一种以空气源热泵为热源的烟草烤房制造技术

本实用新型专利技术公开了一种以空气源热泵为热源的烟草烤房，包括设有新风口的加热室和设有温度、湿度探头的干燥室，烤房上方设有排湿口，还包括空气源热泵和冷凝器风机，冷凝器换热面积与压缩机输入功率的比值的取值范围在７－１３．５ｍ２／ＫＷ之间，冷凝器及其吸风式送风风机装置在所述加热室内；所述干燥室和／或加热室设有保温层。本实用新型专利技术以空气源热泵和太阳能作为烟草烤房的新型热源，节能且系统能够正常平稳运行，能效比高，操控方便，所提供的热风温度较高，使空气源热泵和太阳能的应用范围得到了极大的拓展，对节约能源、保护环境具有积极意义。而且在产烟区大范围推广使用本技术可以降低大气、土壤及烟叶的硫含量，提高烟叶品质。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种烟草烤房，尤其是一种以空气源热泵为热源的烟草烤房。
技术介绍
作为一个烟草生产大国，我国长期以来烘烤技术和设备都相当落后，由于受烤烟 工艺影响而造成的经济损失难以估计。烟农烤烟在夏天气温高的季节进行作业，传统的工 艺是燃煤加热，煤在燃烧室燃烧(一座烤房的加热室一般含有几个燃烧室)放出热量，将炉 体(炉衬和炉衬保护套)加热，炉衬保护套连接换热管和烟窗，燃烧室内的燃气和烟尘将炉 体、换热管和烟窗加热后排出。安装在加热室上方的双速风机吹拂换热管、炉体外壳和换热 管进行换热，产生的热风运动到加热室底部，触底后热风运动方向改变，进入干燥室底部， 继而向上运动，对烟叶进行烘烤，加热室上部为回风道，设有回风口与干燥室相通，此时，由 于风机的作用，回风道形成负压，干燥室的热空气经过对烟叶的加热后进入回风道，周而复 始。回风道设有新风口 ，烤烟的排湿主要靠干燥室进入新风来实现，在烤房上部或顶部设有 排湿口 ，新风门打开，干燥室形成正压，烤烟后的湿热空气，从排湿口排出。现有烤房缺陷在 于 1、能耗高，能效比低，浪费资源、燃烧产生的废渣、废气造成环境污染，尤其值得一 提的是S02形成酸雨后会污染土壤，使栽培的烟叶含硫量增高而品质降低。烟叶中含硫量 正常值为0. 2-0. 7之间，含硫量高，影响燃烧性，香烟持火力降低。 2、烤烟加热升温是自低向高一个缓慢的升温过程，由于燃煤加热的滞后性，当温 度达到某一设定值时，要停止升温，即使关掉燃烧室风门，温度还会继续上升，影响烤烟和 质量，只能通过增加新风来调节干燥室的烟叶环境的温度，造成能源浪费且影响烟叶环境 的湿度控制。 烟叶的烘烤并非是一个简单的干燥过程，烘烤工艺中大致可分为变黄、定色、干筋 三个阶段，每个阶段对烤房的烘烤条件都有不同的要求，但现有装置明显存在不足。如在 "变黄"阶段，干燥室烟叶环境温度一般在33t: _42°C (根据上中下不同部位的烟叶，确定变 黄的下限温度)，干燥室装好鲜烟叶后加热升温，要3-4小时，才能到达烟叶变黄期要求的 下限温度，耗费时间，并增加了风对鲜烟叶的吹拂。如在"定色"阶段，如果几个燃烧室同时 换煤或值守人耽误了 ，没有及时加煤，会使干燥室的温度急剧下降，对烤烟质量造成影响， 干燥室内的水蒸气遇冷形成水珠，附着在烟叶上，出现"挂灰"现象。煤的质量不好，也会对 烤烟质量造成影响。 3、劳动强度大高温天气下，一房烟在长达几天的烤烟过程中，每个烤房都需要 专人现场看管，调节新风口或排湿口开度、对燃烧室煤燃烧的状态进行调整，几小时换一次 煤、运煤渣等。在烟农值晚班时，经常因睡过头，未能及时加煤，对烤烟质量造成影响。 空气源热泵主要由蒸发器、压縮机、冷凝器、主节流装置组成，并依序用工质循环 管道连接。它根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过传热工质把空气中无法被利用的低 品位热能有效吸收，并将其提升至可用的高品位热能加以利用。其工作过程①传热工质进入蒸发器，在蒸发器中工质吸热蒸发，此时工质从低温热源中吸收热量后进入压縮机；②工 质经过压縮机的压縮、升温后，变成高温、高压的工质排出压縮机；③工质进入冷凝器，在冷 凝器中将从蒸发器中吸收的热量和压縮机本身功耗所产生的那部分热量传递给其他介质； ④高压工质经过节流装置节流降压后再次进入蒸发器，依此不断地循环工作。为了系统长 期稳定运行，热泵还包括一些公知的辅助装置，如储液罐、气液分离器、过滤器等。以空气源 热泵作为热源的典型运用是空调制热，它是以调节身体的体感舒适为目的，环境温度12°C 时，空气在室内以循环风的形式进行加热，室内最高温度只能达到3(TC左右，能效比为2. 4 左右。
技术实现思路
为了解决上述弊端，本技术所要解决的技术问题是，提供一种节能、环保的烟 草烤房，温度调节迅速方便，并能大幅减轻操作人员劳动强度。为了解决上述技术问题，本 技术采用的技术方案是，一种以空气源热泵为热源的烟草烤房，包括由下部为送风道 上部为回风道的干燥室和加热室，所述加热室设有新风口 ，所述干燥室设有温度探头，所述 烤房上方设有排湿口 ，其特征在于，所述烤房还包括空气源热泵和冷凝器风机，所述空气源 热泵的冷凝器换热面积与压縮机输入功率的比值的取值范围在7-13. 5m7kw之间，所述空 气源热泵的冷凝器装置在所述加热室内；所述冷凝器风机为吸风式送风；所述干燥室和/ 或加热室设有保温层。 采用上述技术方案，以空气源热泵作为热源代替原有热源，使得烤烟烤房节能性 大幅提高，无环境污染，加热实现自动控制，操作方便。 但现有空气源热泵采用的冷凝器换热面积较小，导致冷凝器的载热能力和换热能 力有限、换热效率较低。环境温度较高的情况下，吸收的热量不能及时有效的输出，造成工 质循环系统内部温度、压力过高，压縮机在高压状态下连续运行，频繁出现过压保护停机， 系统不能正常运行，难以达到干燥的目的。通过多次试验优选，以加热效果为基础，综合考 虑制造工艺可行性和生产成本等问题，选择性增大冷凝器换热面积，使其载热能力和换热 能力增大，蒸发器所吸收的热量得以有效输出。该技术方案较好的实现了工质升温和输出 热能的平衡。在7(TC以上温度加热时能保证系统的平稳运行。较好地适应了烤烟烤房的应 用要求。同时，为了进一步保证热量的有效输出，作为本技术的一种优选，所述冷凝器 风机全压在140-420Pa之间，出风口风速在8. 5-22m/s之间。 在烤烟工艺的变黄阶段，要根据烟叶的具体情况来决定升温速度。(每升温rc的相距时间要2小时以上)此时，干燥室的鲜烟叶还有生命，当加热到变黄要求的温度后，风 机要适度停机，并在开机时间使用低速档供风。减少热风对鲜烟叶的吹拂，以减少其体内为 保持生命状态而消耗的大量有机物质。传统的燃煤加热无法实现，因为风机停，会使加热室 聚集大量的热量，在重新开启风机时，会使干燥室温度迅速上升2-3°C ，影响烟叶变黄。用空 气源热泵则很容易实现上述目的，故而，使用空气源热泵烘烤烟叶能增产5%左右，成色有 所提高，而且节能环保，有利于减少风机的金属疲劳，提高风机使用寿命。 为了有效减少风的损耗，所述冷凝器风机采用吸风式送风，作为进一步的优化，所 述送风道和风机之间设有导风板。 为了便于控制，作为一种改进，所述干燥室还设有湿度探头。 进入"定色"阶段时，要对烟叶进行有效排湿，排湿需要将大量的新风加热后注入 干燥室。作为进一步提高热效率的改进手段，所述排湿口上方设有余热回收装置。用导热 性能较好的材料制成吸热管，放置于排湿口上方，湿热空气加热管内空气，吸热管的一端连 接新风口或所述循环风道的回风道，另一端安装排风扇，开启排风扇，将吸热管内被加热的 空气送入回风道；在所述吸热管的下部设置冷凝水导流板，避免吸热管吸热后的冷凝水流 入干燥室内。 进入"干筋"阶段，为有利于最大限度地保留烟叶内香味物质，干燥室温度到达 62_65°C时，要求增加一定的保温时间，在缓慢的升温过程中干燥烟叶筋络，保留香味物质。 现有装置要实现该要求，需烟农的高素质来保证。因为要求烟农多花工时、多花燃料来完成 一项不在烟叶收购中考核计价但却是很重要的指标，是不容易实现的。使用本技术的 技术方案可以完全满足上述要求，从控制程序上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以空气源热泵为热源的烟草烤房，包括下部为送风道上部为回风道的干燥室和加热室，所述加热室设有新风口，所述干燥室设有温度探头，所述烤房上方设有排湿口，其特征在于，所述烤房还包括空气源热泵和冷凝器风机，所述空气源热泵的冷凝器换热面积与压缩机输入功率的比值的取值范围在７－１３．５ｍ↑［２］／ｋｗ之间，所述空气源热泵的冷凝器装置在所述加热室内；所述冷凝器风机为吸风式送风；所述干燥室和／或加热室设有保温层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤世国，
申请(专利权)人：湖南省烟草公司长沙市公司，湖南省浏阳市择明热工器材有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]