CN207501460U - 一种新型在线式低压纯水加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种新型在线式低压纯水加热系统，包括在线加热装置、进水管路、出水管路、排水管路和控制装置；在线加热装置包括多个依次升温的集成式加热单元组成，用于将低温纯水加热到设定温度并输出；所述集成式加热单元包括加热桶、加热管件、温度传感器和过温保护开关；所述进水管路、出水管路分别与加热桶的进水口、出水口相连；进水管路设置有进水口由令、过滤器、减压阀、进水阀和进水电导率仪；出水管路设置有出水口由令和出水电导率仪；所述控制装置用于对整个加热系统进行检测反馈和操控调节；本实用新型能够根据温度与流量的需求，增加或减少加热单元和控制各加热单元的加热功率，连续地供应热水且能耗经济。

Description

一种新型在线式低压纯水加热系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池湿法处理领域，尤其涉及一种用于太阳能电池湿法处理设备上的热纯水供应系统。

背景技术

目前，随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，能源危机和环境污染已经成为当今世界各国面临的共同问题。目前可再生能源种类繁多，其中开发和利用太阳能已成为可再生能源中最炙手可热的“新宠”，大力发展太阳能已是大势所趋。作为太阳能开发和利用工程的核心部件，太阳能电池的技术发展至关重要。

硅板，是生产太阳能电池的主要原材料。由于硅板表面上的杂质，会降低太阳能电池的光电转换效率，所以，在太阳能电池制造过程中，需要对硅板进行清洗。清洗时，为了避免引入新的杂质，需要使用纯水对硅板进行清洗，此外，由于工艺上的特殊需要，清洗硅板的纯水的温度必须保持在70℃左右。

现有太阳能电池湿法处理设备上的热纯水供应系统，采用储罐加热系统，一般有2T～3T，先将纯水加热到65～70℃，再供应给设备需要，存在保温能耗大，供应断续，设备受储罐的体积限制不能灵活使用的缺点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种新型在线式低压纯水加热系统，包括在线加热装置、进水管路、出水管路、排水管路和控制装置，所述在线加热装置用于对通过在线加热系统的低温纯水进行升温至指定温度并输出，所述控制装置用于对整个在线式低压纯水加热系统进行检测反馈、控制调节和人机交互，所述在线式低压纯水加热系统还包括设备框架、外包板件和支撑联接元件等其他附件组成。

进一步地，所述在线加热装置，其包括多个集成式加热单元串联式加热，所述集成式加热单元包括加热桶、加热管件、温度传感器和过温保护开关。

具体地，所述纯水通过多个集成式加热单元后逐级升温，所述在线加热装置根据实际需求设置2至4个集成式加热单元，各集成式加热单元根据逐级升温的顺序从低至高分别为第1集成式加热单元至第N集成式加热单元。

进一步地，所述加热桶均包括一个进水口、一个出水口和一个排水口，所述出水口设置在加热桶的上部侧壁上，所述进水口设置在加热桶的下部侧壁上，所述排水口设置在加热桶的底端，所述加热管件、温度传感器和过温保护开关设置在加热桶的顶部位置处。

具体地，所述加热管件用于对纯水进行升温操作，所述温度传感器用于采集加热桶内温度信号，所述过温保护开关包括两个，一个用于检测纯水温度，设定警戒值为95℃，用于防止加热桶内纯水沸腾，另一个用于检测加热桶内壁温度，设定警戒值为120℃，用于防止无水干烧。

进一步地，所述进水管路和第1集成式加热单元的加热桶进水口通过卡箍联接，进水管路设置有进水口由令、过滤器、减压阀、进水阀、流量计和进水电导率仪。

具体地，所述进水口由令设置在进水管路进水端口，用于和外接供水设备连接，所述进水电导率仪设置在进水管路靠近加热桶进水口处，所述进水口由令和进水电导率仪之间依次设有过滤器、减压阀、进水阀和流量计。

进一步地，所述出水管路和第N集成式加热单元的加热桶出水口通过卡箍联接，出水管路设置有出水口由令和出水电导率仪，所述出水口由令设置在出水管路出水端口处，用于和太阳能电池湿法处理设备上的进水口连接，所述出水电导率仪设置在出水管路靠近加热桶出水口处。

具体地，通过出水电导率仪与进水电导率仪数值对比用于排除设备在加热过程中对纯水造成污染的可能。

进一步地，所述第1至第N集成式加热单元相邻两级之间的加热桶通过连接管联接，连接管通过卡箍分别联接上一级加热桶的出水口和下一级加热桶的进水口。

进一步地，所述排水管路和各加热桶的排水口连通，所述排水管路包括一主排水管路和连接加热桶排水口和主排水管路的连接管组成。

具体地，所述主排水管路端口设有排水口由令，所述各与主排水管路相连的连接管上均设有排水阀。

进一步地，所述各排水阀上均设有磁簧开关，用于精确识别阀门启闭状况，在各阀门完全关闭后在线加热装置方可工作。

进一步地，所述控制装置包括检测反馈模块、操控调节模块和人机交互模块。

具体地，所述检测反馈模块包括控制主板上的信号接收模块、信号处理模块和在线加热装置上设置的温度传感器、流量计、电导率仪、电流表、功率表、磁簧开关、漏液检测仪等传感器组成，用于检测纯水和加热桶内壁温度、流量、电导率值、进水压力、阀门的启闭状况和加热装置泄露等情况。

所述操控调节模块包括控制装置上各控制按钮，用于根据设定的温度和检测到的流量来自动控制加热装置的启停和加热功率；或通过用户操作各控制按钮控制加热装置的启停和加热功率。

所述人机交互模块包括控制装置上数据存储器和数据显示器组成，所述数据显示器用于显示加热装置的主要工作参数。

具体地，所述数据显示器显示的加热装置主要工作参数包括工作压力、进水温度、出水温度、工作流量和工作功率。

进一步地，所述在线加热装置底部的框架底板设有漏液检测装置，用于检测在线加热装置的泄露情况，在装置发生水泄漏故障在底板产生积水时向控制装置传递信号。

进一步地，所述在线式低压纯水加热系统工作时，外接设备的低温纯水经由进水口由令通入系统，首先经过过滤器对水中杂质进行过滤，经过减压阀将压力调节为设定压力，经过进水阀、流量计和电导率仪后从加热桶底部进入加热桶，进水阀控制进水管路中的水流，流量计计量实时流量，电导率仪采集进水电导率值，低温纯水进入加热桶后，由第1集成式加热单元对纯水进行第一次升温操作，然后从第1加热单元溢流到第2加热单元，再从第2加热单元溢流到第3加热单元，最终纯水经由第N加热单元加热到指定温度后依次经过出水电导率仪、出水管路和出水口由令流出在线式低压纯水加热系统，从第1加热单元至第N加热单元的升温方式为N级依次升温。

进一步地，当设备需要进行维护时，首先关闭设备总电源，暂停外接设备进水，关闭进水管路上的进水阀，打开出水管路上的全部排水阀，在线加热系统中的内存水将经由排水管路和排水口由令排空，以便下一步检修维护工作。

本实用新型通过在常压下将流经在线加热系统中各加热单元的纯水串联式加热，所述在线式低压纯水加热系统包括在线加热装置和控制装置，当设备需要纯水，纯水通过在线加热系统后，能达到设定温度，当有不同流量值(且不超过最大流量值)的纯水通过加热系统时，控制装置根据温度和流量自动控制各加热单元加热功率，当设备不需要纯水，在线加热系统在设定温度下停止加热；本实用新型在满足65～70℃的条件下，可以根据不同流量需求，增加或减少加热单元，同时与系统中控制装置相结合，能够提供加热系统的全面信息，具有响应快，连续供应热水，随用随加热，能耗经济等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的在线式低压纯水加热系统的整体布局示意图；

图2是本实用新型提供的在线加热装置的结构示意图。

图中：设备框架1，在线加热装置2，控制装置3，控制箱门4，支脚5，数据显示器6，控制按钮7，集成式加热单元8，加热桶9，联接卡箍10，排水管路11，进水管路12，连接管13，出水管路14，进水口由令15，过滤器16，减压阀17，进水阀18，流量计19，电导率仪20，出水口由令21，排水口由令22，排水阀23，漏液检测装置24。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一：

本实用新型提供的在线式低压纯水加热系统从外部看，如图1所示，具有设备框架(1)、在线加热装置(2)和控制装置(3)；其中，所述设备框架(1)被隔板分成上部和下部两个区域，所述在线加热装置(2)设置在设备框架(1)下部区域的容腔内，所述控制装置(3)设置在设备框架(1)上部区域的容腔内，所述设备框架(1)还包括设于框架表面的控制箱门(4)和设于框架下部的支脚(5)，进一步地，在所述控制箱门的表面设有数据显示器(6)和多个控制按钮(7)，所述数据显示器(6)用于显示在线加热装置(2)的主要工作参数，所述控制按钮(7)用于控制在线加热装置(2)的启停和加热功率。

具体地对所述在线式低压纯水加热系统进行介绍，如图2所示为在线加热装置(2)的具体结构图，其中所述在线加热装置(2)包括3个集成式加热单元(8)组成，所述3个集成式加热单元(8)通过串联方式联接，纯水通过各集成式加热单元后逐级升温，各集成式加热单元根据逐级升温的顺序从低至高分别为第1集成式加热单元、第2集成式加热单元和第3集成式加热单元。

所述集成式加热单元(8)包括加热桶(9)、加热管件、温度传感器和过温保护开关，所述加热桶(9)为圆柱形罐体结构，加热桶(9)的下端为半球形结构，其中所述加热桶(9)通过三爪支撑脚支撑在框架底板上；所述加热桶(9)的底端设有一排水口，所述第1集成式加热单元、第2集成式加热单元和第3集成式加热单元的加热桶(9)的排水口均与排水管路(11)相连通；所述加热桶(9)的下部侧壁设有一进水口，所述加热桶(9)的上部侧壁设有一出水口，所述第1集成式加热单元的加热桶(9)的进水口通过联接卡箍(10)与进水管路(12)相连接，所述第1集成式加热单元的加热桶(9)的出水口通过连接管(13)与第2集成式加热单元的加热桶(9)的进水口相连通，所述第2集成式加热单元的加热桶(9)的出水口通过连接管(13)与第3集成式加热单元的加热桶(9)的进水口相连通，所述第3集成式加热单元的加热桶(9)的出水口通过联接卡箍(10)与出水管路(14)相连接；所述温度传感器和过温保护开关设置在各集成式加热单元的加热桶(9)的顶端靠近出水口位置处，所述温度传感器用于采集加热桶(9)内温度信号，所述过温保护开关包括两个，一个用于检测纯水温度，设定警戒值为95℃，用于防止加热桶内纯水沸腾，另一个用于检测加热桶内壁温度，设定警戒值为120℃，用于防止无水干烧。

所述连接管(13)与加热桶(9)的进水口、出水口也均通过联接卡箍(10)相连接。

所述进水管路(12)的进水端口通过进水口由令(15)与外接供水设备连接，所述进水口由令(15)和加热桶(9)的进水口之间的进水管路(12)依次设置有过滤器(16)、减压阀(17)、进水阀(18)、流量计(19)和电导率仪(20)。

所述出水管路(14)的出水端口通过出水口由令(21)与太阳能电池湿法处理设备的供水端口连接，所述出水口由令(21)和加热桶(9)的出水口之间的出水管路(14)设置有电导率仪(20)。

所述出水管路(14)上的电导率仪(20)与进水管路(12)上的电导率仪(20)数值对比用于排除在线加热设备(2)在加热过程中对纯水造成污染的可能。

所述排水管路(11)的排水端口设有排水口由令(22)，排水口由令(22)与各加热桶(9)排水口相连的排水管路上均设置有排水阀(23)。

所述各排水阀(23)上均设有磁簧开关，用于精确识别阀门启闭状况，在各阀门完全关闭后，在线加热装置(2)方可工作。

所述在线加热装置(2)底部的框架(1)底板上设有漏液检测装置(24)，所述漏液检测装置(24)用于检测在线加热装置(2)的泄露情况，在装置发生水泄漏故障在框架底板产生积水时向控制装置(3)传递信号。

所述控制装置(3)包括一控制主板，所述控制主板包括检测反馈模块、操控调节模块和人机交互模块。

对应地，所述检测反馈模块用于采集在线加热装置(2)的工作信息，所述工作信息包括加热桶(9)内纯水温度、加热桶内壁温度、进水温度、出水温度、进水流量、进水电导率值、出水电导率值、进水压力、工作压力、排水阀的启闭状况、加热装置的泄露情况、加热装置的功率、工作电流等信息。

关于所述检测反馈模块给予说明的是，通过各采集器采集到的加热装置(2)的工作信息经控制主板检测反馈模块分析处理后传送至人机交互模块的数据存储器，并由人机交互模块的数据显示器显示出来。

所述操控调节模块用于控制在线加热装置(2)的启停和加热功率，具体地，当检测反馈模块检测到在线加热装置(2)的异常工作信息时，检测反馈模块发出警报并将紧急停止加热信号传递至操控调节模块，由操控调节模块紧急停止加热；或操控调节模块根据检测反馈模块检测到的流量和设定的温度自动控制在线加热装置(2)的加热功率。

所述操控调节模块还包括控制装置(3)上各控制按钮(7)，所述控制按钮(7)用于用户根据设定的温度和流量来手动调节加热装置(2)的启停和加热功率。

所述人机交互模块包括数据存储器和数据显示器(6)，所述数据存储器用于存储检测反馈模块检测到的在线加热装置(2)的工作信息，所述数据显示器(6)用于显示加热装置(2)的主要工作参数，所述数据显示器(6)显示的主要工作参数包括工作压力、进水温度、出水温度、工作流量和工作功率。

需要说明的是，本实施例对应的一种新型在线式低压纯水加热系统的操作步骤，包括：

(1)根据设定的流量值选择合适数目的集成式加热单元(8)，并调节进水管路(12)上的减压阀(17)和进水阀(18)，使进水管路上的流量计(19)达到设定的流量。

(2)根据设定的温度通过控制装置(3)操控调节模块的控制按钮(7)调整在线加热装置(2)的加热功率。

(3)通过控制装置(3)检测反馈模块实时监控在线加热装置(2)的工作状态，并通过数据显示器(6)显示在线加热装置(2)的主要工作参数。

(4)在设备需要进行维护时，首先关闭设备总电源，暂停外接设备进水，关闭进水管路进水阀(18)，打开排水管路(11)全部排水阀(23)，将在线加热装置(2)内存水排空，以便下一步检修维护工作。

详细地，在步骤一之后还要确定各排水阀的启闭状况，在排水阀完全关闭后才可开启加热装置并调整加热装置的功率，在步骤三中，在线式低压纯水加热系统工作时，外接设备的低温纯水经由进水口由令通入系统，首先经过过滤器对水中的杂质进行过滤，经过减压阀将压力调节为设定压力，经过进水阀、流量计和电导率仪后从加热桶底部进入加热桶，进水阀控制进水管路中的水流开启和关闭，流量计计量实时流量，电导率仪采集进水电导率值，低温纯水进入加热桶后，由第1集成式加热单元对纯水进行第一次升温操作，然后从第1加热单元溢流到第2加热单元，由第2加热单元对纯水进行第二次升温操作，再从第2加热单元溢流到第3加热单元，最终纯水在第3加热单元加热到指定温度并由第3加热单元出水口流出至出水管路。

在本实施例中，所述新型在线式低压纯水加热系统的主要工作参数如下：工作压力2～3Bar,入水温度15～25℃，出水温度65～75℃，工作流量35～50L/mi n,最大功率135KW，额定电流210A，最大电流250A。

本加热系统在常压下将流经各加热单元的纯水串联式加热，控制系统能够根据温度和流量自动控制各加热单元加热功率，在设备不需要纯水，加热系统在设定温度下停止加热；加热单元采用模块化设计，在满足65～70℃的条件下，可以根据不同流量需求，增加或减少加热单元；本实用新型具有信息全面，响应快，连续供应热水，随用随加热，能耗经济等优点。

本在线式加热系统控制装置中所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来达到实现本实用新型方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型在线式低压纯水加热系统，包括在线加热装置、进水管路、出水管路、排水管路和控制装置，其特征在于：

所述在线加热装置，其包括多个集成式加热单元串联式加热，纯水通过各集成式加热单元后逐级升温；

所述控制装置，其包括检测反馈模块、操控调节模块和人机交互模块；所述检测反馈模块用于检测在线加热装置中纯水的温度、流量、电导率值、进水压力和在线加热装置泄漏情况；所述操控调节模块用于根据设定的温度和检测到的流量来控制在线加热装置的启停和加热功率；所述人机交互模块用于显示在线加热装置的主要工作参数。

2.根据权利要求1所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述在线加热装置根据实际需求设置2至4个集成式加热单元，所述集成式加热单元包括加热桶、加热管件、温度传感器和过温保护开关。

3.根据权利要求2所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述各集成式加热单元均包括两个过温保护开关，一个用于检测纯水温度，设定警戒值为95℃，用于防止加热桶内纯水沸腾；另一个用于检测加热桶内壁温度，设定警戒值为120℃，用于防止无水干烧。

4.根据权利要求2所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述加热桶包括一进水口、一出水口和一排水口，所述出水口设置在加热桶的上部侧壁上，所述进水口设置在加热桶的下部侧壁上，所述排水口设置在加热桶的底端。

5.根据权利要求1或4所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：相邻两级加热单元的加热桶通过连接管联接，连接管通过卡箍分别连接上一级加热桶的出水口和下一级加热桶的进水口；所述进水管路和第一级加热单元的加热桶进水口通过卡箍联接，所述出水管路和最后一级加热单元的加热桶出水口通过卡箍联接，所述排水管路和各级加热单元的加热桶排水口均通过卡箍联接。

6.根据权利要求5所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述进水管路设置有进水口由令、过滤器、减压阀、进水阀、流量计和进水电导率仪；所述出水管路设置有出水口由令和出水电导率仪。

7.根据权利要求5所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述与各级加热单元的加热桶排水口相连的排水管路均设有排水阀，所述排水阀上设有磁簧开关，用于精确识别阀门启闭状况，在阀门完全关闭后在线加热装置方可工作，所述排水管路排水端口设有排水口由令。

8.根据权利要求6所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述进水电导率仪设置在进水管路靠近加热桶进水口处，所述出水电导率仪设置在出水管路靠近加热桶出水口处，通过出水电导率仪与进水电导率仪数值对比用于排除设备在加热过程中对纯水造成污染的可能。

9.根据权利要求1所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述在线加热装置底部的框架底板设有漏液检测装置，用于检测在线加热装置的泄漏情况，在装置发生水泄漏故障在底板产生积水时向控制装置传递信号。

10.根据权利要求1所述的在线式低压纯水加热系统，其特征在于：所述人机交互模块包括数据存储器和数据显示器，所述数据显示器显示的加热装置主要工作参数包括工作压力、进水温度、出水温度、工作流量和工作功率。