一种连接管道及PVT热泵系统的制作方法

一种连接管道及pvt热泵系统
技术领域
1.本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种连接管道及pvt热泵系统。


背景技术：

2.pvt(太阳能光伏光热一体化)热泵系统是太阳能光伏光热综合利用技术与热泵技术的耦合，系统配置简单，由压缩机、冷凝器、膨胀阀、pvt集热组件等结构组成，其中pvt集热组件安装于太阳能电池板背面，用于收集太阳能电池板的热量。利用pvt集热组件所收集的热量，pvt热泵系统能够集发电、制备采暖用热水及生活热水功能于一体，满足发电、冬季供暖、全年制备生活热水等多种需求，达到了在不增加太阳能光伏光热系统占地面积的前提下，根据资源条件和负荷需求调节工作模式，最大限度地满足多种需求的目的。
3.目前pvt热泵系统根据所选压缩机的功率，需匹配一定数目的pvt集热组件，并且这些pvt集热组件需要以并联连接的方式整合在pvt热泵系统中，形成组件串。同时，根据光伏发电系统的要求，需要保证同一组件串下不同光伏组件的表面温度温差不大，因此需要保证pvt热泵技术对不同组件的降温效果趋于一致，即需要保证多个pvt组件间的介质流量均衡。目前用于连接不同组件串的连接管道均无法满足上述对介质流量均衡的要求。
4.基于以上所述，亟需一种连接管道，能够保证介质的流量分配平衡。


技术实现要素：

5.本发明的第一个目的在于提供一种连接管道，能够保证介质的流量分配平衡。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种连接管道，包括：多层管路，多层上述管路依次连通成树形结构；每一层上述管路均包括若干管道组件，沿介质在上述连接管道内的流动方向，不同层上述管路包括的上述管道组件的数量成倍增多或者对半减少；上述管道组件为轴对称结构，且具有一个集流端和多个分流端，上述集流端所在直线为对称轴，多个上述分流端关于上述集流端对称设置；相邻两层上述管路中，其中一层上述管路包括的上述管道组件的上述集流端与另一层上述管路包括的上述管道组件的上述分流端相连通。
8.作为可选地，上述管道组件包括分流器和至少两个延伸管，上述分流器具有一个上述集流端和至少两个连接端口，上述分流器为以上述集流端所在直线为对称轴的对称结构，至少两个上述连接端口关于上述集流端对称设置，至少两个上述延伸管一一对应连接在至少两个上述连接端口处，且至少两个上述延伸管关于上述集流端对称设置，上述延伸管远离上述连接端口的一端设置为上述分流端。
9.作为可选地，上述延伸管包括呈一字型的延伸直管。
10.作为可选地，上述延伸管包括呈l型的换向弯管。
11.作为可选地，上述集流端和上述分流端均设置有螺纹连接结构，相邻两层上述管路中的上述管道组件螺纹连接。
12.作为可选地，上述分流器和上述延伸管的各个端口均设置有螺纹连接结构，同一
层上述管路中的上述分流器和上述延伸管螺纹连接。
13.作为可选地，至少一层上述管路中的至少两个上述管道组件之间连接有压力平衡管，上述压力平衡管与同一层的上述管道组件的上述集流端相连通。
14.作为可选地，上述管路中的相距最远的两个上述管道组件的上述集流端之间连接有上述压力平衡管。
15.作为可选地，上述压力平衡管上设置有开关阀。
16.本发明所提供的连接管道的有益效果在于：由于采用了上述的管道组件，通过多层组合形成对称的树形结构，且任意层的集流端与相连通的同一层的分流端之间的管路长度相等，能够均匀分配各个分支管路，保证介质的流量分配平衡。
17.本发明的第二个目的在于提供一种pvt热泵系统，能够满足多块太阳能电池板的均衡降温需求。
18.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
19.一种pvt热泵系统，包括多个pvt集热组件、压缩机、冷凝器、膨胀阀以及两个如上述的连接管道，一个上述连接管道连接在上述pvt集热组件的多个进液口和上述膨胀阀之间，另一个上述连接管道连接在上述pvt集热组件的多个出液口和压缩机之间，上述pvt热泵系统中的介质依次在上述压缩机、上述冷凝器、上述膨胀阀、一个上述连接管道、上述pvt集热组件和另一个上述连接管道间循环流动。
20.本发明所提供的pvt热泵系统的有益效果在于：由于采用了上述的连接管道，能够均匀分配同一组件串中各个pvt集热组件的介质流量，使得多块太阳能电池板处于相同的降温速率，满足了多块太阳能电池板的均衡降温需求。
附图说明
21.图1是本发明所提供的pvt热泵系统的连接示意图；
22.图2是图1中虚线框所标出的管道组件的示意图；
23.图3是本发明所提供的管道组件的第一连接示意图；
24.图4是本发明所提供的管道组件的第二连接示意图；
25.图5是本发明所提供的连接管道的第一示意图；
26.图6是本发明所提供的连接管道的第二示意图；
27.图7是本发明所提供的压力平衡管第一爆炸示意图；
28.图8是本发明所提供的压力平衡管第二爆炸示意图。
29.图中：
30.1、压缩机；
31.2、冷凝器；3、膨胀阀；4、pvt集热组件；
32.5、管道组件；501、集流端；502、分流端；51分流器；52、换向弯管；53、延伸直管；6、压力平衡管。
具体实施方式
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
35.下面将结合附图对本发明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。
36.实施例一
37.下面参照图1至图8介绍本发明所提供的一种连接管道及pvt热泵系统。本发明所提供pvt热泵系统如图1所示，包括多个pvt集热组件4、压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3以及两个本发明所提供的连接管道，一个连接管道连接在pvt集热组件4的多个进液口和膨胀阀3之间，另一个连接管道连接在pvt集热组件4的多个出液口和压缩机1之间，pvt热泵系统中的介质依次在压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、一个连接管道、pvt集热组件4和另一个连接管道间循环流动。冷凝器2设置有入口和出口，外部的传热介质通过入口流进冷凝器2放热，降温后通过出口流出冷凝器2，实现将pvt热泵系统所收集的热量对外传递。
38.需要说明的是，由于上述两个连接管道的结构相同，以下以连接在pvt集热组件4的多个进液口和膨胀阀3之间的连接管道为例进行介绍。
39.具体地，如图5至图6所示，该连接管道包括多层管路，且多层管路依次连通成树形结构。其中，每一层管路均包括若干管道组件5，沿介质在连接管道内的流动方向，不同层管路包括的管道组件5的数量成倍增多或者对半减少，即，管道组件5构成了树形结构的各个节点。需要说明的是，成倍增多是指连接在膨胀阀3至pvt集热组件4的多个进液口之间的连接管道中，在相邻两层管路中，下一层管道组件5的数量是上一层管道组件5的数量的两倍，例如与膨胀阀3相连接的一层中具有一个管道组件5，下一层中具有两个管道组件5；对半减少是指连接在pvt集热组件4的多个出液口之间到压缩机1之间的连接管道中，在相邻两层管路中，下一层管道组件5的数量是上一层管道组件5的数量的一半，例如与pvt集热组件4相连接的一层中具有四个管道组件5，下一层中具有两个管道组件5。需要强调的是，本发明所述的上一层、下一层等带有顺序性的描述，均是以介质在连接管道内的流动为基础，即，介质是从上一层流向下一层。
40.更具体地，如图2所示，管道组件5为轴对称结构，且具有一个集流端501和多个分流端502，集流端501所在直线为对称轴，多个分流端502关于集流端501对称设置。由于采用了呈轴对称结构的管道组件5，使得每一层管路中的各个分流端502的流量相等，从而确保最末层管路中的各个分流端502的流量相等。
41.连接若干管道组件5组成连接管道时，示例性地，如图5所示，相邻两层管路中，将其中一层管路包括的管道组件5的集流端501与另一层管路包括的管道组件5的分流端502
相连通。然后，将位于树形结构第一层的管道组件5的集流端501与膨胀阀3(如图5所示)相连接，将位于树形结构最末层的管道组件5的分流端502分别与pvt集热组件4相连通，使得压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、一个连接管道、pvt集热组件4和另一个连接管道连通形成回路。可以理解的是，如图6所示，另一个连接管道的组成方式也与上述类似，区别在于另一个连接管道中，位于树形结构第一层的管道组件5的集流端501与压缩机1(如图6所示)相连接.
42.本发明所提供的连接管道由于采用了上述的管道组件，通过多层组合形成对称的树形结构，且任意层的集流端与相连通的同一层的分流端之间的管路长度相等，能够均匀分配各个分支管路，保证介质的流量分配平衡，进一步满足了多块太阳能电池板的均衡降温需求。
43.进一步地，参照图3至图4所示，管道组件5包括分流器51和至少两个延伸管，分流器51具有一个集流端501和至少两个连接端口，分流器51为以集流端501所在直线为对称轴的对称结构，至少两个连接端口关于集流端501对称设置，至少两个延伸管一一对应连接在至少两个连接端口处，且至少两个延伸管关于集流端501对称设置，延伸管远离连接端口的一端设置为分流端502。通过设置延伸管，可以较为方便地调整分流端502的位置，例如在需要设置较多层的连接管道时，通过在不同层的管道组件5中选择性地使用不同长度的延伸管，既能使得整个连接管道美观、规整，也能适应依照不同间距摆放的pvt集热组件4。当然，可以理解的是，通过改变延伸管的形态，也能够改变连接管道的延伸方向，进而适应依照不同方向摆放的pvt集热组件4，或者增大相邻两层管路之间的间距，适应不同的安装空间要求。
44.可选地，为了简化管路连接的难度，在本实施例中，分流器51具有一个集流端501和两个连接端口。当然，在一些其他实施例中，还可以是分流器51具有一个集流端501和四个连接端口，只要是轴对称结构即可。需要说明的是，连接端口还可以与其他功能管路相连，或者作为常闭的清洁口、检修口，只要分流器51是轴对称结构，能够满足流量均衡分配的要求即可。
45.具体地，在本实施例中，参照图3所示，管道组件5包括一个分流器51和两个呈l形的换向弯管52，分流器51呈t形，t形的竖直端的末端为集流端501，两个换向弯管52对称连接在分流器51水平端的两端，组成管道组件5。下一层的管道组件5中的分流器51则分别与两个换向弯管52连通，并依次连接更下一层的管道组件5，以形成本发明所提供的连接管道。
46.可选地，在集流端501和分流端502均设置有螺纹连接结构，相邻两层所述管路中的管道组件5螺纹连接，使得现场可以方便快速地组装与连接本发明所提供的连接管道。示例性地，可以在集流端501设置外螺纹，在分流端502设置对应的内螺纹，便于现场连接。当然，在一些其他结构中，也可以在集流端501和分流端502均设置外螺纹，并使用设置有两端内螺纹的螺纹连接管，这也属于本发明所要保护的范围之内。
47.进一步地，分流器51和延伸管的各个端口均设置螺纹连接结构，使得在安装本发明所提供的pvt热泵系统时，能够避免现场剪切与焊接金属管，以模块化的方式快速省力地完成现场的管道连接，并满足多块太阳能电池板的均衡降温需求。
48.综上，由于采用了上文所述的连接管道，能够均匀分配同一组件串中各个pvt集热
组件4的介质流量，使得多块太阳能电池板处于相同的降温速率，满足了pvt热泵系统中多块太阳能电池板的均衡降温需求。
49.实施例二
50.在实施例一的基础上，本实施例提供了一种连接管道及pvt热泵系统，本实施例与实施例一中的连接管道及pvt热泵系统结构的结构基本相同，区别仅在于管道组件5的结构不同。
51.具体地，参照图4所示，管道组件5包括一个分流器51和两个呈一字形的延伸直管53，分流器51呈y形，y形的竖直端的末端为集流端501，两个延伸直管53分别连接在分流器51的其余两端，组成管道组件5。当然，可以理解地是，在管道组件5也可以对称增加换向弯管52或延伸直管53，本发明中不具体限定管道组件5中所使用的延伸管的数量、形态，只要保证管道组件5为轴对称结构即可。
52.需要强调的是，除去实施例一与实施例二中的管道组件5以外，还存在许多可选的结构，只要是轴对称结构，均属于本发明所要保护的范围之内。并且，不同层之间可以采用不同的管道组件5，只需要保证同层的管道组件5均为相同结构即可。
53.实施例三
54.在实施例一和实施例二的基础上，本实施例提供了一种连接管道及pvt热泵系统，本实施例与实施例一中的连接管道及pvt热泵系统结构的结构基本相同，区别仅在于在本实施例中，至少一层管路中的至少两个管道组件5之间连接有压力平衡管6，压力平衡管6与管道组件5的集流端501相连通，使得各个pvt集热组件中的压力均相等，进一步保证流量分配均衡。
55.示例性地，在本实施例中，如图7所示，压力平衡管6包括相邻两个管道组件5的集流端501之间的串联管，同一层管路中的各个集流端501通过设置四通和三通依次串联，并同时与上一层的分流端502连接，实现同压。需要说明的是，图7以类似爆炸图的方式展现了该连接管道，以方便理解本实施例中压力平衡管6的设置方式。
56.可选地，在压力平衡管6中设置开关阀，便于根据现场运行状态调整压力平衡管6的压力连通状态。优选地，位于任意两个集流端501之间的压力平衡管6均设置有开关阀，使得压力平衡管6上具有多个开关阀，能够更方便地根据现场运行状态调整压力平衡管6的压力连通状态。
57.实施例四
58.在实施例三的基础上，本实施例提供了一种连接管道及pvt热泵系统，本实施例与实施例一中的连接管道及pvt热泵系统结构的结构基本相同，区别仅在于压力平衡管6的结构不同。
59.具体地，如图8所示，在本实施例中，压力平衡管6包括一根均压管和至少两根连通管，至少两个管道组件5的集流端501与至少两根连通管的一端分别对应连通，至少两根连通管的另一端分别与均压管连通，从而使得该层管路中的至少两个管道组件5的集流端501同压。可选地，在本实施例中，采用在集流端501处额外设置有连接端口，即具有1个集流端501和三个连接端口的分流器51以方便连接压力平衡管6。需要说明的是，图8也以类似爆炸图的方式展现了该连接管道，以方便理解本实施例中压力平衡管6的设置方式。
60.优选地，采用均压管和至少两根连通管，将最末层的管路中相距最远的两个集流
端501连通，使得相距最远、光照条件相差最大的两个pvt集热组件4，不会因热量差距较大导致pvt集热组件4的内部压力相差过大，进而出现因压力不同而导致流量分配不均的情况。
61.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。