一种烟叶烘干装置及该装置的控制方法与流程

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种烟叶烘干装置及该装置的控制方法。

背景技术：

现在使用的开式烟叶烘干机组，其主要从室外吸收热量为室内供热，只是用来提升干球温度，没有除湿功能；湿球温度是通过排湿风机主动排出高湿高温空气，被动引入室外干燥低温新风，降低烘房内的湿球温度，干燥需要被烘干的烟叶，详细的技术方案包括两个部分：第一部分，提高烘房中温度：加热烘房内的被烘干烟叶及环境空气，提高烘房内的干球温度；空气中干球温度越高，对应的饱和空气的绝对含湿量就越大，被烘干烟叶中的水分就会蒸发析出，空气中的绝对含湿量加大，湿球温度加大，直至空气中的水分达到对应环境温度下的饱和状态。第二部分，降低烘房中湿球温度：对应的环境温度，最大含湿量是饱和状态，当含湿量达到最大状态后，烟叶中的水分不能再蒸发析出，只有提升干球温度或者降低湿球温度才能使烟叶中的水分继续析出，由于烟叶本身特性，都有温度上限，不能被无限制的提升干球温度，否则会损坏烟叶，烘干就没有意义，因此，只能通过降低湿球温度，让烟叶中的水分能够继续析出，进一步烘干烟叶。

现在采用的方法是烘房内的室内循环风机正压将高温高湿的空气直接排出到烘房外，室外低温低湿的新风负压进入到烘房中。烘房中的空气干球温度下降，湿球温度也下降，但绝对含湿量会大大增加，烟叶的水分可以再继续析出，再重复利用室内循环风机排湿，直到烟叶中的水分含量达到要求。这种排湿方式通过室内循环风机强排方式降低湿球温度，同时也将室内的高温空气排出到室外，带走了大部分热量，并且通过风机向室外排湿方式降低湿球温度，会带走了烟叶中的一些有益物质，影响烟叶最终的品质，烘干效果不理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种烟叶烘干装置，采用该烟叶烘干装置能够解决烘干效果不理想的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：本申请提供一种烟叶烘干装置，包括控制器、第一系统和第二系统；第一系统包括依次连通设置的第一室外侧换热器、第一压缩机、第一室内侧换热器，第一室内侧换热器通过第一电子膨胀阀与第一室外侧换热器连通形成闭环，第一室内侧换热器还设置有第一节流元件和第一电磁阀，第一室内侧换热器的前段换热管与第一节流元件的一端连通，第一节流元件的另一端与第一室内侧换热器的后段换热管连通，第一电磁阀与第一节流元件并联；第二系统包括依次连通设置的第二室外侧换热器、第二压缩机、第二室内侧换热器，第二室内侧换热器通过第二电子膨胀阀与第二室外侧换热器连通形成闭环，第二室内侧换热器还设置有第二节流元件和第二电磁阀，第二室内侧换热器的前段换热管与第二节流元件的一端连通，第二节流元件的另一端与第二室内侧换热器的后段换热管连通，第二电磁阀与第二节流元件并联；第一室内侧换热器的底部和第二室内侧换热器的底部设置有接水盘；第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第一电磁阀与第二电磁阀分别与控制器电连接，并受控制器控制。

其中，主要应用于烘房，烘房设置有与其连通且封闭的加热室，加热室内设置有用于将烘房流入到加热室的空气送回至烘房的室内循环风机，第一室内侧换热器和第二室内侧换热器安装在加热室内，第一室外侧换热器和第二室外侧换热器安装在烘房外部并与外界空气产生热交换。

其中，第一系统还包括第一四通阀，第一四通阀的第一组接口与第一压缩机连通，第一四通阀的第二组接口分别与第一室外侧换热器和第一室内侧换热器连通；第二系统还包括第二四通阀，第二四通阀的第一组接口与第二压缩机连通，第二四通阀的第二组接口分别与第二室外侧换热器和第二室内侧换热器连通。

其中，第一室外侧换热器的出风侧与第二室外侧换热器的出风侧分别对应设置有第一室外侧风机和第二室外侧风机，或者，第一室外侧换热器的出风侧与第二室外侧换热器的出风侧共用同一个室外侧风机。

其中，控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，提升烘房室内干球温度，同时降低湿球温度。

其中，控制器控制第一电磁阀打开，第二电磁阀打开，提升烘房室内干球温度，同时提升湿球温度。

其中，控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀关闭，保持烘房室内干球温度，同时降低湿球温度。

本申请还提供一种烟叶烘干装置的控制方法，包括如下步骤：先设定室内目标干球温度t、室内目标湿球温度l、预设干球温度变化效率值n和预设室内目标湿球温度变化效率值m，通过传感器或传感装置获取室内实际干球温度t1和实际湿球温度l1；当实际干球温度t1>目标干球温度t，实际湿球温度l1>目标湿球温度l，系统需进行等温除湿，运行第一系统的等温除湿模式或/和运行第二系统的等温除湿模式；当实际干球温度t1<目标干球温度t，实际湿球温度l1<目标湿球温度l，系统需进行制热，运行第一系统的制热模式或/和运行第二系统的制热模式。

其中，系统需进行等温除湿时，先开启第一系统的等温除湿模式以及设定第一系统运行时间s1，第一系统运行时间s1后，获取实际湿球温度l2；

通过湿球温度l2和湿球温度l1的差值除以运行时间s1得出效率实际湿球温度变化效率值m1，若实际湿球温度变化效率值m1小于或等于预设湿球温度变化效率值m，则开启第二系统；若实际湿球温度变化效率值m1大于预设湿球温度变化效率值m，则不开启第二系统，直至符合目标湿球温度l后，装置停止。

其中，系统需进行制热时，先开启第一系统的制热模式以及设定第一系统运行时间s2，第一系统运行时间s2后，获取实际干球温度t2；

通过干球温度t2和干球温度t1的差值除以运行时间s2得出实际干球温度变化效率值n1，若实际干球温度变化效率值n1小于或等于预设干球温度变化效率值n，则开启第二系统；若实际干球温度变化效率值n1大于预设干球温度变化效率值n，则不开启第二系统，直至符合目标干球温度t后，装置停止。

本发明的有益效果：本申请的一种烟叶烘干装置，通过设置第一室内侧换热器和第二室内侧换热器，再利用控制器来控制第一电磁阀和第二电磁阀的通断，从而使换热器能够随时切换至加速升温、恒温除湿、升温除湿或加速恒温除湿等模式，功能多样并且具有很好的适用性，从而精确地将干球温度和湿球温度控制在一定精度范围内，适用于环境温度或环境湿度控制要求高的环境使用。

本申请一种烟叶烘干装置的控制方法，与现有技术相比，能够更节能，更精确地对烘房内的干球温度和湿球温度进行控制，节省能源效益高，能够很好地满足烟叶所需的各种环境温度的需求。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的一种烟叶烘干装置的结构示意图。

附图标记：第一压缩机11，第一四通阀12，第一室内侧换热器13，第一接水盘14，第一除湿毛细管15，第一电磁阀16，第一电子膨胀阀17，第一室外侧换热器18，第一室外侧风机19，第二压缩机22，第二四通阀22，第二室内侧换热器23，第二接水盘24，第二除湿毛细管25，第二电磁阀26，第二电子膨胀阀27，第二室外侧换热器28，第二室外侧风机29，室内循环风机3，加热室4，烘房5。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明的一种烟叶烘干装置的具体实施方式，如图1所示，烟叶烘干装置包括控制器、第一系统和第二系统，第一系统包括依次连通设置的第一室外侧换热器18、第一四通阀12、第一压缩机11和第一室内侧换热器13，第一室内侧换热器13通过第一电子膨胀阀17与第一室外侧换热器18连通形成闭环，第一室内侧换热器13还设置有第一节流元件和第一电磁阀16，第一室内侧换热器13的前段换热管与第一节流元件的一端连通，第一节流元件的另一端与第一室内侧换热器13的后段换热管连通，第一电磁阀16与第一节流元件并联；第二系统包括依次连通设置的第二室外侧换热器28、第二四通阀22、第二压缩机22和第二室内侧换热器23，第二室内侧换热器23通过第二电子膨胀阀27与第二室外侧换热器28连通形成闭环，第二室内侧换热器23还设置有第二节流元件和第二电磁阀26，第二室内侧换热器23的前段换热管与第二节流元件的一端连通，第二节流元件的另一端与第二室内侧换热器23的后段换热管连通，第二电磁阀26与第二节流元件并联；第一室内侧换热器13的底部和第二室内侧换热器23的底部分别设置有第一接水盘14和第二接水盘24；第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀27、第一电磁阀16与第二电磁阀26分别与控制器电连接，并受控制器控制。

本实施例的烟叶烘干装置主要应用于烘房5，烘房5设置有与其连通且封闭的加热室4，加热室4内设置有用于将烘房流入到加热室4的空气送回至烘房的室内循环风机3，第一室内侧换热器13和第二室内侧换热器24安装在加热室4内，第一室外侧换热器18和第二室外侧换热器28安装在烘房4外部并与外界空气产生热交换。

在本实施例中，第一系统设置有第一四通阀12，第一四通阀12的第一组接口与第一压缩机11连通，第一四通阀12的第二组接口分别与第一室外侧换热器18和第一室内侧换热器13连通；第二系统设置有第二四通阀22，第二四通阀22的第一组接口与第二压缩机21连通，第二四通阀22的第二组接口分别与第二室外侧换热器28和第二室内侧换热器连通23。当需要开启制冷模式进行除湿时，可以通过第一四通阀12和第二四通阀22将第一系统和第二系统转换成制冷模式，从而对室内进行除湿。

在本实施例中，第一节流元件和第二节流元件分别设置有第一除湿毛细管15和第二除湿毛细管25，而第一节流元件和第二节流元件主要起到节流的作用，节流元件还包括膨胀阀、节流阀、电磁阀等等部件。

第一室内侧换热器13与第二室内侧换热器23均倾斜设置，在本实施例中，第一室内侧换热器13和第二室内侧换热器23呈倒v形状排布，并且，第一室内侧换热器13与第二室内侧换热器23的下方分别对应设置有第一接水盘14和第二接水盘24。其作用是方便冷凝水从对应的接水盘快速收集并引导出去。另外一种设置方式，第一室内侧换热器13和第二室内侧换热器23呈v形状排布，并且第一室内侧换热器13和第二室内侧换热器23共用同一个接水盘。

在本实施例中，第一室外侧换热器18的出风侧与第二室外侧换热器28的出风侧分别对应设置有第一室外侧风机19和第二室外侧风机29，或者，第一室外侧换热器19的出风侧与第二室外侧换热器29的出风侧共用同一个室外侧风机，具体地，可以将第一室外侧换热器19与第二室外侧换热器28叠加起来，然后在出风侧设置一个侧风机，又或者第一室外侧换热器19与第二室外侧换热器28平铺设置，设置一个大的侧风机。

作为改进的是，第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀27、第一电磁阀16与第二电磁阀26分别与控制器电连接，并受控制器控制。在本实施例中，控制器分别控制第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀27、第一电磁阀16与第二电磁阀26打开或关闭，从而令烟叶烘干装置进入不同的工作模式模式。

模式一，提升烘房5室内干球温度，同时提升湿球温度。具体的实施方法和控制模式：第一系统实施制热模式(第一电磁阀16开启)制冷剂路径：第一压缩机11开启将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压制冷剂，并经过第一四通阀12送到烘房5第一室内侧换热器13中；在第一室内侧换热器13中高温气态制冷剂冷凝放热，流经第一电磁阀16，再流经电磁阀后的换热器，变成过冷液态制冷剂；过冷液态制冷剂经过第一电子膨胀阀17，节流降压，变成中温低压液态制冷剂，然后进入第一室外侧换热器18中，从室外空气环境中吸收热量，制冷剂被加热蒸发后，变成低温气体制冷剂；再回到第一压缩机11中，然后再被压缩机压缩后排出，往复循环。第二系统实施制热模式(第二电磁阀26开启)制冷剂路径：第二压缩机22开启将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压制冷剂，并经过第二四通阀22送到烘房5第二室内侧换热器23中，在第二室内侧换热器23中高温气态制冷剂冷凝放热，流经第二电磁阀26，再流经电磁阀后的换热器，变成过冷液态制冷剂；过冷液态制冷剂经过第二电子膨胀阀27，节流降压，变成中温低压液态制冷剂，然后进入第二室外侧换热器28中，从室外空气环境中吸收热量，制冷剂被加热蒸发后，变成低温气体制冷剂；再回到第二压缩机22中，然后再被压缩机压缩后排出，往复循环。

在模式一中，烘房5室内侧空气换热工作路径：开启室内循环风机3，将烘房5内空气从下部的回风口带动进入到机组，与第一室内侧换热器13、第二室内侧换热器23中的高温冷媒间接换热，被加热后，从上部的出风口排出到烘房5内。

在模式一中，烘房5室外侧空气工作路径：开启第一室外侧风机19和第二室外侧风机29，将外环境空气与第一室外侧换热器18、第二室外侧换热器28中的低温低压制冷剂间接换热，本身被降温后排出。

依照设定目标温度与实际烘房5中检测的温度差值，可以选择单开一个系统，也可以同时开启两个系统，目的是达到目标温度设定要求，又能够减少机组的频繁启动，降低能耗。

模式二，提升烘房5室内干球温度，同时降低湿球温度。具体的实施方法和路径：机组为双系统，为了同时实现提升干球温度、降低湿球温度，两个系统需要开启不同的工作方式，一个系统开启等温除湿模式，另一个系统开制热模式，假设第一系统开启等温除湿模式，第二系统开制热模式。第一系统实施等温除湿模式(第一电磁阀16关闭)制冷剂路径：第一压缩机11开启将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压制冷剂，并经过第一四通阀12送到烘房5第一室内侧换热器13中；在第一室内侧换热器13中高温气态制冷剂冷凝放热，流经第一除湿毛细管15，节流降压，再进入第一系统室内侧换热器的后段换热器，制冷剂部分蒸发，变成中温、中压气液态混合制冷剂，进入第一电子膨胀阀17，再次节流降压，变成低压制冷剂，然后进入第一室外侧换热器18中，从室外空气环境中吸收热量，变成低温气体制冷剂；再回到第一压缩机11中，然后再被压缩机压缩后排出，往复循环。第二系统实施制热模式(第二电磁阀26开启)制冷剂路径：第二压缩机22开启将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压制冷剂，并经过第二四通阀22送到烘房5第二室内侧换热器23中；在第二室内侧换热器23中高温气态制冷剂冷凝放热，流经第二电磁阀26，再流经电磁阀后的换热器，变成过冷液态制冷剂；过冷液态制冷剂经过第二电子膨胀阀27，节流降压，变成中温低压液态制冷剂，然后进入6-第二系统室外换热器中，从室外空气环境中吸收热量，制冷剂被加热蒸发后，变成低温气体制冷剂；再回到第二压缩机22中，然后再被压缩机压缩后排出，往复循环。

在模式二中，烘房5室内侧空气工作路径：开启室内循环风机3，带动烘房5内空气从下部的回风口进入到机组，与第一室内侧换热器13、第二室内侧换热器23中的高温冷媒换热，经过第一系统的空气部分被加热，另外一部分被降温，同时空气中的水分变成冷凝水析出，总体出风温度保持不变，冷凝水被第一接水盘14接收，通过排水管排出到室外侧，经过第二系统室内侧换热器的空气，被加热后，与经过第一系统没有干球温度变化(湿球温度下降)的空气混合后从上部的出风口排出到烘房5内，整体的干球温度被提升，湿球温度下降；

在模式二中，烘房5室外侧空气工作路径：开启第一室外侧风机19和第二室外侧风机29，将外环境空气与第一室外侧换热器18、第二室外侧换热器28中的低温低压制冷剂间接换热，本身被降温后排出。应当说明的是，除了上述的控制模式外，还可以通过第一系统开制热模式，第二系统开启等温除湿模式，工作路径相同不再赘述，结果同样可以提升干球温度，降低湿球温度。

模式三，保持烘房5室内干球温度，同时降低湿球温度。具体的的实施方法和路径：第一系统实施等温除湿模式(第一电磁阀16关闭)制冷剂路径：第一压缩机11开启将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压制冷剂，并经过第一四通阀12送到烘房5第一室内侧换热器13中；在第一室内侧换热器13中高温气态制冷剂冷凝放热，流经第一除湿毛细管15，节流降压，再进入第一系统室内侧换热器的后段换热器，制冷剂部分蒸发，变成中温、中压气液态混合制冷剂，进入第一电子膨胀阀17，再次节流降压，变成低压制冷剂，然后进入第一室外侧换热器18中，从室外空气环境中吸收热量，变成低温气体制冷剂；再回到第一压缩机11中，然后再被压缩机压缩后排出，往复循环。第二系统实施等温除湿模式(第二电磁阀26关闭)或不工作两种状态，依照检测湿球温度与目标湿球温度差值，决定是否开启第二系统工作。制冷剂路径：第二压缩机22开启将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压制冷剂，并经过第二四通阀22送到烘房5第二室内侧换热器23中；在第二室内侧换热器23中高温气态制冷剂冷凝放热，流经第二除湿毛细管25，节流降压，再进入第二系统室内侧换热器的后段换热器，制冷剂部分蒸发，变成中温、中压气液态混合制冷剂，进入第二电子膨胀阀27，再次节流降压，变成低压制冷剂，然后进入6-第二系统室外换热器中，从室外空气环境中吸收热量，变成低温气体制冷剂；再回到第二压缩机22中，然后再被压缩机压缩后排出，往复循环。

在模式三中，烘房5室内侧空气工作路径：开启室内循环风机3，带动烘房5内空气从下部的回风口进入到机组，与第一室内侧换热器13、第二室内侧换热器23中的高温冷媒换热，经过第一和第二两个系统的空气部分被加热，另外一部分被降温，同时空气中的水分变成冷凝水析出，总体出风温度保持不变，冷凝水被接水盘接收，通过排水管排出到室外侧，干球温度保持不变，湿球温度下降。

在模式三中，烘房5室外侧空气工作路径：开启第一室外侧风机19和第二室外侧风机29，将外环境空气与第一室外侧换热器18、第二室外侧换热器28中的低温低压制冷剂间接换热，本身被降温后排出。

本实施例的烟叶烘干装置，与现有技术相比，本申请的机组具备除湿功能，不需要通过排湿风机降低湿球温度，消除排湿过程中的热量损失；不但能够实现等温除湿功能，确保干、湿球温度都在可控精度范围内；而且除湿降低湿球温度，无需引入新风和排出高温空气，减少了受室外环境温度的影响；另外还优化了蒸发器结构，降低室内风机的风阻，提高风机效率和整机能效比，降低了运营成本，从而实现升温除湿功能，确保干、湿球温度都在可控精度范围内；特别在整个烘烤过程中，无须排湿，最大保留烟叶香气、致香物质不被排出，提高烘干后烟叶品质。

本实施例的一种烟叶烘干装置的控制方法，首先根据需要调节的目标区域来设置传感器，本实施例是设置在烘房5内距离进风口水平距离1.5米处。传感器的选择只要能实现检测温度的传感器即可，可以是单独的干球温度传感器和单独的湿球温度传感器，也可以是同时检测干球和湿球温度的传感器装置。另外，本实施例主要调节烘房的干湿球温度，所以用的温度传感器，如果需要控制某空间的湿度，直接将温度传感器换成湿度传感器即可。

方法包括如下步骤：先通过控制器设定室内目标干球温度t、室内目标湿球温度l、预设干球温度变化效率值n和预设室内目标湿球温度变化效率值m，通过传感器或传感装置获取室内实际干球温度t1和实际湿球温度l1；当实际干球温度t1>目标干球温度t，实际湿球温度l1>目标湿球温度l，系统需进行等温除湿，运行第一系统的等温除湿模式或/和运行第二系统的等温除湿模式；当实际干球温度t1<目标干球温度t，实际湿球温度l1<目标湿球温度l，系统需进行制热，运行第一系统的制热模式或/和运行第二系统的制热模式。

为了节省能耗，系统需进行等温除湿时，先开启第一系统的等温除湿模式以及设定第一系统运行时间s1，第一系统运行时间s1后，获取实际湿球温度l2；通过湿球温度l2和湿球温度l1的差值除以运行时间s1得出效率实际湿球温度变化效率值m1，若实际湿球温度变化效率值m1小于或等于预设湿球温度变化效率值m，则开启第二系统；若实际湿球温度变化效率值m1大于预设湿球温度变化效率值m，则不开启第二系统，直至符合目标湿球温度l后，装置停止。

为了节省能耗，系统需进行制热时，先开启第一系统的制热模式以及设定第一系统运行时间s2，第一系统运行时间s2后，获取实际干球温度t2；通过干球温度t2和干球温度t1的差值除以运行时间s2得出实际干球温度变化效率值n1，若实际干球温度变化效率值n1小于或等于预设干球温度变化效率值n，则开启第二系统；若实际干球温度变化效率值n1大于预设干球温度变化效率值n，则不开启第二系统，直至符合目标干球温度t后，装置停止。

本实施例一种烟叶烘干装置的控制方法，与现有技术相比，能够更节能，更精确地对烘房内的干球温度和湿球温度进行控制，节省能源效益高，能够很好地满足烟叶所需的各种环境温度的需求。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。