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1、冷却除湿和转轮除湿在某锂电池厂房的综合运用摘要：分析了某锂电池厂房湿度不达标的原因，发现主要原因不是除湿机组能 力不足，而是厂房布局、工程安装及使用习惯等因素导致。根据该厂房的实际运 行情况，提出冷却除湿和转轮除湿综合运用的除湿改造方案，详细阐述了除湿机 组的选型计算、风系统的改造方案及除湿系统运行方案。关键词：锂电池厂房；湿度超标；转轮除湿；正压维持；湿度处理 引言 目前，常规的空气除湿主要有四种方式，通风除湿、冷却除湿、液体吸湿剂 除湿和固体吸附剂除湿。在空调除湿系统中，冷却除湿和固体吸附剂除湿是主要 手段。冷却除湿系统主要应用于湿度要求不是很高（RH45%）的工况下，除湿效 果比较好，性
2、能稳定且能耗也比较低。但在生产环境对湿度要求较高（RHV45%） 的地方，采用冷却除湿不仅不经济，有时很难达到要求。转轮除湿系统不受空气 露点影响，且除湿量大，特别适用于低湿条件下。经转轮除湿系统处理后的空气 露点可以达到零下温度，甚至可以降至-60C的超低湿露点，相对湿度可达到1% 以下，绝对含水量0.01g/kg干空气。由于转轮除湿机进口空气温度和相对湿度需要满足一定的要求，其除湿性能 才能更好地发挥，而且经转轮除湿机处理后的空气温度会上升。因此，在转轮除 湿机前后必须配置前级冷冻除湿和后级制冷系统，组成组合式转轮除湿系统。组 合式转轮除湿系统广泛应用于军工、民爆、锂电、化纤、医药、食品、
3、玻璃、仓 储等常温低湿环境或低湿工艺中。1 湿度在锂电池行业中的要求 锂离子电池的材料构成主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜及包装材料组成。经过调研分析，锂离子电池的工艺流程大体上是一致的，主要包括涂布、 卷绕、注液、化成等工序，在个别工序上略有差异。锂电池生产车间对洁净度要 求不高，洁净度等级达到 10万级，基本满足生产工艺要求。湿度控制是锂电池 厂房的生命保证线，为确保对湿度的控制，锂电池项目多采用转轮除湿。2 某锂电池厂房存在的问题及原因分析2.1 问题背景 河北某项目锂电池厂房为低湿度要求的工业厂房，其主要工艺车间环境温、 湿度主要有两种：1）正负极生产间、装配间等，温度要求为25
4、2C，相对湿度 要求小于30%； 2）注液拔钉间，温度要求为222C，相对湿度要求小于1%。当 湿度超标时，会直接影响锂电池产品的不良率，严重可能导致车间停产，电池产 品报废。该厂房所有的空调除湿系统全部采用格力组合式除湿机组，根据现场使用情 况反馈，该厂房湿度超标，投诉机组除湿能力不足。2.2 原因分析2.2.1 机组系统方案及除湿能力校核以AHU-5-1系统为例：该车间为底涂搅拌区，面积780m2，人数20，车间温 度要求25C，相对湿度要求：20%。选用格力组合式除湿机组GZK2416，风量: 27000m3/h，静压：530pa；气象参数：1、夏季：干球温度：33.2C ；相对湿度：6
5、0%；焓值：83kj/kg；绝对含湿量：19.1g/kg2 、冬季干球温度：-11c ；相对湿度：59%；焓值：-8.97kj/kg；绝对含湿量：0.86g/kg由于工艺的特殊要求，生产工艺过程中会产生相当大的散湿量，同时又要求 保持车间内较低的相对湿度。因此空调系统主要采用了冷冻除湿加转轮除湿的系 统方案。机组大样图如下：空气处理过程：WTL：降温除湿N+LTC：新回风混合CTD：除湿机去湿升温DTO:等湿降温，状态点0延E线升温至室内状态点 各状态点状态参数汇总：湿负荷的计算： 室内湿负荷主要由新风湿负荷、人员散湿及机器设备的散湿构成。根据工作 区域的实际情况，室内为正压，除工作人员外，室
6、内无其他散湿源，因此，室内 湿负荷主要来自室内人员，车间工作人员按中等劳动强度来计算散湿量。中等劳动强度，成年男子在25C的散湿量为227g/h,该车间约20人，故该车间的湿负荷为： 227*20/1000=4.54Kg/h。除湿能力校核：以房间工况为基准计算，干燥处理后的空气质量流量M (kg/h)，含湿量 d1 (g/kg)，房间稳定工况厶d2 (g/kg)，湿负荷Dq (g/h)。组合式空调机组所需除湿能力：M* ( d2-A d1)Dq。从上述空气处理过程中各点参数可以看出，经过转轮处理的干空气风量为10000m3/h绝对含湿量为1.9g/kg，房间稳态空气绝对含湿量为3.5g/kg，
7、则组合 式空调机组的除湿能为：10000X1.2X (3.5-1.9) /1000=19.2kg/h 车间负荷 5.2Kg/h由此可见，组合式空调机组设计的除湿能力远大于室内设计湿负荷。因此， 车间湿度不达标问题可排除机组设计能力不足的影响。2.2.2 工程情况分析 使用情况： 通过现场调查客户使用习惯发现，由于部分车间热负荷较大，工作期间，房间温度均设置为20C，均远低于设计值(25C)，造成个别车间相对湿度偏高。 厂房情况：1、通过核对原暖通设计图纸，发现部分车间实际设计与原设计不符，如：原 设计方案2个车间墙壁共3个孔洞，但时间实际工程中孔洞共有9个，导致室内 风量不足，无法维持正压，湿
8、度超标。2、两车间共用一台除湿机，而房间内回风口均无风量调节阀，导致两房间回 风风量不均，偏离设计值，室内正压无法控制，造成湿度超标。 风管情况：1、风管阻力平衡问题现场调试时发现：正极搅拌车间 AHU-1-12 机组运行参数余量较小，参数波 动相对较大，如在恶劣工况(如雨季)可能存在湿度超标问题，通过排查发现： 回风管（一次回风与二次回风共用管道）阻力平衡难以保证，虽风管上设置了风 量调节阀，但阀门调节量无法满足系统水力平衡，导致一次回风存在短路现象。2 、风管漏风问题通过测试机组进、出风口风量，发现两处测试风量相差不到 2%，说明机组漏 风率合格。通过现场测试各车间送风口风量，发现个别车间
9、风量严重不足，个别 系统风量不到设计风量的 80%，因此，判定送风管漏风严重。综上，厂房湿度不达标的主要原因为工程安装不当造成，需重点进行整改。3 项目改造技术措施根据上述原因分析，确定整改思路如下：3.1 确保室内维持正压，避免室内负荷受外界环境影响对比暖通设计图纸，核查各个厂房工艺孔洞、工艺排风是否与设计相符，对 于不符合项，如造成室内无法维持正压，需要求工程上进行整改，确保室内保持 正压。对于共用回风管路系统的多个车间，需在各房间支路回风管上增加风量调节 阀，确保回风风量可调，避免回风管短路，造成个别房间回风量过大，正压无法 维持。3.2 确保足够的除湿风量，使其满足设计要求 由上述机组
10、能力校核过程可以看出，系统除湿效果由组合式空调机组本身提 供的干燥空气及送入房间的干燥风量决定。确保经过转轮处理的干空气流量符合设计值，而经过转轮的处理风量主要由 新风+一次回风组成，通过现场测试发现，部分车间一、二次回风存在短路现象， 导致一次回风减少，造成经过转轮的除湿风量降低。因此，对于经过转轮风量不 足的机组，需重点调节一、二次回风风量，如调节余量不足，需对风管系统进行 整改，确保足够的一次回风量，避免一次回风短路。核实各系统送风口的总风量是否与机组出风口风量相符，对于负偏差大于 5% 的系统，需进行风管漏风率检测，对风管系统漏点进行整改，确保风管漏风率控 制在 5%以内。3.3 用户
11、使用规范为客户机房管理人员提供各系统机组使用规范，车间内温湿度严格按照工艺 设计需求进行设定，避免车间温度设置过低，造成相对湿度偏高的现象。根据实际使用情况，合理地设置过滤器压差报警值，并根据提示及时清洗机 组过滤系统，确保过滤器得到及时维护，避免系统风量因管网阻力增大而衰减过 大。4 项目改造结果该项目所有空调系统经过上述整改后，整改效果明显。各房间系统湿度均已 达标，系统稳定运行，截止日前整个厂房的空调除湿系统自整改调试完成后，已 连续正常运行 1 年多，湿度超标问题彻底解决，即使在雨季，厂房内温度都能达 到工艺要求。5 结语转轮除湿系统在不同运行环境下，其性能差异很大，尤其是工程施工的合理 配置，才能使系统正常运转。随着近年工业厂房的不断增多，各种车间的要求也 越来越多，转轮除湿应用的范围也越来越大，如制药、化纤、电子、纺织、食品 化工等领域，对于不同领域除湿系统设计，在除湿系统如此灵活多变的情况下， 暖通设计者要认真分析，为业主提供合理、经济的系统方案。参考文献：1 江亿.GB 50019- 2003，采暖通风与空气调节设计规范S.2OO3.2 陆耀庆.实用供热空调设计手册第二版M.北京：中国建筑工业出版社， 2008.贾春霞，吴静怡，代彦军.复合干燥剂转轮性能测试及其应用J.上海交通大 学学报， 2006， 40（8）： 1283-1286.
