一种多模式热泵烤烟系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多模式热泵烤烟系统及其控制方法，包括控制器和与控制器相连的变频压缩机、四通换向阀、室外换热器、换热风箱；换热风箱进口处设有可调式风门，出口处设有变频风机；变频压缩机连接四通换向阀，四通换向阀连接室外换热器以及第二室内换热器；室外换热器、第一室内换热器、第二室内换热器通过单向阀、电子膨胀阀连接在一起。热泵通过调节压缩机转速、四通换向阀方向、电子膨胀阀开度控制制冷剂的流向和流量，通过调节风门的开度来控制风量的分配，从而实现系统多种工作模式的切换，达到对烤房内温湿度精准控制的目的，既能有效地回收回风热量，降低烤烟能耗，又能达到烤烟的工艺要求，实现高效除湿，精确控制烤房温湿度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种多模式热泵烤烟系统及其控制方法
本专利技术属于热泵烤烟
，具体涉及一种多模式热泵烤烟系统及其控制方法。
技术介绍
热泵干燥系统具有除湿速度快、效率高、能耗低的优点，可大幅降低烘干能耗，减少污染物和温室气体排放，且能够提高产品烘烤质量，已在烟草烘干领域得到了广泛的应用，取得了良好的社会和经济效益。热泵烤烟系统按照空气循环形式可分为开式系统、闭式系统以及半开式系统。开式系统只能对空气进行一次利用，从环境中吸入的新风经冷凝器加热后直接送入烤烟房，与烟叶进行换热换湿作业后直接排放到环境中，优点是系统结构简单、体积小、成本低，缺点是吸入的新风受环境空气温湿度影响较大，而且从烤烟室排出的高温空气所携带的热量将直接排放在空气中，能量利用率低，烘烤能耗高。闭式系统则将烤房种的空气在完全封闭的循环通道中循环利用，烤烟房中排出的高温高湿空气由蒸发器除湿处理后，再由冷凝器加热后重新送回烤烟房内与烟叶进行换热换湿作业，闭式系统不从外界环境中引入新风，也不向外界环境中排放废气，不存在新风热负荷，所以能耗最低，但该系统由于压缩机功率的持续输入，烤房温度会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模式热泵烤烟系统，包括控制器和与控制器相连的变频压缩机、四通换向阀、室外换热器、设在换热风箱内部的室内换热器、传感器组；所述换热风箱的进口处设有可调式风门，出口处设有变频风机；所述换热风箱内部通过独立分割设有第一风腔和第二风腔，所述第一风腔和第二风腔的进口和出口均连通在一起；所述室内换热器包括分别对应设在第一风腔和第二风腔内的第一室内换热器和第二室内换热器；所述室外换热器的一端和变频压缩机连接在四通换向阀上，室外换热器的另一端连接第一室内换热器和第二室内换热器；所述传感器组包括设在换热风箱出口的第一温湿传感器、换热风箱进口的第二温湿传感器、烤房室内的第三温湿传感器以及设在与变频压缩机...

【技术特征摘要】
1.一种多模式热泵烤烟系统，包括控制器和与控制器相连的变频压缩机、四通换向阀、室外换热器、设在换热风箱内部的室内换热器、传感器组；所述换热风箱的进口处设有可调式风门，出口处设有变频风机；所述换热风箱内部通过独立分割设有第一风腔和第二风腔，所述第一风腔和第二风腔的进口和出口均连通在一起；所述室内换热器包括分别对应设在第一风腔和第二风腔内的第一室内换热器和第二室内换热器；所述室外换热器的一端和变频压缩机连接在四通换向阀上，室外换热器的另一端连接第一室内换热器和第二室内换热器；所述传感器组包括设在换热风箱出口的第一温湿传感器、换热风箱进口的第二温湿传感器、烤房室内的第三温湿传感器以及设在与变频压缩机的进气口相连管道上的温度压力传感器，传感器组采集的数据信号传递至控制器；控制器根据实际工况对变频压缩机、变频风机、电子膨胀阀和可调风门进行控制。


2.根据权利要求1所述的多模式热泵烤烟系统，其特征在于：所述变频压缩机的出口连接四通换向阀的第一连接口，四通换向阀的第二连接口连接室外换热器的一端，第三连接口连通变频压缩机的进口，第四连接口连接第二室内换热器的一端；所述室外换热器的另一端分别连接第一室内换热器的一端和第一单向阀的进口，第一单向阀的出口分别连接电子膨胀阀一端和第二单向阀的进口，第二单向阀的出口连接在第一室内换热器的另一端上，电子膨胀阀的另一端连接在第二室内换热器的另一端。


3.根据权利要求2所述的多模式热泵烤烟系统，其特征在于：所述四通换向阀的四个连接口内部导通方式的不同实现第一工作状态和第二工作状态的切换；
所述第一工作状态为：四通换向阀的第一接口与第二接口内部导通，第三接口与第四接口内部导通；
所述第二工作状态为：四通换向阀的第一接口与第四接口内部导通，第二接口与第三接口内部导通；
所述控制器的控制实现系统在升温模式、升温除湿模式、除湿模式、调温除湿模式的切换；具体为：
执行所述升温模式时，系统的调控具体为：变频压缩机开启，四通换向阀切换至第二工作状态，电子膨胀阀开启，室外换热器风机开启，可调式风门关闭第一风腔的进口，完全开启第二风腔的进口，变频风机开启；
执行所述升温除湿模式时，系统的调控具体为：变频压缩机开启，四通换向阀切换至第二工作状态，电子膨胀阀开启，室外换热器风机开启，可调式风门同时开启第一风腔的进口和第二风腔的进口，变频风机开启；
执行所述调温除湿模式时，系统的调控具体为：变频压缩机开启，四通换向阀切换至第一工作状态，电子膨胀阀开启，室外换热器风机开启，可调式风门关闭第一风腔的进口，变频风机开启；
执行所述除湿模式时，系统的调控具体为：变频压缩机开启，四通换向阀切换至第二工作状态，电子膨胀阀开启，室外换热器风机关闭，可调式风门同时开启第一风腔的进口和第二风腔的进口，变频风机开启。


4.基于权利要求3所述的多模式热泵烤烟系统实现的控制方法，其特征在于：所述控制方法的实现步骤如下：
1)根据烤烟不同过程需求，多模式热泵烤烟系统开启之后，通过控制器设置烤烟室内空气的目标温度t0和目标相对湿度设置目标温度最大向上偏差值Δtu和最大向下偏差值为Δtd，Δtu和Δtd的范围为1-10℃；目标相对湿度最大向上偏差值为的范围为0-20％；
2)通过控制器设置不同工作模式下的烤烟室内温升或温降速率上限值dtu和下限值dtd，dtu和dtd的范围为每分钟0.1-5℃，以及除湿速率上限值和下限值和的范围为每分钟0.1％-5％；同时对系统开启时间进行计时，累计工作时间为τ；
3)机组工作过程中第三传感器实时检测烤烟室内当前的空气温度t1和相对湿度并传递给控制器，控制器通过判断烤烟室内当前空气温度与目标温度的差值以及当前空气湿度与目标湿度的差值，选择对应的系统工作模式；
4)热泵烤烟系统运行期间，对比累计工作时间τ与系统预设检测时间间隔τs大小，τs范围为1-10min；若τs＞τ，则系统保持目前工作模式不变；若τs≤τ，则τ清零，系统回到步骤3)继续判断并调整工作状态。


5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：步骤3)中根据控制器的判断结果，系统选择执行对应的升温模式、升温除湿模式、除湿模式或者调温除湿模式，具体为：
31)若t1-t0＜-Δtd且系统执行升温模式，控制器计算烤烟室内的实际温升速率dt，并将实际温升速率dt与目标温升速率上限值dtu、下限值dtd进行对比，根据对比结果进行系统调控；
32)若t...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳恒，苏帆，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41