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西屋康達|現代鋰電除濕凈化空調節能方式及解決方案

2023-03-29



鋰電行業展望


鋰電池被全球視為現代儲能設備的首選。在新能源汽車高增長空間以及儲能市場爆發的背景下,市場對儲能產品的需求大增,鋰電池設備產能供不應求。中國動力鋰電池供應量逐年增長。預測2027年我國動力鋰電池供應量有望超839 GW·h。隨之而來鋰電池廠房的建設也進入了高速建設期,鋰電池研發應用已成為現階段的焦點技術。



鋰電行業空調工藝需求


鋰電池的制造過程對生產環境有著嚴苛的要求,其對濕度、溫度、潔凈度都提出了較高的要求,尤其是眾多高大空間潔凈室,更對建設和運維提出了新的挑戰。電池生產過程中對空氣濕度非常敏感,制造車間對濕度控制不好將嚴重影響電池質量,導致次品率上升,電池一致性差,品質不合格等一系列嚴重問題。此外,高能量密度電池及趨向固態化電池的生產環境對環境濕度的要求更高,這也使得除濕設備成為保障環境控制的核心設備之一。鋰電池生產工藝主要由制片車間、裝配車間、化成車間、包裝車間,除濕系統屬于高能耗工序,鋰電池空調除濕占鋰電整條生產線能耗45%。

根據鋰電生產工藝需求特點,可以大致鋰電池生產廠房對于空調系統的濕度需求工藝房間,大致分為以下三類:

1)普通濕度工藝房間:如負極涂布間等房間,其濕度控制需求為≤60%。

2)低濕區工藝房間:如正極涂布間,其濕度控制需求為≤40%。

3)超低露點工藝房間:如干燥間、化成間以及注液間等房間,其濕度控制需求為露點≤-50℃。



鋰電行業現階段除濕方式


目前,應對鋰電行業普通濕度工藝房間,通常采用冷凍除濕技術即可滿足,鋰電池行業較為常用的除濕方式為轉輪除濕。應對低濕和超低露點工藝房間通常采用一級轉輪除濕、二級轉輪除濕等方式,此外,轉輪除濕可與常規空調系統復合成轉輪除濕空調系統,因此轉輪除濕空調系統也因此在實際應用中受到極大重視。但是,轉輪除濕空調系統結構復雜、運行費用高、除濕過程中空氣溫升大及需要對送風進行冷卻等限制,而且輪轉除濕存在再生過程,不同的再生方式對空調系統運行經濟性能有重大影響,采用加熱再生則面臨著加熱熱源提供及選擇的難題。



西屋康達如何應對鋰電低濕工藝房間的除濕方案


現階段,鋰電池行業低濕需求工藝房間溫度23~26℃,相對濕度≤45%的低濕工藝區,往往需要轉輪除濕,轉輪除濕由于先天不足能耗巨大、成本貴,在空調系統中能耗占比大。鑒于現狀,西屋康達開發的低溫變頻直膨無霜空調機組,可滿足室內含濕量4~12g/kg的環境使用,即溫度19~26℃,相對濕度20~60%環境,替代了部分需要轉輪轉輪除濕的區域,降低系統能耗,與轉輪除濕相比低溫直膨無霜空調產品節能率可達50%。

西屋康達·低露點變頻直膨無霜空調機組


■優越的除濕性能,全程無霜運行,可實現低露點處理出風,相對傳統采用轉輪除濕機方案的再生熱能,節能效果顯著。

■自主研發針對潔凈行業低濕區而申請的低露點直膨深度除濕技術專利,領先于與行業直膨除濕技術。

■具有三重防結霜技術,機組在低溫除濕過程中不結霜、不損壞壓縮機,恒溫恒濕潔凈環境運行更可靠。

■全直流變頻自適應直膨系統,風冷室外機可以滿足-20~52℃工況下的正常運行。

■可選配自由熱回收,回收利用壓縮機冷凝熱,并實現0~100%自由熱回收再熱調節,系統節能60%以上,節能優勢明顯。

■整體式設計,功能應用靈活,變頻模塊和空氣處理聯合控制,溫濕度控制精準。

■高精度恒溫恒濕恒風量控制系統控制系統目前實現最高控制精度為溫度±0.1℃,濕度±1%,風量為±1%(可選)。

 

對于工藝環境>2℃露點環境,可直接使用,對于工藝環境<2℃露點環境,可使用低露點直膨無霜技術與轉輪除濕復合使用,可輕松實現-18℃露點以下送風。



空調除濕技術的突破創新,顯示出巨大的市場潛力以及能進一步地對溫濕度獨立控制技術推廣具有深遠意義,實現潔凈領域的恒溫恒濕無需再熱的愿景,減少冷熱抵消帶來的不必要耗能,完全符合國家雙碳政策的發展路線。



西屋康達低露點直膨除濕與轉輪除濕方案對比


低露點變頻直膨無霜空調機組是基于冷凍除濕進階技術,適用于空氣處理深度除濕的需求,能穩定無霜運行除濕后最低出風溫度可達2℃,出風含濕量低至4g/kg,實現低露點深度除濕,非常適合應用在含濕量4~12g/kg范圍內的低濕區和溫濕分控新風除濕機以及低溫冷藏場景使用。


以某鋰電廠房項目車間,為例要求5000CMH全新風,環境露點≤2℃




小結


5000CMH全新風鋰電廠房,采用低露點直膨除濕技術的應用對節能減排貢獻巨大,全新風除濕部分所需冷源的系統能耗節能70%,整機節能48%,年運行費用節省12.8萬元。


在空調領域,對于濕度控制技術的研究與應用較滯后于對于溫度控制技術的研究與應用。隨著工業生產精密化、室內空氣品質問題、空調節能要求的提高,濕度的控制系統成為當今空調領域的研究熱點,空調系統的除濕技術越來越受到重視,隨著鋰電池行業的蓬勃發展,對低濕空調系統的要求與控制也提升到重要層面上,西屋康達加強在低濕空調技術方面的研究及應用,達到降低鋰電池生產廠房大運行能耗的效果。


西屋康達鋰電行業工程案例






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