本申请涉及硅片制造技术领域，尤其涉及一种多晶硅锭冷却间风机的控制方法、装置及系统。
背景技术：
多晶硅是制造光伏电池的主要原料，近年来，随着光伏产业的飞速发展，多晶硅的需求也日益增加。风机是多晶硅生产过程中一项关键设备，遍布于多晶硅生产的多个生产工艺环节。以多晶硅锭冷却间为例，由于多晶硅锭温度一般都很高(接近400摄氏度左右)，使得冷却间的温度也很高，通常需要采用风机来进行降温。由于采用的风机功率一般都比较大，风机的耗电量成为多晶硅锭冷却环节的一大开销。
目前，现有的多晶硅锭冷却间，风机一直处于开启状态，使得环境温度不需要风机降温的情况下，由于风机运行浪费了很大一部分电能。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本申请提出了一种多晶硅锭冷却间风机的控制方法，方法包括如下步骤：采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，其中，所述环境状态信息至少包括：所述多晶硅锭冷却间的环境温度、所述多晶硅锭冷却间的空间大小；基于待降温的多晶硅锭的温度，根据所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率；根据所述冷却水泵的运行功率、所述待降温的多晶硅锭的温度和所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率；在检测到所述冷却水泵运行的情况下，联动控制所述冷却风机按照确定的所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作。
在一个示例中，基于待降温的多晶硅锭的温度，根据所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率，包括：获取第一时刻所述待降温的多晶硅锭的第一温度；获取第二时刻所述待降温的多晶硅锭的第二温度；根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待降温的多晶硅锭的温度变化速率；根据所述温度变化速率、所述多晶硅锭冷却间的环境温度和所述多晶硅锭冷却间的空间大小，计算所述冷却水泵的运行功率。
在一个示例中，根据所述冷却水泵的运行功率、所述待降温的多晶硅锭的温度和所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率，包括：获取第一时刻所述待降温的多晶硅锭的第一温度；获取第二时刻所述待降温的多晶硅锭的第二温度；根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待降温的多晶硅锭的温度变化速率；根据所述温度变化速率、所述冷却水泵的运行功率，计算所述冷却风机的运行功率。
在一个示例中，根据所述温度变化速率、所述冷却水泵的运行功率，计算所述冷却风机的运行功率，包括：根据所述冷却水泵的运行功率，确定所述冷却水泵的流量；根据所述冷却水泵的流量、所述温度变化速率、所述多晶硅锭冷却间的空间大小，估算所述冷却风机吹风的流量；根据所述冷却风机的流量，确定所述冷却风机的运行功率。
另一方面，本申请还提出了一种多晶硅锭冷却间风机的控制系统，所述系统包括：采集设备，用于采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，其中，所述环境状态信息至少包括：所述多晶硅锭冷却间的环境温度、所述多晶硅锭冷却间的空间大小；控制器，与所述采集设备通信，用于基于待降温的多晶硅锭的温度，根据所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率，并根据所述冷却水泵的运行功率、所述待降温的多晶硅锭的温度和所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率，在检测到所述冷却水泵运行的情况下，联动控制所述冷却风机按照确定的所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作。
在一个示例中，所述采集设备包括如下至少之一：温度传感器，与所述控制器通信，用于采集所述多晶硅锭冷却间的环境温度和所述待降温的多晶硅锭的温度；用户终端，与所述控制器通信，用于输入所述多晶硅锭冷却间的尺寸信息。
在一个示例中，所述系统还包括：计时器，与所述控制器连接，用于计时。
在一个示例中，所述系统还包括：功率传感器，用于采集冷却水泵的运行功率和冷却风机的运行功率。
在一个示例中，所述系统还包括：水流量采集设备，与所述控制器连接，用于采集所述冷却水泵运输水的流量；风流量采集设备，与所述控制器连接，用于采集所述冷却风机吹风的流量。
另一方面，本申请还提出了一种多晶硅锭冷却间风机的控制装置，所述装置包括：采集单元，用于采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，其中，所述环境状态信息至少包括：所述多晶硅锭冷却间的环境温度、所述多晶硅锭冷却间的空间大小；第一确定单元，用于基于待降温的多晶硅锭的温度，根据所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率；第二确定单元，用于根据所述冷却水泵的运行功率、所述待降温的多晶硅锭的温度和所述多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率；控制单元，用于在检测到所述冷却水泵运行的情况下，联动控制所述冷却风机按照确定的所述多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作。
通过本申请提出多晶硅锭冷却间风机的控制方式能够带来如下有益效果：
1.通过实时检测环境温度，并根据实时检测到的环境温度自动开启风机、自动调节风机的运行功率，节省了很多电能；
2.根据冷却水循环系统中水泵的运行功率和环境温度综合确定风机的运行功率，进而控制风机工作，大大提高了控制精度；
3.采用水泵和风机联动控制的方式，简化了控制方式，并且在运行过程中，也可以根据实时检测到的环境温度和水泵的运行功率来实时调整风机的运行功率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种多晶硅锭冷却间风机的控制系统示意图；
图2为本申请实施例提供的一种多晶硅锭冷却间风机的控制方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种多晶硅锭冷却间风机的控制装置示意图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
本申请的实施例公开了一种多晶硅锭冷却间风机的控制系统，可以用于多晶硅锭冷却工艺中对风机转速的控制。在多晶硅锭的冷却工艺中，需要风机来降低冷却水的温度。目前，现有的多晶硅锭冷却工艺，无论环境温度是否需要开启风机，风机均一直处于运行状态，而如果风机一直处于开机状态的话，不仅浪费电能，而且还会使得冷却水的温度过低而影响多晶硅锭的合格率。
由此，为了实现低功耗、高合格率生产，本申请提供的多晶硅锭冷却间风机的控制系统，实时检测环境温度，并根据环境温度来控制风机的运行状态，如果环境温度达到需要开启风机的条件，则自动开启风机，可选地，还可以采用变频电机的风机，以实现根据环境温度来实时调整风机的运行功率。
为了进一步提高风机的智能控制，本申请在控制风机的运行功率时考虑了水泵的运行功率。由于多晶硅锭冷却工艺采用的是冷却水循环系统，而水泵是整个水循环系统的核心设备，水泵转速的大小，直接决定了水流量大小，因而，结合水泵的运行功率和环境温度来综合确定风机的运行功率，可以提高控制的准确度。
另外，为了简化控制方式，本申请采用联动控制来实现对风机的控制。由于水泵是多晶硅锭冷却工艺环节必不可少的设备，而风机是在温度达到一定温度的情况下，才需要开启，因而，本申请通过水泵来联动控制风机，可选地，在运行过程中，也可以根据实时检测到的环境温度和水泵的运行功率来实时调整风机的运行功率。
本申请的实施例公开了一种多晶硅锭冷却间风机的控制系统，如图1所示，如图1所示，该系统包括：采集设备和控制器101。通过采集设备采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，采集的环境状态信息包括但不限于如下至少之一：多晶硅锭冷却间的环境温度、多晶硅锭冷却间的空间大小。其中，多晶硅锭冷却间的环境温度可以通过第一温度传感器102a来检测；多晶硅锭冷却间的空间大小可以由用户通过用户终端102c来输入。由于不同大小的多晶硅锭冷却间，对冷却风机的要求也不同，例如，多晶硅锭冷却间越大，需要的风量也可能越大。
容易注意的是，第一温度传感器102a采集的环境温度可以是冷却水的温度，也可以是冷却间的室内温度。可选地，还可以部署一些检测室外温度的温度传感器来检测冷却间所处环境的室外温度。由于在不同的季节温度下，自然冷却的效果也不同的。
一种可选的实施例中，还可以通过第二温度传感器102b来检测待降温的硅锭的温度，以便控制器101可以基于待降温的多晶硅锭的温度，根据多晶硅锭冷却间的环境状态信息(包括但不限于环境温度和多晶硅锭冷却间的空间大小)，确定多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率。
可选地，由于多晶硅锭冷却间的核心设备是水泵，而风机是配合水泵来运行的，因而，在根据冷却间的环境状态信息确定风机的运行功率时，可以考虑冷却水泵的运行功率，并结合冷却水泵的运行功率、环境状态信息，以及待降温的多晶硅锭的温度来综合确定多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率。即控制器101通过与其连接的第一温度传感器102a采集多晶硅锭冷却间的环境温度；通过与其连接的第二温度传感器102b采集待降温的多晶硅锭的温度；通过用户终端102c接收用户输入的多晶硅锭冷却间的大小；并通过与其连接的第二功率传感器104b采集冷却水泵的运行功率，最后根据多晶硅锭冷却间的环境温度、待降温的多晶硅锭的温度、多晶硅锭冷却间的大小、冷却水泵的运行功率综合确定冷却风机的运行功率。
为了实现了水泵与风机的联动控制，上述控制器101还可以在检测到冷却水泵运行的情况下，联动控制冷却风机按照确定的多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作。
在基于待降温的多晶硅锭的温度，根据多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率的时候，控制器101可以通过第二温度传感器102b采集第一时刻待降温的多晶硅锭的第一温度，以及第二时刻待降温的多晶硅锭的第二温度，以便控制器101可以根据第一温度和第二温度，确定待降温的多晶硅锭的温度变化速率，进而根据待降温的多晶硅锭的温度变化速率、多晶硅锭冷却间的环境温度和多晶硅锭冷却间的空间大小，计算冷却水泵的运行功率。
进一步地，在根据冷却水泵的运行功率、待降温的多晶硅锭的温度和多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率的时候，控制器101也可以根据第二温度传感器102b采集的待降温的多晶硅锭的第一温度和第二温度，确定待降温的多晶硅锭的温度变化速率，进而根据温度变化速率、冷却水泵的运行功率，计算冷却风机的运行功率。其中，冷却水泵的运行功率可以通过第二功率传感器104b来采集。
作为一种扩展的实施方式，为了实现通过控制冷却风机来联动控制冷却水泵的目的，控制器101还可以通过第一功率传感器104a来获取冷却风机的运行功率。
需要说明的是，为了获取第一时刻待降温的多晶硅锭的第一温度，以及第二时刻待降温的多晶硅锭的第二温度，系统可以通过与控制器101连接的计时器103来计时。
基于上述任意一种可选的实施例，作为一种优选的实施方式，在确定冷却水泵的运行功率的时候，还可以通过与所述控制器101连接的水流量采集设备106采集所述冷却水泵运输水的流量，以便根据实时检测到的水流量来确定冷却风机的运行功率。可选地，在确定冷却风机的运行功率的时候，可以通过与控制器101连接的风流量采集设备105采集冷却风机吹风的流量，以便根据实时检测到的风流量来确定冷却风机的运行功率。
根据本申请实施例，还提供了一种多晶硅锭冷却间风机的控制方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤s201，采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，其中，环境状态信息至少包括：多晶硅锭冷却间的环境温度、多晶硅锭冷却间的空间大小。
具体地，可以通过温度传感器采集多晶硅锭冷却间的环境温度，由用户通过用户终端(包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、计算机等)输入多晶硅锭冷却间的空间大小。
步骤s202，基于待降温的多晶硅锭的温度，根据多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率。
具体地，可以通过耐高温的温度传感器实时或定时采集待降温的多晶硅锭的温度，并基于待降温的多晶硅锭的温度，根据多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率。
可选地，上述步骤s202还可以包括如下步骤：获取第一时刻待降温的多晶硅锭的第一温度；获取第二时刻待降温的多晶硅锭的第二温度；根据第一温度和第二温度，确定待降温的多晶硅锭的温度变化速率；根据温度变化速率、多晶硅锭冷却间的环境温度和多晶硅锭冷却间的空间大小，计算冷却水泵的运行功率。
步骤s203，根据冷却水泵的运行功率、待降温的多晶硅锭的温度和多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率。
可选地，上述步骤s203还可以包括如下步骤：获取第一时刻待降温的多晶硅锭的第一温度；获取第二时刻待降温的多晶硅锭的第二温度；根据第一温度和第二温度，确定待降温的多晶硅锭的温度变化速率；根据温度变化速率、冷却水泵的运行功率，计算冷却风机的运行功率。
其中，根据温度变化速率、冷却水泵的运行功率，计算冷却风机的运行功率，可以包括：根据冷却水泵的运行功率，确定冷却水泵的流量；根据冷却水泵的流量、温度变化速率、多晶硅锭冷却间的空间大小，估算冷却风机吹风的流量；根据冷却风机的流量，确定冷却风机的运行功率。
步骤s204，在检测到冷却水泵运行的情况下，联动控制冷却风机按照确定的多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作。
由上可知，在本申请上述实施例中，通过实时采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，基于待降温的多晶硅锭的温度，根据多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率，并根据确定的冷却水泵的运行功率、待降温的多晶硅锭的温度和多晶硅锭冷却间的环境状态信息，综合确定多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率，以便在检测到冷却水泵运行的情况下，联动控制冷却风机按照确定的多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作，实现了基于待降温的多晶硅锭的温度，根据检测到的环境状态来实现风机和水泵的联动控制，从而实现低功耗、高效率的多晶硅冷却方式。
根据本申请式实施例，还提供了一种多晶硅锭冷却间风机的控制装置，如图3所示，该装置包括：采集单元301，用于采集多晶硅锭冷却间的环境状态信息，其中，环境状态信息至少包括：多晶硅锭冷却间的环境温度、多晶硅锭冷却间的空间大小；第一确定单元302，用于基于待降温的多晶硅锭的温度，根据多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却水泵的运行功率；第二确定单元303，用于根据冷却水泵的运行功率、待降温的多晶硅锭的温度和多晶硅锭冷却间的环境状态信息，确定多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率；控制单元304，用于在检测到冷却水泵运行的情况下，联动控制冷却风机按照确定的多晶硅锭冷却间内冷却风机的运行功率工作。
由上可知，本申请考虑多晶硅锭冷却间的风机和水泵，基于待降温的多晶硅锭的温度，根据检测到的环境状态来实现风机和水泵的联动控制，从而实现低功耗、高效率的多晶硅冷却方式。
经实验，通过本申请提供的多晶硅锭冷却间风机的控制方案，当环境温度高于40度时自动开启风机，低于40度时自动停止，并在风机运行过程中，结合水泵的运行功率，实时调整风机的运行功率，现在风机每天只需要运行6小时左右，每天比以前可节约用电大约200kw/h。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。