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中温再生除湿空调系统四种再生能源方式节能变革

下游市场高景气度持续,动力电池步入规模扩产新周期。更大体量生产需求,叠加双碳目标、能源双控政策驱动,生产制造环节节能势在必行,各环节加速向高效系统转型,实现降本增效。

 

除湿空调作为锂电生产过程中能耗较大的一道工序,大规模制造下其能耗问题日益凸显,所需成本以千万甚至亿为单位计算,如何降低能耗,提升企业利润率,实现除湿环节的低成本运行,成为动力电池甚至新能源厂家面临的首要问题。

 

作为空气处理领域的排头兵,Puresci(普沃思)早于2019年就在全球首次提出“中温再生除湿系统概念及解决方案”,其中温再生双转轮除湿系统将再生温度由传统的120-140℃降低至80-90℃,可大幅度降低企业生产中的能耗。

 

经过近两年的深入研究、反复试验及测试分析,Puresci(普沃思)再度推出第四代双转轮低露点中温再生除湿系统。目前,已经实际应用于锂电除湿行业,在降本节能方面已取得突破性进展。


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高工锂电获悉,Puresci(普沃思)第四代双转轮低露点中温再生除湿系统实现加热方式的根本改变,探索蒸汽减压、燃气热水锅炉、热泵热水站、一对一热泵直膨四大新型再生能源方式。

 

为进一步实现四类新型再生能源方式的利用,其还与全球知名的制冷压缩机独立制造商——Bitzer(比泽尔)合作共同研发锂电行业除湿空调系统(热泵与转轮耦合系统),最终节能效率达到40%-60%。

 

一、中温再生系统根本改变加热方式。

 

中温再生除湿系统中的再生温度的降低不仅仅是能耗的降低,更是加热方式的根本改变。

 

再生能源方式由传统的电加热、蒸汽加热等高品位能源转为热水锅炉供应热水(无压力,不需安检认证)、冷凝热等低品位热源,使整个系统运行成本更低。


加热方式的改变



安全无疑整个生产过程的重中之重,为此电池企业严格要求锂电生产车间的温度被稳定控制在较低水平,并对除湿、控温设备的故障率保持近乎“零容忍”的态度。

 

目前,锂电池生产用除湿空调系统多采用传统高温再生除湿转轮,再生温度高达120-140℃,再生加热能耗巨大。Puresci(普沃思)凭借其扎实的行业基础,基于客户痛点与需求,自主研发中温再生除湿空调系统在提供精准控温控湿环境的同时,帮助客户升级再生加热方式。

 

基于热力学、流体力学等科学原理的基础上,Puresci(普沃思)对太阳能蓄热加热、红外加热、电磁感应加热、微波加热、半导体加热等多种加热方式进行大量的应用测试、数据拟合,排除成本过高或者无法结合到中温再生双转轮系统再生加热的选项,最终确定了四种新型再生能源方式。

 

二、四大新型再生能源方式。

 

1、蒸汽减压。

 

在大型或超大型锂电生产工厂,蒸汽使用场景众多,且利用发电厂或市政的蒸汽能源,常规蒸汽压力0.3Mpa~0.5Mpa(温度120~160℃)。

 

中温再生除湿空调可以利用0.3~0.5Mpa的蒸汽进行换热至90℃时,会产生大量冷凝水,容易在热水换热器内产生液击,热水换热器极易损坏,需要专门设计制造防液击换热器,同时需在管路上增加排空措施。

 

据Puresci(普沃思)测试,蒸汽压力0.3Mpa~0.5Mpa(温度120℃)蒸汽换热至90℃时,可节省约30%蒸汽。


蒸汽转变_画板 1(3)


2、燃气热水锅炉

 

该能源方式适用于拥有丰富燃气能源的大型工厂,采用特种铸铝锅炉,使用寿命长。其显热加潜热的双重利用,促使换热效率高,全热效率可达108%。使用过程无级调节,可实现稳定出水温度95-98℃。且燃气热水锅炉没有压力,安装无需审查,经济环保,1t锅炉放热60万大卡,可以供给6台30000风量的机组。


铸铝锅炉



但在燃烧过程中会产生二氧化碳(是燃煤CO2排放量的40%左右),不符合“碳中和”,“碳达峰”理念,部分地区燃气供给成本比较高,使用会受到限制。


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3、热泵热水站

 

适用于缺乏蒸汽与燃气资源的地区或工厂,其系统环保,可利用除湿空调再生排气余热或其他废热作为低温热源用于蒸发侧吸热,高温冷凝侧换热到100~110℃热水,随后热水通过热水换热器与空气换热至90~95℃的热空气,用于中温再生除湿空调的再生加热。


高温热泵热水站


Puresci与比泽尔共同开发高温热泵热水站,综合COP值可达2.57~3,运行安全,维护维修方便简单。

 

需要说明的是,在厂房前期设计中,需要考虑高温热泵热水站的位置(最好在同一层楼),方便施工,维护维修。


高温热泵热水站


4、一对一热泵直膨

 

适用于小型或分散型布置工厂,考虑到其系统复杂,除湿空调机组在建造设计上的问题以及后期的维修维护问题,AHU空间加大,最好设计专门的制冷压缩机空间,方便维护维修。

 

一对一热泵直膨用于中温再生除湿空调系统,不但能解决再生端加热至90℃的问题,也可以解决一部分一级转轮后空气降温问题,为冷水系统节约大量能量。

 

有必要强调的是,一对一热泵直膨的方式是四种加热方式中,能耗成本最低的。但对制造工艺、逻辑控制都有较高的要求。

压缩机图

对于以上四种新型再生能源方式,普沃思(Puresci)经过反复的实验验证、测试分析,得出在同等(124KW)加热量下的理论计算值:

 

一是蒸汽加热方式比电加热节省46%;

二是热水锅炉加热方式比电加热节省60%;比蒸汽加热节省26%;

三是热泵热水站加热方式比电加热节省61%;比蒸汽加热节省28%;

四是压缩机直膨系统加热方式比电加热节省62%,比蒸汽加热节省30%,并且在消耗电的同时可以产生77kw冷量。


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三、携手比泽尔,新型再生能源方式合作落地。

 

为更好的实现新型再生能源方式的利用,Puresci(普沃思)与全球知名的制冷压缩机独立制造商——Bitzer(比泽尔)合作共同研发锂电行业除湿空调系统(热泵与转轮耦合系统)。Puresci(普沃思)自主研发中温再生除湿系统配备Bitzer(比泽尔)压缩机的高温热泵为用户提供高效率、高性能的除湿空调机组。

 

用户不仅可以通过热泵实现能源节约,而且在中温再生系统应用中能获得最佳热回收效果,进一步降低成本。


比泽尔数据


四、中温再生解决系统市场前景广阔。

 

TWh时代来临前夜,锂电产业迈入开启高增长通道。今年前三季度,全国锂电产业总投资金额达8800亿元,其中锂电池投资4600亿元,合计新增锂电池规划产能超1TWH。

 

预计到2025年,行业年复合增长率达45%,发展空间巨大。面对电池产能的大规模扩充,锂电产业链中高能耗的除湿空调系统设备,势必面临着加快向高效率、低能耗的系统转型。

 

作为全球空气处理领域中拥有前沿除湿技术供应商,Puresci(普沃思)自主研发的双转轮中温再生除湿空调系统适用于锂电池产业链各个生产环节,在提高安全和生产效率的同时,助力企业节省成本,降低能耗。

 

中温再生除湿空调系统目前通过理论计算可以为大型锂电池厂节约以亿计算的能耗成本。接下来,Puresci(普沃思)将继续为锂电行业提供安全、高效、可靠、节能、环保的除湿空调解决方案,为锂电池生产降本节能添砖加瓦。


关键词:转轮除湿 锂电除湿 除湿空调 中温再生除湿系统