【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及按需流体加热器。更特别地，本专利技术涉及一种按需加热器，其具有改进的控制系统和用于以受控方式瞬时加热流体的方法。
技术介绍
1、按需加热器(也被称为无水箱的、流通式或即热热水器或水加热器)是众所周知的。这样的加热器不采用存储先前被加热的水的箱或罐。相反，当需要流体时，诸如当流体响应于需要被加热的流体(诸如当打开水龙头等时)而开始流动通过加热器时，水或其它流体被加热。
2、这些类型的加热器的关键问题在于，要使按需加热器达到其期望的用户温度要求，系统功率必须很高，因为流体在加热器中的停留时间很短。高功率系统因其无法防止由于潜热以及对流量和压力变化响应慢而导致的流量变化或无流动状态下温度过高而产生问题。
3、在高纯度过程应用中，按需或流通式加热器优于常规热水器，因为它们消除了大存储箱或蓄水箱。当加热高纯度流体(诸如去离子水)时，这尤其重要，因为必须通过消除细菌生长、金属湿润性部件和微粒污染来维持水的纯度。在大存储箱中，将存在水的流动停滞或缓慢的区域，并且细菌可能生长。
4、现有技术的按需高纯度流体或去离子水加热器依赖于输出温度传感器对加热元件进行功率调节。但是，一旦输出温度已经超出规格，就为时已晚，因为将向用户的过程设备进给超出规格温度的流体，根据使用高纯度流体的制造过程(诸如在半导体等的制造中)的不同，这可能产生问题。
5、因此，持续需要一种改进的按需热水器，所述按需热水器能够根据需要调节在加热器的流体入口与流体出口之间的被加热的流体的温度，从而在一致和可靠的基础上实现期
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种按需加热器，所述按需加热器具有用于在流体穿过加热器时实时地加热和调节流体温度的改进的控制系统和方法。
2、按需加热器通常包括加热器流体入口和加热器流体出口。多个加热器组件彼此流体连通，并且以串联的方式设置在加热器流体入口与加热器流体出口之间。温度传感器感测来自每个加热器组件的出口流体的温度。控制器与温度传感器进行电子通信。控制器被配置成基于每个加热器组件的感测的出口流体温度与分配给每个加热器组件的局部流体温度增量的比较，来独立地调节输送到加热器组件中的每个加热器组件的功率，以调节每个加热器组件对流体的加热水平。因此，可控地实现了从加热器流体入口到加热器流体出口的总流体温度增量。
3、加热器包括用户接口，所述用户接口用于手动地输入在加热器流体出口处期望的流体温度。所述控制器可以包括用于每个加热器组件的专用的温度控制器。控制器被配置成基于确定的加热器流体入口的流体温度和期望的终端流体温度来计算总流体温度增量。控制器被配置成基于总流体温度增量和加热器组件的数量来计算局部流体温度增量并将其分配给每个加热器组件。加热器也可以包括与控制器耦合的流体流量或压力传感器。
4、流体可以包括超纯水。加热器的流体接触表面包括一种或更多种无污染材料。
5、根据本专利技术的方法，确定通过加热器的总流体温度增量。确定进入加热器的流体的温度。通过将进入加热器的流体的温度与加热器的流体出口处的期望的最终流体温度进行比较来确定总流体温度增量。这还可以包括确定通过加热器的流体流量的步骤。
6、向每个加热器组件分配局部流体温度增量。这可以通过将总流体温度增量除以多个加热器组件的数量来完成。
7、感测每个加热器组件处的出口流体温度。调节具有与分配给加热器组件的局部流体温度增量不同的感测的出口流体温度的加热器组件的功率。这可以是：当感测的出口流体温度小于分配给所述加热器组件的局部流体温度增量时，可以增加加热器组件的功率。可替换地，这可以是：当感测的出口流体温度大于分配给所述加热器组件的局部流体温度增量时，可以减少加热器组件的功率。控制器独立地调节一个或更多个加热器组件的功率。以这种方式，在加热器的流体出口处实现了总流体温度增量。除了调节具有与分配给所述加热器组件的局部流体温度增量不同的感测的出口流体温度的加热器组件的功率之外或作为其替代，控制器可以调节具有与分配给加热器组件的局部流体温度增量不同的感测的出口流体温度的加热器组件下游的一个或更多个加热器组件的功率。
8、通过以下结合附图进行的更详细的描述，本专利技术的其它特征和优点将变得显而易见，所述附图通过示例的方式示出了本专利技术的原理。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于按需加热流体的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括确定进入所述加热器的所述流体的温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述多个加热器组件中的每个加热器组件的所述德尔塔流体温度增量包括将进入所述多个加热器组件中的相应加热器组件的所述流体的温度与离开所述相应加热器组件的所述流体的温度进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述确定通过所述加热器的总流体温度增量包括确定通过所述加热器的流体流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，分配给所述多个加热器组件中的每个加热器组件的局部流体温度增量包括以下步骤：将所述总流体温度增量除以所述多个加热器组件的加热器组件数量。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括检测通过所述加热器的流体流量或流体压力。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述多个加热器组件中的至少两个加热器组件的功率包括以下步骤：由控制器独立地调节所述至少两个加热器组件的功率。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括使超纯水穿过所述加热
9.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述多个加热器组件中的至少两个加热器组件的功率包括调节所述至少一个下游加热器组件的功率以与所述至少一个上游加热组件相比对流体加热不同的量。
10.一种按需加热器，包括：
11.根据权利要求10所述的按需加热器，其中，所述流体包括超纯水，并且所述加热器的流体接触表面包括一种或更多种无污染材料。
12.根据权利要求10所述的按需加热器，包括与所述控制器耦合的流体流量传感器或流体压力传感器。
13.根据权利要求10所述的按需加热器，其中，对于用于所述多个加热器组件中的每个加热器组件的所述独立的温度控制器，所述控制器包括用于所述多个加热器组件中的每个加热器组件的专用的温度控制器。
14.根据权利要求10所述的按需加热器，还包括用户接口，所述用户接口用于手动地输入在所述加热器的流体出口处的期望的终端流体温度。
15.根据权利要求14所述的按需加热器，其中，所述控制器被配置成：基于确定的加热器流体入口的流体温度和所述期望的终端流体温度，计算所述总流体温度增量。
16.根据权利要求15所述的按需加热器，其中，所述控制器被配置成：基于所述总流体温度增量和加热器组件的数量，计算局部流体温度增量并将局部流体温度增量分配给每个加热器组件。
17.根据权利要求10所述的按需加热器，其中，所述多个加热器组件中的每个加热器组件包括一个或更多个腔室以及一个或更多个加热元件，并且其中，所述一个或更多个加热元件中的每个加热元件位于所述一个或更多个腔室中的单个腔室中。
...【技术特征摘要】
1.一种用于按需加热流体的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括确定进入所述加热器的所述流体的温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述多个加热器组件中的每个加热器组件的所述德尔塔流体温度增量包括将进入所述多个加热器组件中的相应加热器组件的所述流体的温度与离开所述相应加热器组件的所述流体的温度进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述确定通过所述加热器的总流体温度增量包括确定通过所述加热器的流体流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，分配给所述多个加热器组件中的每个加热器组件的局部流体温度增量包括以下步骤：将所述总流体温度增量除以所述多个加热器组件的加热器组件数量。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括检测通过所述加热器的流体流量或流体压力。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述多个加热器组件中的至少两个加热器组件的功率包括以下步骤：由控制器独立地调节所述至少两个加热器组件的功率。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括使超纯水穿过所述加热器，其中所述加热器的接触超纯水的表面包括一种或更多种无污染材料。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述多个加热器组件中的至少两个加热器组件的功率包括调节所述至少一个下游加热器组件的功率以与所述至少一个上游加热组件相比...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫克托·乔尔·卡斯塔涅达，乔治·拉米雷兹，
申请(专利权)人：固瑞克流体处理H公司，
类型：发明
国别省市：
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