KR20190001693U - 전기 가열을 이용하는 적층 열판 및 적층 열판의 전기 가열 시스템 - Google Patents

전기 가열을 이용하는 적층 열판 및 적층 열판의 전기 가열 시스템 Download PDF

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센 카이
량생 라이
후이빈 팡
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베이징 쥔타이 이노베이션 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 전기 가열을 이용하는 적층 열판을 개시했다. 상기 적층 열판에는 어셈블리를 배치하기 위한 적층 영역 및 가장자리에 위치한 보온 영역이 설치되어 있으며, 상기 적층 영역 및 상기 보온 영역에는 각각 균일하게 분포된 복수의 전기 가열 소자 및 온도 센서가 설치되어 있으며, 또한, 상기 전기 가열 소자의 개수는 상기 온도 센서의 개수보다 많고, 상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 각각 가열 컨트롤러에 전기적으로 연결되어 있다. 본 발명에 따르면, 적층 열판이 적층을 수행하는 과정에서 전반적인 온도의 균일성을 효율적으로 확보할 수 있고, 기존의 오일 가열에 의한 적층 열판의 가장자리와 중부의 어셈블리 배치 영역과의 온도가 균일하지 않는 문제를 해결했다. 따라서 본 발명의 가열 방법은 정확도가 높은 온도 제어, 빠른 온도 상승 속도 및 에너지 절약 등의 이점이 있고, 적층 설비의 생산 효율 및 전지 어셈블리의 불량 비율을 개선할 수 있다. 본 발명은 적층 열판의 전기 가열 시스템을 더 개시했다.

Description

전기 가열을 이용하는 적층 열판 및 적층 열판의 전기 가열 시스템{LAMINATION HEAT PLATE BASED ON ELECTRIC HEATING, AND ELECTRIC HEATING SYSTEM FOR LAMINATION HEAT PLATE}
본 발명은 태양 에너지 어셈블리의 패키징 기술 분야에 관한 것으로, 특히 전기 가열을 이용하는 적층 열판 및 적층 열판의 전기 가열 시스템에 관한 것이다.
태양 에너지 어셈블리는 패키징 과정에서 적층 처리가 매우 중요한 프로세스 단계이며, 적층 장치에 의해 진공 조건에서 유리 기판 층간 접착막 소재 및 에지 밀봉 소재로 구성되는 태양 에너지 어셈블리에 대해 가열 가압 처리를 수행하여, 세그먼트 적층 공정에 의해 유리 접착막을 단단히 접착하여 밀봉 효과를 얻고 어셈블리의 사용 기능을 확보한다. 그중 적층 과정에서 사용하는 적층 열판의 온도 균일성이 적층 효과에 결정적인 역할을 한다.
종래의 적층 열판은 오일 가열 방법을 사용하는 바, 주로 외부에서 열전달성이 있는 오일을 일정한 온도로 가열한 후 밸브를 이용하여 오일이 적층 열판에서 사이클하도록 제어하여, 열전달에 의해 열을 적층 열판에 전달하여 적층 공정에 필요한 온도를 제공한다.
그러나, 당해 가열 방법에는 복수의 가지 단점이 존재하는 바, 예를 들면, 온도 상승 속도가 비교적 늦으며 또한 에너지 소비가 비교적 높다. 당해 가열 방법에 따르면, 사이클 시스템 전체를 가열하기 때문에 온도 동적 제어 응답이 비교적 늦고, 또한 적층 열판의 오일 유로의 밀도 및 오일 파이프의 굵기가 온도 제어의 정밀도에 직접 영향을 미친다. 또한 오일 유로와 열판 파이프 라인의 접속부 등 부위에 대한 효과적인 보온 대책 부족하여 그 방열 상황이 더 심각한 바, 적층 열판의 가장자리의 방열이 빠르고 중심부의 방열이 늦으므로 생산 효율 및 양품 율에 영향을 미친다.
본 발명의 목적은 어셈블리 적층 공정에서 적층 열판의 각 영역의 온도 상승 속도가 늦고 또한 방열이 균일하지 않음으로 인해 온도가 균일하지 않은 문제를 해결하기 위하여, 전기 가열을 이용하는 적층 열판 및 적층 열판의 전기 가열 시스템을 제공하여 영역을 나누어 온도에 대한 정밀한 제어를 실현하여 적층 공정의 온도의 균일성을 확보한다.
본 발명이 채용하는 구성은 다음과 같다.
전기 가열을 이용하는 적층 열판에 있어서, 상기 적층 열판에는 어셈블리를 배치하기 위한 적층 영역 및 가장자리에 위치한 보온 영역이 설치되어 있으며,
상기 적층 영역 및 상기 보온 영역에는 각각 균일하게 분포된 복수의 전기 가열 소자 및 온도 센서가 설치되어 있으며, 또한, 상기 전기 가열 소자의 개수는 상기 온도 센서의 개수보다 많고,
상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 각각 가열 컨트롤러에 전기적으로 연결되어 있다.
바람직하게는, 상기 적층 영역 및 상기 보온 영역에는 각각 복수의 온도 제어 사브 영역이 포함되고, 또한 상기 온도 제어 사브 영역에는 복수의 상기 전기 가열 소자 및 적어도 하나의 상기 온도 센서가 포함되어 있다.
상기 가열 컨트롤러의 개수와 상기 온도 제어 서브 영역의 개수는 동일하며, 또한 하나의 상기 온도 제어 사브 영역 내의 상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 각각 대응되는 하나의 상기 가열 컨트롤러와 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 영역의 전기 가열 소자의 분포 밀도는 상기 적층 영역의 전기 가열 소자의 분포 밀도보다 높다.
바람직하게는, 상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 상기 적층 열판에 매설된다.
바람직하게는, 상기 전기 가열 요소는 흑연 전극 히터이다.
바람직하게는, 상기 적층 열판은 강판이다.
바람직하게는, 상기 강판의 두께는 60mm ~ 100mm이다.
적층 열판의 전기 가열 시스템에 있어서
가열 컨트롤러, 과열 경보 유닛 및 상기 적층 열판을 구비하며
상기 가열 컨트롤러는 상기 과열 경보 유닛 및 상기 적층 열판의 전기 가열 소자와 온도 센서에 각각 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 가열 컨트롤러는 PID 알고리즘이 내장된 프로그래머블 컨트롤러이다.
바람직하게는, 상기 가열 컨트롤러에는 제어 파라미터 설정 및 경보 정보 표시를 위한 컨트롤 패널이 설치되어 있다.
본 발명에 따르면, 전기 가열 방법을 이용하여 적층 열판에 대하여 영역을 나누어 가열 제어하고, 특히 어셈블리와 접촉하지 않는 열판의 가장자리에 보온 영역을 설치함으로써, 적층 과정에서 적층 열판 전체의 온도의 균일성을 효과적으로 확보하고, 기존의 오일 가열에 의한 적층 열판 가장자리와 중부의 어셈블리 배치 영역의 온도가 균일하지 않는 문제를 해결했다. 따라서 본 발명의 가열 방법은 정확도가 높은 온도 제어, 빠른 온도 상승 속도, 에너지 절약 등의 장점을 가지고 있으며, 적층 설비의 생산 효율 및 전지 어셈블리의 불량 비율을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 목적, 구성 및 이점을 더욱 명확히 하기 위해 도면을 참조하면서 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 제공되는 전기 가열을 이용하는 적층 열판 실시 예의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제공되는 전기 가열을 이용하는 적층 열판의 바람직한 실시 예의 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 상기 실시 예의 예시를 도면에 표시하는 바, 그중 동일 또는 유사한 부호는 항상 동일 또는 유사한 소자 혹은 동일 또는 유사한 기능을 구비하는 소자를 나타낸다. 이하의 도면을 참조하여 설명하는 실시 예는 예시적인 것이며, 단지 본 발명을 해석하는데 사용되는 바, 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
본 발명은 전기 가열을 이용하는 적층 열판의 실시 예를 제공한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 당해 적층 열판은 기능에 따라 두 가지 주요 영역 (도면에서 짧은 점선으로 나타냄)으로 나누어 설치되어 있다. 하나는 어셈블리를 분포하기 위한 적층 영역 (1)이고, 다른 하나는 당해 적층 열판의 가장자리에 위치한 보온 영역 (2)이다. 보온 영역 (2)은 열판에서 일반적으로 어셈블리와 접촉하지 않는 열이 손실되기 쉬운 주위의 영역을 나타낸다. 본 발명에서는 당해 영역에도 마찬가지로 전기 가열 기능을 설치함으로써, 방열 율을 효과적으로 감소시켜 보온의 역할을 수행하도록 하기 때문에 보온 영역 (2)으로 명명한다.
구체적으로, 적층 영역 (1) 및 보온 영역 (2)은 각각 균일하게 분포된 복수의 전기 가열 소자 (3) 및 온도 센서 (4)가 설치되며, 전기 가열 소자 (3) 및 온도 센서 (4)는 각각 가열 컨트롤러 (미도시)에 전기적으로 연결된다. 설치시에는 전기 가열 소자 (3) 및 온도 센서 (4)를 적층 열판에 매설하거나 혹은 끼워 넣음으로써, 전기 가열 소자 (3)의 표면과 온도 센서 (4) 온도 감지 부가 적층 열판과 충분히 접촉하도록 한다. 전기 가열 소자 (3)의 선택은 다양할 수 있는 바, 예를 들면, 흑연 전극 히터 또는 적외선 히터 등 일수도 있다는 것을 더 설명할 필요가 있다.
또한 도 1과 결합하면 알 수 있듯이, 전기 가열 소자 (3)의 개수는 온도 센서 (4)의 개수보다 많을 수 있다. 실제 작업에서 분포의 균일성을 확보할 수 있다면, 전기 가열 소자 (3) 및 온도 센서 (4)의 구체적인 개수와 분포 방법은 나타낸 도면에 제한되지 않으며 실제 필요에 따라 결합하여 조정할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 도면에 나타낸 바와 같이, 보온 영역 (2)의 전기 가열 소자 (3)의 분포 밀도를 적층 영역 (1)의 전기 가열 소자 (3)의 분포 밀도보다 크게 설정하여 보온 영역 (2) 보온 효과를 일정 정도 개선할 수 있도록 할 수 있음을 설명할 필요가 있다.
상기 실시 예 작업의 원리는 다음과 같다.
가열 컨트롤러는 설정된 프로세스 온도에 따라 적층 영역 (1) 및 보온 영역 (2)에 분포된 전기 가열 요소 (3)를 제어하여 적층 열판을 가열하여 온도가 상승할 수 있도록 하고, 또한 균일하게 분포된 온도 센서 (4)가 피드백한 온도 신호에 따라 실시간으로 열판의 온도를 조절하여 온도 균일성의 효과적인 제어를 실현한다. 물론, 적층 영역 (1) 및 보온 영역 (2)에 대해 서로 다른 소정의 매개 변수 및 가열 책략을 설정할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다는 것을 본 분야의 기술자는 이해해야 한다. 이로 알 수 있듯이, 본 발명에 의해 제공되는 적층 열판에 따르면, 열 손실이 비교적 적고, 또한, 온도 상승 속도가 비교적 빠르기 때문에, 설비의 생산 효율을 확보하여 에너지 절약 효과를 더 얻었다. 기존의 오일 가열과 비교하면 전지 어셈블리의 적층 과정에서 가교도가 균일하지 않은 경우, 오일 가열에 의해 제공될 수 있는 온도 보충은 그 응답이 비교적 느리지만, 본 발명의 전기 가열 방법에 따라 적층 열판의 각 영역에 대해 신속하게 온도 보충할 수 있음으로써, 적층 과정의 전반적인 온도의 균일성을 확보하여 태양 전지 어셈블리의 불량 비율 및 생산 효율을 개선했다.
본 발명은 상기 실시 예에 기반하여 영역을 세밀화하고 멀티 채널을 통하여 가열하는 바람직한 방법을 더 제공했다. 도 2에서와 같은 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 적층 영역 (1) 및 보온 영역 (2)에 대해 각각 복수의 온도 제어 사브 영역 (5) (도면에서 두 중점 선으로 나타냄)으로 나누어 설치한다. 그 중 각 온도 제어 사브 영역 (5)에는 복수의 상기 전기 가열 소자 (3) 및 적어도 하나의 온도 센서 (4)를 포함하며, 가열 컨트롤러의 개수와 온도 제어 사브 영역 (5)의 개수는 동일할 수 있다. 이렇게 하나의 온도 제어 사브 영역 (5)의 전기 가열 소자 (3) 및 온도 센서 (4)와 대응되는 하나의 가열 컨트롤러와의 전기적인 연결을 실현한다. 이렇게 하면 복수의 별도로 제어되는 온도 제어 영역이 형성된다. 이렇게 하여 각각의 온도 제어 사브 영역 (5) 사이는 서로 관련되며 더욱이 보완 기능도 있기 때문에, 적층 열판의 중앙의 온도가 보다 높고, 주위는 방열이 빠르기 때문에 온도가 낮은 문제를 효과적으로 피면하여, 적층 열판의 전반적인 온도 균일성을 작은 변동 범위 내로 제어할 수 있다.
또한, 상기 적층 열판의 선택도 다양할 수 있는 바, 본 발명의 또 다른 바람직한 방법에 있어서, 60mm ~ 100mm 두께의 강판을 채용한다. 알루미늄 판 혹은 동판을 선택하지 않고, 바람직하게 강판을 선택하는 이유는, 본 발명에서는 열전달 및 베어링 압력 강도를 종합적으로 감안하면, 강철의 열전달은 알루미늄 또는 구리보다 낮지만, 적층 열판은 우수한 베어링 압력 능력이 있어야 하는데, 철강이 그 방면에서 알루미늄 또는 구리보다 우수하며, 또한 열전달의 부족은 본 발명에 의해 제공되는 전기 가열 방법에 의해 완전하게 보충될 수 있다. 전기 강판의 두께에 대해 열전달 및 베어링 압력 능력을 종합적으로 고려하면, 본 발명에 의해 제공되는 바람직한 참고 범위는, 예를 들며 구체적으로 실시할 시 80mm 두께의 강판을 채용하여 상기 적층 열판으로 할 수 있다.
본 발명은 상기 적층 열판의 실시 예에 결합하여 상기 적층 열판 대한 전기 가열 시스템을 더 제공한다. 당해 시스템은 가열 컨트롤러, 과열 경보 유닛 및 상기 실시 예 및 바람직한 방법에서 언급한 적층 열판을 구비한다. 그중 가열 컨트롤러는 과열 경보 유닛 및 적층 열판의 전기 가열 소자와 온도 센서에 각각 전기적으로 연결된다. 당연히 실제 작업에 있어서, 상기 가열 컨트롤러는 프로그래머블 컨트롤러 (PLC) 혹은 온도 제어 기기 등의 설비일수 있으며, 더욱 바람직하게는 PID 알고리즘이 내장되어 정밀 폐쇄 루프 제어를 실현할 수 있는 설비일 수 있다. 여기서, 상기 과열 경보 유닛을 설치하는 목적은, 본 발명에서 전기 가열 방식을 채용하기에 온도 제어의 균형을 잃을 수 있는 리스크를 고려하여, 고온에서 설비 또는 어셈블리가 손상되는 것을 방지하기 위해, 가열 컨트롤러에 의해 온도 센서를 통해 과열이 감지되면 과열 경보 유닛을 트리거하여 경보를 발생시킨다. 본 시스템의 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 가열 컨트롤러는 제어 파라미터 설정 및 경보 정보 표시를 위한 컨트롤 패널이 더 설치되어 있다는 것을 설명할 필요가 있다. 이렇게 하여 과열 상황이 발생되면, 과열 경보 유닛을 이용하여 동기로 작업자에게 경보 신호를 발송하며, 또한 해당되는 과열 시간 및 온도 값을 기록하여 후속 유지 보수에서 참조할 수 있도록 한다.
구체적인 작업 방법은, 가열 컨트롤러는 전기 가열 소자를 제어하여 적층 열판을 가열하여 온도 센서에 의해 피드백된 온도에 따라 전기 가열 소자에 사용하는 PID 폐 루프 제어를 실시하고, 온도가 소정의 온도 값에 이르렀거나 혹은 초과하면 과열 정보가 제어판에 표시한다. 동시에 과열 경보 유닛에 의해 소리 신호와 광 신호를 발생시키고, 가열 컨트롤러에 의해 예를 들면 가열 오프 또는 온도 제어의 조절 등의 보호 대책을 수행하여, 전기 가열 적층 열판에 대해 체계적으로 정밀하면서도 신뢰적인 제어를 실현한다.
이상, 도면에 도시된 실시 예에 따라 본 발명의 구성, 기능, 작용 및 효과를 상세히 설명했지만, 이들은 본 발명의 바람직한 실시 예 일뿐이며, 본 분야의 기술자는 상기 실시 예 및 바람직한 방법에 대하여, 본 발명의 설계 사상 및 기술 효과를 이탈하거나 변경하지 않는 전제하에서 복수의 등가물을 합리적으로 조합 매칭시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 도면에 의해 나타낸 실시 범위가 제한되지 않으며, 본 발명의 구상에 따른 변경 혹은 등가적으로 변화된 등가의 실시 예의 변경은 명세서 및 도시에 의해 커버된 정신을 이탈하지 않는 한 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
1 적층 영역
2 영역
3 전기 가열 요소
4 온도 센서
5 온도 제어 사브 영역.

Claims (10)

  1. 전기 가열을 이용하는 적층 열판에 있어서,
    상기 적층 열판에는 어셈블리를 배치하기 위한 적층 영역 및 가장자리에 위치한 보온 영역이 설치되어 있으며,
    상기 적층 영역 및 상기 보온 영역에는 각각 균일하게 분포된 복수의 전기 가열 소자 및 온도 센서가 설치되어 있으며, 또한, 상기 전기 가열 소자의 개수는 상기 온도 센서의 개수보다 많고,
    상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 각각 가열 컨트롤러에 전기적으로 연결되어 있는
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 영역 및 상기 보온 영역에는 각각 복수의 온도 제어 사브 영역이 더 포함되고, 또한, 상기 온도 제어 사브 영역에는 복수의 상기 전기 가열 소자 및 적어도 하나의 상기 온도 센서가 포함되며,
    상기 가열 컨트롤러의 개수와 상기 온도 제어 서브 영역의 개수는 동일하며, 또한, 하나의 상기 온도 제어 사브 영역 내의 상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 각각 대응되는 하나의 상기 가열 컨트롤러 전기적으로 연결되는
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역의 전기 가열 소자의 분포 밀도는 상기 적층 영역의 전기 가열 소자의 분포 밀도보다 큰
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 가열 소자 및 상기 온도 센서는 상기 적층 열판에 매설되는
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 가열 요소는 흑연 전극 히터인
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 열판은 강판인
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 강판의 두께는 60mm ~ 100mm인
    것을 특징으로 하는 적층 열판.
  8. 가열 컨트롤러, 과열 경보 유닛 및 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 적층 열판을 구비하며,
    상기 가열 컨트롤러는 상기 과열 경보 유닛 및 상기 적층 열판의 전기 가열 소자와 온도 센서에 각각 전기적으로 연결되는
    것을 특징으로 하는 적층 열판의 전기 가열 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가열 컨트롤러는 PID 알고리즘이 내장된 프로그래머블 컨트롤러인
    것을 특징으로 하는 적층 열판의 전기 가열 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 가열 컨트롤러는 제어 파라미터 및 표시 경보 정보를 설정하기 위한 컨트롤 패널이 설치되어 있는
    것을 특징으로 하는 적층 열판의 전기 가열 시스템.
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