一种半导体模块组式循环加热系统的制作方法

本发明涉及电子电器饱和蒸汽(饱和水)发生装置技术领域，特别涉及一种半导体模块组式循环加热系统。

背景技术：

半导体(PTC)加热器目前用于空调、采暖加热水和空气在100℃以下的低温加热，不能用于超过100℃的饱和蒸汽和饱和水的加热，还没有形成模块组的大功率和产生饱和蒸汽和饱和水的较大规模。

传统的筒型单元模块都是半导体元件固定在外空筒上，里面没有细合金管束填充，传热面积小，加热速率低，实现不了超过100℃的饱和蒸汽和饱和水的加热。

传统的半导体加热元件，都是由若干个半导体光片组成一个整体。光片与光片之间没有采用半导体胶粘合，只用导电铜盒封装起来。制成一个元件整体铜盒同半导体若干光片之间也没有用高温导电胶粘合密封，通电加热时，由于发生热胀冷缩现象，如产生空隙就容易打火击穿，烧毁元件。封装铜盒同最外面的铠装合金套之间的绝缘片两边也没有用高温导热绝缘胶粘合密封，也容易产生间隙，常发生打火、击穿烧毁现象。另外所用绝缘片绝大多数采用不耐高温的聚酰亚胺绝缘片，由于耐高温程度差常有击穿、烧毁现象。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有半导体加热模块和元件所存在的上述技术问题而提供一种半导体模块组式循环加热系统。该半导体模块组式循环加热系统根据模块组中的模块数量多少，决定功率大小和产生饱和蒸汽和饱和水的量，容易实现大功率和产生饱和蒸汽量和饱和水量的较大规模。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种半导体模块组式循环加热系统，包括半导体加热装置、内循环泵、热交换器、外循环泵、水箱、排气阀管和用热设备，其特征在于，所述半导体加热装置通过内循环泵与热交换器的管程构成100℃以上饱和蒸汽和饱和水的加热内循环；所述用热设备通过外循环泵与热交换器的壳程构成用热的外循环；所述半导体加热装置上设置有排气口，所述排气口通过排气阀连接排气阀管，所述水箱的热水进、出口通过管路连接所述热交换器的壳程和所述半导体加热装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述半导体加热装置有若干个半导体加热模块串并联组成，所述半导体加热模块的数量决定所述半导体加热装置的加热功率和产生的饱和蒸汽量及饱和水量。

在本发明的一个优选实施例中，所述半导体加热模块包括一导热筒体、若干半导体加热元件和若干细合金管构成的管束，所述导热筒体的轴向两端设置有进出管口，在所述进出管口安装有进出管口阀，若干细合金管构成的管束设置在所述导热筒体内，若干细合金管构成的管束与所述导热筒体之间形成良好的导热接触，所述若干细合金管构成的管束的轴线与所述导热筒体的轴线平行；所述若干半导体加热元件贴在导热筒体的外表面上。

在本发明的一个优选实施例中，所述导热筒体的外壁为多边形。

在本发明的一个优选实施例中，所述导热筒体的外壁为四边形或六边形。

在本发明的一个优选实施例中，所述导热筒体的材质为铝合金、铜合金、不锈钢或人工石墨中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述细合金管为细铜合金管、细铝合金管、细不锈钢合金管、细人工石墨管中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述半导体加热元件包括半导体加热光片组件、导电铜盒、若干耐高温绝缘片和金属合金发热铠装套，所述半导体加热光片组件通过耐高温导电胶封装在所述导电铜盒内，若干耐高温绝缘片采用多层包裹方式包裹在导电铜盒上，相邻耐高温绝缘片层间采用双面耐高温导热绝缘胶层隔离，所述金属合金发热铠装套包裹在最外层的耐高温绝缘片上且相互之间采用双面耐高温导热绝缘胶层隔离，所述半导体加热光片的引出线穿过所述耐高温绝缘片和金属合金发热铠装套。

在本发明的一个优选实施例中，所述半导体加热光片组件采用多片半导体加热光片用半导体高温胶粘合而形成。

在本发明的一个优选实施例中，所述耐高温绝缘片为人工云母绝缘片、环氧树脂绝缘片、环氧树脂用有机硅改性绝缘片中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述耐高温导电胶为环氧树脂或环氧树脂用有机硅改性绝缘胶。

在本发明的一个优选实施例中，所述金属合金发热铠装套的材质为铝合金、铜合金、不锈钢合金中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述内循环泵为磁力泵或柱塞泵。

在本发明的一个优选实施例中，所述外循环泵为蒸汽外循环泵或饱和水外循环泵。

在本发明的一个优选实施例中，所述蒸汽外循环泵为单级低压冲动式汽轮机式蒸汽循环泵、单机低压中间再热式汽轮机式蒸汽循环泵、单级背压式汽轮机式蒸汽循环泵中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述饱和水外循环泵为磁力泵、柱塞泵中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述导热筒体内的容积小于0.03m³。

在本发明的一个优选实施例中，所述半导体模块组式循环加热系统中的连接管路内径小于50mm。

在本发明的一个优选实施例中，所述热交换器由内直径小于150mm的若干单元热交换器并联组成。

由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.根据模块组中的模块数量多少，决定功率大小和产生饱和蒸汽和饱和水的量，容易实现大功率和产生饱和蒸汽量和饱和水量的较大规模。半导体加热模块中的导热筒体为多边形，能布置多个半导体加热元件，使功率加大。导热筒体内采用细合金管束，具有传热面积大，传热速率高的优点，适合100℃以上饱和蒸汽和饱和水的加热。

2.半导体元件光片组件中半导体元件光片与半导体元件光片之间用半导体高温胶粘合形成一个整体，并使半导体光片组件同导电铜盒之间用高温导电胶粘合密封。导电铜盒同金属合金发热铠装套之间的耐高温绝缘片两面都用双面耐高温导热绝缘胶粘合密封，形成一个整体，没有间隙，不易打火、击穿、烧毁。

3.采用的耐高温绝缘片比聚酰亚胺绝缘片更耐高温的天然或人工云母绝缘片或环氧树脂绝缘片或环氧树脂用有机硅改性的绝缘片，绝缘性能更好，更耐高温不易被击穿、烧毁。

4.本发明的导热筒体内的容积小于0.03m³。半导体模块组式循环加热系统中的连接管路内径小于50mm。热交换器由内直径小于150mm的若干单元热交换器并联组成。不属于“压力容器安全技术监察规程(TSG21-2016)”的适用范围。非常安全可靠，可直接同用热设备短距离连接。节省基建费用。

附图说明

图1为本发明的半导体模块组式循环加热系统结构的原理示意图。

图2为本发明半导体加热模块的径向剖视图。

图3为本发明半导体加热模块的轴向剖视图。

图4为本发明半导体加热元件的轴向剖视图。

图5为本发明半导体加热元件的径向剖视图。

具体实施方式

参见图1，图中给出的一种半导体模块组式循环加热系统，包括半导体加热装置100、内循环泵200、热交换器300、外循环泵400、水箱500、排气阀管600和用热设备700。

半导体加热装置100通过内循环泵200与热交换器300的管程构成100℃以上饱和蒸汽和饱和水的加热内循环；用热设备700通过外循环泵400与热交换器300的壳程构成用热的外循环；半导体加热装置100上设置有排气口，排气口通过排气阀610连接排气阀管600，水箱500的热水进、出口通过管路连接热交换器300的壳程和半导体加热装置100。

半导体加热装置100有若干个半导体加热模块110串并联组成，半导体加热模块110的数量决定半导体加热装置100的加热功率和产生的饱和蒸汽量及饱和水量。

参见图2和图3，半导体加热模块110包括一导热筒体111、若干半导体加热元件112和若干细合金管构成的管束113。

导热筒体111的外壁为多边形例如六边形，这样能布置多个半导体加热元件112，使功率变大。导热筒体111的轴向两端设置有进出管口111a、111b，在进出管口111a、111b安装有进出管口阀111c、111d。导热筒体111的材质为铝合金、铜合金、不锈钢或人工石墨中的一种。

若干细合金管构成的管束113设置在导热筒体111内，若干细合金管构成的管束113与导热筒体111之间形成良好的导热接触，若干细合金管构成的管束113的轴线与导热筒体111的轴线平行；细合金管为细铜合金管、细铝合金管、细不锈钢合金管、细人工石墨管中的一种。采用若干细合金管构成的管束具有传热面积大，传热速率高的优点，适合100℃以上饱和蒸汽和饱和水的加热。

若干半导体加热元件112贴在导热筒体111的六个外表面上。参见图4和图5，每个半导体加热元件112包括半导体加热光片组件112a、导电铜盒112b、若干耐高温绝缘片112c和金属合金发热铠装套112d。

半导体加热光片组件112a采用多片半导体加热光片112aa用半导体高温胶112ab粘合而形成。整个半导体加热光片组件112a通过耐高温导电胶112e封装在导电铜盒112b内，若干耐高温绝缘片112c采用多层包裹方式包裹在导电铜盒112b上，相邻耐高温绝缘片112c层间采用双面耐高温导热绝缘胶层112g隔离，金属合金发热铠装套112d包裹在最外层的耐高温绝缘片112c上且相互之间采用双面耐高温导热绝缘胶层112g隔离，半导体加热光片的引出线112f穿过耐高温绝缘片112c和金属合金发热铠装套112d。

半导体加热光片组件112a中半导体元件光片与半导体元件光片之间用半导体高温胶粘合形成一个整体，并使半导体加热光片组件112a同导电铜盒112b之间用高温导电胶粘合密封。导电铜盒112b同金属合金发热铠装套112d之间的耐高温绝缘片112c两面都用双面耐高温导热绝缘胶112g粘合密封，形成一个整体，没有间隙，不易打火、击穿、烧毁。

耐高温绝缘片112c为人工云母绝缘片、环氧树脂绝缘片、环氧树脂用有机硅改性绝缘片中的一种，绝缘性能更好，更耐高温不易被击穿、烧毁。

耐高温导电胶112e为环氧树脂或环氧树脂用有机硅改性绝缘胶。金属合金发热铠装套112d的材质为铝合金、铜合金、不锈钢合金中的一种。

上述内循环泵200为磁力泵或柱塞泵。外循环泵400为蒸汽外循环泵或饱和水外循环泵，蒸汽外循环泵为单级低压冲动式汽轮机式蒸汽循环泵、单机低压中间再热式汽轮机式蒸汽循环泵、单级背压式汽轮机式蒸汽循环泵中的一种。饱和水外循环泵为磁力泵、柱塞泵中的一种。

本发明的导热筒体内的容积小于0.03m³。半导体模块组式循环加热系统中的连接管路内径小于50mm。热交换器由内直径小于150mm的若干单元热交换器并联组成。不属于“压力容器安全技术监察规程(TSG21-2016)”的适用范围。非常安全可靠，可直接同用热设备短距离连接。节省基建费用。

上述半导体模块组式循环加热系统通过排气阀管600排净系统中的空气，用泵充满水，被循环加热呈饱和水，对热交换器300壳程中的水进行循环加热，如热交换器300壳程内控制一定高度的液面，留有足够的空间，可产生饱和蒸汽。