一种排湿热量二次回收的烤房系统的制作方法

本发明涉及烤房设计技术领域，具体涉及一种排湿热量二次回收的烤房系统。

背景技术：

绿色发展成为社会观念以来，在农产品烘干领域，烘干热泵代替燃煤热风炉、燃气热风炉、燃油热风炉渐渐成为风尚。

烟叶热泵烘烤，是农产品热泵烘干领域的焦点，经过多家热泵企业的多年研发，烟叶烘烤热泵技术逐渐成熟，与2009国烟办综418号文件规定的密集型烤房以及保温板房配合的热泵烤房，正在烟区逐步推广开来。

但是，现有的烟叶烤房大都采用一只烤烟热泵对应一间烤房的烘烤方案，如图1中所示，这种烟叶烘烤存在以下问题：

因为烟叶烘烤时间很长一般在170小时以上，烘烤工艺十分严格，在170小时烘烤过程中烤房内干湿球温度缓慢变化并且干球温度控制精度要求不超过目标值±2℃、湿球温度控制精度要求不超过目标值±1℃，为了适应这种严格的烘烤工艺，热泵烤房都采取一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式，这只热泵机组在运行过程中不断调节自身制热能力、除湿能力以满足烟叶严格的烘烤工艺要求；

烟叶种植地区的烤烟点或者烤烟合作社，根据烟叶种植面积按照每间烤房承担20-30亩烟叶烘烤生产定额来建设密集型烤房，烤房数量多在20间左右；

这种一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式，造成了热泵资源的极大浪费：在烤烟季节的任何时段，这些烤房热泵机组中都有1/10以上处在无负荷的装烟状态或待装烟空房状态，2/10左右处在烘干之后无负荷的回潮状态，2/10左右处在极轻负荷的烟叶烘烤变黄期，只有不到5/10的热泵机组处在烟叶烘烤定色、干筋的重负荷状态；也就是说，经过费事费力费钱的烟区电网改造、自备电源准备，特别是在一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下完成贵重的烤烟热泵机组采购安装之后，居然烤烟季的任何时段都只有不到50％的热泵机组处在满负荷运行状态，另外超过50％热泵机组处在无负载或者极轻负载状态，热泵机组设备资源严重浪费。

另外，现有技术中还有采用一只大型中央热泵热水机组向多间烤房风机盘管输送热水对烤房制热的方案，这种方案存在以下问题：

中央热泵热水机组出水温度是单一的，而同一时刻，各间烤房运行在不同工艺阶段，干湿球温度不同；仅就烤房干球温度而言，就有33、35、38、42、48、52、58、62、68℃等多个温度平台，中央热泵热水机组单一的出水温度要满足不同烤房的维持不同干球温度的用热需求，就只能“就高不就低”，热泵冷凝器组按最高温度(一般在70℃以上)供应热水，造成壳管换热器中冷凝器的冷凝压力高、冷凝温度高，压缩机吸气压力与排气压力两者之间的“压差”增高，压缩比增高，带来制热功率降低、制热能效比降低、压缩机排气温度升高的“两低一高”现象，压缩机工况恶化，致使本可以使用热泵制热能效比较高、冷凝器组出水温度相对较低的那些处在低温位烤房也一律使用高温位热水，损失了热泵机组的制热能效比和经济性。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本发明提供了一种排湿热量二次回收的烤房系统，包括：

多个烤房，各所述烤房内均设有风机盘管，所述烤房内的湿空气流经所述风机盘管被加热升温；

至少两个水箱，所述水箱上设置有进水口和出水口，各所述水箱均配备有一组热泵机组；所述出水口通过多个进水管道分别与各所述烤房内的风机盘管连通，各所述烤房内的风机盘管再分别通过出水管道分别与所述水箱的进水口连通，形成多个第一加热水循环通道，所述组热泵机组设置在所述水箱的进水口或出水口处用于对第一加热水循环通道内的水进行加热；所述第一加热水循环通道上设有第一电磁阀；各所述水箱内的水被加热成不同温度，各所述烤房根据温度需求选择对应温度的水箱连通；

各所述烤房上还设置有将其内部形成的高湿度空气排出的排湿口，各所述排湿口分别通过排湿通道输送到至少一个水箱对应的热泵机组内，所述热泵机组蒸发器回收所述高湿度空气中的热量。

较佳地于，各所述水箱与对应的所述热泵机组之间还形成有第二加热水循环通道；所述第二加热水循环通道上设置有第二电磁阀。

较佳地于，包括有两个水箱，分别为高温水箱和中温水箱，所述高温水箱与各所述风机盘管之间均分别设有一所述第一加热水循环通道；所述中温水箱与各个所述风机盘管之间也均分别设有一所述第二加热水循环通道；来自各所述烤房内的高湿度空气通过排湿通道输送到所述高温水箱对应的热泵机组内。

较佳地于，包括有三个水箱，分别为高温水箱、中温水箱、低温水箱，所述高温水箱与各所述风机盘管之间均分别设有一所述第一加热水循环通道，所述中温水箱与各个所述风机盘管之间均分别设有一所述第二加热水循环通道，所述低温水箱与各个所述风机盘管之间也均分别设有一所述第三加热水循环通道；来自各所述烤房内的高湿度空气通过排湿通道输送到所述高温水箱对应的热泵机组内。

较佳地于，所述烤房内包括干燥间和设备间，所述干燥间与所述设备间之间设置有连通的第一通风口和第二通风口；

所述风机盘管设置在所述设备间内，所述设备间内还设置有风机，所述设备间上还设置有排湿口和补风口；

在所述风机的作用下所述干燥间内的湿空气自所述第一通风口进入所述设备间内，一部分湿空气自所述排湿口排出烤房，一部分湿空气流经所述风机盘管，与来自补风口的新空气混合后被风机盘管加热升温自所述第二通风口输送回所述干燥间内。

较佳地于，每组所述热泵机组包括有至少一个热泵热水生产装置。

所述热泵热水生产装置包括有顺序连接的并构成一供制冷剂循环的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；

其中，外界空气流经所述蒸发器；

其中，所述冷凝器采用壳管换热器，包括供制冷剂流经的内管和套设在所述内管上的外管，所述外管与所述进水管道、所述水箱的出水口连通；

来自各所述烤房内的高湿度空气通过排湿通道输送到热泵机组内后流经所述蒸发器。

较佳地于，每组所述热泵机组包括有多个热泵热水生产装置，多个所述热泵热水生产装置并联设置。

较佳地于，多个所述烤房顺序紧靠排列成一排；所述水箱、所述热泵机组设置在烤房顶部。

较佳地于，还包括有控制装置，与各所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀连接，用于控制其通断。

较佳地于，所述排湿口上设置有可变流量的风门。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、以少带多，节约热泵产品资源

本发明采用并列运行的若干热泵机组作为公共热源，输出多路多温度的热水，服务于由较多数量烤房组成的密集型烤房系统，相对于既有的一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式，本发明热泵加热机组任一时刻总制热能力降低50％左右，热泵加热机组总成本随之降低30％左右，大幅节约热泵产品资源；

以烘烤烟叶为例来进行说明，在烟叶种植规模化条件下，例如密集型烤房20间，服务种植面积400-500亩，烟叶品种相同、移栽期相近、烟株相同部位适熟烟叶的采收页龄也大致相同，按照烟叶人工采收、编烟、烘烤、回潮、出烟的生产负荷连续均匀的要求，在既有的一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下，在烤烟季节的任何时段，热泵烤烟房烤房能量状态大致如下：1/10(2间)以上处在无负荷的装烟状态或待装烟空房状态，2/10(4间)左右处在无负荷的回潮状态，2/10(4间)左右处在极轻负荷的烟叶烘烤变黄期，只有不到5/10(10间)左右处在烟叶烘烤定色、干筋的重负荷状态；但是本发明一种中央热泵机组与分布式风盘分布式风机盘管组合烤房群烤房系统，在烤烟季的任何时段中央热泵机组都处在100％满负荷或者接近满负荷的运行状态。

2、多路多温度热水输出，高能效

本发明采用并列运行的若干热泵机组输出多路多路多温度的热水，通过分布在多间烤房的风机盘管，按照各间烤房所处的不同烟叶烘烤工艺阶段，来输出实际需要的热量，建立和维持各个烤房干湿球温度，满足各间烤房的个性化热量需求；

热泵加热机组的核心指标制热能效比，主要由热泵加热机组循环温差(冷凝温度-蒸发温度)所决定，循环温差小则制热能效比高，循环温差大则制热能效比低，对于蒸汽压缩式热泵机组循环温差每增加10℃制热能效比降低25％左右；而处在变黄、定色、干筋3个不同烘烤工艺阶段的烤房，房内气流干球温度差异很大，分别在44、54、68℃以下，本发明采用多路多温度热水输出，将若干只热泵机组所生产的低温(46℃左右)、中温(56℃左右)、高温(70℃左右)热水分别输送到处在变黄、定色、干筋阶段的各间烤房，克服了单台大热泵机组冷凝器出水温度“就高不就低”问题，保护了生产中温(56℃左右)出水热泵机组的较高能效和生产低温(46℃左右)出水热泵机组的高能效，从而实现了由若干只热泵机组组成的中央热泵热水机组整体的综合制热高能效；

3、变黄定色期烤房排湿热量二次输运，化解干筋期热泵制热能力瓶颈

热泵机组的制热能力、制热能效比和压缩机排气温度，是反映制热能力、经济性和运行安全性的三个核心指标，都主要由蒸发温度(蒸发压力)所决定：蒸发温度高，蒸发压力大，在确定的压缩机排气量(实为压缩机吸气量)下，压缩机吸气的质量流量(＝转速×缸容×密度)增大，带来制冷剂循环量大，造成制热功率大、制热能效比高、压缩机排气温度低；反之也然。在烟叶干筋期，由于循环温升(冷凝温度-蒸发温度)扩大造成热泵机组压缩机功耗增加、冷凝液过冷度降低造成制冷液在节流阀中汽化比例增加在蒸发器中吸热汽化比例降低，两者共同导致电耗增加、制热功率下降，从而在干筋期产生“烤烟房热量需求增加而热泵制热功率降低”的热量供求剪刀差现象；本发明将各烤房内排湿连续输出的暖湿气流引入特定热泵机组蒸发器，对暖湿气流余热连续回收，实施热量“跨烤房跨烘烤工艺阶段”的二次输运，即在不同的烤房之间进行热量转运；回收的热量以便于产生更高温度的热水，该高温热水可用来化解干筋期烤房自身因为热泵循环温升(冷凝温度-蒸发温度)扩大、制冷剂冷凝液过冷度降低而形成的制热能力衰减、供热能力不足的瓶颈，有效满足烟叶干筋期的热量需求。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为现有烤房的结构示意图；

图2为实施例1中排湿热量二次回收的烤房系统的结构示意图；

图3为实施例1中烤房的结构示意图；

图4为实施例1中热泵机组、水箱与烤房之间的连接示意图；

图5为实施例1中各烤房的加热水循环示意图；

图6为实施例2中排湿热量二次回收的烤房系统的结构示意图；

图7为实施例2中各烤房的加热水循环示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明提供了一种排湿热量二次回收的烤房系统，包括多个烤房、至少两个水箱；各烤房内均设有风机盘管，烤房内的湿空气流经风机盘管被加热升温；水箱上设置有进水口和出水口，各水箱均配备有一组热泵机组；出水口通过多个进水管道分别与各烤房内的风机盘管连通，各烤房内的风机盘管再分别通过出水管道分别与水箱的进水口连通，形成多个第一加热水循环通道，组热泵机组设置在水箱的进水口或出水口处用于对第一加热水循环通道内的水进行加热；第一加热水循环通道上设有第一电磁阀；各水箱内的水被加热成不同温度，各烤房根据温度需求选择对应温度即选择高于烤房目标温度并且与烤房目标温度最近的水箱连通；各烤房上还设置有将其内部形成的高湿度空气排出的排湿口，各排湿口分别通过排湿通道输送到至少一个水箱对应的组热泵机组内，热泵机组回收高湿度空气中的热量。

本发明提供的排湿热量二次回收的烤房系统，设计有多个水箱，且各个水箱分别配备有一用于对水加热的热泵机组，以便于使得各个水箱获得不同温度的热水，输出多路多温度的热水；而且，各个烤房均分别与各个温度的水箱分别连接形成供热水流通的第一加热水循环，因此各烤房可根据需要选择不同温度的水箱进行热循环，并将热量传递给烤房的风机盘管，对烤房内的湿空气进行加热，从而满足处于不同烘烤工艺的各间烤房的热量需求。同时，将各烤房内的湿空气中的热量收集回收，供给高温水箱对应的热泵机组使用。

其中，关于各个水箱的温度可以通过与热泵机组之间的第二加热水循环通道对水箱内的水进行加热，当达到目标温度后，再通过第一加热水循环通道对卡房进行加热。

其中，水箱的数量根据被烘烤物烘烤阶段所需要的温度来进行调整，此处不做限制。

其中，烤房的设置数量意义相互之间的位置关系也均可根据具体情况来进行调整，此处不做限制。

本发明提供的一种中央热泵机组与分布式风机盘管组合烤房系统具有以下有益效果：

1、以少带多，节约热泵产品资源

本发明采用并列运行的若干热泵机组作为公共热源，输出多路多温度的热水，服务于由较多数量烤房组成的密集型烤房系统，相对于既有的一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式，本发明热泵加热机组任一时刻总制热能力降低50％左右，热泵加热机组总成本随之降低30％左右，大幅节约热泵产品资源；

以烘烤烟叶为例来进行说明，在烟叶种植规模化条件下，例如密集型烤房20间，服务种植面积400-500亩，烟叶品种相同、移栽期相近、烟株相同部位适熟烟叶的采收页龄也大致相同，按照烟叶人工采收、编烟、烘烤、回潮、出烟的生产负荷连续均匀的要求，在既有的一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下，在烤烟季节的任何时段，热泵烤烟房烤房能量状态大致如下：1/10(2间)以上处在无负荷的装烟状态或待装烟空房状态，2/10(4间)左右处在无负荷的回潮状态，2/10(4间)左右处在极轻负荷的烟叶烘烤变黄期，只有不到5/10(10间)左右处在烟叶烘烤定色、干筋的重负荷状态；但是本发明一种中央热泵机组与分布式风盘分布式风机盘管组合烤房群烤房系统，在烤烟季的任何时段中央热泵机组都处在100％满负荷或者接近满负荷的运行状态。

2、多路多温度热水输出，高能效

本发明采用并列运行的若干热泵机组输出多路多路多温度的热水，通过分布在多间烤房的风机盘管，按照各间烤房所处的不同烟叶烘烤工艺阶段，来输出实际需要的热量，建立和维持各个烤房干湿球温度，满足各间烤房的个性化热量需求；

热泵加热机组的核心指标制热能效比，主要由热泵加热机组循环温差(冷凝温度-蒸发温度)所决定，循环温差小则制热能效比高，循环温差大则制热能效比低，对于蒸汽压缩式热泵机组循环温差每增加10℃制热能效比降低25％左右；而处在变黄、定色、干筋3个不同烘烤工艺阶段的烤房，房内气流干球温度差异很大，分别在44、54、68℃以下，本发明采用多路多温度热水输出，将若干只热泵机组所生产的低温(46℃左右)、中温(56℃左右)、高温(70℃左右)热水分别输送到处在变黄、定色、干筋阶段的各间烤房，克服了单台大热泵机组冷凝器出水温度“就高不就低”问题，保护了生产中温(56℃左右)出水热泵机组的较高能效和生产低温(46℃左右)出水热泵机组的高能效，从而实现了由若干只热泵机组组成的中央热泵热水机组整体的综合制热高能效。

3、变黄定色期烤房排湿热量二次输运，化解干筋期热泵制热能力瓶颈

热泵机组的制热能力、制热能效比和压缩机排气温度，是反映制热能力、经济性和运行安全性的三个核心指标，都主要由蒸发温度(蒸发压力)所决定：蒸发温度高，蒸发压力大，在确定的压缩机排气量(实为压缩机吸气量)下，压缩机吸气的质量流量(＝转速×缸容×密度)增大，带来制冷剂循环量大，造成制热功率大、制热能效比高、压缩机排气温度低；反之也然。在烟叶干筋期，由于循环温升(冷凝温度-蒸发温度)扩大造成热泵机组压缩机功耗增加、冷凝液过冷度降低造成制冷液在节流阀中汽化比例增加在蒸发器中吸热汽化比例降低，两者共同导致电耗增加、制热功率下降，从而在干筋期产生“烤烟房热量需求增加而热泵制热功率降低”的热量供求剪刀差现象；

本发明将各烤房内排湿连续输出的暖湿气流引入特定热泵机组蒸发器，对暖湿气流余热连续回收，实施热量“跨烤房跨烘烤工艺阶段”的二次输运，即在不同的烤房之间进行热量转运；回收的热量以便于产生更高温度的热水，该高温热水可用来化解干筋期烤房自身因为热泵循环温升(冷凝温度-蒸发温度)扩大、制冷剂冷凝液过冷度降低而形成的制热能力衰减、供热能力不足的瓶颈，有效满足烟叶干筋期的热量需求。

下面就具体实施例做进一步的说明：

实施例1

参照图1-5，在本实施例中包括有两个水箱，分别为高温水箱2和中低温水箱3，高温水箱2配备有热泵机组4，中低温水箱3配备有热泵机组5。

在本实施例中，以十个烤房为例来进行说明，当然在其他实施例中烤房的具体数目可根据具体需要进行调整。十个烤房顺序紧靠排列成一排；高温水箱2和中低温水箱3、热泵机组4以及热泵机组均设置在烤房顶部。这样设置有利于节省土地使用面积。

进一步的，参照图3，以烤房1为例对其具体结构做进一步的说明；烤房1内包括干燥间101和设备间102，干燥间101与设备间102之间设置有连通的第一通风口103和第二通风口104；风机盘管105设置在设备间102内，风机盘管105的总出水管6和总进水管7引出设备间102；设备间102内还设置有风机106，设备间上还设置有排湿口107和补风口108；在风机106的作用下干燥间101内的湿空气自第一通风口103进入设备间102内，一部分湿空气自排湿口107排出烤房，一部分湿空气流经风机盘管105被加热除湿后，与来自补风口108的新空气混合后自第二通风口104输送回干燥间101内，对干燥间101内的物品进行干燥，变成湿空气后再经由第一通风口103送入到设备间102内，如此循环运行实现干燥。。

在本实施例中，每个烤房内的风机盘管与高温水箱2均形成一第一加热水循环，每个烤房内的风机盘管还与中低温水箱3均形成另一个并列运行的第一加热水循环，下面结合图4以烤房1的连接方式为例做进一步的说明。

具体的，烤房1内的风机盘管连接有一总出水管6和一总进水管7，总出水管6分别通过出水管道9与高温水箱2连通、通过出水管道11与中低温水箱3连通；总进水管道7通过进水管道8与高温水箱2对应的热泵机组4连通、通过进水管道10与中低温水箱3对应的热泵机组5连通，其余烤房与高温水箱2、中低温水箱3的连接方式均可参照以上所述，此处不再赘述。

多个烤房内的风机盘管用于连接高温水箱2的出水管道并联设置，再连接到水管13上，水管13再与高温水箱2的进水口连通；多个烤房内的风机盘管用于连接中底温水箱3的出水管道并联后再通过一水管与中低温水箱3的进水口连通；

多个烤房内的风机盘管用于连接热泵机组4的进水管道并联设置，再连接到水管12上，水管12再与热泵机组4的出水口连通；多个烤房内的风机盘管用于连接热泵机组5的进水管道并联后通过一水管再与热泵机组5的出水口连通；

从而使得每个烤房内的风机盘管均与高温水箱2、热泵机组4连接形成一供高温水循环的第一加热水循环，以及每个烤房内的风机盘管均与中低高温水箱3、热泵机组5连接形成一供中低温水循环的第一加热水循环。

进一步的，上述形成的各个第一加热水循环上均设置有控制器通断的第一电磁阀，以烤房1为例来说明，烤房1与高温水箱2之间形成的第一加热水循环上，通过在进水管道8上设置有第一电磁阀12、在出水管道9上设置有第一电磁阀13控制器通断；烤房1与中低温水箱3之间形成的第一加热水循环上，通过在进水管道10上设置有第一电磁阀14、在出水管道11上设置有第一电磁阀15控制器通断；其余烤房内的风机盘管连通的第一加热水循环上电磁阀的设置方案均可参照以上描述，此处不再赘述。

在本实施例中，用来加热高温水箱2内水的热泵机组4包括有两个热泵热水生产装置，当然在其他实施例中热泵机组4也可只包括有一个热泵热水生产装置也可包括有两个以上的热泵热水生产装置，此处不做限制。具体的，热泵机组4包括有热泵热水生产装置401、热泵热水生产装置402，热泵热水生产装置401、热泵热水生产装置402并联，其进水端并联后与高温水箱2的出水口连通，其出水端并联后通过一水管12分给多个进水管道，从而与各烤房的风机盘管连通；进一步的在水管12上还加设有电磁阀15，用于进一步控制加热水循环的通断。

在本实施例中，用来加热中低温水箱3内水的热泵机组5包括有三个热泵热水生产装置，当然在其他实施例中热泵机组也可只包括有一个或两个或三个以上的热泵热水生产装置，此处不做限制。三个热泵热水生产装置分别为热泵热水生产装置501、热泵热水生产装置502和热泵热水生产装置503，其与中低温水箱以及热泵机组5之间的连接方式均可参照以上热泵机组4中的连接方式，此处不做限制，可根据具体需要进行调整。

在本实施例中，各烤房上还设置有将其内部形成的高湿度空气排出的排湿口，各排湿口分别通过排湿通道输送到至少一个水箱对应的组热泵机组内，热泵机组所述高湿度空气中的热量。例如，烤房1的设备间102上的排湿口107上连接有一排湿通道17；各个烤房上的排湿通道连接到一个主通道上，该主通道在向热泵机组4传输；本实施例中热泵机组4包括有两热泵热水生产装置，主通道内的高湿度空气再分别通过两分通道引入到两热泵热水生产装置内，使得高湿度空气流经热泵热水生产装置内的蒸发器，以便于蒸发器吸收高湿度空气内的热量。

进一步的，排湿口107上设置有可流量的风门。进一步的风门采用专用滑板与专用孔板配合实现空气流量精准调节的新风风门，对烤房排湿风量进行精准调节，将传统烤房的间歇式排湿变成连续性排湿，从而使烤房暖湿气流的热量回收能够连续进行，实现热回收热泵机组在稳定工况下连续运行。

在本实施例中，热泵机组4与高温水箱2之间设置有独立的第二加热水循环通道14，在其他该第二加热水循环通道14上设有第二电磁阀16，用于控制该第二加热水循环通道14的通断；在初始情况下，高温水箱2达不到目标高温，此时可关闭高温水箱2与各烤房之间的第一加热水循环通道(以烤房1来说即关闭第一电磁阀12和第一电磁阀13)，打开第二电磁阀16，对高温水箱2内的水循环加热至目标温度后，在关闭第二电磁阀16实现第二加热水循环通道14的关闭，打开需要输送高温水的烤房上的第一加热水循环通道上的第一电磁阀即可。

同样的，热泵机组5与中低温水箱3之间也设置有独立的第二加热水循环通道，其设置方式参照上述热泵机组4与高温水箱2之间的第二加热水循环通道14，此处不做限制。

在本实施例中，排湿热量二次回收的烤房系统还包括有控制装置，与各所述第一电磁阀、第二电磁阀连接，用于控制其通断。具体的该控制装置可以为图5中所示的电磁水阀箱，也可以为计算机系统，此处不做限制。

在本实施例中，热泵热水生产装置包括有顺序连接的并构成一供制冷剂循环的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；其中，外界空气流经蒸发器；其中，冷凝器采用壳管换热器，包括供制冷剂流经的内管和套设在内管上的外管，外管与进水管道、水箱的出水口连通。

热泵热水生产装置的工作原理为：

制冷剂在蒸发器中吸收空气热能而成为低压蒸汽，被压缩机吸入压缩成高温高压的蒸汽，排入壳管换热器中的内管中，向外管中的水流放出热量后冷凝为制冷剂液体，再经过节流装置减压，再次流入蒸发器，从而进入新一轮循环，如此循环往复，不断将作为低温热源的空气中的热能，通过制冷剂系统泵入作为高温热源的热水。

如此运行的单级压缩式的热泵热水生产装置，其制热效率(能效比)主要由热泵系统的冷凝压力(冷凝温度)和蒸发压力(蒸发温度)决定；

因为热泵系统的蒸发温度必须低于环境空气的温度，蒸发器中的液态制冷剂才能从蒸发器外的空气中吸收到热量，蒸发汽化；所以热泵系统的蒸发压力主要是由环境空气的温度决定的，环境温度低则蒸发压力低，压缩机吸入的制冷剂气体的密度低，制冷剂循环量小，制热能力差；环境温度高则蒸发压力高，压缩机吸入的制冷剂气体的密度大，制冷剂循环量大，制热能力强。热泵热水系统的冷凝温度又必须高于热水温度，冷凝器中的制冷剂气体才能放热冷凝液化，将热量放给壳管换热器中冷凝器外的热水；所以热泵热水机组的冷凝压力主要是由壳管中热水的温度决定的，热水温度低则冷凝压力低，压缩机工况好，热泵系统能效比高；热水温度升高则冷凝压力升高，压缩机工况变差，热泵系统能效比降低。

对于热泵热水生产装置，如果环境(低温热源)温度高(例如15℃)、热水(高温热源)温度低(例如25℃)，则热泵系统蒸发器内的蒸发压力较高(使用r22可达6atm以上)，冷凝器内的冷凝压力较低(大约12atm)，压缩机吸气压力与排气压力两者之间的“压差”较小，压缩比小，压缩机排气温度较低，压缩机工况良好，制冷能力极强，制热能力极强，能效比(制热功率与所耗电功率的比值)达到7倍以上。

但如果环境温度低、热水温度高，则热泵系统蒸发器的蒸发压力低，冷凝器的冷凝压力高，压缩机吸气压力与排气压力两者之间的“压差”增高，压缩比增高，造成制热功率降低、制热能效比降低、压缩机排气温度升高的“两低一高”现象，压缩机工况恶化。

请参考表1，按照美国品牌压缩机“谷轮”生产商发布的数据，一款采用r22制冷剂的zw108ks三相涡旋压缩机的不同的蒸发温度、冷凝温度与电机吸入功率p和制热功率(制热量)h之间的关系如下：

参照上表为zw108ks三相涡旋压缩机的不同的蒸发温度、冷凝温度与电机吸入功率p和制热功率(制热量)h之间的关系；

从该表中可看出，在蒸发温度15℃冷凝温度25℃条件下，压缩机吸入电功率4435w、制热量47595w，其制热效率高达10.7(加入风机水泵电功率仍然＞7)；但还是这款zw108ks压缩机，在蒸发温度-25℃、冷凝温度+65℃的条件下，吸入电功率9825w、制热量15858w，其制热效率降至1.61(加入风机水泵电功率<1.3)；与前一个工况比较，压缩机吸入电功率增加121％，制热量降低66.7％，出现了制热功率降低、制热能效比降低、压缩机排气温度升高的“两低一高”现象，压缩机工况严重恶化。并且，这还是实验室数据，在实际的制热系统中，因为蒸发器、冷凝器“两器”的沿程阻力、系统运行过程中反复进行蒸发器上的反转化霜等因素，系统的制热效率将<1.3，接近电阻丝直接加热的效率，“热泵”的高能效比和高经济性丧失殆尽。

这就是在冷凝器与蒸发器之间进行大温差、大压差、高压缩比运行的热泵的必然结果。

因此，提高热泵系统的能效比和改善热泵系统的工况，根本出路在于提高蒸发压力、降低冷凝压力，也就是要求尽可能地提高低温热源的温度，尽可能地调低高温热源(被加热介质)温度。

本发明提供的一种中央热泵热水机组与分布式风机盘管组合烤房系统，依据上述热泵制热运行理论，采用中高温、中低温两种出水温度，使处在中低温状态烤房能够选择具有较高制热能效比的热泵热水生产装置的中温出水，解决了中低温度烤房只能使用低制热能效比高温热水浪费能源的问题，其有益之处是：

1、以少带多，节约热泵产品资源

本发明采用并列运行的5只中热泵热水生产装置作为公共热源模块，输出2路2温度的热水，服务于由10间烤房组成的密集型烤房系统，相对于既有的一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式，本发明热泵机组模块总制热能力降低50％左右，热泵机组总成本随之降低30％左右，大幅节约热泵产品资源；

进一步的本发明还可在部分烤房风机盘管的出风口加装电辅热，以补充重负荷烘干生产偶发时热泵机组的供热能力欠缺，以应对由于连续降雨烟叶突击大量采收等偶发现象。

2、双温度热水输出，高能效

本发明采用并列运行的5只热泵热水生产装置输出2路2温度的热水，通过分布在10间烤房的风机盘管，按照各间烤房所处的不同烟叶烘烤工艺阶段，来输出实际需要的热量，建立和维持各个烤房干湿球温度，满足各间烤房的个性化热量需求；

热泵机组的核心指标制热能效比，主要由热泵机组循环温差(冷凝温度-蒸发温度)所决定，循环温差小则制热能效比高，循环温差大则制热能效比低，对于蒸汽压缩式热泵机组循环温差每增加10℃制热能效比降低25％左右；而处在变黄、定色、干筋3个不同烘烤工艺阶段的烤房，房内空气干球温度差异很大，分别在44、54、68℃以下，本发明采用2路2温度热水输出，将5只热泵机组所生产的中温(56℃左右)、高温(70℃左右)热水分别输送到处在变黄、定色、干筋阶段的各间烤房，克服了单台大热泵机组冷凝器出水温度“就高不就低”问题，保护了生产中温(56℃左右)出水热泵机组的高能效，从而实现了由5只热泵机组组成的中央热泵热水机组模块整体的综合制热高能效；

3、变黄定色期烤房排湿热量二次输运，化解干筋期热泵制热能力瓶颈

热泵机组的制热能力、制热能效比和压缩机排气温度，是反映制热能力、经济性和运行安全性的三个核心指标，都主要由蒸发温度(蒸发压力)所决定：蒸发温度高，蒸发压力大，在确定的压缩机排气量(实为压缩机吸气量)下，压缩机吸气的质量流量(＝转速×缸容×密度)增大，带来制冷剂循环量大，造成制热功率大、制热能效比高、压缩机排气温度低；反之也然。在烟叶干筋期，由于循环温升(冷凝温度-蒸发温度)扩大造成热泵机组压缩机功耗增加、冷凝液过冷度降低造成制冷液在节流阀中汽化比例增加在蒸发器中吸热汽化比例降低，两者共同导致电耗增加、制热功率下降，从而在干筋期产生“烤烟房热量需求增加而热泵制热功率降低”的热量供求剪刀差现象；

本发明将各烤房内排湿连续输出的暖湿气流引入特定热泵机组蒸发器，对暖湿气流余热连续回收，实施热量“跨烤房跨烘烤工艺阶段”的二次输运，即在不同的烤房之间进行热量转运；回收的热量以便于产生更高温度的热水，该高温热水可用来化解干筋期烤房自身因为热泵循环温升(冷凝温度-蒸发温度)扩大、制冷剂冷凝液过冷度降低而形成的制热能力衰减、供热能力不足的瓶颈，有效满足烟叶干筋期的热量需求；

4、机组上顶，改善排风，节约土地

在既有一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下，热泵机组通常设置在烤房背后的地面上，热泵外换热器的出风通常遭遇围墙、护土坡或另一排密集型烤房的阻拦，造成外换热器出风静压升高，风量降低，制热量与制热能效比下降；

本发明将热泵机组设置在密集型烤房屋顶上，外换热器吸排风顺畅，外换热器排出的冷风易于扩散，同时节约了既有一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下的热泵机组占地。

实施例2

参照图6-7，本实施例是在实施例1的基础上进行的调整，相对于实施例1，本实施例中包括有三个水箱，分别为高温水箱2、中温水箱19和低温水箱20，用书输送3中温度的热水，以满足烤房所需的3种温度的烘烤工艺；高温水箱2、中温水箱19和低温水箱20分别配备有一组热泵机组，高温水箱2配备的热泵机组包括有并联的两个热泵热水生产装置，中温水箱17配备的热泵机组包括有并联的两个热泵热水生产装置，低温水箱18配备的热泵机组包括有一个热泵热水生产装置。

当然，在其他实施例中高温水箱2、中温水箱19和低温水箱20分别配备的热泵机组中所包括的热泵热水生产装置的数量均可根据具体需要进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，各烤房、水箱、热泵热水生产装置的具体结构以及相互之间的连接关系均可参照实施例1中的描述，此处不再赘述。

本实施例提供的一种中央热泵热水机组与分布式风机盘管组合烤房系统，具有三种出水温度的，其有益之处是：

1、少带多，节约热泵产品资源

本发明采用并列运行的3组5只热泵热水生产装置作为公共热源模块，输出3路3温度的热水，服务于由10间烤烟房组成的密集型烤房群，相对于既有的一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式，本发明热泵机组模块总制热能力降低50％左右，热泵机组总成本随之降低，大幅节约热泵产品资源；

2、3个温度热水输出，高能效

本发明3组5台热泵热水生产装置由于引入变频压缩机技术，并列运行所输出3路3温度(46℃、56℃、70℃)热水的产量与温度的弹性更大，能够更好适应环境气温忽高忽低、装烟量忽大忽小、烟叶采收烘烤生产时序不均匀等等不稳定工况，通过分布在10间烤烟房的风机盘管，按照各间烤烟房所处的不同烟叶烘烤工艺阶段，来输出实际需要的热量，建立和维持各个烤烟房干湿球温度，满足各间烤房的个性化热量需求；

本发明采用变频技术、实施3路3温度热水输出，将5只热泵机组所生产的低温(46℃左右)、中温(56℃左右)、高温(70℃左右)热水分别输送到处在变黄、定色、干筋阶段的各间烤烟房，克服了单台大热泵机组冷凝器出水温度“就高不就低”问题，保证了制热能力弹性和烤房干湿球温度的平滑性，保护了生产中温(56℃左右)出水热泵机组的较高能效和生产低温(46℃左右)出水热泵机组的高能效，从而实现了由3组5台热泵机组组成的中央热泵热水机组模块整体的综合制热高能效；

3、机组上顶，改善排风，节约土地

在既有一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下，热泵机组通常设置在烤烟房背后的地面上，热泵外换热器的出风通常遭遇围墙、护土坡或另一排密集型烤烟房的阻拦，造成外换热器出风静压升高，风量降低，制热量与制热能效比下降；

本发明将热泵机组设置在密集型烤烟房屋顶上，外换热器吸排风顺畅，外换热器排出的冷风易于扩散，同时节约了既有一只热泵机组对应一间烤房的“一对一”配合模式下的热泵机组占地。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。