CN103005116B - 空气能热循环烘干装置及其自动控温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空气能热循环烘干装置及其自动控温方法，包括空气能热泵(1)、除湿机(2)、烘房(3)和热通管道，所述空气能热泵(1)、烘房(3)和除湿机(2)通过热通管道依次循环连接，其特征在于：所述空气能热泵(1)连接有一根总热通管(4)，总热通管(4)通过多条串联的分热通管(5)与多个烘房(3)连接，烘房(3)顶部设置分回热管(7)，多个烘房(3)上的分回热管(7)串联后与总回热管(6)连接，总回热管(6)与除湿机(2)连接；所述各分热通管中均设有调热开关(8)。本发明配合多个烘房采用串连的热通管配热工艺，实现单热源对多烘房多品种同时进行烘烤的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种果脯烘干设备及其控温方法，具体的说，是涉及到一种空气能热循环烘干装置及其自动控温方法。
背景技术
果脯是一种历史悠久的小吃食品，目前芒果脯烘干工艺主要有三种：(1)热风干燥工艺。主要以燃煤或纯电热作为能量源，将产生的热风作为烘干芒果脯的媒介，该方法最为传统，使用时间和范围最广；(2)微波干燥工艺。采用微波方式对芒果脯进行烘干，该方法烘干速度快，但是耗电量大，对芒果脯分子破坏性强；(3)太阳能干燥工艺。该工艺被广泛运用在美国的西部地区，该方法节能环保，但是受气候影响因素大，使用范围小。
国内的芒果脯烘干工艺早在明朝年间就在民间流传，其主要以煤炭作为烘烤芒果脯的主要原料。在上世纪90年代开始，国家逐渐对节能生产和芒果脯含硫量有了更进一步的要求，因此环保、无二氧化硫产生的电热加热成为芒果脯烘干的主流工艺。为了使得电热加热烘干工艺更为节能高效，为此，国内行业不少专家前赴后继，刻苦攻关，目前，国内常用的烘干设备有隧道式烘干工艺、连续式电热烘干工艺、电热空气压缩烘干工艺，但是由于电热烘干技术自身具有能耗高，负载有限这些技术难题，因此该技术在节能降耗的研究水平上仍与国外发达国家有一定差距。
随着科技的增长，空气能热泵逐渐成为新型的烘干装置，其具有高效，环保的功能。目前市面上也出现了一些较为简单的空气能热泵水果烘干设备，但是主要存在以下缺点：(1)现在有的技术采用的是一台空气能热泵对应一个烘房的技术，因此，当需要检修或者停止烘烤时，需要将空气能热泵完全关闭，这容易影响烘烤效率；(2)现有的烘房采用厚厚的铁板或隔热层以防止热气的泄露，这无疑提高了烘房的制作成本；(3)现有的空气能热泵温度调节不够智能化，因此容易出现烘烤时间过长或过短的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种空气能热循环烘干装置及其自动控温方法，采用单空气能热泵对多个烘房进行循环供热，并通过智能控制系统对温度进行控制，以克服现有技术中，能耗高，连续工作效率低的缺点，以达到高效对果脯进行连续烘干的目的。
本发明方案是通过这样实现的：构造一种空气能热循环烘干装置，包括空气能热泵、除湿机、烘房和热通管道，所述空气能热泵、烘房和除湿机通过热通管道依次循环连接，所述空气能热泵连接有一根总热通管，总热通管通过多条串联的分热通管与多个烘房连接，烘房顶部设置分回热管，多个烘房上的分回热管串联后与总回热管连接，总回热管与除湿机连接；所述各分热通管中均设有调热开关。
本发明的方案技术原理是：通过设计一个空气能热泵作为热源，并采用多条串联的热通管道与空气能热泵连接，实现一台空气能热泵对应多个烘房的进行烘烤的效果，并通过调热开关控制每个分热通管进入烘房热量的大小，从而实现不同品种在不同烘房进行烘烤的效果。另外，在烘房顶部设置回热管道，对在烘房烘烤过的余热进行回收，并通过除湿机进行潮湿热空气的除湿，形成干燥的空气，再输送入空气能热泵中进行微加热，最后通过热通管将热量输入烘房进行再利用。
本发明中，为了提升装置的自动化调功能，各烘房中还设有温度调节控制器，所述温度调节器包括探温装置、温度触摸屏、调控模块和信号输出模块，探温装置设置在烘房内部位置，温度触摸屏、调控模块和信号输出模块设置在烘房外的控制盒内，各烘房中的温度调节器连接并控制其对应分热通管中的调热开关。温度调节器的作用是，对烘房内的温度进行实时监控，根据所设定的额定温度，通过调节模块对调节开关进行控制，实现对热气的进气量进行调节，温度触摸屏的作用是现实对烘房温度的现实，信号输出模块作用是可以对所检测到的温度信号进行输出。另外，调热开关可以是一般的气热阀门或者是其他常用的密封开关。
本发明中，所述空气能热泵连接有中控台，所述中控台包括信号接收总调度端和信号执行端，中控台通过导线与各烘房中的温度调节控制器连接。其中，信号接收总调度端作用是，接收各个温度调节控制器中信号输出模块的温度信号，根据温度信息，计算出空气能热泵发热功率，并通过信号执行端输出计算的信息，控制空气能热泵的输出功率大小。此外，接收总调度端接收到各烘房温度调节控制器中显示，空气能热泵输出功率总热量大于烘房温度所需量时，接收总调度端对信号执行端发出指示信号，可对空气能热泵进行待机控制。
本发明中，作为对烘房的进一步改进，所述的烘房分为烘房外层和烘房内层，烘房外层和烘房内层之间形成空腔，所述分热通管与烘房外层连接，烘房底部设有通热孔。两层的烘房，可以使得热量首先通过空腔再进入到烘房内层，从而使得热量可包围内层，减少烘房热传递时热量的损失，此外，设置在烘房底部的通热孔，与顶部的回热管道形成热对流，使得上升的热空气更便于回收利用。
本发明中，作了使得热空气流向单一，所述总热通管、分热通管、总回热管和分回热管上均设有单向阀。另外，根据现有的空气能热泵功率大小，热通管所串联的烘房为3个或者8个，串联上述个数的烘房可以正好使得空气能热泵提供的热量在使用范围值内。
本发明中，作为对空气能热循环烘干装置的自动控温方法，包括以下步骤：
①预设烘房内温度：通过设置烘房中的温度调节器，预设烘房内的额定温度；
②预设空气能热泵额定功率：通过各烘房中的温度调节器中的信号输出模块向中控台发出的信号，中控台中的信号接收总调度端计算出所需烘房所需热量总量，向信号执行端发出执行命令，信号执行端控制空气能热泵进行额定功率的输出；
③对烘房温度进行恒定调节：在空气能热泵启动后，温度调节控制器根据烘房内温度大小，对调热开关开启的大小程度进行调节，以控制烘房内温度的恒定大小。
本发明中，除了上述三个步骤实现自动控温方法外，还包括空气能热泵自动待机调节步骤：当空气能热泵供出的热量大于所有烘房内额定温度总额所需热量时，信号接收总调度端通过接收温度调节控制器中的信号输出模块发出信号，对空气能热泵切换至待机状态；当空气能热泵供出的热量小于烘房内额定温度总额所需热量时，信号接收总调度端通过接收温度调节控制器中的信号输出模块发出信号，对空气能热泵切换运行状态。
本发明中，空气能热循环烘干装置的自动控温方法主要采用以下原理：空气能热循环烘干装置的自动控制方法通过在温度触摸屏中输入烘房所需温度预设值，使得信号可传输至中控台，并反馈至信号接收总调度端中，使得空气能热泵可根据预设值进行热量输出；另外当烘房内温度变化，调控模块根据温度预设值，逐渐对调热开关进行开启或关闭，从而达到自动调节每个烘房温度的目的。
本发明中，所述的温度调节控制器中的探温装置、温度触摸屏、调控模块和信号输出模块，均采用导线相互连接，上述装置或者模块，均可以通过现有的计算机设计进行设计，从而实现探温装置对烘房探温，温度触摸屏对烘房温度进行显示和预设，以及调控模块根据温度触摸屏中的预设温度，对调热开关开口的大小进行自动调节，而输出模块可以将信号和变化数据输出至中控台中。
本发明中所述的中控台，包括信号接收总调度端和信号执行端，信号接收总调度端为一智能电脑系统，可以通过温度调节控制器的预设额定温度，计算出空气能热泵的输热功率，而信号执行端为一电子原件，主要用于控制空气源热泵的功率输出。此外，中控台还可以配合温度调节控制器加入一些基本的定时元件，以实现更多功能。
本发明的突出实质性特点和显著进步是：
1.本发明配合多个烘房采用串连的热通管配热工艺，实现单热源对多烘房多品种同时进行烘烤的功能，与传统的单线芒果烘干工艺相比具有生产成本低，同时配合温度调节控制器对调热开关的开口大小进行调节，使得同一热源可烘烤不同品种果脯。
2.本发明采用温度调节控制器结合中控台技术，实现对空气能热泵功率的预测，从而达到节约能耗，全程自动控制设备的效果。
3.本发明开发多孔网络式通热孔技术，配套采用热循环回收工艺对热量进行回收循环再利用，使得热量能够均匀的分布在烘房内，并形成可回流的热空气流，与单孔式布管排气工艺相比较，具有芒果脯烘干均匀，保鲜效果好，且能耗低的优点。
附图说明
图1是本发明中空气能热循环烘干装置的结构示意图；
图2是本发明中温度调节控制器与中控台的拓扑示意图；
图中零部件名称及序号：
空气能热泵1、除湿机2、烘房3、总热通管4、分热通管5、总回热管6、分回热管7、调热开关8、温度调节控制器9、中控台10、通热孔11，
烘房外层3.1、烘房内层3.2、空腔3.3。
具体实施方式
以下结合附图和实施例描述本发明空气能热循环烘干装置及其自动控温方法。
实施例1：
如图1-2所示，为本发明结构示意图，该空气能热循环烘干装置，包括一台空气能热泵1、一台除湿机2和三个烘房3，空气能热泵1端部设有总热通管4，其连接三条串联的分热通管5，三条串联的分热通管5均各自接有所对应的烘房3，烘房3分为两层，包括烘房外层3.1和烘房内层3.2，其中，烘房外层3.1和烘房内层3.2之间形成空腔3.3，分热通管5与烘房外层3.1所连接，而烘房内层3.2底部设置有多个通热孔11。在烘房3顶部，道7伸入烘房内层3.2，并最终三条分回热管7串联后与总回热管6相连接，总回热管6与除湿机2连接，除湿机2通过热通管与空气能热泵1连接。
在每个烘房3的侧部位置设有温度调节控制器9，温度调节控制器9包括探温装置、温度触摸屏、调控模块和信号输出模块，其中，探温装置伸入至烘房内层3.2中，温度调节控制器9的壳体安装在烘房3外部位置，温度触摸屏安装在壳体可显示处，调控模块和信号输出模块通过导线或电路板连接设置在壳体内部，其中，在每个分热通管5出位置还设有调热开关8，温度调节控制器9中的调控模块与调热开关8连接，可通过电器件控制调热开关8的开关和开口大小，调热开关8可以是普通的气流阀或是气闭阀门。
在空气能热泵1侧部也设有中控台10，中控台10内包括信号接收总调度端和信号执行端，信号接收总调度端通过导线与温度调节控制器9中的信号输出模块连接。信号接收总调度端为一智能电脑系统，可以通过温度调节控制器的预设额定温度，计算出空气能热泵的输热功率，而信号执行端为一电子原件，主要用于控制空气源热泵的功率输出。
需要多果脯进行烘干时，打开三个烘房3，将不同类型的果脯送入烘房，例如：第一烘房3放入的是芒果，第二烘房3放入的是红枣，第三烘房3放入的是蓝莓，然后通过温度触摸屏预设第一烘房3内的额定温度为70度，第二烘房3额定温度为80度，第三烘房3额定温度为90度。以上所述的预设额定温度，显示在温度触摸屏上，并通过信号输出模块发送至中控台中的信号接收总调度端，信号接收总调度端根据烘房3体积大小以及烘房所需温度总量，计算出空气能热泵1输出功率大小4KW，随后将信号输送至信号执行端发出执行命令，待启动空气能热泵1后，空气能热泵1以预设功率4KW输出热量。热量通过总热通管4和各个分热通管5进入到烘房3中，空气经过热交换后，形成高温低湿的湿热空气，随后由分回热管7经总回热管6回收入除湿机2中进行干燥除湿，随后形成高温低湿的空气传送回空气能热泵1中进行微加热，此时随着烘房3内的的温度升高，逐渐达到烘房3预设温度时，探温装置对调控模块发出信号，控制调热开关8减小开口，同时，探温装置对信号接收总调度端发出温度信号，信号接收总调度端通过计算功率后，减少空气能热泵1的输出功率，并将信号输送至信号执行端执行功率调整命令，使得空气能热泵1减少输出功率或进行待机；当烘房3温度不足时，采用上述同样原理，使得空气能热泵1增加输入功率，以确保烘房3内温度恒温。
本实施例中，总热通管4、分热通管5、总回热管6和分回热管7上均设有单向阀，以确保热量流动方向一致。
实施例2：
与实施例1不同之处在于，所述的烘房3一共有8台，其余工作原理与实施例1相同。
本发明中，所采用的原件或者系统，均通过本发明的方案设计或简单加工而成，具有实用性，此外，采用相同原理的简单替换本发明中相关技术方案，均落入发明保护范围中。
Claims (5)
1.一种空气能热循环烘干装置，包括空气能热泵(1)、除湿机(2)、烘房(3)和热通管道，所述空气能热泵(1)、烘房(3)和除湿机(2)通过热通管道依次循环连接，其特征在于：所述空气能热泵(1)连接有一根总热通管(4)，总热通管(4)通过多条串联的分热通管(5)与多个烘房(3)连接，烘房(3)顶部设置分回热管(7)，多个烘房(3)上的分回热管(7)串联后与总回热管(6)连接，总回热管(6)与除湿机(2)连接；所述各分热通管中均设有调热开关(8)，各烘房中还设有温度调节控制器(9)，所述温度调节器(9)包括探温装置、温度触摸屏、调控模块和信号输出模块，探温装置设置在烘房内部位置，温度触摸屏、调控模块和信号输出模块设置在烘房(3)外的控制盒内，各烘房(3)中的温度调节器(9)连接并控制其对应分热通管(5)中的调热开关(8)，所述空气能热泵(1)连接有中控台(10)，所述中控台(10)包括信号接收总调度端和信号执行端，中控台(10)通过导线与各烘房(3)中的温度调节控制器(9)连接，所述的烘房(3)分为烘房外层(3.1)和烘房内层(3.2)，烘房外层(3.1)和烘房内层(3.2)之间形成空腔(3.3)，所述分热通管(5)与烘房外层(3.1)连接，烘房(3)底部设有通热孔(11)。
2.根据权利要求1所述的空气能热循环烘干装置，其特征在于：所述总热通管(4)、分热通管(5)、总回热管(6)和分回热管(7)上均设有单向阀。
3.根据权利要求1所述的空气能热循环烘干装置，其特征在于：热通管所串联的烘房(3)为3个或者8个。
4.根据权利要求1-3任一项所述的空气能热循环烘干装置的自动控温方法，其特征在于：包括以下步骤：
①预设烘房内温度：通过设置烘房(3)中的温度调节器(9)，预设烘房(3)内的额定温度；
②预设空气能热泵(1)额定功率：通过各烘房(3)中的温度调节器(9)中的信号输出模块向中控台发出的信号，中控台(10)中的信号接收总调度端计算出所需烘房(3)所需热量总量，向信号执行端发出执行命令，信号执行端控制空气能热泵(1)进行额定功率的输出；
③对烘房(3)温度进行恒定调节：在空气能热泵(1)启动后，温度调节控制器(9)根据烘房(3)内温度大小，对调热开关(8)开启的大小程度进行调节，以控制烘房(3)内温度的恒定大小。
5.根据权利要求4所述的空气能热循环烘干装置的自动控温方法，其特征在于：所述步骤中，还包括空气能热泵(1)自动待机调节步骤：当空气能热泵供出的热量大于所有烘房(3)内额定温度总额所需热量时，信号接收总调度端通过接收温度调节控制器(9)中的信号输出模块发出信号，对空气能热泵(1)切换至待机状态；当空气能热泵(1)供出的热量小于烘房(3)内额定温度总额所需热量时，信号接收总调度端通过接收温度调节控制器(9)中的信号输出模块发出信号，对空气能热泵(1)切换运行状态。
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