一种烘干方法和烘干设备与流程

1.本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种烘干方法和烘干设备。


背景技术：

2.烟草烘干作为我国经济农作物生产的一项重要工艺，开发专用于该作物的热泵产品，在为双碳做贡献的同时，其市场具有极大的潜力。目前市场上成熟的烟草烘干机大多为普通的定频压缩机搭配辅助电加热的模式进行烘烤，有部分厂家选择了变频压缩机搭配辅助电加热，使烟叶烘烤过程中的工艺曲线更加精准。但是烟草烘干为一个变工况、变负荷的工艺过程，经过实际运行分析可以发现烘干过程其不同的烘干阶段其负荷的控制策略亦不同。
3.目前常用的电加热控制策略为：1、低环境温度时机组自带压缩机运行至上限频率后距离目标温度仍有差距则启动辅助电加热补充；2、双压缩机机组其中一个系统故障，正常压缩机运行到频率上限时辅助电加热启动运行。
4.因烘干固有特性导致烘干后期烤房比热容小，温度升降速率受负荷变动影响巨大，在遇到前述特殊情况时便会使机组辅助电加热投入运行，从而使变频压缩机脱离准确的调频运行，短时间使机组输出能力变化过大，导致机组到温度点停机或温升过大从而致使机组频繁起停或温度过高导致烟叶品质受损。
5.如何避免烟叶在烘干过程中受损，提高烟叶的烘干品质，成为了亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的是提供烘干方法，旨在避免烟叶在烘干过程中受损，提高烟叶的烘干品质。
7.为了实现上述目的，本发明提出一种烘干方法，包括以下步骤：
8.根据机组运行参数和环境温度参数，计算待烘干件的表征值；
9.根据所述表征值计算所述待烘干件当前所处的烘干状态；
10.根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程。
11.在本技术的一实施例中，所述机组运行参数包括：压缩机运行频率；所述环境温度参数包括室内温度参数和室外温度参数。
12.在本技术的一实施例中，计算待烘干件的表征值包括以下步骤：
13.根据压缩机运行频率、室内温度参数、以及室外温度参数，计算相邻两个相同时长的区间所对应的热泵机组的输出拟定功率和电加热器拟定输出功率；
14.根据热泵机组拟定输出功率和电加热器拟定输出功率计算待烘干件的表征值。
15.在本技术的一实施例中，所述热泵机组的输出拟定功率的计算公式如下：
16.17.其中，p表示热泵机组的拟定输出功率；α表示压缩机负荷评定系数；t0表示室外温度参数；ti表示室内温度参数；f表示压缩机运行频率；
18.电加热器拟定输出功率的计算公式如下：
[0019][0020]
其中，pe表示电加热器拟定输出功率；β表示电加热器负荷评定系数；ti表示室内温度参数；a表示电加热器消耗功率。
[0021]
在本技术的一实施例中，所述待烘干件的表征值的计算公式如下：
[0022][0023]
其中，v
δt
表示相邻两个相同时长区间中后一段时间区间内温度变化参数；v
δt
′
表示相邻两个相同时长区间中前一段时间区间内温度变化参数；p表示相邻两个相同时长区间中后一段时间区间内热泵机组的拟定烘干功率；pe表示相邻两个相同时长区间中后一段时间区间内电加热拟定输出功率；p
′
表示相邻两个相同时长区间中前一段时间区间内热泵机组的拟定烘干功率；pe
′
表示相邻两个相同时长区间中前一段时间区间内电加热拟定输出功率。
[0024]
在本技术的一实施例中，根据所述表征值计算所述待烘干件当前所处的烘干状态的计算公式为：
[0025]
η＝x/y；
[0026]
其中，η表示待烘干件所对应的烘干状态；y表示待烘干件完全烘干时的表征值；当η落在第一区间内时，表示待烘干件处于烘干初期；当η落在第二区间内时，表示待烘干件处于烘干末期状态。
[0027]
在本技术的一实施例中，根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程包括以下步骤：
[0028]
若待烘干件处于烘干初期时，判断压缩机是否以最高频率运行预定时长，同时室内温度与目标温度差值大于1k或者温度上升速率是否小于第一预设阈值；若是，启动电加热。
[0029]
在本技术的一实施例中，启动电加热后还包括当室内温度与目标温度差值小于0.5k时或预定时间内的温度变化参数大于0.5k/h时，关闭电加热。
[0030]
在本技术的一实施例中，根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程还包括：
[0031]
若待烘干件处于烘干末期时，判断压缩机是否以最高频率运行预定时长，同时室内温度与目标温度差值大于1k或者温度上升速率是否小于第一预设阈值；若是，降低压缩机运行频率并打开电加热器。
[0032]
在本技术的一实施例中，降低压缩机运行频率并打开电加热器后还包括：
[0033]
当压缩机频率降低大于第二预设阈值时，关闭电加热器。
[0034]
本技术还公开了一种烘干设备，包括热泵机组和加热器，所述热泵机组和电加热器采用如上任意一项所述的烘干方法进行控制。
[0035]
采用上述技术方案，通过机组的运行参数、当前室内的温度参数、室外的温度参数
计算当前待烘干件所处的烘干表征值，然后通过烘干表征值计算出当前待烘干件所处的烘干阶段，根据烘干阶段实现对待烘干件的精确温度控制，提高了对待烘干件的烘干品质，避免在因为温度的波动导致待烘干的破碎。流程简单，便于实施。
附图说明
[0036]
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细的说明，其中：
[0037]
图1为本发明第一种实施例的流程结构示意图。
具体实施方式
[0038]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
[0039]
如图1所示，为了实现上述目的，本发明提出一种烘干方法，包括以下步骤：
[0040]
根据机组运行参数和环境温度参数，计算待烘干件的表征值；
[0041]
根据所述表征值计算所述待烘干件当前所处的烘干状态；
[0042]
根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程。
[0043]
具体的，本技术中的机组是指空调机组，由于需要进行待烘干件的烘干，因此在机组工作时，室内机为冷凝器，室外机为蒸发器。其通过冷媒循环回路实现制热或制冷。
[0044]
环境温度参数包括室内温度参数和室外温度参数，室内温度参数和室外温度参数通过温度传感器检测，温度传感器采用现有技术中常用的温度传感器，在此不再一一赘述。通过温度传感器获取环境温度参数配合机组的运行参数，计算烘干件的表征值。表征值用来表示当前待烘干件所处的烘干状态。烘干状态至少包括烘干前期、烘干中期、以及烘干后期。
[0045]
机组运行参数为当前冷媒循环回路中的压缩机的运行频率。
[0046]
计算获得当前待烘干件的烘干表征值，通过烘干表征值与待烘干件被完全烘干的表征值相除，得到当前待烘干件在整个待烘干件被烘干时的表征值中所占的比例，从而得出待烘干件所处的状态。获取完待烘干件的状态之后，根据待烘干件的状态，对应的开启对应的温度控制流程，实现对待烘干件的精确烘干，从而避免因为温度的波动使得待烘干件破碎。提高待烘干件的烘干品质。本技术中的待烘干件为烟叶。
[0047]
采用上述技术方案，通过机组的运行参数、当前室内的温度参数、室外的温度参数计算当前待烘干件所处的烘干表征值，然后通过烘干表征值计算出当前待烘干件所处的烘干阶段，根据烘干阶段实现对待烘干件的精确温度控制，提高了对待烘干件的烘干品质，避免在因为温度的波动导致待烘干的破碎。流程简单，便于实施。
[0048]
在本技术的一实施例中，所述机组运行参数包括：压缩机运行频率；所述环境温度参数包括室内温度参数和室外温度参数。
[0049]
具体的，机组运行参数包括压缩机运行频率，通过压缩机的运行频率可知当前机组的制热状态，可提高计算待烘干件的烘干表征值的准确性。环境温度参数包括室内温度参数和室外温度参数。本技术中室内温度参数为室内环境的平均温度参数，室外的温度参数为室外平均的温度参数，室内环境的平均温度参数和室外环境的平均温度参数，可避免
因为局部的高温或者低温造成计算结果的偏差，进一步提高了计算待烘干件的烘干表征值的准确性。
[0050]
采用上述技术方案，流程简单，简化了整个方法的实施过程，便于实施。
[0051]
在本技术的一实施例中，计算待烘干件的表征值包括以下步骤：
[0052]
根据压缩机运行频率、室内温度参数、以及室外温度参数，计算相邻两个相同时长的区间所对应的热泵机组的输出拟定功率和电加热器拟定输出功率；
[0053]
根据热泵机组拟定输出功率和电加热器拟定输出功率计算待烘干件的表征值。
[0054]
具体的，计算待烘干件的表征值时，根据压缩机的运行评率、室内温度参数、室外温度参数，计算两个相邻时长的区间所对应的热泵机组的输出拟定功率和电加热器拟定输出功率。
[0055]
在烘干的过程中，单纯的通过热泵机组(空调机组)对待烘干件进行烘干，可能存在温度无法达到预定的范围，因此会设置电加热器进行热量补充。
[0056]
例如在烘干初期，以热泵机组烘干为主要热量来源，当热泵机组的热量不能满足条件时，通过电加热器进行热量补充。
[0057]
在烘干后期，以电加热进行主要的热量来源，由于电加热器的热量不易控制，因此通过热泵机组实现对电加热器的产生的热量进行微调。实现对待烘干件的烘干，从而提高待烘干件的烘干品质。
[0058]
相邻两个相同时长的区间为：在一个连续的时间段内，将该时间段分隔成两个相同时长的时间子区间。例如10至20分钟，将该区间分隔成10至15分钟，15至20分钟。
[0059]
计算10至15分钟内的热泵机组的拟定输出功率和电加热器的拟定输出功率。计算15至20分钟内的热泵机组的拟定输出功率和电加热器的拟定输出功率。
[0060]
然后通过10至15分钟内的热泵机组的拟定输出功率和电加热器的拟定输出功率与15至20分钟内的热泵机组的拟定输出功率和电加热器的拟定输出功率，计算出待烘干件的表征值。通过两个区间内的热泵机组的拟定输出功率和电加热器的拟定输出功率计算待烘干件的表征值，提高了表征值计算的准确性，流程简单，便于实施。
[0061]
在本技术的一实施例中，所述热泵机组的输出拟定功率的计算公式如下：
[0062][0063]
其中，p表示热泵机组的拟定输出功率；α表示压缩机负荷评定系数；t0表示室外温度参数；ti表示室内温度参数；f表示压缩机运行频率；
[0064]
电加热器拟定输出功率的计算公式如下：
[0065][0066]
其中，pe表示电加热器拟定输出功率；β表示电加热器负荷评定系数；ti表示室内温度参数；a表示电加热器消耗功率。
[0067]
在本技术的一实施例中，所述待烘干件的表征值的计算公式如下：
[0068][0069]
其中，v
δt
表示相邻两个相同时长区间中后一段时间区间内温度变化参数；v
δt
′
表
示相邻两个相同时长区间中前一段时间区间内温度变化参数；p表示相邻两个相同时长区间中后一段时间区间内热泵机组的拟定烘干功率；pe表示相邻两个相同时长区间中后一段时间区间内电加热拟定输出功率；p
′
表示相邻两个相同时长区间中前一段时间区间内热泵机组的拟定烘干功率；pe′
表示相邻两个相同时长区间中前一段时间区间内电加热拟定输出功率。
[0070]
在本技术的一实施例中，根据所述表征值计算所述待烘干件当前所处的烘干状态的计算公式为：
[0071]
η＝x/y；
[0072]
其中，η表示待烘干件所对应的烘干状态；y表示待烘干件完全烘干时的表征值；当η落在第一区间内时，表示待烘干件处于烘干初期；当η落在第二区间内时，表示待烘干件处于烘干末期状态。
[0073]
具体的，y表示待烘干件完全烘干时的表征值，其确定方法为：
[0074]
1、机组自学习用户每次手动设定烘干并按关机键前的有能力输出的温升阶段数据，经多次测试后拟合出y值。
[0075]
2、机组出厂前由实验室进行标定。
[0076]
采用上述技术方案，通过x与y的比值，可准确获得当前待烘干件的烘干阶段，流程简单，便于实施。
[0077]
在本技术的一实施例中，根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程包括以下步骤：
[0078]
若待烘干件处于烘干初期时，判断压缩机是否以最高频率运行预定时长，同时室内温度与目标温度差值大于1k或者温度上升速率是否小于第一预设阈值；若是，启动电加热。
[0079]
具体的，根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程包括以下步骤：
[0080]
当待烘干件处于烘干初期时，此时热泵机组为主要热源，此时判断压缩机是否以最高的运行频率运行，当压缩机为最高的运行频率进行运行且达到预定时间，该预定时间可以为30分钟、15分钟等。同时室内温度与目标温度的差值大于1k，k为温度单温。或者温度上升速率小于第一预设阈值时，表示当前热泵机组的制热能力无法满足要求，因此需要打开电加热器进行热量补充，通过热量补充保证待烘干件处于最佳的烘干温度，从而提高了待烘干件的烘干品质。
[0081]
在本技术的一实施例中，启动电加热后还包括当室内温度与目标温度差值小于0.5k时或预定时间内的温度变化参数大于0.5k/h时，关闭电加热。
[0082]
具体的，启动电加热后，当室内的温度与目标差值小于0.5k，或预定时间内的温度变化参数大于0.5k/h时，表示当前的室内温度已经达到预设条件，此时关闭电加热器，通过热泵机组完成继续完成加热过程，保证带烘干件处于最佳的烘干温度，提高了待烘干件的烘干品质。
[0083]
在本技术的一实施例中，根据所述烘干状态启动与所述烘干状态相对应的烘干流程还包括：
[0084]
若待烘干件处于烘干末期时，判断压缩机是否以最高频率运行预定时长，同时室
内温度与目标温度差值大于1k或者温度上升速率是否小于第一预设阈值；若是，降低压缩机运行频率并打开电加热器。
[0085]
具体的，当待烘干件处于烘干末期时，判断压缩机是否以最高频率运行预定时长，同时室内温度与目标温度差值大于1k或者温度上升速率是否小于第一预设阈值；若是，表示当前温度无法满足当前的烘干要求，此时启动电加热器，此时由于启动电加热器，会产生较大的热量，会避免因为热量急剧上升导致待烘干件受损，此时降低压缩机运行频率，从而使温度缓慢上升，保证待烘干件处于最佳的烘干温度，提高了待烘干件的烘干品质。
[0086]
在本技术的一实施例中，降低压缩机运行频率并打开电加热器后还包括：
[0087]
当压缩机频率降低大于第二预设阈值时，关闭电加热器。
[0088]
具体的，当压缩机频率降低大于第二预设阈值时，表示当前已经室内环境温度已经过高，此时关闭电加热器，对应升高压缩机的工作频率，实现对室内温度的精准调节，使得待烘干件处于最佳的烘干温度，提高了待烘干件的烘干品质，流程简单，便于实施。
[0089]
本技术还公开了一种烘干设备，包括热泵机组和加热器，所述热泵机组和电加热器采用如上任意一项所述的烘干方法进行控制。
[0090]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。