CN114225461A - 气体冷凝控制方法、系统及应用该系统的气体回收模块和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体冷凝控制方法、系统及应用该系统的气体回收模块和系统，所述气体冷凝控制方法和系统能够根据室外温度（T_o）与切换点温度（T_set）的比较结果选择第一冷媒与第二冷媒的进流方向与回流方向，在室外温度高于切换点温度时，第一冷媒和第二冷媒在各自的降温模块模块内循环流通，而在室外温度不高于切换点温度时，将第一冷媒导入第二冷媒降温模块，充分发挥冷却水的冷却能力，从而减少第二冷媒的使用量，尽可能降低第二冷媒制备过程中所需的能耗，降低制造成本与使用成本，具有极高的市场推广前景。

Description

气体冷凝控制方法、系统及应用该系统的气体回收模块和 系统

技术领域

本发明涉及一种气体冷凝控制方法、应用该控制方法的气体冷凝系统、包含该气体冷凝系统的有机气体回收模块及气体回收系统，特别是根据室外温度情况最大限度地利用自然冷却以节约系统能耗的有机气体冷凝控制方法、应用该控制方法的有机气体冷凝系统、包含该有机气体冷凝系统的有机气体回收模块及有机气体回收系统。

背景技术

在锂电池生产流程中，涂布是一个非常重要的步骤，在锂电池阴极极片进行涂布烘干的过程中，会伴随有高温N-甲基吡咯烷酮（NMP）废气的产生，由于NMP价格昂贵，且排到大气中会产生有害气体，因此将NMP进行充分的回收利用是该领域的研究重点。

图1a、图1b所示分别为现有技术锂电池阴极涂布烘箱的NMP回收模块，和其中NMP冷凝器的结构及控制方法示意图。所述NMP冷凝器1000为了把被冷却气体由入口温度TG1冷却到出口温度TG2，当单独使用来自冷却水塔的冷却水无法达到冷却要求时，会使用低温冷冻水，并采用冷却水盘管1001与冷冻水盘管1002串联使用，并在冷却水盘管1001与冷冻水盘管1002之间设置温度传感器一1003，在冷冻水盘管1002出口处设置温度传感器二1004；根据温度传感器一1003测量值及温度设定值T1（TG1＞T1＞TG2）自动调节冷却水的流量；并根据温度传感器二1004的测量值及温度设定值T2（T2=TG2）来自动调节冷冻水的流量。

然而，由于该方案的冷却水盘管1001、冷冻水盘管1002均为按照夏季最大冷却负荷设计的，所以即使是到了秋冬季节，冷却水塔可以提供较低温度的冷却水的情况下，也无法最大限度利用自然冷却实现减少冷冻水的使用量的目的，从而提升了系统整体能耗及使用成本。

发明内容

鉴于现有技术的气体冷凝系统因无法最大限度利用自然冷却造成的能耗加大，本发明的主要目的就是提供一种保证全年任何气象条件下都能最大限度地利用自然冷却，从而降低能耗与使用成本的气体冷凝控制方法、应用该控制方法的气体冷凝系统、包含该气体冷凝系统的有机气体回收模块及气体回收系统。

为了达成上述目的，本发明在第一方面提供了一种气体冷凝控制方法，包括如下控制步骤：

i）将外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）相比较的步骤；

ii）将待冷却气体通过第一冷媒冷却区以形成第一温度（T_1AT）冷却气体的步骤；

iii）将第一温度（T_1AT）冷却气体通过第二冷媒冷却区以形成第二温度（T_2AT）冷却气体的步骤，其中，第一冷媒温度高于第二冷媒温度；

iv）根据步骤i）的比较结果按如下逻辑执行温度控制步骤：

当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，执行切断第二冷媒回流流路，并将所述第二冷媒回流流路接入第一冷媒回流流路的第一操作，以及切断第二冷媒进流流路，将第一冷媒进流流路接入第二冷媒进流流路的第二操作；

当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，执行将所述第二冷媒进流流路与第一冷媒进流流路接入各自进流流路的第三操作，以及将第一冷媒回流流路与第二冷媒回流流路接入各自回流流路的第四操作。

进一步的，还包括将所述第二温度（T_2AT）与第二温度目标值（T_2ATT）相比较，并根据两者的偏差值控制所述第二冷媒流量的步骤。

进一步的，还包括将所述第一温度（T_1AT）与第一温度目标值（T_1ATT）相比较，并根据两者的偏差值控制所述第一冷媒流量的步骤。

进一步的，还包括设定第一温度标准值（T_1ATT）和/或第二温度标准值（T_2ATT）的步骤；其中，所述第一温度标准值（T_1ATT）=第二温度标准值（T_2ATT）。

优选的，步骤iv）中，当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述第一操作与所述第二操作之间存在第一时间间隔（t1）。

优选的，步骤iv）中，当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述第三操作与所述第四操作存在第二时间间隔（t2）。

进一步的，所述控制步骤还包括设定切换点温度（T_set）的步骤。

本发明在第二方面提供了一种气体冷凝系统，包括：

第一冷媒降温模块，所述第一冷媒降温模块包括依次连接的第一冷媒进流流路、第一冷媒降温流路和第一冷媒回流流路；

第二冷媒降温模块，所述第二冷媒降温模块包括依次连接的第二冷媒进流流路、第二冷媒降温流路和第二冷媒回流流路；

还包括：

外部气温检测比较模块，所述外部气温检测比较模块可将外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）相比较；

回流流路连通模块，所述回流流路连通模块包括回流流路连接管及回流流路转换装置，所述回流流路连接管连接所述第一冷媒回流流路与所述第二冷媒回流流路，所述回流流路转换装置根据外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）比较结果，切换第二冷媒降温流路内冷媒的回流流向；

进流流路连通模块，所述进流流路连通模块包括进流流路连接管及进流流路转换装置，所述进流流路连接管连接所述第一冷媒进流流路与所述第二冷媒进流流路，所述进流流路转换装置根据外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）比较结果，切换第一冷媒的进流流向；

当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述回流流路转换装置执行将第二冷媒回流流路接入第一冷媒回流流路的第一操作，所述进流流路转换装置执行将第一冷媒进流流路接入第二冷媒进流流路并关闭第二冷媒进流的第二操作；

当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述进流流路转换装置执行将所述第二冷媒进流流路与第一冷媒进流流路接入各自进流流路的第三操作，所述回流流路转换装置执行将第一冷媒回流流路与第二冷媒回流流路接入各自回流流路的第四操作。

优选的，当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述第一操作与所述第二操作之间存在第一时间间隔（t1）。

优选的，当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述第三操作与所述第四操作存在第二时间间隔（t2）。

进一步的，还包括温度检测模块、控制模块与流量调节模块，所述温度检测模块包括第一温度检测模块和第二温度检测模块，所述流量调节模块包括第一冷媒流量调节组件和第二冷媒流量调节组件；所述第一温度检测模块设置于所述第一冷媒降温模块气路下游；所述第二温度检测模块设置于所述第二冷媒降温模块气路下游，所述第一温度检测模块通过所述控制模块与所述第一冷媒流量调节组件连接；所述第二温度检测模块通过所述控制模块与所述第二冷媒流量调节组件连接。

优选的，所述第一冷媒为冷水塔循环水、工业上水中的任一种；所述第二冷媒为冷冻水、冷冻盐水、低温不冻液中的任一种。

优选的，所述进流流路转换装置和回流流路转换装置为电动三通阀、气动三通阀中的至少一种。

优选的，所述进流流路连接管和回流流路连接管中至少一者于管路上设置阀体，所述阀体设置在工作情况下被配置为常开状态。

进一步的，所述第一冷媒降温流路的传热面积基于秋冬季第一冷媒储器所能提供的最大第一冷媒流量和最低第一冷媒温度来设计。

本发明在第三方面提供了一种有机气体回收模块，包括：

进气口；

出气口；

热交换器；

风机；

以及上述的气体冷凝系统；

所述进气口、所述热交换器的高温管段、所述风机、所述气体冷凝系统、所述热交换器的低温管段和所述出气口依次连接，构成所述有机气体回收系统的送回风流路。

本发明在第四方面提供了一种有机气体回收系统，包括：

生产装置；

以及与所述生产装置连接的如上述有机气体回收模块。

基于上述设计，本发明的有益效果是：首先，本发明利用进流流路连通模块将第一冷媒进流流路与所述第二冷媒进流流路连通，利用回流流路连通模块将第一冷媒回流流路与所述第二冷媒回流流路连通，并根据室外温度与与切换点温度的比较结果选择第一冷媒与第二冷媒的进流方向与回流方向，在室外温度高于切换点温度时，第一冷媒和第二冷媒在各自的降温模块模块内循环流通，而在室外温度不高于切换点温度时，将第一冷媒导入第二冷媒降温模块，充分发挥冷却水的冷却能力，从而减少第二冷媒的使用量，尽可能降低第二冷媒制备过程中所需的能耗，降低使用成本；其次，本发明在不同室外温度的条件下切换进流/回流流路转换装置的操作存在时间间隔（t1，t2），该切换时间间隔（t1，t2）能够保证第一冷媒不串流到第二冷媒回路中，避免相对高温的第一冷媒串流到相对低温的第二冷媒储器之中降低第二冷媒温度从而造成能耗的进一步提高；第三，本发明所述第一冷媒降温流路的传热面积基于秋冬季第一冷媒储器所能提供的最大第一冷媒流量和最低第一冷媒温度来设计优化第一冷媒降温流路设计，从而保证当室外气温降低，第一冷媒储器制得的第一冷媒有足够大的冷却能力时也能够充分发挥出来，进一步减少第二冷媒的使用量；第四，本发明的第一温度检测模块的第一温度标准值（T_1ATT）和第二温度检测模块的第二温度标准值（T_2ATT）设定为同一数值，这样控制系统就会始终将第一冷媒流量调节组件开至最大开度，从而保证最大限使用第一冷媒，减少第二冷媒的使用量，保证全年任何气象条件下都能最大限度地利用相对高温的第一冷媒冷却。

附图说明

图 1a为现有技术锂电池阴极涂布烘箱的NMP回收模块结构示意图；

图1b为现有技术NMP冷凝器的结构及控制方法示意图；

图2为本发明气体冷凝系统的结构示意图；

图3为本发明气体冷凝系统在外部温度（T_o）不高于切换点温度（T_set）时的原理示意图；

图4为本发明气体冷凝系统在外部温度（T_o）高于切换点温度（T_set）时的原理示意图；

附图标记说明

100.气体冷凝系统；101.第一冷媒降温模块；102.第二冷媒降温模块；103.回流流路连通模块；104.进流流路连通模块；105.第一温度检测模块；106.第二温度检测模块；107.第一冷媒流量调节组件；108.第二冷媒流量调节组件；109.控制模块；110.阀体；1011.第一冷媒进流流路；1012.第一冷媒降温流路；1013.第一冷媒回流流路；1021.第二冷媒进流流路；1022.第二冷媒降温流路；1023.第二冷媒回流流路；1031.回流流路连接管；1032.回流流路转换装置；1041.进流流路连接管；1042.进流流路转换装置；2000.NMP冷凝器；2001.冷却水盘管；2002.冷冻水盘管；2003.温度传感器一；2004.温度传感器二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图所示的各实施方式对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

同时，在本说明书中，涉及方位的描述，例如上、下、左、右、前、后、内、外、纵向、横向、竖直、水平等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

并且，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

图2所示为本发明气体冷凝系统结构示意图，所述冷凝系统100包括第一冷媒降温模块101和第二冷媒降温模块102两级降温模块，其中，第二冷媒的温度低于所述第一冷媒的温度，所述第一冷媒降温模块101包括依次相连的第一冷媒进流流路1011、第一冷媒降温流路1012和第一冷媒回流流路1013，所述第一冷媒从第一冷媒储器流入第一冷媒进流流路1011，经第一冷媒降温流路1012为气体进行第一级冷凝降温后通过第一冷媒回流流路1013返回第一冷媒储器；而所述第二冷媒降温模块102包括依次相连的第二冷媒进流流路1021、第二冷媒降温流路1022和第二冷媒回流流路1023，所述第二冷媒从第二冷媒储器流入第二冷媒进流流路1021，经第二冷媒降温流路1022为气体进行第二级冷凝降温后通过第二冷媒回流流路1023返回第二冷媒储器。本实施例中第一冷媒优选采用冷却水，所述冷却水为自然状态下的32°C常温水，而第二冷媒优选采用冷冻水，所述冷冻水为经制冷后的7°C低温水，但应该理解的是将冷却水作为第一冷媒，冷冻水作为第二冷媒仅是本发明优选的实施例，本领域技术人员能够根据待回收气体的冷凝点选择不同的第一冷媒、第二冷媒组合，具体为：所述第一冷媒为冷水塔循环水、工业上水中的任一种；所述第二冷媒为冷冻水、冷冻盐水、低温不冻液中的任一种，所述冷却水与冷冻水不能视为对本发明权利要求中“第一冷媒”、“第二冷媒”保护范围的限制。进一步的，本发明所述第一冷媒降温流路1012的传热面积基于秋冬季第一冷媒储器所能提供的最大第一冷媒流量和最低第一冷媒温度来设计，同时加大第一冷媒降温流路余量，从而保证当外部温度降低，第一冷媒储器制得的第一冷媒有足够大的冷却能力时也能够充分发挥出来，减少第二冷媒的使用量。

为了尽可能充分发挥第一冷媒的冷却能力，减少第二冷媒的使用量，尽可能降低第二冷媒制备过程中所需的能耗，降低使用成本，本发明还设置有外部气温检测比较模块、回流流路连通模块103及进流流路连通模快104。其中，所述外部气温检测比较模块能够实时检测外部温度（T_o），由于第一冷媒（如：冷却水）受外部温度（T_o）的直接影响，当外部温度（T_o）高于切换点温度（T_set）时，证明第一冷媒的温度相对较高，应该利用第二冷媒的低温冷凝作用；而当室外温度（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，则证明第一冷媒的温度相对较低，更应该充分利用第一冷媒的低温冷凝作用，尽量减少第二冷媒的使用以降低能耗，节约成本。而本发明正是利用外部气温检测比较模块将所述外部温度（T_o）与切换点温度（T_set）相比较以选择第一冷媒与第二冷媒的进流方向与回流方向。为了适应不同气体的冷凝温度需要，本发明的切换点温度（T_set）可配置为根据实际情况进行设置，该设置可在外部气温检测比较模块端进行，也可在后文介绍的控制模块109端进行，该设置端不应成为对本发明保护范围的限制。

所述回流流路连通模块103包括回流流路连接管1031及回流流路转换装置1032，所述回流流路连接管1031连接所述第一冷媒回流流路1013与所述第二冷媒回流流路1023，所述回流流路转换装置1032根据外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）比较结果，切换第二冷媒降温流路内冷媒的回流流向；当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述回流流路转换装置1032执行将第二冷媒回流流路1023接入第一冷媒回流流路1013的第一操作，此时，第二冷媒降温模块102中流通的冷媒（第二冷媒/第一冷媒）将沿第二冷媒回流流路1023、第一冷媒回流流路1013而流入第一冷媒储器，如此，当第二冷媒降温模块102中流通有温度相对较高的第一冷媒时，经过上述第一操作，该第一冷媒将不会返回第二冷媒储器内，从而避免造成第二冷媒温度上升，加重系统能耗；而当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述回流流路转换装置1032执行将第一冷媒回流流路1013与第二冷媒回流流路1023接入各自回流流路的第四操作，此时，由于外部温度较高，系统将依靠第二冷媒的低温冷凝作用，将第一冷媒和第二冷媒对应导入各自的储器内。

所述进流流路连通模块104包括进流流路连接管1041及进流流路转换装置1042，所述进流流路连接管1041连接所述第一冷媒进流流路1011与所述第二冷媒进流流路1021，所述进流流路转换装置1042根据外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）比较结果，切换第二冷媒降温流路内冷媒的进流来源；当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，此时第一冷媒的温度相对较低，所述进流流路转换装置1042执行将第一冷媒进流流路1011接入第二冷媒进流流路1021并关闭第二冷媒进流的第二操作，此时，第一冷媒将沿第一冷媒进流流路1011、第二冷媒进流流路1021流入第二冷媒降温流路1022，对气体进行第二级冷凝降温，从而在外部温度较低时充分利用第一冷媒的低温冷凝作用；而当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，第一冷媒温度升高，已无法对气体起到第二级冷凝降温的作用，此时所述进流流路转换装置1042执行将所述第二冷媒进流流路1021与第一冷媒进流流路1011接入各自进流流路的第三操作，从而利用温度较低的第二冷媒对气体进行快速冷凝降温。

综上，当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，如图3所示，所述回流流路转换装置1032执行将第二冷媒回流流路1023接入第一冷媒回流流路1013的第一操作，所述进流流路转换装置1042执行将第一冷媒进流流路1011接入第二冷媒进流流路1021并关闭第二冷媒进流的第二操作；当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，如图4所示，所述进流流路转换装置1042执行将所述第二冷媒进流流路1021与第一冷媒进流流路1011接入各自进流流路的第三操作，所述回流流路转换装置1032执行将第一冷媒回流流路1013与第二冷媒回流流路1023接入各自回流流路的第四操作。

本发明中所述进流流路转换装置1042和回流流路转换装置1032优选为电动三通阀，但应该理解的是所述电动三通阀仅代表较佳的实施例，凡是能够起到流路切换作用的转换装置，如：气动三通阀，甚至手动三通阀都应该包含在本发明的保护范围之内。

为了在切换进流/回流流路转换装置的过程中避免相对高温的第一冷媒串流到相对低温的第二冷媒储器之中降低第二冷媒温度，从而造成能耗的进一步提高，本发明在不同室外温度的条件下切换进流/回流流路转换装置的操作存在时间间隔。

当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，需要充分利用第一冷媒的冷凝作用，将第一冷媒进流流路1011接入第二冷媒进流流路1021并关闭第二冷媒进流（第二操作），从而将第一冷媒导入第二冷媒降温模块102，但如果先执行该操作，后执行将第二冷媒回流流路1023接入第一冷媒回流流路1013的第一操作，那么导入第二冷媒降温模块102内的第一冷媒将会沿第二冷媒进流流路1021、第二冷媒降温流路1022和第二冷媒回流流路1023而流入第二冷媒储器，从而升高第二冷媒储器内的第二冷媒温度，提高系统能耗；反之，如果先执行第一操作后执行第二操作，部分温度更低的第二冷媒将先通过第一冷媒回流流路1013返回温度相对更高的第一冷媒储器，随后再将第一冷媒通入第二冷媒降温模块102并最终返回第一冷媒储器，温度较高的第一冷媒将不会被导入温度更低且处于制冷状态的第二冷媒储器，因此减少了系统能耗增加的风险。因此，当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，将第二冷媒回流流路1023接入第一冷媒回流流路1013的第一操作与将第一冷媒进流流路1011接入第二冷媒进流流路1021并关闭第二冷媒进流的第二操作之间存在第一时间间隔（t1）。

而当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，将尽量利用温度更低的第二冷媒进行充分的第二级冷凝回收，因此需要分别利用回流流路转换装置1032和进流流路转换装置1042将第一冷媒降温模块101和第二冷媒降温模块102切换回各自的冷媒流路循环。而如果先利用回流流路转换装置1032执行将第一冷媒回流流路1013与第二冷媒回流流路1023接入各自回流流路的第四操作，后利用进流流路转换装置1042执行将所述第二冷媒进流流路1021与第一冷媒进流流路1011接入各自进流流路的第三操作，那么如果原来第二冷媒降温模块102内流通有第一冷媒，该操作会导致存留于第二冷媒降温模块102内的第一冷媒混入第二冷媒储器，从而升高第二冷媒储器内的第二冷媒温度，提高系统能耗；反之，如果先执行第三操作，后执行第四操作，即使第二冷媒降温模块102内流通有第一冷媒，第二冷媒进流流路1021导通后也会先利用第二冷媒将上述流通的第一冷媒（也有可能包含部分第二冷媒）通过第一冷媒回流流路1013导入第一冷媒储器，当第二冷媒降温模块102所有流路均被第二冷媒填充后，利用回流流路转换装置1032将第一冷媒回流流路1013、第二冷媒回流流路1023切换回各自流路循环，温度较高的第一冷媒将同样不会被导入温度更低且处于制冷状态的第二冷媒储器，减少了系统能耗增加的风险。因此，当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，将所述第二冷媒进流流路1021与第一冷媒进流流路1011接入各自进流流路的第三操作与将第一冷媒回流流路1013与第二冷媒回流流路1023接入各自回流流路的第四操作之间存在第二时间间隔（t2）。

应该理解的是所述第一时间间隔（t1）与所述第二时间间隔（t2）可根据第二冷媒降温模块102的流道长度、横截面积、冷媒种类以及冷媒流体在第二冷媒降温模块102流道内的流速而定，如，为了防止冷却水进入冷冻水循环回路，将t2时间间隔设置较长（如20秒），而为了节约冷冻水使用，可将t1时间间隔设置较短（如1秒），并且所述第一时间间隔（t1）与所述第二时间间隔（t2）可根据实际情况进行调整与修改。

为了更好的控制双级冷凝回收的温度，本发明还可进一步包括温度检测模块、控制模块109与流量调节模块，所述温度检测模块包括第一温度检测模块105和第二温度检测模块106，所述流量调节模块包括第一冷媒流量调节组件107和第二冷媒流量调节组件108；其中，所述第一温度检测模块105设置于所述第一冷媒降温模块101气路下游，以对流出第一冷媒降温模块101的经第一级冷凝回收后的气体温度进行实时检测；所述第二温度检测模块106设置于所述第二冷媒降温模块102气路下游，以对流出第二冷媒降温模块102的经第二级冷凝回收后的气体温度进行实时检测。所述第二温度检测模块106通过所述控制模块109与所述第二冷媒流量调节组件108连接，将所述第二温度检测模块106实时检测的气体的第二温度（T_2AT）与第二温度目标值（T_2ATT）相比较，并根据两者的偏差值控制所述第二冷媒流量；所述第一温度检测模块105通过所述控制模块109与所述第一冷媒流量调节组件107连接，将所述第一温度检测模块106实时检测的气体的第一温度（T_1AT）与第一温度目标值（T_1ATT）相比较，并根据两者的偏差值控制所述第一冷媒流量。应该理解的是，本发明所述的控制模块109仅代表功能与作用的统称，而不能理解为对控制器数量的限制，本领域技术人员可根据实际情况为所有温度检测模块设置一个总控制器，或者为每个温度检测模块配备单独的控制器。

此外，由于不同气体的冷凝点不同，为了适应不同气体的冷凝回收需要，本发明的控制模块109或第一/第二温度检测模块105,106还可用于分别设定第一温度目标值（T_1ATT）和/或第二温度目标值（T_2ATT）；并且，为了保证最大限度使用温度较高的第一冷媒，减少温度较低的第二冷媒的使用量，本发明还可将所述第一温度目标值（T_1ATT）和第二温度目标值（T_2ATT）设为相等（第一温度目标值（T_1ATT）=第二温度标准值（T_2ATT）），由于第一温度（T_1AT）肯定无法达到第二温度标准值（T_2ATT），也即第一温度目标值（T_1ATT），这样控制模块109就会始终将第一冷媒流量调节组件107开至最大开度，从而保证最大限度使用第一冷媒。但应该理解的是，本发明的第一温度目标值（T_1ATT）和/或第二温度目标值（T_2ATT）也可根据实际情况（如待冷凝回收气体的物理参数、设备放置点常年外部气温情况等条件）设定为固定数值，这样可以尽可能降低设备操作使用难度，降低使用成本。

为了便于整个系统的保养与维修，本发明还可在所述进流流路连接管1041和回流流路连接管1031中至少一者，且优选在两者的管路上设置阀体110，所述阀体110可为手动球阀、手动闸阀、或电动阀中任一种，所述阀体110在工作情况下被配置为常开状态，而一旦需要系统维修、保养或更换零件，该阀体110就被配置为关闭状态，以便于整个系统的保养与维修。

下文将从系统优选实施例的具体冷凝回收步骤出发介绍该系统的工作原理：

待冷凝回收的NMP气体（温度60℃，浓度2000ppm）从冷凝回收系统的气流入口流入，系统的切换点温度（T_set）=15℃，第一温度目标值（T_1ATT）=第二温度目标值（T_2ATT）=20℃。

当外部温度（T_o）为12℃时（＜T_set），如图3所示，回流流路连接管1031上的电动三通阀（即：回流流路转换装置1032）将所述第二冷媒回流流路阻断并接入第一冷媒回流流路，1s后，进流流路连接管1041上的电动三通阀（即：进流流路转换装置1042）切断第二冷媒进流流路1021，将第一冷媒进流流路1011接入第二冷媒进流流路1021，此时冷却水（即：第一冷媒，温度约为18℃）将分别流入第一冷媒降温模块101和第二冷媒降温模块102；待冷凝回收的NMP气体经过第一冷媒降温模块101冷凝回收后，气体温度变为28℃，NMP浓度1500ppm；经过第二冷媒降温模块102冷凝回收后，气体温度变为24℃，NMP浓度350ppm；此时，如果第二温度值（T_2AT）达到第二温度目标值（T_2ATT），则维持现状；如果经过两级冷凝回收降温后气体温度仍未达到第二温度目标值（T_2ATT），且冷却水流量调节组件107开至最大限度，只能利用进流流路连接管1041上的电动三通阀（即：进流流路转换装置1042）将所述冷冻水进流流路（即：第二冷媒进流流路1021）与冷却水进流流路（即：第一冷媒进流流路1011）接入各自进流流路，此时，冷却水（即：第一冷媒，温度18℃）将仅进入第一冷媒降温模块的流体流路循环，冷冻水（即：第二冷媒，温度7℃）将开始进入第二冷媒降温模块的流体流路，以通过更低的温度对气体进行冷凝回收降温，10s后，回流流路连接管1031上的电动三通阀（即：回流流路转换装置1032）会将第一冷媒回流流路1013与第二冷媒回流流路1023切换回各自的回流流路，以使冷却水和冷冻水在各自的流路循环中进行流通，第一温度检测模块105和第二温度检测模块106分别实时检测气体的第一温度值（T_1AT）和第二温度值（T_2AT），控制模块109根据第一温度值（T_1AT）与第一温度目标值（T_1ATT）、第二温度值（T_2AT）与第二温度目标值（T_2ATT）的比较结果动态调节第一冷媒流量调节组件107和第二冷媒流量调节组件108以控制冷却水和冷冻水分别在第一冷媒降温模块101和第二冷媒降温模块102内的流速与流量（本优选实施例中由于设定第一温度目标值（T_1ATT）=第二温度目标值（T_2ATT）=20℃，第一温度值（T_1AT）不可能达到第一温度目标值（T_1ATT），因此第一冷媒流量调节组件107一定是开到最大限度，但在其他实施例中，如果将第一温度目标值（T_1ATT）设定为高于第二温度目标值（T_2ATT）的某一值，第一冷媒流量调节组件107不一定会开到最大限度），直至使第二温度值（T_2AT）达到第二温度目标值（T_2ATT）。

当外部温度（T_o）为19℃时（大于T_set），如图4所示，进流流路连接管1041上的电动三通阀（即：进流流路转换装置1042）将所述冷冻水进流流路（即：第二冷媒进流流路1021）与冷却水进流流路（即：第一冷媒进流流路1011）接入各自进流流路，此时，冷却水（即：第一冷媒，温度20℃）将仅进入第一冷媒降温模块101的流体流路循环，冷冻水（即：第二冷媒，温度7℃）也将仅进入第二冷媒降温模块102的流体流路，20s后，回流流路连接管1031上的电动三通阀（即：回流流路转换装置1032）会将第一冷媒回流流路1013与第二冷媒回流流路1023切换回各自的回流流路，以使冷却水和冷冻水在各自的流路循环中进行流通，第一温度检测模块105和第二温度检测模块106分别实时检测气体的第一温度值（T_1AT）和第二温度值（T_2AT），控制模块109根据第一温度值（T_1AT）与第一温度目标值（T_1ATT）、第二温度值（T_2AT）与第二温度目标值（T_2ATT）的比较结果动态调节第一冷媒流量调节组件107和第二冷媒流量调节组件108以控制冷却水和冷冻水分别在第一冷媒降温模块101和第二冷媒降温模块102内的流速与流量（本优选实施例中由于设定第一温度目标值（T_1ATT）=第二温度目标值（T_2ATT）=20℃，第一温度值（T_1AT）不可能达到第一温度目标值（T_1ATT），因此第一冷媒流量调节组件107一定是开到最大限度，但在其他实施例中，如果将第一温度目标值（T_1ATT）设定为高于第二温度目标值（T_2ATT）的某一值，第一冷媒流量调节组件107不一定会开到最大限度），直至使第二温度值（T_2AT）达到第二温度目标值（T_2ATT）。

本发明还提供了一种有机气体回收模块，该有机气体回收模块包括进气口、出气口、热交换器、送风风机以及上文提及的气体冷凝系统；所述进气口、所述热交换器的高温管段、所述风机、所述气体冷凝系统、所述热交换器的低温管段和所述出气口依次连接，构成所述有机气体回收系统的送回风流路。该有机气体回收模块能够充分利用系统热能，降低系统能耗，节约生产与使用成本，具有极大的市场推广前景。

另外，本发明的有机气体回收模块还能够与生产装置配套相连构成一种有机气体回收系统，本实施例中采用的生产装置为锂电池阴极涂布烘箱，但应该理解的是其仅代表一种较佳的实施例，任何在生产过程中涉及到有机气体冷凝回收的生产装置，如锂电池阴极涂布机烘箱或印刷、半导体、粘合胶带制造环境装置均可与本发明的有机气体回收模块配套使用构成有机气体回收系统，锂电池阴极涂布烘箱的实施例不能成为对本发明权利要求保护范围的限制。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种气体冷凝控制方法，其特征在于，包括如下控制步骤：

i）将外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）相比较的步骤；

ii）将待冷却气体通过第一冷媒冷却区以形成第一温度（T_1AT）冷却气体的步骤；

iii）将第一温度（T_1AT）冷却气体通过第二冷媒冷却区以形成第二温度（T_2AT）冷却气体的步骤，其中，第一冷媒温度高于第二冷媒温度；

iv）根据步骤i）的比较结果按如下逻辑执行温度控制步骤：

当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，执行切断第二冷媒回流流路，并将所述第二冷媒回流流路接入第一冷媒回流流路的第一操作，以及切断第二冷媒进流流路，将第一冷媒进流流路接入第二冷媒进流流路的第二操作；

当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，执行将所述第二冷媒进流流路与第一冷媒进流流路接入各自进流流路的第三操作，以及将第一冷媒回流流路与第二冷媒回流流路接入各自回流流路的第四操作。

2.如权利要求1所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：还包括将所述第二温度（T_2AT）与第二温度目标值（T_2ATT）相比较，并根据两者的偏差值控制所述第二冷媒流量的步骤。

3.如权利要求2所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：还包括将所述第一温度（T_1AT）与第一温度目标值（T_1ATT）相比较，并根据两者的偏差值控制所述第一冷媒流量的步骤。

4.如权利要求3所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：还包括设定第一温度目标值（T_1ATT）和/或第二温度目标值（T_2ATT）的步骤，其中，所述第一温度目标值（T_1ATT）=第二温度标准值（T_2ATT）。

5.如权利要求1所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：步骤iv）中，当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述第一操作与所述第二操作之间存在第一时间间隔（t1）。

6.如权利要求1或5所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：步骤iv）中，当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述第三操作与所述第四操作存在第二时间间隔（t2）。

7.如权利要求1所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：所述控制步骤还包括设定切换点温度（T_set）的步骤。

8.一种气体冷凝系统，包括：

第一冷媒降温模块，所述第一冷媒降温模块包括依次连接的第一冷媒进流流路、第一冷媒降温流路和第一冷媒回流流路；

第二冷媒降温模块，所述第二冷媒降温模块包括依次连接的第二冷媒进流流路、第二冷媒降温流路和第二冷媒回流流路；

其特征在于，还包括：

外部气温检测比较模块，所述外部气温检测比较模块可将外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）相比较；

回流流路连通模块，所述回流流路连通模块包括回流流路连接管及回流流路转换装置，所述回流流路连接管连接所述第一冷媒回流流路与所述第二冷媒回流流路，所述回流流路转换装置根据外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）比较结果，切换第二冷媒降温流路内冷媒的回流流向；

进流流路连通模块，所述进流流路连通模块包括进流流路连接管及进流流路转换装置，所述进流流路连接管连接所述第一冷媒进流流路与所述第二冷媒进流流路，所述进流流路转换装置根据外部气温（T_o）与切换点温度（T_set）比较结果，切换第一冷媒的进流流向；

当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述回流流路转换装置执行将第二冷媒回流流路接入第一冷媒回流流路的第一操作，所述进流流路转换装置执行将第一冷媒进流流路接入第二冷媒进流流路并关闭第二冷媒进流的第二操作；

当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述进流流路转换装置执行将所述第二冷媒进流流路与第一冷媒进流流路接入各自进流流路的第三操作，所述回流流路转换装置执行将第一冷媒回流流路与第二冷媒回流流路接入各自回流流路的第四操作。

9.如权利要求8所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：步骤iv）中，当外部气温（T_o）不高于切换点温度（T_set）时，所述第一操作与所述第二操作之间存在第一时间间隔（t1）。

10.如权利要求8或9所述的气体冷凝控制方法，其特征在于：步骤iv）中，当外部气温（T_o）高于切换点温度（T_set）时，所述第三操作与所述第四操作存在第二时间间隔（t2）。

11.如权利要求8所述的气体冷凝系统，其特征在于，还包括温度检测模块、控制模块与流量调节模块，所述温度检测模块包括第一温度检测模块和第二温度检测模块，所述流量调节模块包括第一冷媒流量调节组件和第二冷媒流量调节组件；所述第一温度检测模块设置于所述第一冷媒降温模块气路下游；所述第二温度检测模块设置于所述第二冷媒降温模块气路下游，所述第一温度检测模块通过所述控制模块与所述第一冷媒流量调节组件连接；所述第二温度检测模块通过所述控制模块与所述第二冷媒流量调节组件连接。

12.如权利要求8所述的气体冷凝系统，其特征在于，所述第一冷媒为冷却水塔循环水、工业上水中的任一种；所述第二冷媒为冷冻水、冷冻盐水、低温不冻液中的任一种。

13.如权利要求8所述的气体冷凝系统，其特征在于，所述进流流路转换装置和回流流路转换装置为电动三通阀、气动三通阀中的至少一种。

14.如权利要求8所述的气体冷凝系统，其特征在于，所述进流流路连接管和回流流路连接管中至少一者于管路上设置阀体，所述阀体设置在工作情况下被配置为常开状态。

15.如权利要求8所述的气体冷凝系统，其特征在于，所述第一冷媒降温流路的传热面积基于秋冬季第一冷媒储器所能提供的最大第一冷媒流量和最低第一冷媒温度来设计。

16.一种有机气体回收模块，其特征在于：

包括进气口；

出气口；

热交换器；

风机；

以及如权利要求8-15任一项所述的气体冷凝系统；

所述进气口、所述热交换器的高温管段、所述风机、所述气体冷凝系统、所述热交换器的低温管段和所述出气口依次连接，构成所述有机气体回收系统的送回风流路。

17.一种有机气体回收系统，包括：

生产装置；

以及与所述生产装置连接的如权利要求16所述的有机气体回收模块。

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