一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机

技术领域

本发明属于太阳能电池组件封装层压技术领域，具体涉及一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机。

背景技术

太阳能电池组件封装层压机是电池组件封装生产工艺核心设备，主要功能是通过真空环境下的加热平台，完成对电池组件的封装成型。该设备的核心区别在于加热平台的加热方式，加热方式的不同，直接影响封装工艺的质量和工艺能耗，还影响设备本身的制造成本和使用寿命，目前市场上该设备主要有油加热和电加热两个分支，相较于油加热，电加热层压机具有明显的安全、节能和环保优势，电加热层压机又主要有电加热块贴附于钢板的方式，即贴块法；还有加热管垂直点阵嵌入钢板的方式，即点阵法；为了使太阳能电池组件封装层压机更加节能高效，因此本发明提出一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机。

现有的贴块法类似专利，例如一种PI加热膜(公开号：)在使用中至少暴露以下缺陷：

1、加热块贴于钢板，因为需要控制温度，钢板厚度受到限制，一般都用40mm厚度钢板，钢板的厚度直接决定整块加热板的热容量，热容量决定了加热板的升温速率，由于加热块为螺栓固定贴附，长时间热胀冷缩，会导致螺丝松动和铝板变形，热板的贴合度会降低，从而影响加热效率，PI加热膜也会因为长期热胀冷缩而老化的比较快，从而影响使用寿命，这种加热方式，本质上也是电能转化成热能，再通过热能完成封装工艺，理论上封装工艺需要消耗的能量是固定的，那么在传导固定热能的过程中消耗的热能越少，就越节能，“贴块法”的加热器是用螺丝固定在加热板底部，随着使用时间的加长，螺丝松动和铝板变形情况会越来越严重，导致热传导受阻，所以能耗会逐年变大；“贴块法”的加热单元处于加热板表面，相对加热单元内置的方式，热能消耗较大。

现有的点阵法类似专利，例如电加热层压机的加热板(公开号：)在使用中至少暴露以下缺陷：

2、能耗相对较大，这种加热方式，本质上也是电能转化成热能，再通过热能完成封装工艺，理论上封装工艺需要消耗的能量是固定的，那么在传导固定热能的过程中消耗的热能越少，就越节能。竖着放置在加热板底部，缺点是由于底部打的孔太多，加热管底部外露面积较大，热消耗就大；加热管外径和钢板底部所打孔的内径数值相差较大，加热管和热板的贴合度不高，热能就有很大一部分消耗到空气中，从而导致能耗高。

3、制作成本高，孔多、加热管多，高温线多，接线工艺十分繁杂，运行过程中，如果有加热器损坏，很难判定哪个损坏，更换起来，十分繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机，以解决上述背景技术中提出太阳能电池组件封装层压机的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机，包括：

加热钢板，为本更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机的主体；

所述加热钢板的左右两侧均贯穿有多个用于对加热钢板传递热量的主加热管孔；

多个所述主加热管孔的一端均设置有用于对加热钢板加热的主加热棒；

所述加热钢板的背面四周开设有辅助加热管孔；

所述辅助加热管孔的内部设置有用于辅助主加热棒加热的辅助加热棒；

所述加热钢板的背面内部合理设置用于检测温度的铂电阻；

优选地，所述主加热棒分为两组，一组所述主加热棒自加热钢板的左侧中间贯穿安装，另一组所述主加热棒自加热钢板的右侧中间贯穿安装，两组所述主加热棒呈左右对插式设置。

优选地，所述辅助加热管孔均匀分布于加热钢板的背面四周，且所述辅助加热管孔还呈直角状分布于加热钢板的背面四角。

优选地，所述辅助加热管孔还位于多个所述主加热管孔的四周并与其错位设置。

优选地，所述辅助加热棒采用垂直嵌入的方式与所述辅助加热管孔连接。

优选地，加热管孔与嵌入的加热棒高度契合，不锈钢材质的加热棒外径在热胀状态下跟加热管孔是紧密接触的，有利于热传导，减少能量消耗。

优选地，所述铂电阻还位于所述主加热棒和辅助加热棒的合理位置。

一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机的温度控制方法，包括以下步骤：

S1：将温度控制执行元件与主加热棒、辅助加热棒电性连接；

S2：之后在加热钢板通过主加热棒和辅助加热棒加热时，如某一个点位温度过低或过高，可通过铂电阻检测温度获知具体数值；

S3：然后智能PID控制系统根据S2的温度反馈，经过处理可对该点位位置的主加热棒和辅助加热棒的加热输出功率进行自动调整，从而达到一个闭环的温控系统，让加热钢板保持所需的设定的温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于主加热管孔分为两组，一组主加热管孔自加热钢板的左侧中间贯穿安装，另一组主加热管孔自加热钢板的右侧中间贯穿安装，使得两组主加热棒呈左右对插式设置，将热源埋在钢板中；且由于辅助加热棒采用垂直嵌入的方式安装于加热钢板的背面四周和呈直角状分布于加热钢板的背面四角，同时由于辅助加热管孔位于主加热管孔的四周并与其错位设置，因此可以辅助加热，形成对环境温度的隔热防火墙，让加热钢板提高热使用效率，本发明具体能够解决以下技术问题：

1、解决加热源和加热板的最大限度连接问题：传统的加热块贴附方式容易导致螺丝松动和钢板变形，从而影响加热效率，而新设计中，主加热棒分为两组，分别穿过加热钢板的左侧和右侧中间并采用左右对插式设置，将热源埋在钢板中，这样的布置方式使得主加热棒与钢板接触更牢固稳定，减少了因热胀冷缩引起的松动和变形问题，提高了加热板的贴合度和加热效率；

2、提高能源利用效率：通过辅助加热管孔的安装，可以辅助加热并提高加热钢板的热使用效率，辅助加热管嵌入于加热钢板的背面四周并呈直角状分布于背面四角，同时与主加热管孔错位设置，这种布局使得辅助加热管能够在主加热管孔的四周形成辅助加热区域，形成对环境温度的隔热防火墙，从而增加了加热钢板的热传导面积，提高了热能的利用效率；

3、减少制作成本和维护难度：相比传统加热器的制作工艺，新设计中减少了孔的数量、加热管的数量以及高温线的数量，这样降低了制作过程中的复杂性和工艺要求，减少了制作成本，并简化了接线工艺，此外，由于主加热管孔和辅助加热管的布置方式，如果发生加热器损坏，可以更容易地判定具体受损的部分并进行更换，这样不仅节省了维修时间和人力成本，也方便了设备的维护管理，相对于“贴片法”和“点阵法”，节能效果明显。

附图说明

图1是本发明加热钢板的正面结构示意图；

图2是本发明加热钢板的背面结构示意图；

图3是本发明铂电阻的结构分布示意图；

图4是本发明加热钢板的剖面结构示意图；

图5是本发明图1中A处放大图；

图6是本发明图2中B处放大图。

图中：1、加热钢板；2、主加热管孔；3、主加热棒；4、辅助加热管孔；5、辅助加热棒；6、铂电阻。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机，包括：加热钢板1是整个设备的主体，它承担着对太阳能电池组件封装层压机的加热任务，采用高导热性和耐高温的材料制成，如Q325，该种材料具有高导热性，可以更有效地传递热量到加热钢板1表面，提高加热效率，耐高温性，能够在高温环境下保持结构稳定性和机械强度，确保设备长时间运行而不变形或变质，耐腐蚀性，能够更好地抵抗腐蚀和氧化，延长设备的使用寿命，加热钢板1的面积可根据生产工艺的产能要求和封装组件的尺寸做灵活调节(由于加热板加工机械和加热板原始尺寸等等的限制，目前层压机的加热板长度一般控制在15米之内，宽度控制在4米之内)，加热钢板1的厚度为一般为60mm(加热板的厚度根据层压机工艺对加热板热容量需求和灵敏温度控制需求而确定，60mm对于目前的大部分层压工艺都是合理适用的)，加热钢板1较大的面积可以提供更大的加热表面，可以提供组件封装的数量，提高层压效率。

加热钢板1的左右两侧贯穿有多个主加热管孔2，用于传递热量到加热钢板，主加热管孔2一端设置有主加热棒3，用于对主加热管孔2进行加热，主加热管孔2分为两组，分别穿过加热钢板1的左侧和右侧中间并采用左右对插式设置，将热源埋在钢板中，这样的布置方式使得主加热棒3与加热钢板1接触更牢固稳定，减少了因热胀冷缩引起的松动和变形问题，提高了加热板的贴合度和加热效率；且主加热管孔2的直径为16mm，多个主加热管孔2之间的间距为51mm，主加热管孔2的长度为1400mm，通过多个主加热管孔2并设置合适的间距，可以实现对加热对象的均匀加热，每个主加热棒3都能提供热量，并且相互之间的间距可以确保热量传递的均匀性，避免出现温度不均匀的情况，由于主加热棒3之间的间距较小，能够更快地响应控制系统的调节，当需要调整加热温度或启停加热过程时，主加热棒3能够更快地改变温度，提高了控制的灵活性和响应速度；主加热棒3采用不锈钢作为主加热棒3的外表面材质，具有耐高温、抗腐蚀、良好导热性、高机械强度和卫生性等益处，能够满足加热管在工业生产中的要求。

加热钢板1的背面四周开设有辅助加热管孔4，这些孔用于安装辅助加热棒5，辅助加热棒5通过加热钢板的背面，通过辅助加热管孔4的安装，可以辅助加热并提高加热钢板1的热使用效率，辅助加热管5嵌入于加热钢板1的背面四周并呈直角状分布于背面四角，同时与主加热管孔2错位设置，这种布局使得辅助加热管5能够在主加热管孔2的四周形成辅助加热区域，从而增加了加热钢板1的热传导面积，形成对环境温度的隔热防火墙，提高了热能的利用效率；辅助加热管孔4距离加热钢板1的左右两侧边缘均为94mm，辅助加热管孔4距离加热钢板1的上下两侧边缘均为100mm，辅助加热管孔4横向并列设置有75个，总长3825mm，辅助加热管孔4之间的横向间距为50mm；辅助加热管孔4纵向并列设置有53个，总长2650mm，辅助加热管孔4之间的纵向间距为51mm，辅助加热管孔4的密集设置增加了加热表面积和热源密度，可以提高加热功率和热交换效率，加快加热过程，辅助加热管孔4之间的间距合理设置，避免了过于密集或过于稀疏造成的问题，适当的间距可以保证加热管的稳定运行，并且便于维护和清洁。

加热钢板1的背面内部分别设置有铂电阻6，铂电阻6合理分布用于检测加热钢板的区域温度情况，在加热钢板1通过主加热棒3和辅助加热管5加热时，如某一个点位(温控区域)温度过低或过高，可通过铂电阻6检测温度获知具体数值，通过合理设置铂电阻6和铂电阻6的间距，形成一个相对稳定的单个铂电阻6的温度控制区域，可以实现对加热钢板1的更均匀加热。也可以根据实际层压工艺的需求，设置温控区域的不同温度需求。

一种更节能高效的以电热棒加热的太阳能组件层压机的温度控制方法，包括以下步骤：

S1：将温度控制执行元件与主加热棒3、辅助加热棒5电性连接；

S2：之后在加热钢板1通过主加热棒3和辅助加热棒5加热时，如某一个点位温度过低或过高，可通过铂电阻6检测温度获知具体数值；

S3：然后智能PID控制系统根据S2的温度反馈，经过处理可对该点位位置的主加热棒3和辅助加热棒5的加热输出功率进行自动调整，从而达到一个闭环的温控系统，让加热钢板1保持所需的设定的温度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。