CN209819745U - 一种节能型锂电池生产环境处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及深度除湿技术领域，特别是指一种节能型锂电池生产环境处理系统。包括制冷循环系统、高温热泵系统和二级转轮除湿系统；所述制冷系统包括压缩机、风冷冷凝器Ⅰ、储液器、风冷蒸发器Ⅰ、风冷蒸发器Ⅱ；所述高温热泵系统包括热泵压缩机、风冷冷凝器Ⅱ和风冷蒸发器Ⅲ；所述二级转轮除湿系统包括空气处理循环和再生风循环，空气处理循环包括风冷蒸发器Ⅰ、一级转轮、风冷蒸发器Ⅱ、二级转轮和电加热器Ⅲ，再生风循环包括二级转轮、显热交换器、风冷冷凝器Ⅱ、电加热器Ⅰ、一级转轮、电加热器Ⅱ、二级转轮和显热换热器。本实用新型再生风通过余热回收和高温热泵加热的方式最大限度的实现再生风温度要求，相比与电加热处理的再生风节能效果显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及深度除湿技术领域，特别是指一种节能型锂电池生产环境处理系统。
背景技术
在工业生产过程中，锂电池生产环境中湿度的控制是一个重要指标。目前比较成熟的除湿技术有冷却式除湿、液体吸收式除湿、固体吸附式除湿、膜法除湿及转轮除湿。除湿转轮是一个载有吸湿剂的蜂窝状的特殊纸质转轮，由于蜂窝状孔径仅1.5mm，故1m3的转轮纸芯吸湿面积达3000m2。空气流经蜂窝状孔道处于边界层流状态，湿交换效果好，所以除湿能力较强。锂电池生产车间需要相对湿度很低的环境工况，目前主要运用二级转轮除湿装置进行处理，再生风温度需要较大，一级二级转轮再生风温度都在100℃以上，常规的转轮除湿再生风加热一般为电加热，由于再生风加热温度很高，这就消耗了很大的能源，运行成本非常高。
实用新型内容
本实用新型提出针对现有技术中的不足，提供了一种可有效解决上述再生风加热能源消耗较大的问题的技术方案，具体公开了节能型锂电池生产环境处理系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种节能型锂电池生产环境处理系统，包括制冷循环系统、高温热泵系统和二级转轮除湿系统；所述制冷循环系统包括压缩机、风冷冷凝器Ⅰ、储液器、风冷蒸发器Ⅰ、风冷蒸发器Ⅱ；所述高温热泵系统包括热泵压缩机、风冷冷凝器Ⅱ和风冷蒸发器Ⅲ；所述二级转轮除湿系统包括空气处理循环和再生风循环，空气处理循环包括风冷蒸发器Ⅰ、一级转轮、风冷蒸发器Ⅱ、二级转轮和电加热器Ⅲ，再生风循环包括二级转轮、显热交换器、风冷冷凝器Ⅱ、电加热器Ⅰ、一级转轮、电加热器Ⅱ、二级转轮和显热交换器，各设备之间通过管道连接。
所述制冷循环系统中，压缩机的出口与风冷冷凝器Ⅰ相连，风冷冷凝器Ⅰ的出口连接储液器，经储液器后分两路，一路经过膨胀阀Ⅰ进入风冷蒸发器Ⅰ，另一路经过膨胀阀Ⅱ进入风冷蒸发器Ⅱ，风冷蒸发器Ⅰ与风冷蒸发器Ⅱ的出口合并后回到压缩机的进口。
所述高温热泵系统中，热泵压缩机的出口与风冷冷凝器Ⅱ相连，风冷冷凝器Ⅱ经膨胀阀Ⅲ与风冷蒸发器Ⅲ，风冷蒸发器Ⅲ与风冷冷凝器Ⅰ相对设置之间由保温风道连接。
所述空气处理循环中，风冷蒸发器Ⅰ、一级转轮、风冷蒸发器Ⅱ、二级转轮以及电加热器Ⅲ相邻依次设置，风冷蒸发器Ⅰ、风冷蒸发器Ⅱ和电加热器Ⅲ设于同一水平面。
所述再生风处理循环中，显热交换器、二级转轮、电加热器Ⅱ、一级转轮、电加热器Ⅰ以及风冷冷凝器Ⅱ相邻依次设置，显热交换器、电加热器Ⅱ、电加热器Ⅰ和风冷冷凝器Ⅱ设于同一水平面。
所述高温热泵系统充注的工质为临界温度高于X℃高温热泵工质，或者超临界二氧化碳系统。
所述空气处理循环中，新风和室内风混合以后通过风冷蒸发器Ⅰ降温和辅助除湿，然后进入一级转轮进行除湿，再进入风冷蒸发器Ⅱ降温，然后进入二级转轮进行二级除湿，最后经过电加热器Ⅲ处理到相应的温度。
所述再生风处理循环中，新风与二级转轮出来的再生风通过显热交换器升温后，进入风冷冷凝器Ⅱ进行二次加热，通过电加热器Ⅰ后再进入一级转轮，然后进入电加热器Ⅱ，再进入二级转轮，出来后进入显热交换器，最后排入大气。
所述再生风循环、空气处理循环中的各设备均由保温风道连接，各保温风道端口均由风机驱动送风。
本实用新型中所述的热泵系统工作原理如下：
制冷循环系统工作原理如下：压缩机压缩后的高温高压气体进入风冷冷凝器Ⅰ冷凝放热后变成高温高压的液体，然后进入储液器，储液器出来的制冷剂分两路，一路经膨胀阀Ⅰ进入风冷蒸发器Ⅰ，吸收来自于处理风的热量辅助初步除湿；另一路经膨胀阀Ⅱ进入风冷蒸发器Ⅱ，吸收来自于一级转轮后风的热量。
高温热泵系统工作原理如下：经热泵压缩机压缩后的高温高压制冷剂，经过风冷冷凝器Ⅱ冷凝放热后，进入膨胀阀Ⅲ节流形成温度相对较低的低压制冷剂，进入风冷蒸发器Ⅲ吸热，最后进入热泵压缩机入口完成整个循环。风冷蒸发器Ⅲ的进风是来自于制冷循环系统风冷冷发器Ⅰ的高温热风，从而保证热泵系统具有较高蒸发温度，这样可以使冷凝器最大限度的加热再生风，且同时保证系统具有较高的能效。
二级转轮除湿系统包括空气处理循环和再生风循环，所述空气处理循环中，新风和室内风混合以后通过风冷蒸发器Ⅰ降温和辅助除湿，然后进入一级转轮进行除湿，再进入风冷蒸发器Ⅱ降温，然后进入二级转轮进行二级除湿，最后经过电加热器Ⅲ处理到相应的温度。所述再生风处理循环中，新风与二级转轮出来的再生风通过显热交换器升温后，进入风冷冷凝器Ⅱ进行二次加热，通过电加热器Ⅰ后再进入一级转轮，然后进入电加热器Ⅱ，再进入二级转轮，出来后进入显热交换器，最后排入大气。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的再生风通过余热回收方式对再生风进行预热，然后利用高温热泵加热，其中高温热泵的低温热源来自于制冷循环系统的冷凝热，可最大限度的实现再生风温度要求。比电加热直接加热再生风节能2-3倍，效果明显。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型锂电池生产环境处理系统的结构示意图。
图中，1压缩机，2风冷冷凝器Ⅰ，3膨胀阀Ⅰ，5膨胀阀Ⅱ，4风冷蒸发器Ⅰ，6风冷蒸发器Ⅱ，7储液器，8热泵压缩机，9风冷冷凝器Ⅱ，10膨胀阀Ⅲ，11风冷蒸发器Ⅲ，12电加热器Ⅰ，14电加热器Ⅱ，17电加热器Ⅲ， 13一级转轮，15二级转轮，16显热交换器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种节能型锂电池生产环境处理系统，包括制冷循环系统、高温热泵系统和二级转轮除湿系统；所述制冷循环系统包括压缩机1、风冷冷凝器Ⅰ2、储液器7、风冷蒸发器Ⅰ4、风冷蒸发器Ⅱ6；所述高温热泵系统包括热泵压缩机8、风冷冷凝器Ⅱ9和风冷蒸发器Ⅲ11；所述二级转轮除湿系统包括空气处理循环和再生风循环，空气处理循环包括风冷蒸发器Ⅰ4、一级转轮13、风冷蒸发器Ⅱ6、二级转轮15和电加热器Ⅲ17，再生风循环包括二级转轮15、显热交换器16、风冷冷凝器Ⅱ9、电加热器Ⅰ12、一级转轮13、电加热器Ⅱ14、二级转轮15和显热交换器16，各设备之间通过管道连接。
所述制冷循环系统中，压缩机1的出口与风冷冷凝器Ⅰ2相连，风冷冷凝器Ⅰ2的出口连接储液器7，经储液器7后分两路，一路经过膨胀阀Ⅰ3进入风冷蒸发器Ⅰ4，另一路经过膨胀阀Ⅱ5进入风冷蒸发器Ⅱ6，风冷蒸发器Ⅰ4与风冷蒸发器Ⅱ6的出口合并后回到压缩机1的进口。
所述高温热泵系统中，热泵压缩机8的出口与风冷冷凝器Ⅱ9相连，风冷冷凝器Ⅱ9经膨胀阀Ⅲ10与风冷蒸发器Ⅲ11，风冷蒸发器Ⅲ11与风冷冷凝器Ⅰ2相对设置之间由保温风道连接。
所述空气处理循环中，风冷蒸发器Ⅰ4、一级转轮13、风冷蒸发器Ⅱ6、二级转轮15以及电加热器Ⅲ17相邻依次设置，风冷蒸发器Ⅰ4、风冷蒸发器Ⅱ6和电加热器Ⅲ17设于同一水平面。
所述再生风处理循环中，显热交换器16、二级转轮15、电加热器Ⅱ14、一级转轮13、电加热器Ⅰ12以及风冷冷凝器Ⅱ9相邻依次设置，显热交换器16、电加热器Ⅱ14、电加热器Ⅰ12和风冷冷凝器Ⅱ9设于同一水平面。
所述高温热泵系统充注的工质为临界温度高于120℃高温热泵工质，或者超临界二氧化碳系统。
所述空气处理循环中，新风和室内风混合以后通过风冷蒸发器Ⅰ4降温和辅助除湿，然后进入一级转轮13进行除湿，再进入风冷蒸发器Ⅱ6降温，然后进入二级转轮15进行二级除湿，最后经过电加热器Ⅲ17处理到相应的温度。
所述再生风处理循环中，新风与二级转轮15出来的再生风通过显热交换器16升温后，进入风冷冷凝器Ⅱ9进行二次加热，通过电加热器Ⅰ12后再进入一级转轮13，然后进入电加热器Ⅱ14，再进入二级转轮15，出来后进入显热交换器16，最后排入大气。
所述再生风循环、空气处理循环中的各设备均由保温风道连接，各保温风道端口均由风机驱动送风。
本实用新型中所述的热泵系统工作原理如下：
制冷循环系统工作原理如下：压缩机1压缩后的高温高压气体进入风冷冷凝器Ⅰ2冷凝放热后变成高温高压的液体，然后进入储液器7，储液器7出来的制冷剂分两路，一路经膨胀阀Ⅰ3进入风冷蒸发器Ⅰ4，吸收来自于处理风的热量辅助初步除湿；另一路经膨胀阀Ⅱ5进入风冷蒸发器Ⅱ6，吸收来自于一级转轮13后风的热量。
高温热泵系统工作原理如下：经热泵压缩机8压缩后的高温高压制冷剂，经过风冷冷凝器Ⅱ9冷凝放热后，进入膨胀阀Ⅲ10节流形成温度相对较低的低压制冷剂，进入风冷蒸发器Ⅲ11吸热，最后进入热泵压缩机8入口完成整个循环。风冷蒸发器Ⅲ11的进风是来自于制冷循环系统风冷冷发器Ⅰ2的高温热风，从而保证热泵系统具有较高蒸发温度，这样可以使冷凝器最大限度的加热再生风，且同时保证系统具有较高的能效。
二级转轮除湿系统包括空气处理循环和再生风循环，所述空气处理循环中，新风和室内风混合以后通过风冷蒸发器Ⅰ4降温和辅助除湿，然后进入一级转轮13进行除湿，再进入风冷蒸发器Ⅱ6降温，然后进入二级转轮15进行二级除湿，最后经过电加热器Ⅲ17处理到相应的温度。所述再生风处理循环中，新风与二级转轮15出来的再生风通过显热交换器16升温后，进入风冷冷凝器Ⅱ9进行二次加热，通过电加热器Ⅰ12后再进入一级转轮13，然后进入电加热器Ⅱ14，再进入二级转轮15，出来后进入显热交换器16，最后排入大气。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种节能型锂电池生产环境处理系统，其特征在于：包括制冷循环系统、高温热泵系统和二级转轮除湿系统；所述制冷循环系统包括压缩机（1）、风冷冷凝器Ⅰ（2）、储液器（7）、风冷蒸发器Ⅰ（4）、风冷蒸发器Ⅱ（6）；所述高温热泵系统包括热泵压缩机（8）、风冷冷凝器Ⅱ（9）和风冷蒸发器Ⅲ（11）；所述二级转轮除湿系统包括空气处理循环和再生风循环，空气处理循环包括风冷蒸发器Ⅰ（4）、一级转轮（13）、风冷蒸发器Ⅱ（6）、二级转轮（15）和电加热器Ⅲ（17），再生风循环包括二级转轮（15）、显热交换器（16）、风冷冷凝器Ⅱ（9）、电加热器Ⅰ（12）、一级转轮（13）、电加热器Ⅱ（14）、二级转轮（15）和显热交换器（16），各设备之间通过管道连接。
2.根据权利要求1所述的节能型锂电池生产环境处理系统，其特征在于：所述制冷循环系统中，压缩机（1）的出口与风冷冷凝器Ⅰ（2）相连，风冷冷凝器Ⅰ（2）的出口连接储液器（7），经储液器（7）后分两路，一路经过膨胀阀Ⅰ（3）进入风冷蒸发器Ⅰ（4），另一路经过膨胀阀Ⅱ（5）进入风冷蒸发器Ⅱ（6），风冷蒸发器Ⅰ（4）与风冷蒸发器Ⅱ（6）的出口合并后回到压缩机（1）的进口。
3.根据权利要求1所述的节能型锂电池生产环境处理系统，其特征在于：所述高温热泵系统中，热泵压缩机（8）的出口与风冷冷凝器Ⅱ（9）相连，风冷冷凝器Ⅱ（9）经膨胀阀Ⅲ（10）与风冷蒸发器Ⅲ（11），风冷蒸发器Ⅲ（11）与风冷冷凝器Ⅰ（2）相对设置之间由保温风道连接。
4.根据权利要求1所述的节能型锂电池生产环境处理系统，其特征在于：所述空气处理循环中，风冷蒸发器Ⅰ（4）、一级转轮（13）、风冷蒸发器Ⅱ（6）、二级转轮（15）以及电加热器Ⅲ（17）相邻依次设置，风冷蒸发器Ⅰ（4）、风冷蒸发器Ⅱ（6）和电加热器Ⅲ（17）设于同一水平面。
5.根据权利要求1所述的节能型锂电池生产环境处理系统，其特征在于：所述再生风处理循环中，显热交换器（16）、二级转轮（15）、电加热器Ⅱ（14）、一级转轮（13）、电加热器Ⅰ（12）以及风冷冷凝器Ⅱ（9）相邻依次设置，显热交换器（16）、电加热器Ⅱ（14）、电加热器Ⅰ（12）和风冷冷凝器Ⅱ（9）设于同一水平面。
6.根据权利要求1-5任一项所述的节能型锂电池生产环境处理系统，其特征在于：所述再生风循环、空气处理循环中的各设备均由保温风道连接，各保温风道端口均由风机驱动送风。
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| CN109990398A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-09 | 中原工学院 | 节能型锂电池生产环境处理系统 |
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