CN108144818A - 一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,包括烘道、加热组件、排风组件及热泵主机,加热组件沿烘道长度方向设置若干个,用于向烘道提供热风,排风组件沿烘道长度方向设置若干个,用于烘道的排风,热泵主机设置一个,与每一个加热组件连接,向每一个加热组件分别供热。与现有技术相比,本发明在采用热泵循环作为热源的基础上,将换热部件分散布置至各个风口附近,凹版涂布机烘干系统可以实现更大幅度的节能。

Description

一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统
技术领域
本发明涉及一种锂电池凹版涂布机烘干系统,尤其是涉及一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统。
背景技术
锂离子电池正、负极材料需要在双面各涂一层导电剂,增加涂料与箔材的粘结性,降低阻值。锂电池厂一般使用凹版涂布机来完成这一道工序,它是用于在成卷基材表面上定量涂布一层特定功能涂料的专用机械。锂电池电极材料经过凹版涂布机涂布后,还需在50℃至70℃的干燥空气中烘干导电剂中的水分,才算完成涂布过程(CN 106626725A)。
根据公开的技术方案,目前凹版涂布机烘干通常使用电加热器直接加热空气,并通过高温干燥的空气带走浆料中的水分,采用电加热的烘干能耗大,生产成本高。CN202447268U公开了一种通过红外干燥装置辅助干燥的涂布干燥装置,提高涂层的干燥度,但是红外装置不能增加单位电能的加热量。
采用热泵替代电加热可增加单位电能产生的加热量,即消耗1kWh的电能可以产生高于1kWh的热能,从而提高电能的使用效率,CN 103381005 A公开了一种使用空气源热泵的制鞋生产线烘干系统技术方案,可以有效降低烘干电耗。但是CN 103381005 A采用了集中加热空气再送风至各个风口的模式,长距离的送风会导致严重的热能损失,还会产生很高的风机功耗。
发明内容
为了降低锂电池凹版涂布机烘干系统的能耗,并尽可能减小热空气运输过程损失,本发明提出了一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,包括:
烘道:
加热组件:沿烘道长度方向设置若干个,用于向烘道提供热风;
排风组件:沿烘道长度方向设置若干个,用于烘道的排风;
热泵主机:设置一个,与每一个加热组件连接,向每一个加热组件分别供热。
在本发明的一个实施方式中,所述加热组件包括回风风道、新风风道、送风风道、送风风机及加热箱,所述回风风道一端与烘道相连,另一端与送风风道相连,所述新风风道一端与外部环境相连,另一端与送风风道相连,所述送风风道与送风风机进口相连,所述送风风机出口与加热箱一端相连,所述加热箱另一端与烘道相连。
在本发明的一个实施方式中,所述加热箱内设置有冷凝器,所述新风风道内设置有过冷器,所述冷凝器、过冷器均含有制冷剂流路,冷凝器的制冷剂流路一端与加热组件气管接口连接,另一端通过制冷剂连接管与过冷器的制冷剂流路一端连接,所述过冷器的制冷剂流路另一端顺序连接调节阀与加热组件液管接口,所述热泵主机分别与每个加热组件气管接口及加热组件液管接口连接,利用制冷剂向每个加热箱供热。
在本发明的一个实施方式中,所述冷凝器为制冷剂-空气换热器,具备制冷剂流路和空气流路,所述过冷器为制冷剂-空气换热器,具备制冷剂流路和空气流路。常见类型如翅片管换热器,微流路换热器等。
来自环境的新风经过冷器预热后,与来自烘道的回风混合后,再经送风风机送入加热箱,经冷凝器加热至指定温度,最后送入烘道。
所述调节阀为电子膨胀阀,功能在于控制通过加热组件的制冷剂流量和从加热箱进入烘道的空气温度。
在本发明的一个实施方式中,所述热泵主机上设置有主机气管接口与主机液管接口,所述热泵主机内设置有压缩机、吸气回热器、气液分离器、蒸发器及节流装置,
所述吸气回热器为制冷剂-制冷剂换热器,设置有高温和低温制冷剂流路各一条,常见形式如板式换热器,套管换热器等;所述蒸发器含有制冷剂流路,所述主机气管接口、压缩机、吸气回热器的高温制冷剂流路、气液分离器、蒸发器的制冷剂流路、节流装置、吸气回热器的低温制冷剂流路、主机液管接口通过制冷剂连接管顺序相连,所述主机气管接口分别通过制冷剂连接管与每个加热组件气管接口相连,所述主机液管接口分别通过制冷剂连接管与每个加热组件液管接口相连。
在本发明的一个实施方式中,所述蒸发器为制冷剂-水换热器,除含有制冷剂流路外,还含有水流路。常见类型如板式换热器,套管式换热器等。所述蒸发器的水流路一端连接主机进水接口,另一端连接主机出水接口。外接水路从主机进水接口进入主机,被降温冷却后从主机出水接口离开。
在本发明的一个实施方式中,所述主机进水接口与主机出水接口均设置在热泵主机上。
在本发明的一个实施方式中,在主机进水接口与蒸发器的水流路之间还设置有水流量调节阀。设置水流量调节阀用于烘干负荷较低时,减小水流量,降低制热量。
在本发明的一个实施方式中,所述压缩机为排气量可调节的压缩机,可以为变频压缩机,吸气容量可调节的压缩机,带热气旁通的压缩机,带滑阀调节的螺杆压缩机等。
在本发明的一个实施方式中,所述节流装置可以为膨胀阀,孔板,短管,毛细管等制冷设备常见节流装置。
在本发明的一个实施方式中,所述烘道内设置有物料承托轴,涂布后待烘干的卷材在物料承托轴上移动。
在本发明的一个实施方式中,所述排风组件包括排风风道和排风风机,所述排风风机通过排风风道与烘道连通。
所述主机气管接口与各个加热组件气管接口通过制冷剂连接管联通所形成的制冷剂连接管网络结构与多联式空调系统相同。主机液管接口与各个加热组件液管接口通过制冷剂连接管联通,所形成的制冷剂连接管网络结构与多联式空调系统相同。
本发明在采用热泵循环作为热源的基础上,将换热部件分散布置至各个风口附近,凹版涂布机烘干系统可以实现更大幅度的节能。
本发明使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,非常适用于作为锂电池凹版涂布机烘干系统使用,需要说明的是,本发明不仅仅适用于锂电池凹版涂布机烘干系统,同样适用于其他的烘道系统。
本发明的特征在于:
1.采用热泵循环,从工厂水系统取热,提升热能品位后为凹版涂布机烘干系统供热;
2.采用多联式的换热器布置和连接管网络,空气无需集中加热再使用风管进行分配;
3.新风通过过冷器预热,提高循环效率;
4.热泵主机设置吸气回热器和气液分离器,变工况下不容易液击,同时提高节流前过冷度。
本发明的有益效果在于:
1.热泵系统的制热能效远高于电加热,可大幅降低生产成本,节约能源;
2.加热器分散布置可避免大规模风管系统的使用,节约了厂房空间,降低了空气运输过程的热损耗和风机功耗;
3.冷热两用,一方面可满足烘干的热量需求,同时也可以供应空调系统冷冻水或其他设备冷却用水;
4.热泵主机变工况条件下稳定性好,压缩机故障少。
附图说明
图1为实施例1中使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统的结构和流程示意图。
图中:1为热泵主机,2为烘道,3为物料承托轴,4为卷材,5为加热组件,6为排风组件,11为回风风道,12为新风风道,13为送风风道,14为送风风机,15为加热箱,21为加热组件气管接口,22为冷凝器,23为过冷器,24为调节阀,25为加热组件液管接口,31为排风风道,32为排风风机,41为主机气管接口,42为压缩机,43为吸气回热器,44为气液分离器,45为蒸发器,46为节流装置,47为主机液管接口,51、52、53、54、55、56、57为制冷剂连接管,60为水流量调节阀,61为主机进水接口,62为主机出水接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,结构和流程如图1所示,包括烘道2、加热组件5、排风组件6、热泵主机1,加热组件5沿烘道2长度方向设置3个,用于向烘道2提供热风,排风组件6沿烘道2长度方向设置3个,用于烘道2的排风,热泵主机1设置一个,与每一个加热组件5连接,向每一个加热组件5分别供热。
本实施例中,加热组件1包括回风风道11、新风风道12、送风风道13、送风风机14及加热箱15,回风风道11一端与烘道2相连,另一端与送风风道13相连,新风风道12一端与外部环境相连,另一端与送风风道13相连,送风风道13与送风风机14进口相连,送风风机14出口与加热箱15一端相连,加热箱15另一端与烘道2相连。
本实施例中,加热箱15内设置有冷凝器22,新风风道12内设置有过冷器23,冷凝器22、过冷器23均含有制冷剂流路,冷凝器22的制冷剂流路一端与加热组件气管接口21连接,另一端通过制冷剂连接管与过冷器23的制冷剂流路一端连接,过冷器23的制冷剂流路另一端顺序连接调节阀24与加热组件液管接口25,热泵主机1分别与每个加热组件气管接口21及加热组件液管接口25连接,利用制冷剂向每个加热箱15供热。
本实施例中,冷凝器22为制冷剂-空气换热器,具备制冷剂流路和空气流路,过冷器23为制冷剂-空气换热器,具备制冷剂流路和空气流路。常见类型如翅片管换热器,微流路换热器等。
来自环境的新风经过冷器预热后,与来自烘道的回风混合后,再经送风风机送入加热箱,经冷凝器加热至指定温度,最后送入烘道。
本实施例中,调节阀24为电子膨胀阀,功能在于控制通过加热组件的制冷剂流量和从加热箱进入烘道的空气温度。
本实施例中,热泵主机1上设置有主机气管接口41与主机液管接口47,热泵主机1内设置有压缩机42、吸气回热器43、气液分离器44、蒸发器45及节流装置46,吸气回热器43为制冷剂-制冷剂换热器,设置有高温和低温制冷剂流路各一条,常见形式如板式换热器,套管换热器等;蒸发器45含有制冷剂流路,主机气管接口41、压缩机42、吸气回热器43的高温制冷剂流路、气液分离器44、蒸发器45的制冷剂流路、节流装置46、吸气回热器43的低温制冷剂流路、主机液管接口47依次通过制冷剂连接管51、52、53、54、55、56、57顺序相连,主机气管接口41分别通过制冷剂连接管与每个加热组件气管接口21相连,主机液管接口47分别通过制冷剂连接管与每个加热组件液管接口25相连。
本实施例中,蒸发器45为制冷剂-水换热器,除含有制冷剂流路外,还含有水流路。常见类型如板式换热器,套管式换热器等。蒸发器45的水流路一端连接主机进水接口61,另一端连接主机出水接口62,主机进水接口61与主机出水接口62均设置在热泵主机1上。在主机进水接口61与蒸发器45的水流路之间还设置有水流量调节阀60。设置水流量调节阀60用于烘干负荷较低时,减小水流量,降低制热量。外接水路从主机进水接口进入主机,被降温冷却后从主机出水接口离开。
本实施例中,压缩机42为排气量可调节的压缩机,可以为变频压缩机,吸气容量可调节的压缩机,带热气旁通的压缩机,带滑阀调节的螺杆压缩机等。
本实施例中,节流装置46可以为膨胀阀,孔板,短管,毛细管等制冷设备常见节流装置。
本实施例中,烘道2内设置有物料承托轴3,涂布后待烘干的卷材4的传送带在物料承托轴3上移动。
因为凹版涂布机的烘干温度较高,导致热泵系统冷凝温度高达60℃~80℃,通过设置过冷器预热新风,为热泵循环产生数十度的过冷度,不仅大幅提高了热泵循环效率,而且单位质量流量的制热量上升,因此可以选用排气量更小的压缩机,节约了初投资。
本实施例中,排风组件6包括排风风道31和排风风机32,排风风机32通过排风风道31与烘道2连通。
主机气管接口41与各个加热组件气管接口21通过制冷剂连接管联通,主机液管接口47与各个加热组件液管接口25通过制冷剂连接管联通。制冷剂连接管网络结构与多联式空调系统相同,可参考图1内外机连管示意图。
系统的工作原理为,蒸发器45内的制冷剂从水中吸收热量后,经气液分离器进入吸气回热器43过冷返回主机的制冷剂,再在压缩机42作用下变成高温高压的制冷剂,经主机气管接口41,制冷剂连接管网络,到达各个加热组件放热。使用调节阀可以控制通过加热组件5制冷剂流量,最终控制进入烘道2的空气温度。冷凝后的制冷剂液体再经制冷剂连接管路,通过主机液管接口47,吸气回热器43,节流装置44,回到蒸发器44,完成热泵循环。
应当说明的是,单条烘道使用的加热组件和排风组件数量是非限制性的,热泵主机连接的冷凝器数量是非限制性的,更改上述组件的数量应属于本发明的保护范围。使用多台压缩机并联,可以达到增加制热量的目的,但不属于对本发明进行了实质性改进,应属于本发明的保护范围。
上述实施例中未完整展示制冷剂循环的所有部件,实施过程中,在制冷剂回路设置储液器、油分离器、过滤器、干燥器等常见制冷辅件,在水路中设置水泵,水过滤器等常见水路辅件,均不能视为对本发明进行了实质性改进,应属于本发明保护范围。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,包括:
烘道(2):
加热组件(5):沿烘道(2)长度方向设置若干个,用于向烘道(2)提供热风;
排风组件(6):沿烘道(2)长度方向设置若干个,用于烘道(2)的排风;
热泵主机(1):设置一个,与每一个加热组件(5)连接,向每一个加热组件(5)分别供热。
2.根据权利要求1所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述加热组件(5)包括回风风道(11)、新风风道(12)、送风风道(13)、送风风机(14)及加热箱(15),所述回风风道(11)一端与烘道(2)相连,另一端与送风风道(13)相连,所述新风风道(12)一端与外部环境相连,另一端与送风风道(13)相连,所述送风风道(13)与送风风机(14)进口相连,所述送风风机(14)出口与加热箱(15)一端相连,所述加热箱(15)另一端与烘道(2)相连。
3.根据权利要求2所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述加热箱(15)内设置有冷凝器(22),所述新风风道(12)内设置有过冷器(23),
所述冷凝器(22)、过冷器(23)均含有制冷剂流路,冷凝器(22)的制冷剂流路一端与加热组件气管接口(21)连接,另一端通过制冷剂连接管与过冷器(23)的制冷剂流路一端连接,所述过冷器(23)的制冷剂流路另一端顺序连接调节阀(24)与加热组件液管接口(25),
所述热泵主机(1)分别与每个加热组件气管接口(21)及加热组件液管接口(25)连接,利用制冷剂向每个加热箱(15)供热。
4.根据权利要求3所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述冷凝器(22)为制冷剂-空气换热器,具备制冷剂流路和空气流路,所述过冷器(23)为制冷剂-空气换热器,具备制冷剂流路和空气流路。
5.根据权利要求3所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述热泵主机(1)上设置有主机气管接口(41)与主机液管接口(47),
所述热泵主机(1)内设置有压缩机(42)、吸气回热器(43)、气液分离器(44)、蒸发器(45)及节流装置(46),
所述吸气回热器(43)含有两条制冷剂流路,所述蒸发器(45)含有制冷剂流路,
所述主机气管接口(41)、压缩机(42)、吸气回热器(43)的高温制冷剂流路、气液分离器(44)、蒸发器(45)的制冷剂流路、节流装置(46)、吸气回热器(43)的低温制冷剂流路、主机液管接口(47)顺序相连,
所述主机气管接口(41)分别与每个加热组件气管接口(21)相连,所述主机液管接口(47)分别与每个加热组件液管接口(25)相连。
6.根据权利要求5所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述蒸发器(45)除含有制冷剂流路外,还含有水流路,所述蒸发器(45)的水流路一端连接主机进水接口(61),另一端连接主机出水接口(62)。
7.根据权利要求6所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述主机进水接口(61)与主机出水接口(62)均设置在热泵主机(1)上。
8.根据权利要求6所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,在主机进水接口(61)与蒸发器(45)的水流路之间还设置有水流量调节阀(60)。
9.根据权利要求1所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述烘道(2)内设置有物料承托轴(3),涂布后待烘干的卷材(4)在物料承托轴(3)上移动。
10.根据权利要求1所述的一种使用多联式热泵的锂电池凹版涂布机烘干系统,其特征在于,所述排风组件(6)包括排风风道(31)和排风风机(32),所述排风风机(32)通过排风风道(31)与烘道(2)连通。
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