以及需要为一部分***提供冷源的情况。现有为部分工业生产***提供热源的方式是设置一制热***进行制热，例如采用高温热泵作为制热***；为另一部分工业生产***提供冷源的方式是设置一制冷***进行制冷，例如采用工业冷水机作为制冷***。

然而，制冷***的运行过程中为了达到制冷需求，通常需要向外界释放大量的废热；制热***在运行过程中为达到需要的温度，需要补充大量的低品位热源。这就导致现有的制冷***和制热***在运行时需要耗费较多的能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热泵及热交换***，用于同时实现分级制冷和分级制热，且能够提高热泵的能源利用率。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种热泵，包括：

冷却回路，用于供制冷介质流动；

加热回路，用于供制热介质流动；

至少一个第一热交换单元，所述第一热交换单元包括用于容纳介质的第一工作区和第一通道区，所述第一工作区能够使介质向所述第一通道区释放热量；至少一个所述第一通道区内收容有至少部分所述加热回路，以使所述第一通道区内的制热介质可以吸收所述第一工作区内介质的热量；

至少一个第二热交换单元，所述第二热交换单元包括用于容纳介质第二工作区和第二通道区，所述第二工作区能够使介质向所述第二通道区吸收热量；至少一个所述第二通道区内收容有至少部分所述冷却回路，以使所述第二工作区内的介质可以吸收所述第二通道区内的热量；

其中，至少一个第一工作区能够与至少一个第二工作区连通，以使所述第一工作区内的介质放热后能够流动所述第二工作区进行吸热，和/或，所述第二工作区内的介质吸热后能够流动至所述第一工作区进行放热。

优选地，还包括至少一个第一能量循环组件，所述第一能量循环组件包括第一循环回路，所述第一循环回路用于供循环介质流动；

所述第一循环回路的至少一部分设置于所述第一热交换单元的第一工作区内，所述第一循环回路的至少又一部分设置于所述第二热交换单元的第二工作区内，所述循环介质能够在所述第一工作区的所述第二工作区之间循环流动；

所述第二热交换单元的第二通道区内设置有至少部分所述冷却回路，所述第二工作区内的循环介质能够吸收所述第二通道区内的冷却介质的热量；和/或，所述第一热交换单元的第一通道区内设置有至少部分所述加热回路，所述第一工作区内的循环介质能够向所述第一通道区内的加热介质传递热量。

优选地，所述第一能量循环组件还包括第一膨胀件，所述第一膨胀件用于减低介质的压强和温度，所述第一膨胀件设置于所述第一热交换单元沿循环介质流动方向的下游，和所述第二热交换单元沿循环介质流动方向的上游。

优选地，所述第一能量循环组件还包括第一压缩件，所述第一压缩件用于增加循环介质的压强和温度，所述第一压缩件设置于所述第一热交换单元沿循环介质流动方向的上游，和所述第二热交换单元沿循环介质流动方向的下游。

优选地，所述第一能量循环组件的第二热交换单元为蒸发器或蒸发过冷器，且所述第一能量循环组件还包括第一气液分离件，所述第一气液分离件用于去除循环介质中的液体成分；所述第一气液分离件设置于所述第二热交换单元沿循环介质流动方向的下游，和所述第一压缩件沿循环介质流动方向的上游。

优选地，所述第一能量循环组件设置多个，所述冷却回路依次穿过多个所述第一能量循环组件的第二通道区，所述加热回路依次穿过多个所述第一能量循环组件的第一通道区。

优选地，还包括第二能量循环组件，所述第二能量循环组件包括第二循环回路，所述第二循环回路能够供所述冷却介质流动；所述第二循环回路的至少一部分设置于所述第一热交换单元的第一工作区内，且所述第二循环回路的至少又一部分设置于所述第二热交换单元的第二工作区内，以使所述冷却介质能够在所述第一工作区和第二工作区之间循环流动；

所述第一热交换单元的第一通道区内设置有至少部分所述加热回路，所述第一工作区内的制冷介质能够向所述第一通道区内的制热介质传输热量；所述第二热交换单元的第二通道区用于收容外部交换介质，所述第二工作区内的冷却介质能够吸收所述第二通道区内外部交换介质的热量。

优选地，所述第二能量循环组件还包括第二膨胀件，所述第二膨胀件用于降低介质的压强和温度，所述第二膨胀件设置在所述第一工作区沿制冷介质流动方向的下游，和所述第二工作区沿制冷介质流动方向的上游。

优选地，还包括至少一个第一能量循环组件，所述第一能量循环组件能够吸收所述第二通道区内的热量；所述第二循环回路自所述第一热交换单元延伸至所述第二膨胀件的部分穿过至少一个所述第二通道区。

优选地，所述第二能量循环组件还包括第二压缩件，所述第二压缩件用于增加循环介质的压强和温度；所述第二压缩件设置于所述第二工作区沿制冷介质流动方向的下游，和所述第一工作区沿制冷介质流动方向的上游。

优选地，所述第二能量循环组件还包括第三热交换单元以及分支回路；

所述第三热交换单元设置在所述第一工作区沿制冷介质流动方向的下游，和所述第二通道区沿制冷介质流动方向的上游；

所述分支回路包括第一进口端和第一出口端；所述第二循环回路中自所述第二工作区延伸至所述第二压缩件的部分，与所述第一进口端与所述第一出口端连接；所述分支回路的至少一部分设置于所述第三热交换单元内，以使自所述第三热交换单元中第一工作区流入的制冷介质，能够与所述第三热交换单元中的所述分支回路内的制冷介质进行热交换。

优选地，所述第二热交换单元为蒸发器或蒸发过冷器，所述第二能量循环组件还包括第二气液分离件，所述第二气液分离件用于去除制冷介质中的液体成分；所述第二气液分离件设置于所述第一出口端，或设置于所述第一出口端沿制冷介质流动方向的下游，并且，所述第二气液分离件还设置于所述第二压缩件沿制冷介质流动方向的上游。

优选地，所述第一热交换单元为冷凝器；和/或，所述第二热交换单元为蒸发器或蒸发过冷器。

一种热交换***，包括上述任意一种的热泵、加热件和冷却件；所述加热件和冷却件均与所述热泵连接，且所述加热件能够以所述热泵中的制热介质热源对外界进行制热，所述冷却件能够以所述热泵中的制冷介质热源对外界进行制冷。

优选地，所述加热件连接有第一连接管路，所述第一连接管路连通所述加热回路的第二出口端以及所述加热件，以使所述加热介质能够自所述第一连接管路流至所述加热件。

优选地，所述第一连接管路上设置有换热器，所述换热器能够与补充热源连接，以使补充热源对所述第一连接管路内的制热介质进行加热。

优选地，所述热泵包括第二能量循环组件，所述第二能量循环组件包括所述第二热交换单元，所述冷却回路的至少一部分设置于所述第二热交换单元的第二工作区内；

所述冷却件连接有第三连接管路，所述第三连接管路形成有穿过所述冷却件和所述第二热交换单元的第二通道区的第三循环回路，所述第三循环回路内设置有交换介质，所述交换介质能够在所述第二通道区内与所述制热介质进行热交换，且与制热介质进行热交换后的交换介质能够流至冷却件，以作为冷源使冷却件对外界进行制冷。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

1、通过第一热交换单元与第二热交换单元的配合，充分利用介质不同的能量状态，提高对冷却介质或外部冷却装置的冷却效果，和/或对制热介质的加热效果，进而实现提高热泵的能源利用率。并且，通过调整第一热交换单元的数量，使得加热回路穿过多个第一热交换单元，可实现对制热介质进行多级制热，和/或，通过调整第二热交换单元的数量，使得制冷回路穿过多个第二热交换单元，可实现对制冷介质进行多级过冷。

2、通过设置第一能量循环组件和第二能量循环组件，可以在不额外增加热源的情况下，对制热介质进行分级制热，同时，还可以对制冷介质进行分级过冷。

附图说明

图1是本发明实施例的热泵的结构示意图；

图2是本发明实施例的热泵的局部结构示意图；

图3是本发明实施例的热交换***的结构示意图。

图中：100、热泵；200、冷却回路；300、加热回路；301、第二出口端；302、第二进口端；10，11、第一热交换单元；101，111、第一工作区；102，112、第一通道区；20，21、第二热交换单元；201，211、第二工作区；202，212、第二通道区；3、第一能量循环组件；31、第一循环回路；32、第一膨胀件；33、第一压缩件；34、第一气液分离件；4、第二能量循环组件；41、第二膨胀件；42、第二压缩件；43、第三热交换单元；44、分支回路；441、第一进口端；442、第一出口端；45、第二气液分离件；46、第二循环回路；5、加热件；51、第一连接管路；511、换热器；512、补充热源；52、第二连接管路；6、冷却件；61、第三连接管路；611、第三循环回路。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。

如图1所示，对应于本发明一实施例的一种热泵100，包括用于供制冷介质流动的冷却回路200；用于供制热介质流动的加热回路300；至少一个第一热交换单元10、11；至少一个第二热交换单元20、21；至少一个第一能量循环组件3以及第二能量循环组件4。

第一热交换单元10、11包括用于容纳介质的第一工作区101、111和第一通道区102、112。第一通道区102、112邻近第一工作区101、111设置。第一工作区101、111能够使介质向第一通道区102、112释放热量，例如，第一热交换单元10、11采用为冷凝器，第一工作区101、111内能够将气态介质冷凝为液态介质，并使得介质在冷凝过程中向外界释放热量。至少一个第一通道区102、112可以用于容纳部分加热回路300，以使得加热回路300内的制热介质在流入第一通道区102、112内时，可以吸收第一工作区101、111内介质释放的热量，从而升高温度。

第二热交换单元20、21包括用于容纳介质的第二工作区201、211和第二通道区202、212。第二通道区202、212邻近第二工作区201、211设置。第二工作区201、211能够使介质向第二通道区202、212吸收热量，例如，第二热交换单元20、21采用为管壳式换热器或蒸发过冷器，第二工作区201、211内能够将液态介质蒸发为气态介质，并使得介质能够在蒸发过程中吸收热量，因此邻近第二工作区201、211的第二通道区202、212处的热量则会被第二工作区201、211内的介质吸收。至少一个第二通道区202、212内可以用于容纳至少部分冷却回路200，以使冷却介质流入第二通道区202、212内时，第二工作区201、211内的介质蒸发并吸收该部分冷却介质的热量，进而降低冷却介质的温度；此外，至少一个第二通道区202、212也可用于容纳外部冷却装置，以使得外部冷却装置的部分热量被第二工作区201、211内的介质吸收，从而降低外部冷却装置的温度。

为了提高热泵100的能源利用率，至少一个第一工作区101、111内的介质能够流动到至少一个第二工作区201、211内，以使第一工作区101、111内的介质放热后形成温度较低的介质，之后该温度较低的介质能够流动第二工作区201、211进行吸热，将介质的温度降低可以较多的吸收第二工作区201、211内的热量，进而提高对第二通道区202、212内的冷却介质或外部冷却装置的冷却效果。并且，第二工作区201、211内的介质亦可以吸热后形成温度较高的介质，该温度较高的介质能够流动至第一工作区101、111进行放热，将介质的温度提高可以介质向外释放的热量，进而进一步提高第一通道区102、112内制热介质的温度。因此，通过将至少一个第一工作区101、111与至少一个第二工作区201、211连通，可以充分利用介质的能量变化，提高对冷却介质或外部冷却装置的冷却效果，和/或对制热介质的加热效果，进而实现提高热泵100的能源利用率。

进一步参照图2，第一能量循环组件3包括第一循环回路31、第一膨胀件32、第一压缩件33、第一气液分离件34。

第一循环回路31形成有供介质自至少一个第一热交换单元10的第一工作区101，和至少一个第二热交换单元20的第二工作区201之间循环流动的通道。例如，第一循环回路31穿过一个第一热交换单元10的第一工作区101，和一个第二热交换单元20的第二工作区201；第一循环回路31内可以容纳循环介质，且第一循环回路31为封闭式的回路；该循环介质在第一循环回路31内循环流动，循环介质的流动方向可以为自第一工作区101流出后，流入第二工作区201内，自第二工作区201流出后，重新流入第一工作区101，依次循环。

为了使得该第一循环回路31可以对制冷介质进行过冷，和/或，对制热介质进行制热，第一热交换单元10的第一通道区102可以设置有至少部分加热回路300，第一工作区101内的循环介质能够向第一通道区102散热，以对第一通道区102内的制热介质进行制热。第二热交换单元20的第二通道区202可以设置至少部分冷却回路200，第二工作区201能够吸收第二通道区202内的热量，以对第二通道区202内的制冷介质进行过冷。

第一膨胀件32用于降低介质的压强和温度，且第一膨胀件32可以设置在第一热交换单元10沿循环介质流动方向的下游，和第二热交换单元20沿循环介质流动方向的上游。当循环介质自第一热交换单元10的第一工作区101流出后，可以流至第一膨胀件32内进行膨胀，以形成低温低压的循环介质，之后该低温低压的循环介质流入第二热交换单元20的第二工作区201，与第二通道区202内的介质进行热交换，提高了对第二通道区202内制冷介质的制冷效果。其中，第一膨胀件32可以选用为膨胀阀。

第一压缩件33用于增加循环介质的压强和温度，且第一压缩件33可以设置在第一热交换单元10沿循环介质流动方向的上游，和第二热交换单元20沿循环介质流动方向的下游。当循环介质自第二热交换单元20的第二工作区201流出后，可以流至第二压缩件42内，以形成高温高压的循环介质，之后该高温高压的循环介质流入第一热交换单元10的第一工作区101内，与第一通道区102内的介质进行热交换，提高了对第一通道区102内制热介质的制热效果。由于第二热交换单元20可以采用管壳式换热器或蒸发过冷器，第一压缩件33可以选用能够压缩气体的压缩机。优选地，在第一能量循环组件3中，第二热交换单元20为蒸发过冷器，以提高流经第二热交换单元20的制冷介质的过冷度。

为去除自第二工作区201流出的循环介质中的液体成分，以使得纯气态的循环介质进入第一压缩件33内，第一能量循环组件3设置第一气液分离件34，第一气液分离件34设置于第二热交换单元20沿循环介质流动方向的下游，和第一压缩件33沿循环介质流动方向的上游。自第二热交换单元20流出的循环介质，先流至第一气液分离件34内进行气液分离，分离后的纯气态循环介质流入第一压缩件33内进行压缩。

在第一能量循环组件3运行时，高温高压的气态循环介质可以流入第一热交换单元10的第一工作区101内，冷凝为液态循环介质，同时该高温高压的气态制冷介质所放出的热量能够被第一通道区102内的制热介质吸收。经第一工作区101流出的液体循环介质流至第一膨胀件32形成低温低压的液体循环介质，之后该低温低压的液态循环介质流入第二热交换单元20的第二工作区201内，蒸发形成气态循环介质，同时该低温低压的液态循环介质吸收第二通道区202内制冷介质的热量。经第二工作区201流出的气态循环介质先经过第一气液分离件34进行气液分离后，形成纯气态的循环介质，该纯气态的循环介质流至第一压缩件33形成高温高压的气体循环介质，之后该高温高压的循环介质流入第一热交换单元10的第一工作区101。循环介质可以循环上述流程，以持续对制冷介质进行制冷，和对制热介质进行制热。

第一能量循环组件3可以设置为多个，以对制冷介质进行分级过冷，提高制冷介质的过冷度，和对制热介质的分级制热。当第一能量循环组件3设置为多个时，冷却回路200可以依次穿过多个第一能量循环组件3中的第二通道区202，冷却回路200中的冷却介质每流入一个第二通道区202即可完成一级过冷，冷却介质依次流经多个第二通道区202即可完成分级过冷；加热回路300可以依次穿过多个第一能源循环组件的第一通道区102，加热回路300中制热介质每流入一个第一通道区102即可完成一级制热，冷却介质依次流经多个第一通道区102即可完成分级制热。其中，第一能量循环组件3优选为设置两个。

第二能量循环组件4包括第二膨胀件41、第二压缩件42、第三热交换单元43、分支回路44、第二气液分离件45、第二循环回路46。

第二循环回路46形成有供介质自至少一个第一热交换单元11的第一工作区111，和至少一个第二热交换单元21的第二工作区211之间循环流动的通道。例如，第二循环回路46穿过一个第一热交换单元11的第一工作区111，和一个第二热交换单元21的第二工作区211，且第二循环回路46为封闭式的回路，以使得第二循环回路46内的介质可以在第一工作区111和第二工作区211中循环流动。第二循环回路46可以由冷却回路200的一部分构成，或第二循环回路46由整个冷却回路200构成；本实施例优选为以整个冷却回路200形成该第二循环回路46。

第二循环回路46内能够收容制冷介质，制冷介质可以自第一热交换单元11的第一工作区111流出，并流入第二热交换单元21的第二工作区211，之后自第二热交换单元21的第二工作区211流出，并流至第一热交换单元11的第一工作区111，依次循环。

其中，第一热交换单元11的第一通道区112可以设置至少部分加热回路300，以使得第一工作区111内的制冷介质放热时，可以加热第一通道区112内的制热介质。第二热交换单元21的第二通道区212可以用于收容外部交换介质，以使得第二工作区211内的制冷介质可以吸收外部交换介质的热量，被吸收热量后的交换介质即可与外界进行热交换，进而对外界进行制冷。

第二膨胀件41用于降低介质的压强和温度，且第二膨胀件41设置在第一工作区111沿制冷介质流动方向的下游，和第二工作区211沿制冷介质流动方向的上游，以使制冷介质在自第一工作区111流向第二工作区211时，可以流经第二膨胀件41形成低温低压的制冷介质，以提高该制冷介质对第二通道区212内外部交换介质的制冷效果。其中，第二膨胀件41可以为膨胀阀。

为了进一步降低流入第二工作区211内的制冷介质的温度，第二循环回路46中自第一工作区111延伸至第二膨胀件41的部分，穿过至少一个第一能量循环组件3的第二通道区202。其中，第二循环回路46中自第一工作区111延伸至第二膨胀件41的部分，优选为穿过多个第一能量循环组件3的第二通道区202，以实现对第二循环回路46中制冷介质的分级过冷。经过多个第一能量循环组件3进行分级制冷后的制冷介质，再经过第二膨胀件41流入第二工作区211。

第二压缩件42用于增加循环介质的压强和温度；第二压缩件42设置于第二工作区211沿制冷介质流动方向的下游，和第一工作区111沿制冷介质流动方向的上游。自第二工作区211流向第一工作区111的制冷介质可以流经第二压缩件42，并形成高温高压的制冷介质，以该制冷介质提高对第一通道区112内制热介质的加热效果。由于第二热交换单元21可以采用管壳式换热器或蒸发过冷器，第二压缩件42可以选用能够压缩气体的压缩机。优选地，在第二能量循环组件4中，第二热交换单元21采用管壳式换热器。

在第二能量循环组件4中，高温高压的制冷介质进入第一工作区111进行冷凝后的温度，高于低温低压的制冷介质进入第二工作区211进行蒸发后的温度；为进一步提高第二能量循环组件4的能源利用率，第三热交换单元43可以用于接收第一工作区111流出的制冷介质，和自第二工作区211流出的制冷介质，以使得两部分制冷介质进行热交换；自第一工作区111流出的制冷介质温度降低，且过冷度提高，以提高后续制冷介质在第二工作区211内对外部交换介质的冷却效果；自第二工作区211流出的制冷介质温度升高，以提高后续制冷介质在第一工作区111内对制热介质的制热效果。第三热交换单元43优选为设置在第一工作区101、111沿制冷介质流动方向的下游，和第一能量循环组件3中第二通道区212沿制冷介质流动方向的上游。第三热交换单元43具体可以为热分离器。

其中，自第二工作区211流出的制冷介质可以通过分支回路44流至第三热交换单元43。具体地，分支回路44包括第一进口端441和第一出口端442，且分支回路44还穿过第三热交换单元43。分支回路44内的介质可以自第一进口端441流至第三热交换单元43后，自第一出口端442流出。第一进口端441和第一出口端442均与第二循环回路46连通，以使得流经第三热交换单元43的制冷介质可以流回第二循环回路46内。第一进口端441和第二出口端301优选为，与第二循环回路46中自第二工作区211延伸至第二压缩件42的部分连接。

第二气液分离件45可以设置于第一出口端442处，或第二气液分离件45设置于第一出口端442沿制冷介质流动方向的下游，和第二压缩件42沿制冷介质流动方向的上游；以使得自第二工作区211流出的制冷介质，和自分支回路44流出的制冷介质均可流入第二气液分离件45中进行气液分离。

在第二能量循环组件4运行时，高温高压的气态制冷介质流入第一热交换单元11的第一工作区111内进行冷凝，并向第一工作区111释放热量，以加热第一工作区111内的制热介质，并且，高温高压的气态制冷介质转变为温度较高的液态制冷介质。该温度较高的液态制冷介质流入第三热交换单元43，与分支回路44中温度较低的气态制冷介质进行热交换，以降低该温度较高的液态制冷介质的温度。之后，液态制冷介质流经多个第一能量循环组件3的第二通道区202进行分级过冷，分级过冷后形成的液态制冷介质流至第二膨胀件41，形成低温低压的液态过冷制冷介质，之后该低温低压的液态过冷制冷介质流入第二工作区211进行蒸发，并吸收第二通道区212内外部交换介质的热量，以对外部交换介质进行制冷，低温低压的液态过冷制冷介质转变为温度较低的气态制冷介质。该温度较低的气态制冷介质流至第一进口端441时，一部分温度较低的气态制冷介质流入分支回路44，并通过分支回路44流入第三热交换单元43，与温度较高的液态制冷介质进行热交换，另一部分温度较低的气态制冷介质沿第二循环回路46继续流动至第一出口端442，与分支回路44中的气态制冷介质混合，之后气态制冷介质流入第二气液分离件45进行气液分离，纯气态的制冷介质流入第二压缩件42形成高温高压的气态制冷介质，之后高温高压的气态制冷介质流入第一工作区111内进行冷凝。制冷介质可以循环上述流程，以持续对外部交换介质进行制冷，和对制热介质进行制热。

加热回路300具体可以为自第二进口端302依次穿过第二能量循环组件4中的第一通道区112、多个第一能量循环组件3中的第一通道区102。具体地，制热介质可以自第二进口端302流入加热回路300，并在流入第二能量循环组件4中的第一通道区112内进行一级制热，之后制热介质流入多个第一能量循环组件3中的第一通道区102内进行分级制热，经过分级制热的制热介质可以自第二出口端301流出。

冷却回路200与第二循环回路46相同，且冷却回路200为一封闭的循环回路。制冷介质可以自第二能量循环组件4中的第一工作区111流出，经过第三热交换单元43进行一级过冷，之后经过多个第一能量循环组件3中的第二工作区201进行分级过冷，经过分级过冷的制冷介质在第二能量循环组件4的第二热交换单元21中与外部介质进行热交换，进行实现对外界的制冷；完成制冷后的制冷介质可以继续流动并通过第二压缩件42、第三热交换单元43等结构进行加热，之后在第二能量循环组件4的第一热交换单元11中与制热介质进行热交换，之后制冷介质自第二能量循环组件4流出，依次循环。

如图3所示，本发明还提高了一种热交换***，包括上述的热泵100、加热件5、冷却件6以及多个连接管路。

多个连接管路具体可以包括连接热泵100与加热件5的第一连接管路51和第二连接管路52，用于使冷却件6与热泵100实现热交换的第三连接管路61。

第一连接管路51的一端与加热回路300的第二出口端301连接，另一端与加热件5连接，以使得加热回路300内的制热介质可以流入加热件5，加热件5能够以加热介质为热源，向外界制热。加热件5可以设置为多个，第一连接管路51与加热件5连接的一端可以形成多个分支，第一连接管路51的每个分支与一个加热件5连接。

第二连接管路52的一端与加热件5连接，另一端与加热回路300的第二进口端302连接，以使得制热介质在加热件5内散热热量后，能够再次进入加热回路300中进行加热，实现对制热介质的循环利用。加热件5可以设置为多个，第二连接管路52与加热件5连接的一端可以形成多个分支，第二连接管路52的每个分支与一个加热件5连接，以使得多个加热件5排出的制热介质可以汇流至加热回路300内。

为了提高流入加热件5内的制热介质的热量，第一连接管路51上还可以连接换热器511，换热器511可以连接补充热源512，通过补充热源512对第一连接管路51内的制热介质进行再次加热。

第三连接管路61形成有穿过冷却件6和第二热交换单元21的第二通道区212的第三循环回路611，第三循环回路611内设置有交换介质。第三循环回路611可以为封闭的循环管路，交换介质可以在冷却件6和第二热交换单元21的第二通道区212中循环流动。交换介质可以流至第二能量循环组件4中的第二通道区212内，与制冷介质进行热交换形成低温交换介质，低温交换介质流至冷却器，以使冷却器以低温交换介质作为冷源，对外界进行制冷，完成制冷的交换介质再次流入第二能量循环组件4中的第二通道区212内冷却，依次循环。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种热泵，其特征在于，包括：

冷却回路(200)，用于供制冷介质流动；

加热回路(300)，用于供制热介质流动；

至少一个第一热交换单元(10，11)，所述第一热交换单元(10，11)包括用于容纳介质的第一工作区(101，111)和第一通道区(102，112)，所述第一工作区(101，111)能够使介质向所述第一通道区(102，112)释放热量；至少一个所述第一通道区(102，112)内收容有至少部分所述加热回路(300)，以使所述第一通道区(102,112)内的制热介质可以吸收所述第一工作区(101,111)内介质的热量；

至少一个第二热交换单元(20，21)，所述第二热交换单元(20，21)包括用于容纳介质第二工作区(201,211)和第二通道区(202,212)，所述第二工作区(201,211)能够使介质向所述第二通道区(202,212)吸收热量；至少一个所述第二通道区(202,212)内收容有至少部分所述冷却回路(200)，以使所述第二工作区(201,211)内的介质可以吸收所述第二通道区(202,212)内的热量；

其中，至少一个第一工作区(101,111)能够与至少一个第二工作区(202,212)连通，以使所述第一工作区(101,111)内的介质放热后能够流动至所述第二工作区(202,212)进行吸热，和/或，所述第二工作区(202,212)内的介质吸热后能够流动至所述第一工作区(101，111)进行放热。

2.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，还包括至少一个第一能量循环组件(3)，所述第一能量循环组件(3)包括第一循环回路(31)，所述第一循环回路(31)用于供循环介质流动；

所述第一循环回路(31)的至少一部分设置于所述第一热交换单元(10)的第一工作区(101)内，所述第一循环回路(31)的至少又一部分设置于所述第二热交换单元(20)的第二工作区(201)内，所述循环介质能够在所述第一工作区(101)的所述第二工作区(201)之间循环流动；

所述第二热交换单元(20)的第二通道区(202)内设置有至少部分所述冷却回路(200)，所述第二工作区(201)内的循环介质能够吸收所述第二通道区(202)内的冷却介质的热量；和/或，所述第一热交换单元(10)的第一通道区(102)内设置有至少部分所述加热回路(300)，所述第一工作区(101)内的循环介质能够向所述第一通道区(102)内的加热介质传递热量。

3.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于，所述第一能量循环组件(3)还包括第一膨胀件(32)，所述第一膨胀件(32)用于减低介质的压强和温度，所述第一膨胀件(32)设置于所述第一热交换单元(10)沿循环介质流动方向的下游，和所述第二热交换单元(20)沿循环介质流动方向的上游。

4.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于，所述第一能量循环组件(3)还包括第一压缩件(33)，所述第一压缩件(33)用于增加循环介质的压强和温度，所述第一压缩件(33)设置于所述第一热交换单元(10)沿循环介质流动方向的上游，和所述第二热交换单元(20)沿循环介质流动方向的下游。

5.根据权利要求4所述的热泵，其特征在于，所述第一能量循环组件(3)的第二热交换单元(20)为蒸发器或蒸发过冷器，且所述第一能量循环组件(3)还包括第一气液分离件(34)，所述第一气液分离件(34)用于去除循环介质中的液体成分；所述第一气液分离件(34)设置于所述第二热交换单元(20)沿循环介质流动方向的下游，和所述第一压缩件(33)沿循环介质流动方向的上游。

6.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于，所述第一能量循环组件(3)设置多个，所述冷却回路(200)依次穿过多个所述第一能量循环组件(3)的第二通道区(202)，所述加热回路(300)依次穿过多个所述第一能量循环组件(3)的第一通道区(102)。

7.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，还包括第二能量循环组件(4)，所述第二能量循环组件(4)包括第二循环回路(46)，所述第二循环回路(46)能够供所述冷却介质流动；所述第二循环回路(46)的至少一部分设置于所述第一热交换单元(11)的第一工作区(111)内，且所述第二循环回路(46)的至少又一部分设置于所述第二热交换单元(21)的第二工作区(211)内，以使所述冷却介质能够在所述第一工作区(111)和第二工作区(211)之间循环流动；

所述第一热交换单元(11)的第一通道区(112)内设置有至少部分所述加热回路(300)，所述第一工作区(111)内的制冷介质能够向所述第一通道区(112)内的制热介质传输热量；所述第二热交换单元(21)的第二通道区(212)用于收容外部交换介质，所述第二工作区(211)内的冷却介质能够吸收所述第二通道区(212)内外部交换介质的热量。

8.根据权利要求7所述的热泵，其特征在于，所述第二能量循环组件(4)还包括第二膨胀件(41)，所述第二膨胀件(41)用于降低介质的压强和温度，所述第二膨胀件(41)设置在所述第一工作区(111)沿制冷介质流动方向的下游，和所述第二工作区(211)沿制冷介质流动方向的上游。

9.根据权利要求8所述的热泵，其特征在于，还包括至少一个第一能量循环组件(3)，所述第一能量循环组件(3)能够吸收所述第二通道区(202)内的热量；所述第二循环回路(46)自所述第一热交换单元(11)延伸至所述第二膨胀件(41)的部分穿过至少一个所述第二通道区(202)。

10.根据权利要求9所述的热泵，其特征在于，所述第二能量循环组件(4)还包括第二压缩件(42)，所述第二压缩件(42)用于增加循环介质的压强和温度；所述第二压缩件(42)设置于所述第二工作区(211)沿制冷介质流动方向的下游，和所述第一工作区(111)沿制冷介质流动方向的上游。

11.根据权利要求10所述的热泵，其特征在于，所述第二能量循环组件(4)还包括第三热交换单元(43)以及分支回路(44)；

所述第三热交换单元(43)设置在所述第一工作区(111)沿制冷介质流动方向的下游，和所述第二通道区(212)沿制冷介质流动方向的上游；

所述分支回路(44)包括第一进口端(441)和第一出口端(442)；所述第二循环回路(46)中自所述第二工作区(211)延伸至所述第二压缩件(42)的部分，与所述第一进口端(441)与所述第一出口端(442)连接；所述分支回路(44)的至少一部分设置于所述第三热交换单元(43)内，以使自所述第三热交换单元(43)中第一工作区(111)流入的制冷介质，能够与所述第三热交换单元(43)中的所述分支回路(44)内的制冷介质进行热交换。

12.根据权利要求11所述的热泵，其特征在于，所述第二热交换单元(21)为蒸发器或蒸发过冷器，所述第二能量循环组件(4)还包括第二气液分离件(45)，所述第二气液分离件(45)用于去除制冷介质中的液体成分；所述第二气液分离件(45)设置于所述第一出口端(442)，或设置于所述第一出口端(442)沿制冷介质流动方向的下游，并且，所述第二气液分离件(45)还设置于所述第二压缩件(42)沿制冷介质流动方向的上游。

13.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，所述第一热交换单元(10，11)为冷凝器；和/或，所述第二热交换单元(20，21)为蒸发器或蒸发过冷器。

14.一种热交换***，其特征在于，包括如权利要求1至13任意一项所述的热泵(100)、加热件(5)和冷却件(6)；所述加热件(5)和冷却件(6)均与所述热泵(100)连接，且所述加热件(5)能够以所述热泵(100)中的制热介质热源对外界进行制热，所述冷却件(6)能够以所述热泵(100)中的制冷介质热源对外界进行制冷。

15.根据权利要求14所述的热交换***，其特征在于，所述加热件(5)连接有第一连接管路(51)，所述第一连接管路(51)连通所述加热回路(300)的第二出口端(301)以及所述加热件(5)，以使所述加热介质能够自所述第一连接管路(51)流至所述加热件(5)。

16.根据权利要求15所述的热交换***，其特征在于，所述第一连接管路(51)上设置有换热器(511)，所述换热器(511)能够与补充热源(512)连接，以使所述补充热源(512)对所述第一连接管路(51)内的制热介质进行加热。

17.根据权利要求14所述的热交换***，其特征在于，所述热泵(100)包括第二能量循环组件(4)，所述第二能量循环组件(4)包括所述第二热交换单元(21)，所述冷却回路(200)的至少一部分设置于所述第二热交换单元(21)的第二工作区(211)内；

所述冷却件(6)连接有第三连接管路(61)，所述第三连接管路(61)形成有穿过所述冷却件(6)和所述第二热交换单元(21)的第二通道区(212)的第三循环回路(611)，所述第三循环回路(611)内设置有交换介质，所述交换介质能够在所述第二通道区(212)内与所述制热介质进行热交换，且与制热介质进行热交换后的交换介质能够流至冷却件(6)，以作为冷源使冷却件(6)对外界进行制冷。