本发明涉及农产品烘干技术领域。
背景技术
目前传统的流水线形式的烘干设备大量采用燃煤、燃烧天然气、燃油等传统、燃烧生物质颗粒、燃烧酒精等传统燃料作为能量来源，燃料燃烧在产生热量的同时也释放出了大量有害气体，并且能量利用率很低，使用等本过高，热源寿命也只有4~5年，缺点非常明显。由于以上各类燃料的市场价格波动很大，因此给产品烘干的成本控制带来很大的困难。
随着经济社会的发展，越来越多的农特产品需要进行烘干作业。大批农特产品烘干给生产线设计带来的挑战。
许多农特产品需要防止在室外长时间暴露，而农特产品烘干过程通常需要持续若干小时，因此不能设计为连续进出式的烘干线。烘干线中，需要分料、装料、运输、进烘干房等操作。如果一批物料同时进烘干房同时出烘干房，则同时进出时，需要大量的人力，而烘干过程中的几个小时中，这些大量的人又无所事事，造成人力的浪费。
许多农特产品（如菊花）在烘干过程中会挥发出芳香类物质，这些芳香类物质如果能够收集起来将会产生很大的经济效益，但目前缺少收集烘干过程中产生的芳香类物质的技术手段。
农特产品烘干的过程中，烘干前期、烘干中期和烘干后期等不同烘干阶段所需要的烘干温度可能不同，目前的烘干设备不能简单方便地满足这一需求。如果将烘干通道划分为若干区段并分别进行温度控制，则能够很好地解决这一问题，但是对于前后贯通的烘干通道，如何防止不同区段的风发生大量混合现象是一个设计难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线，适于较少的人力反复进行进料准备工作，能够收集烘干过程中产生的芳香类物质，并防止不同烘干区段的烘干通道发生大规模的气流混合。
为实现上述目的，本发明的分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线包括热泵系统和烘干房，烘干房由上至下分隔为散冷通道、加热通道和烘干通道；烘干通道设有用于通过烘干小车的小车轨道；烘干小车设有驱动机构；
以烘干小车的移动方向为前向，烘干房后侧壁上设有与烘干通道相连通的进料门，烘干房前侧壁上设有与烘干通道相连通的出料门；
烘干房后侧壁上设有与散冷通道相连通的后风口，后风口处设有后强制对流风机；烘干房前侧壁上设有与散冷通道相连通的前风口，前风口处设有前强制对流风机；
烘干房在前后方向上分为若干个烘干区段，相邻烘干区段的散冷通道相互连通，相邻烘干区段的烘干通道相互连通，相邻烘干区段的加热通道由隔板间隔开来；
每个烘干区段内设有一套热泵系统，热泵系统包括通过制冷剂管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，压缩机、节流阀和蒸发器组成热泵主机；热泵主机位于散冷通道内，冷凝器位于加热通道内，各烘干区段后端部的加热通道底壁设有回风口，回风口连通加热通道与烘干通道；
冷凝器倾斜设置，冷凝器的上端与加热通道的顶壁相连接且其底端与回风口前侧的加热通道的底壁相连接；冷凝器前方的加热通道内设有循环风机，循环风机处的加热通道底壁上设有用于连通烘干通道的烘干进风口；
所述各烘干区段中，冷凝器上方的散冷通道内设有用于将加热通道内的气体抽入散冷通道的强制排湿风机，强制排湿风机的进风口连通加热通道；
烘干房外设有室外温度传感器；所述各烘干区段的烘干通道内分别设有烘干温度传感器和烘干湿度传感器；各烘干区段的散冷通道内分别设有散冷温度传感器；
所述室外温度传感器、前强制对流风机、后强制对流风机、所述各烘干区段的循环风机、压缩机、强制排湿风机、烘干温度传感器、烘干湿度传感器和散冷温度传感器均与一电控装置相连接；
各烘干区段的蒸发器下方设有用于盛接冷凝水的接水盘，各烘干区段的接水盘均与一导流管相连接，导流管的末端设有开口并伸出烘干房，导流管的末端下方设有冷凝水收集箱。
所述各烘干区段中，冷凝器后方的加热通道的侧壁上设有用于连通大气的新风风门。
各烘干区段中，所述循环风机包括设置在加热通道左侧的左循环风机和设置在加热通道右侧的右循环风机，所述烘干进风口包括设置在加热通道左侧的左烘干进风口和设置在加热通道右侧的右烘干进风口；左循环风机左侧的加热通道内设有用于将气流向下引导的左导风板，右循环风机右侧的加热通道内设有用于将气流向下引导的右导风板。
所述各烘干区段中，散冷通道内设有内外循环选择风箱，压缩机和节流阀设置在内外循环选择风箱外部的散冷通道内，蒸发器设置在内外循环选择风箱的侧壁上，内外循环选择风箱内设有蒸发风机，蒸发风机用于将散冷通道内的气体通过蒸发器抽入内外循环选择风箱；内外循环选择风箱位于散冷通道内的一侧壁上设有内循环风阀，内外循环选择风箱的另一侧壁上设有用于连通大气的外循环风阀。
所述内循环风阀和外循环风阀均为电磁阀；
各内循环风阀、各外循环风阀、各新风风门、各左循环风机、各右循环风机和各蒸发风机均与电控装置相连接。
本发明还公开了使用上述分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线的烘干方法，按以下步骤进行：
包括持续进行的物料准备工序和烘干工序；
物料准备工序是工作人员将待烘干的物料装入托盘并摊平，将托盘装入烘干小车的托盘支架内；装盘时工作人员手动将物料内的杂物清除出去；托盘支架设有多层；
工作人员将烘干小车装满所需时间与分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线的进出料间隔相同，进出料间隔为n分钟；烘干小车的托盘支架内装满摊平后的物料之后，工作人员打开进料门，将烘干小车沿小车轨道推入烘干通道；
烘干工序是：
工作人员根据经验对于不同烘干区段设定不同的烘干目标温度t℃；
驱动机构驱动烘干小车由后向前匀速通过烘干通道的时间为烘干时间；烘干时间为m分钟；烘干时烘干通道内的烘干小车的数量为（m/n）－1个；烘干小车移动m分钟恰好通过烘干通道；烘干时间和进出料间隔由工作人员根据待烘干物料的情况进行设定；
烘干工序开始后，电控装置启动各烘干区段的压缩机、蒸发风机、左循环风机和右循环风机，左循环风机和右循环风机驱动气流在各烘干区段的加热通道和烘干通道之间循环流动，在此循环流动的过程中气流吸收冷凝器的热量对物料进行烘干；电控装置通过控制压缩机的启停，将各烘干区段内的温度控制在t±1℃；
电控装置接收室外温度传感器和各散冷温度传感器传递的温度信号，以各散冷温度传感器的平均值作为散冷通道内的气温；当室外温度大于等于散冷通道内的气温时，电控装置打开外循环风阀；当室外温度小于散冷通道内的气温时，电控装置打开内循环风阀；
蒸发风机将散冷通道内的气体抽入内外循环选择风箱中并通过内循环风阀或外循环风阀送出；气体在进入内外循环选择风箱时通过蒸发器从而加热蒸发器；
当电控装置通过烘干湿度传感器检测到烘干通道内的相对湿度大于85%时，电控装置打开强制排湿风机以及新风风门，将加热通道内的气体强制抽入散冷通道；湿热空气在通过蒸发器时发生冷凝，芳香类物质溶于冷凝水中并随冷凝水经过导流管流至冷凝水收集箱中；当烘干通道内的相对温度小于50%或者保持恒定10分钟后，电控装置关闭强制排湿风机以及新风风门；
每隔n分钟，工作人员开启一次进料门和出料门，送入一辆新的烘干小车并送出一辆烘干后的烘干小车。
当散冷通道内的温度低于室外温度7℃并且持续时间达到10分钟时，电控装置开启前强制对流风机和后强制对流风机，后强制对流风机将室外空气送入散冷通道，前强制对流风机将散冷通道内的气体送出，从而对散冷通道进行强制换气。
本发明具有如下的优点：
通过强制排湿风机，可以将含有芳香类挥发性物质的湿热空气抽入散冷通道中，并在温度最低的蒸发器处发生冷凝，芳香类挥发性物质在低温作用下溶入冷凝水中，并经导流管收集至冷凝水收集箱中。这样，本发明就能够有效收集烘干过程中产生的芳香类物质，为后续利用创造条件。
本发明中物料准备工序和烘干工序同时持续进行，能够实现连续作业。工作人员一次只需要为一辆烘干小车准备物料，因此无须配备较多的人力。工作人员能够连续进行物料准备工序，不会出现由于工序组织不合理导致的准备一次物料之后无所事事、浪费人力的现象。
本发明烘干作业中，进料门和出料门仅周期性地开启，绝大部分时间中，进料门和出料门处于关闭状态。进料门和出料门关闭状态下，整个烘干通道处于封闭状态；此时，各烘干区段的循环风机虽然同时开启，但由于各循环风机的吸风量和送风量总是相同的，且整个烘干通道内的气体总量也是相同的，因此实际运行中，各循环风机吸入的循环风，绝大多数都是其本身送出的循环风。如果某个循环风机吸入的循环风有相当一部分是其他循环风机送出的风，则必然出现不平衡的现象。实验也表明，虽然各烘干区段间没有设置分隔板，但各烘干区段的气流绝大多数还是进行烘干区段内的内部循环，不会发生大规模混风现象。
本发明可以通过电控装置分别控制各烘干区段内的烘干温度，从而使本发明能够根据农特产品的特性，在烘干前期、烘干中期和烘干后期等不同烘干阶段提供精细化的烘干温度，提高烘干效果。
本发明所使用了独特的风路结构与空气源热泵为热源，在整个生产过程中完全使用电能为能量来源，其能源费用稳定，烘干过程中耗电量多的时间是每天的晚上，而此时的电费也是日常费用中最低的一个时间段。本发明烘干过程中，对外排出的只有冷凝水与干冷空气，对周边环境无影响，零排放零污染。本发明对于降低烘干成本、防止环境污染具有重要意义。
由于空气源热泵是通过蒸发器吸取空气中的热量再通过冷凝器送至被烘干的物料处，并非电能直接通过电阻后发热转换为热能，因此其能效远高于传统的电加热式烘干房，是传统烤房使用成本的1/4——1/2。
本发明可以比较室外温度与散冷室温度，利用温度较高的气体加热蒸发器，从而降低压缩机功率，起到节能的作用。当前后强制对流风机均关闭时，该处并非是密闭状态，风机的扇叶之间均为连通环境大气的间隙，因此将风从外循环风阀送出后，环境空气自然在负压的作用下会由前后强制对流风机进入散冷通道。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的a－a向视图；
图3是图1的b－b向视图；
图4是本发明的控制原理图。
图1至图3中的箭头方向为该处的气流方向。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线包括热泵系统和烘干房，烘干房由上至下分隔为散冷通道1、加热通道2和烘干通道3；烘干通道3设有用于通过烘干小车4的小车轨道；烘干小车4设有驱动机构；小车轨道及驱动机构均为常规技术，图未示。
以烘干小车4的移动方向为前向，烘干房后侧壁上设有与烘干通道3相连通的进料门5，烘干房前侧壁上设有与烘干通道3相连通的出料门6；
烘干房后侧壁上设有与散冷通道1相连通的后风口，后风口处设有后强制对流风机7；烘干房前侧壁上设有与散冷通道1相连通的前风口，前风口处设有前强制对流风机8；
烘干房在前后方向上分为若干个烘干区段，相邻烘干区段的散冷通道1相互连通，相邻烘干区段的烘干通道3相互连通，相邻烘干区段的加热通道2由隔板9间隔开来；
每个烘干区段内设有一套热泵系统，热泵系统包括通过制冷剂管路依次循环连接的压缩机10、冷凝器11、节流阀12和蒸发器13，压缩机10、节流阀12和蒸发器13组成热泵主机33；热泵主机33位于散冷通道1内，冷凝器11位于加热通道2内，各烘干区段后端部的加热通道2底壁设有回风口14，回风口14连通加热通道2与烘干通道3；
冷凝器11倾斜设置，冷凝器11的上端与加热通道2的顶壁相连接且其底端与回风口14前侧的加热通道2的底壁相连接；冷凝器11前方的加热通道2内设有循环风机，循环风机处的加热通道2底壁上设有用于连通烘干通道3的烘干进风口15；
所述各烘干区段中，冷凝器11上方的散冷通道1内设有用于将加热通道2内的气体抽入散冷通道1的强制排湿风机16，强制排湿风机16的进风口连通加热通道2；
烘干房外设有室外温度传感器17；所述各烘干区段的烘干通道3内分别设有烘干温度传感器18和烘干湿度传感器19；各烘干区段的散冷通道1内分别设有散冷温度传感器20；
所述室外温度传感器17、前强制对流风机8、后强制对流风机7、所述各烘干区段的循环风机、压缩机10、烘干温度传感器18、强制排湿风机16、烘干湿度传感器19和散冷温度传感器20均与一电控装置21相连接；
各烘干区段的蒸发器13下方设有用于盛接冷凝水的接水盘，各烘干区段的接水盘均与一导流管22相连接，导流管22的末端设有开口并伸出烘干房，导流管22的末端下方设有冷凝水收集箱23。接水盘为常规结构，图未示。
所述各烘干区段中，冷凝器11后方的加热通道2的侧壁上设有用于连通大气的新风风门24。
各烘干区段中，所述循环风机包括设置在加热通道2左侧的左循环风机25和设置在加热通道2右侧的右循环风机26，所述烘干进风口15包括设置在加热通道2左侧的左烘干进风口和设置在加热通道2右侧的右烘干进风口；左循环风机25左侧的加热通道2内设有用于将气流向下引导的左导风板27，右循环风机26右侧的加热通道2内设有用于将气流向下引导的右导风板28。
这样，使得热风能够更加均匀地通过被烘干的物料，既提高烘干效率，又提高烘干效果的一致性。
所述各烘干区段中，散冷通道1内设有内外循环选择风箱29，压缩机10和节流阀12设置在内外循环选择风箱29外部的散冷通道1内，蒸发器13设置在内外循环选择风箱29的侧壁上，内外循环选择风箱29内设有蒸发风机30，蒸发风机30用于将散冷通道1内的气体通过蒸发器13抽入内外循环选择风箱29；内外循环选择风箱29位于散冷通道1内的一侧壁上设有内循环风阀31，内外循环选择风箱29的另一侧壁上设有用于连通大气的外循环风阀32。
所述内循环风阀31和外循环风阀32均为电磁阀；各内循环风阀31、各外循环风阀32、各新风风门24、各左循环风机25、各右循环风机26和各蒸发风机30均与电控装置21相连接。
所述电控装置21为单片机，优选采用plc。
本发明还公开了使用上述分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线的烘干方法，按以下步骤进行：
包括持续进行的物料准备工序和烘干工序；
物料准备工序是工作人员将待烘干的物料装入托盘并摊平，将托盘装入烘干小车4的托盘支架内；装盘时工作人员手动将物料内的杂物清除出去；托盘支架设有多层；
工作人员将烘干小车4装满所需时间与分段控温控湿连续农特流水热泵烘干线的进出料间隔相同，进出料间隔为n分钟（n为自然数）；烘干小车4的托盘支架内装满摊平后的物料之后，工作人员打开进料门5，将烘干小车4沿小车轨道推入烘干通道3；
烘干工序是：
工作人员根据经验对于不同烘干区段设定不同的烘干目标温度t℃；
驱动机构驱动烘干小车4由后向前匀速通过烘干通道3的时间为烘干时间；烘干时间为m分钟（m为自然数）；烘干时烘干通道3内的烘干小车4的数量为（m/n）－1个；烘干小车4移动m分钟恰好通过烘干通道3；烘干时间和进出料间隔由工作人员根据待烘干物料的情况（如种类及含水量；含水量较多的物料，烘干时间也越长，目标湿度越低的物料种类，烘干时间也越长）进行设定；根据待烘干物料的情况设定烘干时间为本领域技术人员的常规技能。在本发明公开内容的基础上，本领域技术人员很容易根据烘干时间和物料准备工序中一个工作周期（准备好一车物料）所需时间计算出出料间隔。
烘干工序开始后，电控装置21启动各烘干区段的压缩机10、蒸发风机30、左循环风机25和右循环风机26，左循环风机25和右循环风机26驱动气流在各烘干区段的加热通道2和烘干通道3之间循环流动，在此循环流动的过程中气流吸收冷凝器11的热量对物料进行烘干；电控装置21通过控制压缩机10的启停，将各烘干区段内的温度控制在t±1℃；
电控装置21接收室外温度传感器17和各散冷温度传感器20传递的温度信号，以各散冷温度传感器20的平均值作为散冷通道1内的气温；当室外温度大于等于散冷通道1内的气温时，电控装置21打开外循环风阀32；当室外温度小于散冷通道1内的气温时，电控装置21打开内循环风阀31；
蒸发风机30将散冷通道1内的气体抽入内外循环选择风箱29中并通过内循环风阀31或外循环风阀32送出；气体在进入内外循环选择风箱29时通过蒸发器13从而加热蒸发器13；
当电控装置21通过烘干湿度传感器19检测到烘干通道3内的相对湿度大于85%时，电控装置21打开强制排湿风机16以及新风风门24，将加热通道2内的气体强制抽入散冷通道1；湿热空气在通过蒸发器13时发生冷凝，芳香类物质溶于冷凝水中并随冷凝水经过导流管22流至冷凝水收集箱23中；当烘干通道3内的相对温度小于50%或者保持恒定10分钟后，电控装置21关闭强制排湿风机16以及新风风门24；
每隔n分钟，工作人员开启一次进料门5和出料门6，送入一辆新的烘干小车4并送出一辆烘干后的烘干小车4。
当散冷通道1内的温度低于室外温度7℃并且持续时间达到10分钟时，电控装置21开启前强制对流风机8和后强制对流风机7，后强制对流风机7将室外空气送入散冷通道1，前强制对流风机8将散冷通道1内的气体送出，从而对散冷通道1进行强制换气。
强制换气可以避免散冷通道1内长时间处于低温状态，使各蒸发器13处的冷量能够更迅速地散发出去，并起到降低压缩机10功率的作用。
烘干时烘干通道3内的烘干小车4的数量为（m/n）－1个，可以最大程度的提高烘干通道3的利用率，并防止小车数量过多并且均不停移动造成出料门6无法关闭。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。