發(fā)展新能源汽車(chē)作為交通運輸行業(yè)重要的減碳舉措，在綠色經(jīng)濟和“雙碳”目標的雙重推動(dòng)下，迎來(lái)了新的發(fā)展機遇，各大車(chē)企紛紛入局新能源，由此也推動(dòng)著(zhù)鋰電池技術(shù)不斷更新迭代，中國鋰電池行業(yè)已步入了高質(zhì)量發(fā)展的新階段。
新能源技術(shù)的引入的確能幫助用戶(hù)端實(shí)現綠色低碳，那么，在生產(chǎn)環(huán)節呢？
制備高性能的鋰電池需要對環(huán)境濕度進(jìn)行嚴格控制，目前業(yè)界的主流做法是通過(guò)轉輪吸附除濕來(lái)實(shí)現。轉輪除濕均配有再生加熱器，并且為了保證除濕效果，轉輪的再生溫度需要保持在110~140℃。
由此，鋰電池行業(yè)企業(yè)就面臨著(zhù)2大亟待解決的痛點(diǎn)：
? 系統運行時(shí)消耗大量的能源用于再生，勢必增加企業(yè)生產(chǎn)制造的成本。
? 轉輪再生側排風(fēng)排出的高溫高濕的空氣，如果直接排放到環(huán)境中，會(huì )造成能源浪費。
有沒(méi)有合適的解決辦法？
聽(tīng)小艾細細道來(lái)！
這次，小艾帶大家來(lái)探訪(fǎng)一處位于湖南長(cháng)沙的某鋰電池干燥間項目。該項目作為新興技術(shù)的應用試點(diǎn)，采用的是空氣源熱泵技術(shù)與轉輪除濕系統相結合的方式，以實(shí)現能源高效利用及低碳節能的目標。
但是，項目一開(kāi)始就面臨著(zhù)5大挑戰：
高溫挑戰
轉輪除濕系統的再生溫度需要保持在110~140℃，而常規熱泵的冷凝溫度最高為70~80℃。
需要更高冷凝溫度的熱泵系統才能在轉輪除濕系統中正常應用。
工藝挑戰
當環(huán)境溫度低于15℃，制冷劑系統停機之后的壓力可能會(huì )低于大氣壓力，如果連管焊接不良，空氣就會(huì )進(jìn)入到系統中導致壓縮機潤滑油酸化，壓縮機會(huì )因潤滑系統故障導致燒機。
機組對焊接工藝的要求高于常規熱泵系統且須考慮系統負壓密封。
節能挑戰
項目要求在保證設備常年穩定運行的前提下，盡可能降低機組運行能耗，傳統節能方案最多節能10%，這對于一個(gè)新興技術(shù)的試點(diǎn)項目來(lái)說(shuō)顯然是不夠的。
能夠達到更為顯著(zhù)的節能效果，至少節能20%。
風(fēng)險控制挑戰
熱泵系統的蒸發(fā)器和冷凝器位于轉輪除濕系統再生側的高溫環(huán)境中，熱泵系統停機后，其中的制冷劑會(huì )遷移至壓縮機和氣液分離器中，再次啟動(dòng)時(shí)，會(huì )有回液和吸壓過(guò)低的風(fēng)險。
需要熱泵系統能夠防止制冷劑回流積存，降低相關(guān)風(fēng)險。
系統穩定挑戰
全年轉輪除濕機處理的濕負荷變化很大，熱泵機組的工況變化劇烈。
成熟可靠的控制邏輯是項目成功的關(guān)鍵。
艾家超高溫熱泵整體解決方案
無(wú)懼挑戰，直擊痛點(diǎn)
針對項目應用中的痛點(diǎn)和挑戰，艾默生整體解決方案與應用團隊與我們的合作伙伴瀚潤特環(huán)保設備（江蘇）有限公司團隊通力合作，克服重重技術(shù)難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗室測試，創(chuàng )新性地將艾默生的超高溫熱泵整體解決方案成功應用于轉輪除濕系統中！
艾默生超高溫熱泵整體解決方案
在大量實(shí)驗數據的基礎上，摸索出了一套成熟可靠的控制邏輯，既滿(mǎn)足嚴苛的工藝要求，又保障了壓縮機和閥件可靠穩定的運行，同時(shí)在壓縮機底部及氣液分離器底部布置電加熱帶以控制回液風(fēng)險，使熱泵技術(shù)在轉輪除濕系統中應用成為可能。
創(chuàng )新性的行業(yè)成功應用
高效節能&極具推廣價(jià)值
項目于2021年7月安裝并投入使用，經(jīng)過(guò)長(cháng)期的項目運行和數據監測，對比純電加熱方案，采用艾默生超高溫熱泵解決方案后，一級轉輪能耗降低38%，整套轉輪設備能耗降低22%，整體碳排放量減少38%左右，節能減排效果顯著(zhù)，項目投入使用一年多來(lái)，始終運行良好。
滿(mǎn)足嚴苛技術(shù)要求，實(shí)現高效節能
項目中采用的谷輪?渦旋超高溫熱泵壓縮機ZW650HUH-TEP，最高冷凝溫度可達135℃，排氣溫度限制為145℃，滿(mǎn)足轉輪除濕系統應用要求。同時(shí)，壓縮機所配備的噴氣增焓功能，一方面能夠增加系統的制熱量，另一方面還可以通過(guò)經(jīng)濟器換熱來(lái)提高熱泵系統能效，從而更加節能高效。
節能減排效果顯著(zhù)，不對環(huán)境造成影響
采用超高溫熱泵系統后：
? 對比純電加熱方案，一級轉輪節省能耗達27.2kW，能耗降低38%，整套轉輪設備能耗降低22%。后續如在類(lèi)似設備二級轉輪上也采用超高溫熱泵技術(shù)，節能效果將顯著(zhù)提高至少30%以上。
? 一級轉輪再生電加熱及熱泵碳排放量減少了14kgCO?/h，減少碳排放38%左右，減排效果明顯。
? 再生排風(fēng)空氣中的水分在蒸發(fā)器側即結露變水，經(jīng)冷凝水排水口排出，并且溫度降低到22℃左右常溫，不對環(huán)境造成溫升和濕度影響。
創(chuàng )新技術(shù)成功應用，具備行業(yè)推廣價(jià)值
艾默生的超高溫熱泵技術(shù)在轉輪除濕系統中獲得了創(chuàng )新性的成功應用，其安裝和運行經(jīng)驗為未來(lái)的鋰電池生產(chǎn)除濕項目提供了寶貴的經(jīng)驗，不僅滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，也幫助鋰電池生產(chǎn)企業(yè)更好地實(shí)現節能增效，踐行“雙碳”目標。
行業(yè)的低碳綠色發(fā)展需要創(chuàng )新的技術(shù)和大膽的嘗試，更需要行業(yè)上下游企業(yè)間的共同協(xié)作。艾默生將繼續憑借豐富的實(shí)驗室資源與先進(jìn)的技術(shù)，助力相關(guān)行業(yè)挖掘更具價(jià)值的應用可能，實(shí)現可持續發(fā)展。
