CN102160681B - 太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，它包括烤房，烤房顶设置太阳能热水器，烤房的加热室内设置有散热器及风机，散热器及风机与烤房的装烟室对应，太阳能进水总管与散热器的出水管连通，太阳能进水总管连通各个太阳能热水器连接，太阳能出水总管与蓄水池连通，蓄水池与锅炉进水管连通，第三管道与锅炉出水管连通，散热器的进水管与锅炉出水管连通，散热器的出水管与锅炉进水管连通，它利用太阳能及生物质燃料先将水加热，使热水在烤房加热室散热器管道内流动，散热器散发热量，热量在风机带动下在烤房的装烟室及加热室内流动，对装烟室内的烟叶进行烘烤，达到烘烤烟叶的目的，同时节约能源，减少污染、节能减排。

Description

太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备

技术领域：

本发明属于烟草烘烤用的设备领域，具体涉及一种太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备。

背景技术：

哥本哈根世界环境会议后，世界各国都越来越强调节能减排、发展可持续经济。我国是烤烟生产大国，随着我国现代农业种植结构的调整，规模化程度的提高，生产上逐步推广大型密集烤房群，一般地，现在应用的密集烤房配备有小型电脑自动控制设备。我国产烟叶230万吨，烘烤烟叶基本上用煤直接供热，按照粗略的估算，大约每年耗煤约350万吨左右，每年向大气排放二氧化碳多达800多万吨。在烤烟过程中，除了向大气排放二氧化碳之外，还有大量烟尘和二氧化硫向大气的排放。

很多学者致力于烤烟烘烤供热方式的研究与探索，1）太阳能是一种洁净清洁的能源，在烟叶的烘烤季节一般少雨，蕴藏着丰富的太阳能资源，出现了一批关于太阳能利用的成果，但成型的产品由于在烘烤中不能精确地把太阳能控制利用（专利号ZL：00920064695.4；200920253731.1；201020133448.8；200620133777.6）、或单个烤房的设计起不到与规模化种植相配套冲突问题（专利号ZL：97204110.9，200920111953.X），所以在烘烤应用中太阳能的开发利用处于辅助作用，大面积推广受到限制；2）关于生物质燃料方面的烘烤设备，专利（专利号ZL：200420075191.X）利用生物质降解生成的气体燃烧供热，由于生物质的降解产生燃气受到温度的影响较大。我国种烟区域大多数在山地和丘陵地段，气温较平原地带偏低，特别在烘烤后期低温的情况下难于满足烘烤要求；专利（专利号ZL：200720037803.X；200420075191. X）利用生物质燃料压块烤烟，但生物质燃料的较煤炭具有的较低的发热性，在操作中增加烟农添加燃料的频率，从而烟农的劳动量加重，一直处在尝试性的试验阶段，在生产中没有大面积推广。3）关于热水循环的烘烤设备，专利（专利号ZL：200120109694.3）进行了尝试，但传统的炉膛内布置热水循环加热器，燃料的燃烧释放能量利用率大幅度下降，另外这种烤房结构在我国比较落后，在烤烟生产中基本被淘汰。 

因此，以烤烟生产的国情为基础，立足现代科技，开发一种合理的供能方式密集烘烤设备，对节能减排，提高烟叶的烘烤质量具有现实意义。

发明内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，它是利用太阳能及生物质燃料先将水加热，然后使水在烤房加热室散热器管道内流动，通过散热片散发热量，散发的热量在循环风机带动下在烤房的烟室及加热室内流动，对烤房的烟室内的烟叶进行烘烤，达到烘烤烟叶的目的，同时达到节约能源，减少污染、节能减排的目的。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，它包括烤房，其中：：烤房顶设置有太阳能热水器，烤房的加热室内设置有散热器及风机，散热器及风机与烤房的装烟室对应，太阳能进水总管与锅炉进水管通过第一管道连通，第一管道上设置有第一阀门，太阳能进水总管通过太阳能进水分管与各个太阳能热水器连接，太阳能出水总管与蓄水池连通，蓄水池通过第二管道与锅炉进水管连通，第二管道上设置有第二阀门及第一水泵，第二阀门与第一水泵之间的第二管道上设置有第三管道，第三管道与锅炉出水管连通，第三管道上设置有第三阀门，锅炉出水管上设置第二水泵及第四阀门，散热器的进水管与锅炉出水管连通，散热器的进水管上设置有第五阀门，散热器的出水管与锅炉进水管连通，锅炉进水管上设置有第六阀门。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的锅炉上设置有鼓风机、出灰设备、燃料框及输送装置，鼓风机连通锅炉的燃烧室与大气，出灰设备设置在锅炉的底部，燃料框通过输送装置连接锅炉的燃烧室。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的锅炉的出烟口上设置有除尘器，除尘器的出风口连接烟囱，除尘器的出风口上设置有引风机。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蓄水池设置在地面之下，其外设置有隔热层，蓄水池的顶板上设置有安全压力阀。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的烤房上设置有排湿窗、烟叶观察窗及冷风进口，排湿窗设置在烤房下部，烟叶观察窗设置在烤房的装烟室上，冷风进口与风机的进气口相对应。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的散热器内所需的热水的温度为70～105℃。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的锅炉上设置有锅炉观察窗。

本发明的有益效果为：     

1、本发明是利用太阳能及生物质燃料先将水加热，然后使水在烤房加热室散热器管道内流动，通过散热片散发热量，散发的热量在循环风机带动下在烤房的烟室及加热室内流动，对烤房的烟室内的烟叶进行烘烤，达到烘烤烟叶的目的，同时达到节约能源，减少污染、节能减排的目的。

2、本发明锅炉烧水采用生物质燃料，生物质燃料是将农林废弃物作为燃料燃烧，如烟杆、烟梗、玉米杆、花生壳、锯末等，能够大量节约化石燃料，燃烧烟杆清洁烟田，消灭病虫害的寄生途径，减少次年病虫害的发生，可实现烤烟生产的二氧化碳零排放。这种可再生资源高效循环化经济是生态保护型经济，是全球经济发展的新趋势，是实践可持续发展理念的一种新的经济发展模式。

3、本发明的一个锅炉可同时对多个烤房提供热水，供多个烤房同时烤烟，达到多个烤房集中供热的目的，这样可大大减少操作工人的数量，降低工人劳动强度，节约烤烟成本。

4、本发明不但节能环保，而且散热结构热源稳定，能够使烤房内的温度处在理想的烘烤工艺状态，把烘烤师傅从繁琐烧火操作中解放出来，集中精力进行烘烤，有利于提高烘烤质量。

5、本发明集中供热燃料燃烧充分，产生的污染废气远远低于传统独立加热器的排放量，另加除尘器把大部分的飞尘过滤阻止向大气排放，符合人类环境的可持续发展和国际社会日益高涨的环保呼声。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一种太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，它包括烤房2，烤房2顶设置有太阳能热水器1，烤房2下部设置有排湿窗23，烤房2上设置有烟叶观察窗22，烟叶观察窗22与烤房2的装烟室对应，烤房2的加热室35内设置有散热器27及风机26，散热器27及风机26与烤房2的装烟室对应，烤房2上设置有冷风进口21，冷风进口21与风机26的进气口相对应。太阳能进水总管30与锅炉进水管29通过第一管道33连通，第一管道33上设置有第一阀门32，太阳能进水总管30通过太阳能进水分管31与各个太阳能热水器1连接，太阳能出水总管4与蓄水池18连通，蓄水池18通过第二管道16与锅炉进水管29连通，第二管道16上设置有第二阀门11及第一水泵15，第二阀门11与第一水泵15之间的第二管道16上设置有第三管道14，第三管道14与锅炉出水管28连通，第三管道14上设置有第三阀门20，锅炉出水管28上设置第二水泵10及第四阀门3，散热器27的进水管与锅炉出水管28连通，散热器27的进水管上设置有第五阀门24，散热器27的出水管与锅炉进水管29连通，锅炉进水管29上设置有第六阀门25。锅炉7上设置有鼓风机9、出灰设备8、燃料框5及输送装置34，鼓风机9连通锅炉7的燃烧室与大气，出灰设备8设置在锅炉7的底部，燃料框5通过输送装置34连接锅炉7的燃烧室。锅炉7上还设置有锅炉观察窗6，锅炉7的出烟口上设置有除尘器36，除尘器36的出风口13连接烟囱，除尘器36的出风口13上设置有引风机12。

蓄水池18设置在地面之下，其外设置有隔热层17，蓄水池18的顶板上设置有安全压力阀。蓄水池18在制作时先在地面挖一个蓄水坑，然后在坑底及周边设置隔热层，再然后在隔热层上建设蓄水池18，最后在蓄水池18上建设顶板，顶板将蓄水池密封，顶板上预留安全压力阀19。

当室外阳光充足，太阳能热水器1能够将水加热到70℃之上时，本发明采用，太阳能热水器1单独为烤房2提供热能，此时，打开第三阀门20及第一阀门32，关闭第二阀门11、第四阀门3、第六阀门25，太阳能热水器1产生的热水从太阳能出水总管4流进蓄水池18，再第二管道16上设置的第一水泵15的作用下，经第三管道14，流进锅炉出水管28，然后再流进散热器27进水管，当烤房2的装烟室需要加热时，打开第五阀门24，热水流进散热器27，为散热器27提供热源，风机26将散热器27散发的热量吹进烤房2的装烟室，对装烟室内的烟叶进行烘烤，经散热器27散热后，热水降温，降温后的水经散热器27的出水管，流进锅炉进水管29，此时第六阀门25关闭，第一阀门32打开，因此降温后的水从第一管道33流进太阳能进水总管30，然后再经过太阳能进水分管31，流进各个太阳能热水器1，在太阳能热水器1内重新被加热，进入下一次循环。

当室外阴冷时，需要锅炉7单独对烤房2提供热能时，打开第二阀门11、第四阀门3及第六阀门25，关闭第一阀门32及第三阀门20，生物质燃料设置在燃料框5内，当需要给锅炉7燃烧室增加燃料时，输送装置34自动将燃料框5内的生物质燃料输送到燃烧室内，生物质燃料将锅炉7内的水加热到70℃之上，热水经第二水泵10加压后，经锅炉出水管28，进入散热器27的进水管，当烤房2的装烟室需要加热室35，打开第五阀门24，热水流进散热器27，为散热器27提供热源，风机26将散热器27散发的热量吹进烤房2的装烟室，对装烟室内的烟叶进行烘烤，经散热器27散热后，热水降温，降温后的水经散热器27的出水管，再经锅炉进水管29流回锅炉7，在锅炉7内重新被加热，进入下一次循环。

当锅炉7及太阳能热水器1共同为烤房2提供热能时，打开第二阀门11、第四阀门3及第一阀门32，关闭第三阀门20及第六阀门25，太阳能热水器1将水升温后，从太阳能出水总管4流进蓄水池18，蓄水池18内的热水经第一水泵15加压后，经第二管道16，进入锅炉7内，生物质燃料对进入锅炉7内的热水进行再次的升温加热，当达到所需的温度后，热水从锅炉出水管28流出，经第二水泵10加压后，从锅炉出水管28流进散热器27的进水管，当烤房2的装烟室需要加热时，打开第五阀门24，热水流进散热器27，为散热器27提供热源，风机26将散热器27散发的热量吹进烤房2的装烟室，对装烟室内的烟叶进行烘烤，经散热器27散热后，热水降温，降温后的水经散热器27的出水管，流进锅炉进水管29，此时第六阀门25关闭，第一阀门32打开，因此降温后的水从第一管道33流进太阳能进水总管30，然后再经太阳能进水分管31，流进各个太阳能热水器1，在太阳能热水器1内重新被加热，加热后的热水从新流进蓄水池18，再一次进入锅炉7进行再次升温加热，进入下一次循环。

锅炉7的燃烧室上设置有鼓风机9，鼓风机9为生物质燃料的燃烧提供氧气，使燃料在燃烧室内更加充分的燃烧。

锅炉7的出烟口上设置有除尘器36，除尘器36的出风口13连接烟囱，除尘器36的出风口13上设置有引风机12。锅炉7排出的带有粉尘等杂质的气体，经锅炉7的出烟口进入除尘器36，在除尘器36内除尘后，在引风机12的作用下，从除尘器36的出风口13进入烟囱，在烟囱内进一步净化后，洁净的气体排向大气。

锅炉7的底部设置有出灰设备8，生物质燃料在燃烧室充分燃烧后的料渣，经出灰设备8清理出燃烧室，保证燃烧室内有足够的燃烧空间，同时，生物质燃料燃烧后的灰渣可以从新作为肥料还田，不会造成污染。

本发明改变现存密集烤房2的独立供热的烘烤模式，采用优化设计的太阳能+烟杆制成生物质燃料+集中供热方式，配套大型密集烤房2群（20座以上），实现烤烟生产对环境的零污染。同时提高烟叶的烘烤质量，有利于即将形成的烟农合作社和种植大户科学化管理。

本发明不仅在烤烟生产中适用，在其他一些需要烘烤的地方同样适用，效果良好。

要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，它包括烤房（2）及锅炉（7），其特征在于：烤房（2）顶设置有太阳能热水器（1），烤房（2）的加热室（35）内设置有散热器（27）及风机（26），散热器（27）及风机（26）与烤房（2）的装烟室对应，太阳能进水总管（30）与锅炉进水管（29）通过第一管道（33）连通，第一管道（33）上设置有第一阀门（32），太阳能进水总管（30）通过太阳能进水分管（31）与各个太阳能热水器（1）连接，太阳能出水总管（4）与蓄水池（18）连通，蓄水池（18）通过第二管道（16）与锅炉进水管（29）连通，第二管道（16）上设置有第二阀门（11）及第一水泵（15），第二阀门（11）与第一水泵（15）之间的第二管道（16）上设置有第三管道（14），第三管道（14）与锅炉出水管（28）连通，第三管道（14）上设置有第三阀门（20），锅炉出水管（28）上设置第二水泵（10）及第四阀门（3），散热器（27）的进水管与锅炉出水管（28）连通，散热器（27）的进水管上设置有第五阀门（24），散热器（27）的出水管与锅炉进水管（29）连通，锅炉进水管（29）上设置有第六阀门（25）。

2.根据权利要求1所述的太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，其特征在于：所述的锅炉（7）上设置有鼓风机（9）、出灰设备（8）、燃料框（5）及输送装置（34），鼓风机（9）连通锅炉（7）的燃烧室与大气，出灰设备（8）设置在锅炉（7）的底部，燃料框（5）通过输送装置（34）连接锅炉（7）的燃烧室。

3.根据权利要求1所述的太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，其特征在于：所述的锅炉（7）的出烟口上设置有除尘器（36），除尘器（36）的出风口（13）连接烟囱，除尘器（36）的出风口（13）上设置有引风机（12）。

4.根据权利要求1所述的太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，其特征在于：所述的蓄水池（18）设置在地面之下，其外设置有隔热层（17），蓄水池（18）的顶板上设置有安全压力阀（19）。

5.根据权利要求1所述的太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，其特征在于：所述的烤房（2）上设置有排湿窗（23）、烟叶观察窗（22）及冷风进口（21），排湿窗（23）设置在烤房（2）下部，烟叶观察窗（22）设置在烤房（2）的装烟室上，冷风进口（21）与风机（26）的进气口相对应。

6.根据权利要求1所述的太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，其特征在于：所述的散热器（27）内所需的热水的温度为70～105℃。

7.根据权利要求1所述的太阳能和生物质燃料结合的热水集中供热式烤烟设备，其特征在于：所述的锅炉（7）上设置有锅炉观察窗（6）。

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