一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法技术方案

一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，用于粮食烘干作业，在所述控制系统内设有第一换热器；第二换热器；溶液总池与相应管路；温度检测仪；并形成有第一热泵机组、第二热泵机组、第三热泵机组；在送风管道上、新风进风口向新风送风口的方向依次形成预热区、低温区、中温区、及高温区。同时设有无霜作业环节。本发明专利技术的一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，通过上述设置可实现热量梯级循环预热模式及热量梯级循环无霜模式两种控制模式下的热量提供。

【技术实现步骤摘要】
一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法
本专利技术属于粮食烘干
，具体涉及一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法。
技术介绍
近年来，我国粮食烘干机械设备行业获得快速的发展，但整体上还是处于市场比较混乱，产品技术落后，企业创新能力差、研发能力较弱，一次性购置成本偏高等阶段，亟需从政策法规、市场层面、技术层面等，推动烘干机行业持续健康和有序发展。现有的粮食烘干技术有自然风干，晒干、燃烧化学燃料烘干、电加热、红外，微波干燥等，这些技术能耗巨大，污染严重，效率低，安全差，显然，这些旧式的干燥设备不符合当今社会的可持续发展的趋势。寻找一种可替代旧式的干燥设备，且安全、环保、节能的干燥设备显得越发紧迫。随着中国能源消耗的加剧，人均能源利用率已不能满足需求，国家政府对能源利用的宏观调控，热泵设备的节能减排优势已日渐明显。与燃油,燃气锅炉相比,全年平均可节约能源约70％，加上电价的走低和燃料价格的上涨，运行费用低的优点日益突出；热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用环保制冷剂，对臭氧层零污染，是较好的环保型产品；设备全自动控制，无需人员蹲守，节省了人力成本。但是，现在市场上的热泵热风炉处于刚推广阶段，还有许多技术需要创新和突破。目前市场上使用的热泵热风炉仍存在一些问题：1、系统冬季运行时，室外环境温度低，蒸发温度降低，蒸发器表面易结上厚厚的霜层，从而导致机组性能下降，甚至不能正常换热，机组出现故障停机，传统化霜方式需停机或逆向化霜，造成烘干效率低。2、夏季系统运行时，室外环境温度高，使得系统冷凝温度升高，新风经冷凝器换热后，冷凝器内热量并不能完全释放，造成大量热量的浪费，同时降低系统的运行效率，对粮食烘干产生不利影响。3、新风流过相同温度的换热器后，风温很难提高到所需温度。4、系统冬季运行时，由于进风侧的冷凝器进行温度很低，从而冷凝效果好，导致此系统高低压小，机组的循环动力难以保证，机组的运行能效差。同时也会出现此系统蒸发压力低，蒸发侧翅片更容易结霜。5、机组靠出风侧的系统由于出风侧的温度高，最后面的系统冷凝温度高，此系统一直处于高负荷运行状态，压缩机的寿命会大大降低。申请号为：201010209086.0的专利技术申请，公开了一种排管除尘烟回风减压式高温热风炉，燃烧炉的上炉膛上面设有余热回风道，余热回风道连通到上炉膛的内层热风腔室，再经外层热风腔室连通到热风出风口，上炉膛的烟尘腔室经烟尘道口和引风机连通奥烟尘通道，烟尘通道连通到除尘除烟装置，余热回收机构包括设置在除尘除烟装置上的新风进风口，新风进风口经除尘除烟装置中的新风腔室连通到除尘除烟装置中的余热腔室，余热腔室的一侧设有余热出风口，余热出风口上面设有余热送风机，余热送风机连通到余热回风道。申请号为201310603146.0的专利技术申请，公开了一种高效多功能热风炉，包括炉膛、炉膛与烟囱连通，炉膛之外设有保温层，保温层与炉膛之间设有供空气通过的通道，通道下部设有水夹套，通道内设有用于延长空气路径的中层隔板。炉膛顶部与保温层之间还设有加热顶层，加热顶层内还设有用于延长空气路径的顶层隔板。通过水夹套可以在生产热风的同时还生产热水或蒸气，由于配置保温水箱，水循环可以自循环也可以通过水泵循环，水的温度最高为100摄氏度。所以很好的保护了炉体燃烧堆聚区的炉膛侧板不受高温损坏。申请号为201210558824.1的专利技术申请，公开了一种新型全钢结构直燃夹套式热风炉，由炉体外壳、安装法兰、定位套圈、燃烧筒、圆盆形底盘、圆锥形混合筒、安装套筒、冷风换热夹套、保温层、冷风进风口、燃烧装置、冷风供风装置、自动控制系统组成。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，其技术方案具体如下：一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，用于粮食烘干作业，其特征在于：在所述控制系统内设有第一换热器(4-2)；第二换热器(5-2)；溶液总池(7-12)与相应管路；温度检测仪；由依次连接的第一压缩机(1-1)、第一冷凝器(1-2)、第一节流器(1-3)、第一蒸发器(1-4)及第一气液分离器(1-5)构成的第一热泵机组；由依次连接的第二压缩机(2-1)、第二冷凝器(2-2)、第二节流器(2-3)、第二蒸发器(2-4)及第二气液分离器(2-5)构成的第二热泵机组；由依次连接的第三压缩机(3-1)、第三冷凝器(3-2)、第三节流器(3-3)、第三蒸发器(3-4)及第三气液分离器(3-5)构成的第三热泵机组；在送风管道上、新风进风口向新风送风口的方向依次设置第一换热器、第三冷凝器、第二冷凝器、第一冷凝器及第二换热器，形成由第一换热器构成的预热区、由第三冷凝器构成的低温区、由第二冷凝器构成的中温区、由第一冷凝器与第二换热器共同构成的高温区；根据上述的控制方法，具体包括如下步骤：S1：当温度检测仪检测到外界温度大于等于5℃时，启动热量梯级循环预热模式，形成由预热区、低温区、中温区及高温区依次构成的预热式梯级热量供应；S2：当温度检测仪检测到外界温度小于5℃时，启动热量梯级循环无霜模式，形成由无霜作业、低温区、中温区及高温区依次构成的无霜式梯级热量供应。根据本专利技术的一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述的热量梯级循环预热模式，具体通过如下步骤实现：S11：开启第一压缩机(1-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第一冷凝器(1-2)内进行热交换，以此形成高温区的第一换热区；热交换后的冷媒经由管路送入第一换热器(4-2)中进行热交换，以此形成预热区；热交换后的冷媒经由管路送入第一节流器(1-3)；S12：开启第二压缩机(2-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第二冷凝器(2-2)内进行热交换，以此形成中温区；换热后的冷媒经由管路送入第二节流器(2-3)；S13：开启第三压缩机(3-1)工作，将制成的高温高压的冷媒通入第二换热器(5-2)内进行热交换，以此形成高温区的第二换热区；S14：将第二换热器(5-2)内完成热交换作业的冷媒经由管路送入第三冷凝器(3-2)中进行热交换，以此形成低温区。根据本专利技术的一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，其特征在于：步骤S2中，所述的热量梯级循环无霜模式，具体通过如下步骤实现：S21：开启第三压缩机(3-1)工作，将制成的高温高压的冷媒通入第二换热器(5-2)内进行热交换，以此形成高温区的第二换热区；S22：将第二换热器(5-2)内完成热交换作业的冷媒经由管路送入第三冷凝器(3-2)中进行热交换，以此形成低温区；S23：开启第二压缩机(2-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第二冷凝器(2-2)内进行热交换，以此形成中温区；换热后的冷媒经由管路送入第二节流器(2-3)；S24：开启第一压缩机(1-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第一冷凝器(1-2)内进行热交换，以此形成高温区的第一换热区；热交换后的冷媒经由管路送入第一节流器(1-3)；S25：将溶液总池(7-12)内的浓溶液通过管路分别输送至第一蒸发器(1-4)、第二蒸发器(2-4)及第三蒸发器(3-4)的相应喷淋端，完成无霜作业。根据本专利技术的一种无霜、多变量耦合型热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，用于粮食烘干作业，其特征在于：在所述控制系统内设有第一换热器(4‑2)；第二换热器(5‑2)；溶液总池(7‑12)与相应管路；温度检测仪；由依次连接的第一压缩机(1‑1)、第一冷凝器(1‑2)、第一节流器(1‑3)、第一蒸发器(1‑4)及第一气液分离器(1‑5)构成的第一热泵机组；由依次连接的第二压缩机(2‑1)、第二冷凝器(2‑2)、第二节流器(2‑3)、第二蒸发器(2‑4)及第二气液分离器(2‑5)构成的第二热泵机组；由依次连接的第三压缩机(3‑1)、第三冷凝器(3‑2)、第三节流器(3‑3)、第三蒸发器(3‑4)及第三气液分离器(3‑5)构成的第三热泵机组；在送风管道上、新风进风口向新风送风口的方向依次设置第一换热器、第三冷凝器、第二冷凝器、第一冷凝器及第二换热器，形成由第一换热器构成的预热区、由第三冷凝器构成的低温区、由第二冷凝器构成的中温区、由第一冷凝器与第二换热器共同构成的高温区；根据上述的控制方法，具体包括如下步骤：S1：当温度检测仪检测到外界温度大于等于5℃时，启动热量梯级循环预热模式，形成由预热区、低温区、中温区及高温区依次构成的预热式梯级热量供应；S2：当温度检测仪检测到外界温度小于5℃时，启动热量梯级循环无霜模式，形成由无霜作业、低温区、中温区及高温区依次构成的无霜式梯级热量供应。...

【技术特征摘要】
1.一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，用于粮食烘干作业，其特征在于：在所述控制系统内设有第一换热器(4-2)；第二换热器(5-2)；溶液总池(7-12)与相应管路；温度检测仪；由依次连接的第一压缩机(1-1)、第一冷凝器(1-2)、第一节流器(1-3)、第一蒸发器(1-4)及第一气液分离器(1-5)构成的第一热泵机组；由依次连接的第二压缩机(2-1)、第二冷凝器(2-2)、第二节流器(2-3)、第二蒸发器(2-4)及第二气液分离器(2-5)构成的第二热泵机组；由依次连接的第三压缩机(3-1)、第三冷凝器(3-2)、第三节流器(3-3)、第三蒸发器(3-4)及第三气液分离器(3-5)构成的第三热泵机组；在送风管道上、新风进风口向新风送风口的方向依次设置第一换热器、第三冷凝器、第二冷凝器、第一冷凝器及第二换热器，形成由第一换热器构成的预热区、由第三冷凝器构成的低温区、由第二冷凝器构成的中温区、由第一冷凝器与第二换热器共同构成的高温区；根据上述的控制方法，具体包括如下步骤：S1：当温度检测仪检测到外界温度大于等于5℃时，启动热量梯级循环预热模式，形成由预热区、低温区、中温区及高温区依次构成的预热式梯级热量供应；S2：当温度检测仪检测到外界温度小于5℃时，启动热量梯级循环无霜模式，形成由无霜作业、低温区、中温区及高温区依次构成的无霜式梯级热量供应。2.根据权利要求1所述的一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述的热量梯级循环预热模式，具体通过如下步骤实现：S11：开启第一压缩机(1-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第一冷凝器(1-2)内进行热交换，以此形成高温区的第一换热区；热交换后的冷媒经由管路送入第一换热器(4-2)中进行热交换，以此形成预热区；热交换后的冷媒经由管路送入第一节流器(1-3)；S12：开启第二压缩机(2-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第二冷凝器(2-2)内进行热交换，以此形成中温区；换热后的冷媒经由管路送入第二节流器(2-3)；S13：开启第三压缩机(3-1)工作，将制成的高温高压的冷媒通入第二换热器(5-2)内进行热交换，以此形成高温区的第二换热区；S14：将第二换热器(5-2)内完成热交换作业的冷媒经由管路送入第三冷凝器(3-2)中进行热交换，以此形成低温区。3.根据权利要求1所述的一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法，其特征在于：步骤S2中，所述的热量梯级循环无霜模式，具体通过如下步骤实现：S21：开启第三压缩机(3-1)工作，将制成的高温高压的冷媒通入第二换热器(5-2)内进行热交换，以此形成高温区的第二换热区；S22：将第二换热器(5-2)内完成热交换作业的冷媒经由管路送入第三冷凝器(3-2)中进行热交换，以此形成低温区；S23：开启第二压缩机(2-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第二冷凝器(2-2)内进行热交换，以此形成中温区；换热后的冷媒经由管路送入第二节流器(2-3)；S24：开启第一压缩机(1-1)工作，将制成的高温高压冷媒通入第一冷凝器(1-2)内进行热交换，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，马晓洁，王颖，王天舒，杨奕，
申请(专利权)人：江苏天舒电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32