基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置，由控制器（Ⅰ）、制热箱（Ⅱ）、除湿箱（Ⅲ）组成，制热箱（Ⅱ）包括加热室和热泵机组室两个独立空间，除湿箱（Ⅲ）内部中间集成有由全热交换器（3‑1）、除湿风机（3‑2）、蒸发器（3‑3）组成的换热除湿室及其四周的多个电动风门、风道，控制器（Ⅰ）固定于加热除湿装置外侧且与其内部电气设备、密集烤房内温湿度传感器有电连接，根据烟叶烘烤的供热、除湿需求，由控制器内以烘烤工艺曲线为基础的嵌入算法程序实现烘烤智能控制。本发明专利技术的有益效果是：采用气流循环的热泵机组作为供热、除湿装置，可减少能源损耗和烘烤周期，提高烟叶成品率，降低烘烤成本。

Heating and dehumidification device based on air circulation control in intensive baking room

The invention discloses a heating and dehumidification device for a dense baking room based on the air circulation control, which is composed of a controller (I), a heating box (II) and a dehumidification box (III). The heating box (II) comprises two independent spaces of a heating room and a heat pump unit room. The dehumidification box (III) is internally and centrally integrated with a total heat exchanger (3 \u2011 1), a dehumidification fan (3 \u2011 2) and an evaporator (3 \u2011 3 The controller (I) is fixed on the outside of the heating and dehumidification device and connected with the internal electrical equipment and the temperature and humidity sensor in the intensive baking room. According to the heating and dehumidification requirements of tobacco baking, the intelligent baking control is realized by the embedded algorithm program based on the baking process curve in the controller. The invention has the advantages that the heat pump unit with air circulation is used as the heating and dehumidification device, which can reduce the energy consumption and baking cycle, improve the yield of tobacco leaves and reduce the baking cost.

【技术实现步骤摘要】
基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置
本专利技术属于烟叶烘烤装置，尤其是一种采用气流循环控制的密集烤房加热除湿装置。
技术介绍
密集型烤房因采用强制通风循环系统，与普通烤房相比，密集烤房装烟量增大、省时、省工，且烤后烟叶品质优良，因而在国内外烟叶烘烤中均得到了一定的推广应用。进入21世纪后，随着科学技术的发展，对密集烤房以及密集烤房相关设备和烘烤技术的研究，己成为该领域研究学者的主要方向。烟叶烘烤所要求的时间一般为6~10天，因此烘烤过程中必须有足够的热量供给。国内现有密集烤房主要为燃煤型烤房，即以燃煤作为供热源，通过燃煤炉加热换热器间接的加热用于烟叶烘烤的空气。据研究表明，使用燃煤型标准烤房烘烤烟叶，每获得1kg干烟叶需消耗燃煤约为2.2~2.3kg，结合我国各地的烟叶含水量（80%~90%）和煤的低基位发热量（20809kJ/kg）量以及每排出1kg水分所需要的理论耗热量（约为2559.5~2580.3kJ）计算，每烘烤获得1kg干烟叶的理论耗煤量仅为0.4231~0.952kg。由此可得出，实际烘烤过程中每排出1kg水分的耗煤量约为理论值的2.778~4.505倍，烤房热效率仅有22.2%~36.0%，其中排湿损耗、排烟损耗、围护结构散热损失等占到总热损的65%~80%，而这部分能耗可通过改造供热结构、除湿方式和改进控制技术去降低。由此可知现有密集型烤房存在巨大的节能潜力。当前烟叶烘烤作业使用的烤房中无论是烤房群还是单体烤房，定色排湿期烤烟室中的湿热水汽和干筋期烤烟室内的高温空气均以直排形式排出烤烟室外，造成了能源的较大浪费。据研究发现，烟叶烘烤全过程使用空气外排的除湿模式，损失掉的热量大约为总能耗的10%~20%，最高甚至达到25%，而如果全过程使用除湿模式，则会导致水分排出速率慢，烟叶烘烤周期长，间接增加了烟叶烘烤成本。在控制技术和烘烤工艺上，现有密集烤房虽然已经基本实现半自动化和自动化，但是在烘烤过程稳温时长、升温速度、排湿时机、加煤时机、加煤量等仍然还依赖人工经验去控制，而且由于现有密集烤房烘烤系统的整体结构以及烘烤工艺都是建立在燃煤供热、强排湿的除湿方式上，又因为燃煤升温的滞后性和不可控性使得研究人员对于控制方面的研究不足，比较有进展性的研究也仅在在自动加煤、自动排湿方面取得了一些成果，而在智能控制、智能烘烤、集群化烘烤方面仍然比较落后。为提高烟叶成品率，减少能源损耗和烘烤周期，研发一种基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置具有很好的现实意义。
技术实现思路
为了克服以上所述的问题，本专利技术公开了一种基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置。本专利技术的技术方案是：一种基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置，由控制器（Ⅰ）、制热箱（Ⅱ）、除湿箱（Ⅲ）三部分组成，其中制热箱（Ⅱ）包括加热室和热泵机组室两个独立空间，加热室设置有冷凝器（2-1）、循环风机（2-2）、电辅助加热器（2-3）、加热室进风口（2-4）、加热室出风口（2-5），热泵机组室设置有热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）、冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9），除湿箱（Ⅲ）包括全热交换器（3-1）、除湿风机（3-2）、蒸发器（3-3）、电动风门一（3-4）、电动风门二（3-5）、电动风门三（3-6）、电动风门四（3-7）、排湿出口及电动风门五（3-8）、电动风门六（3-9）、除湿箱进风口（3-10）、除湿箱出风口（3-11）、风道一（3-12）、风道二（3-13）、风道三（3-14）、风道四（3-15）、风道五（3-16）、冷媒出入口四（3-17）、冷媒出入口三（3-18）、冷凝水出口及排水电磁阀（3-19）、新风入口（3-20）；其中，制热箱（Ⅱ）放置于密集烤房原加热室位置的地面上且通过加热室出风口（2-5）与密集烤房进风口连接，除湿箱（Ⅲ）安装在制热箱（Ⅱ）的顶部且通过除湿箱进风口（3-10）与密集烤房出风口连接，以使加热除湿装置与密集烤房之间形成气流循环通道；除湿箱（Ⅲ）通过其除湿箱出风口（3-11）与制热箱（Ⅱ）的加热室进风口（2-4）连接以形成制热箱（Ⅱ）与除湿箱（Ⅲ）之间的气流通道，除湿箱（Ⅲ）通过其冷媒出入口三（3-18）、冷媒出入口四（3-17）与制热箱（Ⅱ）的冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9）连接以形成热泵机组的冷媒循环回路；控制器（Ⅰ）固定于制热箱（Ⅱ）外侧且与制热箱（Ⅱ）和除湿箱（Ⅲ）内部的电气设备、密集烤房内部的温湿度传感器有电连接，通过传感器采集装烟室内的干湿球温度值，由MCU内嵌的以烘烤工艺曲线为基础的嵌入算法程序运算得到控制指令并输出，控制各电动风门、电磁阀、热泵压缩机、风机和电辅助加热器的运行状态以实现内循环保温、内循环加热、内循环除湿、全热回收排湿、外循环加热排湿、外循环降温补湿六种烘烤模式，满足烟叶烘烤各阶段的供热、除湿需求。在本专利技术中，所述的制热箱（Ⅱ）内部集成有加热室和热泵机组室，加热室为一个内部安装有用于升温或降温循环空气流的冷凝器（2-1）、用于促进空气流循环的循环风机（2-2）、仅在热泵机组加供热不足时使用的电辅助加热器（2-3）的对外设有加热室进风口（2-4）、加热室出风口（2-5）的封闭空间体，热泵机组室为一个内部安装有热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）的对外设有冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9）的开放式箱体；热泵机组由冷凝器（2-1）、热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）以及放置于除湿箱（Ⅲ）的蒸发器（3-3）共同构成，当四通阀（2-10）处于制热状态时，冷媒在从热泵压缩机（2-6）经四通阀（2-10）、冷凝器（2-1）、节流阀（2-7）到蒸发器（3-3）后再经四通阀（2-10）回到热泵压缩机（2-6）的循环回路中流动，当四通阀（2-10）处于制冷状态时，冷媒在从热泵压缩机（2-6）经四通阀（2-10）、蒸发器（3-3）、节流阀（2-7）到冷凝器（2-1）后再经四通阀（2-10）回到热泵压缩机（2-6）的循环回路中流动；电辅助加热器（2-3）安装于加热室出风口（2-5）的顶部位置，冷凝器（2-1）安装于加热室内正中间位置，循环风机（2-2）放置于加热室内的电辅助加热器（2-3）和冷凝器（2-1）的中间，根据烟叶烘烤所处阶段的供热、除湿需求由控制器（Ⅰ）内以烘烤工艺曲线为基础的嵌入算法程序进行智能控制。在本专利技术中，所述的除湿箱（Ⅲ）内部中间集成有由用于空气流热量交换的全热交换器（3-1）、用于促进空气流循环的除湿风机（3-2）、用于升温或降温循环空气流的蒸发器（3-3）组成的换热除湿室，电动风门、风道分布在换热除湿室的四周，全热交换器（3-1）安装于换热除湿室的顶部，其横向进出口连接风道三（3-14）和风道一（3-12），竖向进出口连接风道四（3-15）和风道五（3-16），除湿风机（3-2）与蒸发器（3-3）一起安装于换热除湿室的底部，在换热除湿室下方的风道五（3-16）兼作冷凝水集水盘并设置有冷凝水出口及排水电磁阀（3-19），用于烟叶烘烤过程中装置处于内循环加热除湿工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术是一种基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置，由控制器（Ⅰ）、制热箱（Ⅱ）、除湿箱（Ⅲ）三部分组成，其中制热箱（Ⅱ）包括加热室和热泵机组室两个独立空间，加热室设置有冷凝器（2-1）、循环风机（2-2）、电辅助加热器（2-3）、加热室进风口（2-4）、加热室出风口（2-5），热泵机组室设置有热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）、冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9），除湿箱（Ⅲ）包括全热交换器（3-1）、除湿风机（3-2）、蒸发器（3-3）、电动风门一（3-4）、电动风门二（3-5）、电动风门三（3-6）、电动风门四（3-7）、排湿出口及电动风门五（3-8）、电动风门六（3-9）、除湿箱进风口（3-10）、除湿箱出风口（3-11）、风道一（3-12）、风道二（3-13）、风道三（3-14）、风道四（3-15）、风道五（3-16）、冷媒出入口四（3-17）、冷媒出入口三（3-18）、冷凝水出口及排水电磁阀（3-19）、新风入口（3-20）；其特征是：制热箱（Ⅱ）放置于密集烤房原加热室位置的地面上且通过加热室出风口（2-5）与密集烤房进风口连接，除湿箱（Ⅲ）安装在制热箱（Ⅱ）的顶部且通过除湿箱进风口（3-10）与密集烤房出风口连接，以使加热除湿装置与密集烤房之间形成气流循环通道；除湿箱（Ⅲ）通过其除湿箱出风口（3-11）与制热箱（Ⅱ）的加热室进风口（2-4）连接以形成制热箱（Ⅱ）与除湿箱（Ⅲ）之间的气流通道，除湿箱（Ⅲ）通过其冷媒出入口三（3-18）、冷媒出入口四（3-17）与制热箱（Ⅱ）的冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9）连接以形成热泵机组的冷媒循环回路；控制器（Ⅰ）固定于制热箱（Ⅱ）外侧且与制热箱（Ⅱ）和除湿箱（Ⅲ）内部的电气设备、密集烤房内部的温湿度传感器有电连接，通过传感器采集装烟室内的干湿球温度值，由MCU内嵌的以烘烤工艺曲线为基础的嵌入算法程序运算得到控制指令并输出，控制各电动风门、电磁阀、热泵压缩机、风机和电辅助加热器的运行状态以实现内循环保温、内循环加热、内循环除湿、全热回收排湿、外循环加热排湿、外循环降温补湿六种烘烤模式，满足烟叶烘烤各阶段的供热、除湿需求。/n...

【技术特征摘要】
1.本发明是一种基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置，由控制器（Ⅰ）、制热箱（Ⅱ）、除湿箱（Ⅲ）三部分组成，其中制热箱（Ⅱ）包括加热室和热泵机组室两个独立空间，加热室设置有冷凝器（2-1）、循环风机（2-2）、电辅助加热器（2-3）、加热室进风口（2-4）、加热室出风口（2-5），热泵机组室设置有热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）、冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9），除湿箱（Ⅲ）包括全热交换器（3-1）、除湿风机（3-2）、蒸发器（3-3）、电动风门一（3-4）、电动风门二（3-5）、电动风门三（3-6）、电动风门四（3-7）、排湿出口及电动风门五（3-8）、电动风门六（3-9）、除湿箱进风口（3-10）、除湿箱出风口（3-11）、风道一（3-12）、风道二（3-13）、风道三（3-14）、风道四（3-15）、风道五（3-16）、冷媒出入口四（3-17）、冷媒出入口三（3-18）、冷凝水出口及排水电磁阀（3-19）、新风入口（3-20）；其特征是：制热箱（Ⅱ）放置于密集烤房原加热室位置的地面上且通过加热室出风口（2-5）与密集烤房进风口连接，除湿箱（Ⅲ）安装在制热箱（Ⅱ）的顶部且通过除湿箱进风口（3-10）与密集烤房出风口连接，以使加热除湿装置与密集烤房之间形成气流循环通道；除湿箱（Ⅲ）通过其除湿箱出风口（3-11）与制热箱（Ⅱ）的加热室进风口（2-4）连接以形成制热箱（Ⅱ）与除湿箱（Ⅲ）之间的气流通道，除湿箱（Ⅲ）通过其冷媒出入口三（3-18）、冷媒出入口四（3-17）与制热箱（Ⅱ）的冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9）连接以形成热泵机组的冷媒循环回路；控制器（Ⅰ）固定于制热箱（Ⅱ）外侧且与制热箱（Ⅱ）和除湿箱（Ⅲ）内部的电气设备、密集烤房内部的温湿度传感器有电连接，通过传感器采集装烟室内的干湿球温度值，由MCU内嵌的以烘烤工艺曲线为基础的嵌入算法程序运算得到控制指令并输出，控制各电动风门、电磁阀、热泵压缩机、风机和电辅助加热器的运行状态以实现内循环保温、内循环加热、内循环除湿、全热回收排湿、外循环加热排湿、外循环降温补湿六种烘烤模式，满足烟叶烘烤各阶段的供热、除湿需求。


2.根据权利要求1所述的基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置，其特征是：所述的制热箱（Ⅱ）内部集成有加热室和热泵机组室，加热室为一个内部安装有用于升温或降温循环空气流的冷凝器（2-1）、用于促进空气流循环的循环风机（2-2）、仅在热泵机组加供热不足时使用的电辅助加热器（2-3）的对外设有加热室进风口（2-4）、加热室出风口（2-5）的封闭空间体，热泵机组室为一个内部安装有热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）的对外设有冷媒出入口一（2-8）、冷媒出入口二（2-9）的开放式箱体；热泵机组由冷凝器（2-1）、热泵压缩机（2-6）、节流阀（2-7）、四通阀（2-10）以及放置于除湿箱（Ⅲ）的蒸发器（3-3）共同构成，当四通阀（2-10）处于制热状态时，冷媒在从热泵压缩机（2-6）经四通阀（2-10）、冷凝器（2-1）、节流阀（2-7）到蒸发器（3-3）后再经四通阀（2-10）回到热泵压缩机（2-6）的循环回路中流动，当四通阀（2-10）处于制冷状态时，冷媒在从热泵压缩机（2-6）经四通阀（2-10）、蒸发器（3-3）、节流阀（2-7）到冷凝器（2-1）后再经四通阀（2-10）回到热泵压缩机（2-6）的循环回路中流动；电辅助加热器（2-3）安装于加热室出风口（2-5）的顶部位置，冷凝器（2-1）安装于加热室内正中间位置，循环风机（2-2）放置于加热室内的电辅助加热器（2-3）和冷凝器（2-1）的中间，根据烟叶烘烤所处阶段的供热、除湿需求由控制器（Ⅰ）内以烘烤工艺曲线为基础的嵌入算法程序进行智能控制。


3.根据权利要求1所述的基于气流循环控制的密集烤房加热除湿装置，其特征是：所述的除湿箱（Ⅲ）内部中间集成有由用于空气流热量交换的全热交换器（3-1）、用于促进空气流循环的除湿风机（3-2）、用于升温或降温循环空气流的蒸发器（3-3）组成的换热除湿室，电动风门、风道分布在换热除湿室的四周，全热交换器（3-1）安装于换热除湿室的顶部，其横向进出口连接风道三（3-14）和风道一（3-12），竖向进出口连接风道四（3-15）和风道五（3-16），除湿风机（3-2）与蒸发器（3-3）一起安装于换热除湿室的底部，在换热除湿室下方的风道五（3-16）兼作冷凝水集水盘并设置有冷凝水出口及排水电磁阀（3-19），用于烟叶烘烤过程中装置处于内循环加热除湿工作状态时排出除湿冷凝水；电动风门一（3-4）与风道二（3-13）的入口相连接，风道二（3-13）的出口与风道风道一（3-12）的出口共同连接到除湿箱（Ⅲ）出风口（3-11），风道一（3-12）入口通过全热交换器（3-1）与风道三（3-14）横向连接，风道三（3-14）顶部、底部分别通过电动风门三（3-6）、电动风门六（3-9）与新风入口（3-20）、风道五（3-16）连接，风道五（3-16）的右边还设置有排湿出口及电动风门五（3-8），风道四（3-15）的左...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄采伦，田勇军，张念，何家洪，王靖，易雄胜，张凯旋，黄华曦，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43