[实用新型]多晶铸锭炉及其热交换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及硅片加工技术领域，特别涉及一种多晶铸锭炉及其热交换装置。

背景技术

目前，全球能源越来越紧张，太阳能作为新能源已取得大量应用，光伏行业迅猛发展，其中，晶体生长技术一直是硅片加工中的主要环节。

如图1所示，太阳能电池硅片从结构上有多晶和单晶两类，其中多晶硅片因其制造成本低于单晶硅片而逐渐成为行业发展的主流。目前普遍采用的多晶铸锭炉的热场控制方式为将原生硅放置在一个方形的保温槽1中，通过上下布置的加热器4对多晶硅进行加热，在加热器4外部设置有保温隔热体2。结晶过程时，底部的两个热门3通过驱动装置6完全打开，利用热场底部的冷却装置5进行冷却降温，进而热场形成一定温度梯度，使硅液进行由下至上的晶体生长。

热门3打开后，下部的加热器4产生的热量与冷却装置5进行热交换，强迫降低温度，温度控制在一定的范围内。多晶铸锭需要得到一个比较大的温度梯度，因此，采用热门结构，既可封闭保持温场的热量不散失，也可以用来改变温场的环境，开放热门可以很快改变加热温度，可得到一个合适的温场环境进行定向凝固。

还可在冷却装置5内通入冷却水，使该冷却水沿冷却装置5的进水口51和出水口52循环往复流动，以进行热交换。在铸锭工艺中各个阶段需要不同的温度变化，一方面是有冷却装置进行热交换可以达到一定温度梯度，另一方面是调整加热功率来改变温度，因此在温度变化中冷却装置能起到很快的调节作用，但是一个固定的冷却水流量带走的热量基本是一致的。通过向冷却装置5内通入冷却水，可迅速实现降温，但是其流量恒定，降温速度一致而无法调整，还需要结合加热系统对降温速度进行调节，温度波动量大，电能消耗高。

因此，如何迅速改变温度，使得温度达到预设温度，而不需要加热系统做大幅度的修正，且减少温度波动量和降低电能消耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种多晶铸锭炉及其热交换装置，以在无需加热系统做大幅度的修正，即减少温度波动量和降低电能消耗的前提下，迅速改变温度，使得温度达到预设温度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种热交换装置，用于多晶铸锭炉，包括冷却装置以及分别与所述冷却装置进水口和出水口连通的进水管道和出水管道，还包括设置于所述进水管道和/或出水管道上的流量控制阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述流量控制阀设置于所述进水管道上，所述出水管道上设置有出水控制阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述进水管道上还设置有与所述流量控制阀并联的旁通阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述进水管道上设置有压力表。

优选的，在上述热交换装置中，所述流量控制阀为电控阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述流量控制阀设置于所述出水管道上，所述进水管道上设置有进水控制阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述流量控制阀为多个并联设置的开关阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述出水管道上还设置有与所述流量控制阀并联的旁通阀。

优选的，在上述热交换装置中，所述进水管道和所述出水管道上均设有温度计。

一种多晶铸锭炉，包括热交换装置，所述热交换装置为如上任一项所述的热交换装置。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的一种热交换装置，包括冷却装置以及分别与所述冷却装置进水口和出水口连通的进水管道和出水管道，还包括设置于所述进水管道和/或出水管道上的流量控制阀。本实用新型通过将冷却水采用流量控制的方式，温度的反应速度比改变加热器功率要快很多，如果是固定式的流量，热交换已经基本确定，那么实际温度与设定温度相差比较大的情况下，达到预定温度需要比较大幅度的PID(ProportionIntegration Differentiation，其中P代表比例单元、I代表积分单元和D代表微分单元)修正，且稳定时间比较长，大幅度的功率变化会影响电网。冷却装置起到预设温度和改变温度梯度，定量的冷却水流量，吸收的热量基本恒定，本实用新型利用可变流量的控制方式，可以改变热损失，节省电能损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。