一种用于锂电生产的除湿机节能控制系统的制作方法

本发明涉及除湿机控制领域，更具体地说，涉及一种用于锂电生产的除湿机节能控制系统。

背景技术：

1、在锂电池生产加工过程，需要使生产车间保持一个适宜且稳定的低湿度环境，以及持续不断的新风，来确保电池生产工艺的顺利进行，保证生产的安全性，这需要有合适的除湿机。

2、现阶段锂电生产车间多数使用冷却除湿机或者转轮除湿机来为锂电生产过程提供低湿环境。公开号cn109668252a专利公开了一种低露点双转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，系统包括本地服务器、交换机、转换器以及双转轮除湿机采集控制器，所述服务器通过交换机、转换器与双转轮除湿机采集控制器连接，所述双转轮除湿机采集控制器连接传感器模块和调节模块，该系统通过前表冷与中表冷的制冷除湿功能与双转轮除湿配合，搭配控制器实现对不同温度新风控制露点实现除湿后出风露点温度稳定的功能；公开号cn116123669a专利公开了一种转轮除湿系统智能优化节能控制方法，具体公开了建立转轮除湿系统数值模型的过程，主要包括设定初始条件、边界条件以及能耗模型以计算总能耗，并结合出口空气含湿量确定目标函数，通过运用寻优算法对这些待优化参数进行优化求解，得到优化参数值，进而调整转轮除湿系统的相关设备，并采用循环寻优的方式实时调整设备运行状态以达到最优性能。

3、使用制冷除湿与转轮除湿方式结合进行除湿，并应用两级转轮能够显著提高除湿效率，结合控制系统建立能耗模型对各级设备实时控制功率，实现功耗的动态控制，能够实现除湿系统整体的节能控制。但制冷除湿不适用于低温环境，新风温度较低时，制冷除湿机除湿效率急剧减少，此时将增大无效能耗；转轮除湿机再生回风加热过程需要消耗较多能源，锂电生产车间也需要长期维持低湿环境，这一过程也需要考虑能耗的降低。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于锂电生产的除湿机节能控制系统，结合使用制冷除湿和两级转轮除湿，通过对各节点的温湿度变化进行同步检测，从而进行协同控制优化，可根据新风温度选择制冷器的使用与否，同时将系统中的发热部件的废热也能通过相变储热器进行回收和转移至热量需求部件使用，以此大幅度降低电耗和能源浪费，降低转轮除湿机“再生”转轮的蒸汽消耗量，降低整体运营成本。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种用于锂电生产的除湿机节能控制系统，包括新风管路、回风管路、控制器、一级转轮与二级转轮，所述新风管路左侧依次连接有初效过滤器、第一电控三通气阀、第二电控三通气阀与第一送气风机，所述第一电控三通气阀与第二电控三通气阀之间并联有第一制冷组件和第一旁通管路，所述第一送气风机通过新风管路连接至一级转轮除湿区域左侧，所述一级转轮除湿区域右侧通过新风管路连接有中效过滤器、第三电控三通气阀、第四电控三通气阀与第二送气风机，所述第三电控三通气阀与第四电控三通气阀之间并联有第二制冷组件和第二旁通管路，所述第二送气风机连接至二级转轮除湿区域左侧；

4、所述二级转轮再生区域右侧通过回风管路连接有主加热器，所述二级转轮再生区域左侧连接有第一回气风机、辅加热器，辅加热器通过回风管路连接于一级转轮再生区域的右侧，所述一级转轮再生区域左侧连接有第二回气风机；

5、所述第一制冷组件压缩机部件外侧、第二制冷组件压缩机部件外侧、一级转轮再生区域外围与二级转轮再生区域外围均包裹有相变储热器吸热管，相变储热器放热管外接于主加热器与辅加热器，主加热器与辅加热器热量来源于自身发热及相变储热器热量释放，通过相变储热器对除湿机内部制冷过程的发热部件产生的废热以及转轮再生过程用热区域未使用的热量进行收集并转移至主加热器与辅加热器处，以减少电加热过程的用电量，实现节能效果；

6、所述一级转轮再生区域外围与二级转轮再生区域外围均包裹有相变储热器吸热管；

7、所述新风管路上初效过滤器左侧、一级转轮除湿区域左侧、一级转轮除湿区域右侧、二级转轮除湿区域左侧、二级转轮除湿区域右侧、二级转轮再生区域右侧以及第一回气风机右侧均设置有传感器；

8、所述传感器均连接于控制器，所述控制器并联有第一电控三通气阀、第二电控三通气阀、第三电控三通气阀、第四电控三通气阀、一级转轮、二级转轮以及相变储热器；

9、所述控制器包含控制单元，所述控制单元通过电路并联有第一获取单元、第一传输单元、第一计算单元、切换单元a、切换单元b、切换单元c以及切换单元d，所述切换单元a、切换单元b、切换单元c以及切换单元d通过电路分别与第一电控三通气阀、第二电控三通气阀、第三电控三通气阀以及第四电控三通气阀电连接，控制器通过比较新风进风温度t与第一制冷组件与第二制冷组件的露点温度t的大小，可提供切换信号同步控制新风管路接通至第一制冷组件与第二制冷组件所在管路，或者接通至第一旁通管路与第二旁通管路所在管路：当t＞t时，保持第一电控三通气阀、第二电控三通气阀、第三电控三通气阀以及第四电控三通气阀接通至第一制冷组件与第二制冷组件所在通路，保证除湿效率；当t≤t时，则将第一电控三通气阀、第二电控三通气阀、第三电控三通气阀以及第四电控三通气阀切换至第一旁通管路与第二旁通管路所在管路，避免冷冻环境下制冷除湿效率大幅降低产生的不必要的功耗；

10、所述控制单元还并联有第二获取单元、第二传输单元、第二计算单元、调节单元a、调节单元b以及调节单元c，调节单元a、调节单元b以及调节单元c通过电路分别与一级转轮、二级转轮以及相变储热器电连接，可同步控制一级转轮、二级转轮的转速以及相变储热器对主加热器、辅加热器的供热量，使得在保证除湿效果的前提下能够降低除湿机整体功耗。

11、进一步的，所述初效过滤器左侧为新风管路前侧，此处为潮湿新风进风口；所述二级转轮除湿区域右侧为新风管路后侧，此处为干燥新风出风口；所述二级转轮再生区域右侧为回风管路前侧，此处为干燥回风进风口；所述第二回气风机左侧为回风管路后侧，此处为潮湿回风出风口。

12、进一步的，所述一级转轮再生区域外围以及二级转轮再生区域外围均裹附有保温隔热套，所述包裹于一级转轮再生区域外围与二级转轮再生区域外围均包裹的相变储热器吸热管同时也被保温隔热套裹附。

13、进一步的，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器和露点传感器。

14、进一步的，所述二级转轮除湿区域右侧通过新风管路连接有控温风道，所述控温风道右侧为干燥新风出风口。

15、进一步的，所述控温风道连接于控制器，所述控温风道还并联于第一电控三通气阀、第二电控三通气阀、第三电控三通气阀、第四电控三通气阀、一级转轮、二级转轮及相变储热器。

16、进一步的，所述控制器控制单元还并联有第三获取单元、第三传输单元、第三计算单元以及调节单元d，所述调节单元d通过电路与控温风道。

17、进一步的，所述第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元、第一传输单元、第二传输单元、第三传输单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、切换单元a、切换单元b、切换单元c、切换单元d、调节单元a、调节单元b、调节单元c、调节单元d和控制单元均位于控制器的内部。

18、进一步的，所述除湿机节能控制系统的操作方法包括如下步骤：

19、s1、通过传感器获取各个设备节点的空气状态，包括温度、湿度、露点温度等；

20、s2、根据获取的空气状态，确定除湿机而进风温湿度处于设定的温湿度范围内；

21、s3、当获取的空气状态发生变化，超出设定的范围后，控制器根据除湿机的功率参数进行计算，形成温度控制数据、温度设定区间数值、湿度控制数据和湿度设定区间数值；

22、s4、根据温度设定区间数值，确定除湿机新风进风温度是否低于制冷组件露点温度，以确定制冷组件的通断：若新风进风温度低于制冷组件露点温度，则控制器控制四个电控三通气阀将新风管路接通至两个旁通管路，同时将两个制冷组件关闭；若新风进风温度高于制冷组件露点温度，则控制器控制四个电控三通气阀将新风管路接通至两个制冷组件，同时将两个制冷组件打开；

23、s5、根据湿度设定区间数值，确定除湿机新风进风湿度是否处于设定的湿度范围内，以确定一级转轮和二级转轮的运行档位，控制回气风机和送气风机的速率，同时控制相变储热器对主加热器以及辅加热器的热量供给；

24、s6、根据回气状态和送气状态的温湿度差异值，对除湿机功率进行调控，在保证足够的除湿功能条件下，降低除湿机运行的功率，实现节能控制。

25、进一步的，所述除湿机节能控制系统的操作方法还包括如下步骤：

26、s7、根据获取的二级转轮除湿区出风温度以及实时车间生产适宜温度，控制器计算出新风出风温度控制数据，控制控温风道的输出温度，以保证新风出风温度为当前锂电池生产工艺适宜温度。

27、通过对第一制冷组件和第二制冷组件的通断控制，可以在车间外新风环境处于较低温度（如冬季环境）时，能使得除湿效率低下的制冷组件停止工作，以综合性减少对应极端环境下除湿机的能耗。

28、通过相变储热器可对工作状态下的制冷组件内包含的压缩机产生的热量以及一级转轮、二级转轮再生过程的多余热量进行收集，同时控制器可根据实时的温湿度数据控制相变储热器对主加热器、辅加热器的热量补充进行动态控制，以适应不同温湿度下除湿机保持最佳除湿效果的最低功率。

29、同时控制器可根据二级转轮出风温度，以及锂电生产车间当前工艺所需适宜温度的差值，控制新风管道右侧的新风出风口温度，以避免除湿过程结束后供给至锂电生产车间内的干燥新风温度不达标。

30、相比于现有技术，本发明的优点在于：

31、（1）本方案通过对各节点的温湿度变化进行同步检测，控制两级转轮前的制冷组件与旁通管路的通断，保证低温环境下除湿机系统的正常运行，减少低温环境下低效率的制冷组件能够暂停工作，减少不必要的能耗；

32、（2）控制器动态调整除湿转轮以及送气风机功率同时，可对相变储热器内供给至再生回风加热过程的辅助放热进行动态调控，同时相变储热器可对制冷组件工作过程压缩机和转轮再生区域的大量废热进行收集利用，减少除湿机内部的热量损耗；

33、（3）通过控制器对二级转轮后的干燥新风出风口位置设置的控温风道温度的动态控制，可使得除湿机对锂电生产车间释放的干燥新风温度时刻保持在符合当前锂电生产工艺下的稳定值，保证锂电生产过程的稳定性和安全性。