CN109114890A - 基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统及排湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统，包括烘干房、用于人机交互的人机交互模块、控制模块、执行模块、热泵机组、温湿度采集模块和排湿风阀，控制模块内置有参数存储器。本发明还公开了排湿方法，第一步骤是按现有烘干工艺进行烘干作业；第二步骤是对排湿风阀进行基于时间的风阀开停循环作业；第三步骤是对排湿风阀进行基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业，直到烘干作业结束。本发明既能够保证对烘干房进行有效的排湿操作，又防止排湿风阀开启时间过长带来的能量损失，防止烘干房内温度无法有效升高造成烘干工艺无法正常进行的现象，实现节能增效、保证烘干工艺有效运行的目的。

Description

基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统及排湿方法

技术领域

本发明涉及烘干技术领域，尤其涉及一种以热泵为热源的烧烤系统的排湿方法。

背景技术

国家环保政策的大形势下，以热泵为热源的烘烤设备已逐渐成为社会化的热源供应趋势。热泵烘干系统一旦安装完成，其产生热量的最大值是固定的。

在恶劣工况下，如在阴雨连绵天气且环温较低工况下，容易进行长时间排湿（未达到湿度要求前），因而会加速热量的散失，但不排湿又会影响物料的烘干品质。

现有的热泵烘干系统包括烘干房、用于人机交互的人机交互模块、控制模块、执行模块、热泵机组、温湿度采集模块和排湿风阀；排湿风阀安装在烘干房处并用于将烘干房内的湿热空气排出；热泵机组用于为烘干房提供热能；

控制模块连接所述人机交互模块、执行模块和温湿度采集模块；执行模块连接所述热泵机组和排湿风阀。

所述人机交互，一方面是指向用户显示烘干设备状态，另一方面是指用户向控制模块输入烘干参数。

控制模块用于采集信息并根据采集的信息和用户输入的烘干参数向执行单元发出控制指令；所述采集的信息包括温湿度信息和烘干设备状态数据。

执行模块用于根据控制模块发出的控制指令控制热泵机组及排湿风阀的开启和关闭。

温湿度采集模块安装在烘干房内并包括温度传感器和湿度传感器；温湿度采集模块用于采集被烘干物料的温湿度信息并传送给控制模块。

原有的热泵烘干系统运行时，将待烘干物料运入烘干房，关闭烘干房大门，启动热泵机组，按现有烘干工艺进行烘干作业。现有烘干工艺，对应于不同物料具有不同的烘干参数，根据烘干参数以及烘干房内的温度状况对热泵机组以及排湿风阀进行启停控制，属于常规现有技术，具体不再详述。

现有的烘干工艺在运行过程中，当烘干房内的湿度大于湿度上限参数（该参数由用户通过人机交互模块自行设定）时，排湿风阀就会开启，直到烘干房内的湿度小于等于湿度下限参数时，才会关闭排湿风阀。这种控制方法，能量浪费现象比较突出。比如物料湿度较大或者环境湿度较大时，排湿风阀的开启时间就会过长；更有甚者，排湿风阀会无法关闭，造成排湿过程一直无法停止。这样，烘干房内的热量就会持续向环境中散失，烘干房内的温度就无法保证。特别是当环境湿度大于等于湿度下限参数时，由于不停排湿，烘干房内温度上升幅度十分有限，进入烘干房内的空气温升有限，上升温度越高，相对湿度会越小。由于空气温升有限，因此相对湿度下降有限，会造成烘干房内的相对湿度无法有效下降的情况，这样排湿过程就无法终止，造成恶性循环和能量的极大浪费，并导致烘干工艺无法正常进行。

目前，没有能够基于时间和排湿目标、能够保证物料烘干工艺而不对物料烘干品质造成影响的排湿方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在热泵烘干系统提供热量一定的情况下进行排湿，满足物料烘烤工艺的要求，防止排湿时间过长造成能量浪费，保证物料烘干品质的排湿方法。

为实现上述目的，本发明的基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统包括烘干房、用于人机交互的人机交互模块、控制模块、执行模块、热泵机组、温湿度采集模块和排湿风阀；排湿风阀安装在烘干房处并用于将烘干房内的湿热空气排出；热泵机组用于为烘干房提供热能；

控制模块连接所述人机交互模块、执行模块和温湿度采集模块；执行模块连接所述热泵机组和排湿风阀；

人机交互包括以下两方面内容：一是人机交互模块向用户显示烘干设备状态，二是用户通过人机交互模块向控制模块输入烘干参数；

控制模块用于采集信息并根据采集的信息和用户输入的烘干参数向执行单元发出控制指令；所述采集的信息包括温湿度信息和烘干设备状态数据；

执行模块用于根据控制模块发出的控制指令控制热泵机组及排湿风阀的开启和关闭；

温湿度采集模块安装在烘干房内并包括温度传感器和湿度传感器；温湿度采集模块用于采集被烘干物料的温湿度信息并传送给控制模块；

控制模块内置有参数存储器，参数存储器内存储有目标温度参数、烘干房湿度上限参数、风阀开启时间参数X、风阀关闭时间参数Y、湿度上限参数M和湿度下限参数N；参数X、Y均为正实数且单位均为分钟；M和N均为百分数。

本发明还公开了使用上述基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统的排湿方法，按以下步骤进行：

第一步骤是按现有烘干工艺进行烘干作业；

具体是将待烘干物料运入烘干房，关闭烘干房大门，启动热泵机组，用户通过人机交互模块向控制模块输入现有烘干工艺的参数值以及参数X和Y的值，按现有烘干工艺进行烘干作业；

在烘干作业进行过程中，随着物料内水分的蒸发，烘干房内的湿度逐渐升高；当烘干房内的湿度大于等于湿度上限参数M时，开启排湿风阀并进入第二步骤；

第二步骤是在按现有烘干工艺进行烘干作业的同时，对排湿风阀进行基于时间的风阀开停循环作业；

持续进行基于时间的风阀开停循环作业，直到烘干房内的空气湿度小于等于湿度下限参数N时，停止基于时间的风阀开停循环作业，开始第三步骤；

第三步骤是在按现有烘干工艺进行烘干作业的同时，对排湿风阀进行基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业，直到烘干作业结束。

第二步骤中基于时间的风阀开停循环作业是：

以时间为准，每个基于时间的风阀开停循环中，控制模块通过执行模块保持排湿风阀处于开启状态X分钟后，再关闭排湿风阀并保持Y分钟，然后再打开排湿风阀进入下一个风阀开停循环。

第三步骤中基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业是：

烘干房内的空气湿度小于湿度上限参数M时，保持排湿风阀处于关闭状态；当烘干房内的空气湿度大于等于湿度上限参数M时，跳转执行第二步骤。

本发明具有如下的优点：

由于本发明中对排湿风阀进行基于时间的风阀开停循环作业，因此无论烘干房内的湿度是否降低至湿度下限，均能够关闭排湿风阀，从而避免以往排湿风阀开启时间过长甚至不能关闭带来的缺陷，保证烘干工艺的正常进行。外界空气相对湿度即使较高，在本发明的控制方法下，也能够保证排湿风阀能够关闭，保证烘干房内的温度能够有效升高。外界相对湿度较高的空气进入烘干房、温度升高后，其相对湿度自然降低。烘干房内气体温度升高、湿度降低后，自然更有利于被烘干物品内水分的蒸发。相对湿度降低后，更能够保障烘干工艺的正常进行。

第二步骤能够既保证对烘干房进行有效的排湿操作，又防止排湿风阀开启时间过长带来的能量损失，防止烘干房内温度无法有效升高造成烘干工艺无法正常进行的现象，实现节能增效、保证烘干工艺有效运行的目的。

在本发明公开的内容的基础上，本领域技术人员容易理解：环境温度越高，设定的风阀开启时间参数X的值也可以越大；环境温度越低，设定的风阀开启时间参数X的值应当越小。具体的参数值，需要用户根据物料特性进行具体调节，给用户提供通过调节各项参数（指风阀开启时间参数X、风阀关闭时间参数Y、湿度上限参数M和湿度下限参数N）在实践中得出最佳工艺参数的条件。

第三步骤中基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业能够防止烘干房内湿度较小时仍然排湿带来的能量损失，在保证烘干质量的同时进一步避免能量损失。

本发明结构简单，便于使用，用户与现有技术的使用方式一样，只需要通过人机交互模块设置各项参数（设置的参数较现有工艺多出了X和Y两个参数），即可使整个系统自动运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1中箭头所示方向为信息的传递方向。

如图1所示，本发明的基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统包括烘干房、用于人机交互的人机交互模块1、控制模块2、执行模块3、热泵机组4、温湿度采集模块5和排湿风阀6；排湿风阀6安装在烘干房处并用于将烘干房内的湿热空气排出；热泵机组4用于为烘干房提供热能；烘干房为常规技术，图未示。人机交互模块1包括显示屏和输入装置。当显示屏为触摸屏时，其兼具显示屏和输入装置的功能。当采用普通非触摸式显示屏时，输入装置为设定按钮或者键盘。

控制模块2连接所述人机交互模块1、执行模块3和温湿度采集模块5；执行模块3连接所述热泵机组4和排湿风阀6；

人机交互包括以下两方面内容：一是人机交互模块1向用户显示烘干设备状态，二是用户通过人机交互模块1向控制模块2输入烘干参数；

控制模块2用于采集信息并根据采集的信息和用户输入的烘干参数向执行单元发出控制指令；所述采集的信息包括温湿度信息和烘干设备状态数据；

执行模块3用于根据控制模块2发出的控制指令控制热泵机组4及排湿风阀6的开启和关闭；

温湿度采集模块5安装在烘干房内并包括温度传感器和湿度传感器；温湿度采集模块5用于采集被烘干物料的温湿度信息并传送给控制模块2；

控制模块2内置有参数存储器，参数存储器内存储有目标温度参数、烘干房湿度上限参数、风阀开启时间参数X、风阀关闭时间参数Y、湿度上限参数M和湿度下限参数N；参数X、Y均为正实数且单位均为分钟；M和N均为表示相对湿度的百分数。

其中，目标温度参数和烘干房湿度上限参数为现有工艺中的参数，控制模块2根据现有参数控制现有烘干工艺的进行。

本发明还公开了使用上述基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统的排湿方法，按以下步骤进行：

第一步骤是按现有烘干工艺进行烘干作业；

具体是将待烘干物料运入烘干房，关闭烘干房大门，启动热泵机组4，用户通过人机交互模块1向控制模块2输入现有烘干工艺的参数值（如烘干时的目标温度值，现有技术中热泵机组根据目标温度值来进行启停；M和N也为现有参数值）以及参数X和Y的值，按现有烘干工艺进行烘干作业；

在烘干作业进行过程中，随着物料内水分的蒸发，烘干房内的湿度逐渐升高；当烘干房内的湿度大于等于湿度上限参数M时，开启排湿风阀6并进入第二步骤；

第二步骤是在按现有烘干工艺进行烘干作业的同时，对排湿风阀6进行基于时间的风阀开停循环作业；

持续进行基于时间的风阀开停循环作业，直到烘干房内的空气湿度小于等于湿度下限参数N时，停止基于时间的风阀开停循环作业，开始第三步骤；

第三步骤是在按现有烘干工艺进行烘干作业的同时，对排湿风阀6进行基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业，直到烘干作业结束。

第二步骤中基于时间的风阀开停循环作业是：

以时间为准，每个基于时间的风阀开停循环中，控制模块2通过执行模块3保持排湿风阀6处于开启状态X分钟后，再关闭排湿风阀6并保持Y分钟，然后再打开排湿风阀6进入下一个风阀开停循环。

第二步骤能够既保证对烘干房进行有效的排湿操作，又防止排湿风阀6开启时间过长带来的能量损失，防止烘干房内温度无法有效升高造成烘干工艺无法正常进行的现象。在本发明公开的内容的基础上，本领域技术人员容易理解：环境温度越高，设定的风阀开启时间参数X的值也可以越大；环境温度越低，设定的风阀开启时间参数X的值应当越小。具体的参数值，需要用户根据物料特性进行具体调节，给用户提供通过调节各项参数（指风阀开启时间参数X、风阀关闭时间参数Y、湿度上限参数M和湿度下限参数N）在实践中得出最佳工艺参数的条件。

第三步骤中基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业是：

烘干房内的空气湿度小于湿度上限参数M时，保持排湿风阀6处于关闭状态；当烘干房内的空气湿度大于等于湿度上限参数M时，跳转执行第二步骤。

第三步骤中基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业能够防止烘干房内湿度较小时仍然排湿带来的能量损失，在保证烘干质量的同时进一步避免能量损失。

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。

Claims (4)

1.基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统，其特征在于：包括烘干房、用于人机交互的人机交互模块、控制模块、执行模块、热泵机组、温湿度采集模块和排湿风阀；排湿风阀安装在烘干房处并用于将烘干房内的湿热空气排出；热泵机组用于为烘干房提供热能；

控制模块连接所述人机交互模块、执行模块和温湿度采集模块；执行模块连接所述热泵机组和排湿风阀；

人机交互包括以下两方面内容：一是人机交互模块向用户显示烘干设备状态，二是用户通过人机交互模块向控制模块输入烘干参数；

控制模块用于采集信息并根据采集的信息和用户输入的烘干参数向执行单元发出控制指令；所述采集的信息包括温湿度信息和烘干设备状态数据；

执行模块用于根据控制模块发出的控制指令控制热泵机组及排湿风阀的开启和关闭；

温湿度采集模块安装在烘干房内并包括温度传感器和湿度传感器；温湿度采集模块用于采集被烘干物料的温湿度信息并传送给控制模块；

控制模块内置有参数存储器，参数存储器内存储有目标温度参数、烘干房湿度上限参数、风阀开启时间参数X、风阀关闭时间参数Y、湿度上限参数M和湿度下限参数N；参数X、Y均为正实数且单位均为分钟；M和N均为百分数。

2.使用权利要求1中所述基于时间和目标的热泵烘干房排湿控制系统的排湿方法，其特征在于按以下步骤进行：

第一步骤是按现有烘干工艺进行烘干作业；

具体是将待烘干物料运入烘干房，关闭烘干房大门，启动热泵机组，用户通过人机交互模块向控制模块输入现有烘干工艺的参数值以及参数X和Y的值，按现有烘干工艺进行烘干作业；

在烘干作业进行过程中，随着物料内水分的蒸发，烘干房内的湿度逐渐升高；当烘干房内的湿度大于等于湿度上限参数M时，开启排湿风阀并进入第二步骤；

第二步骤是在按现有烘干工艺进行烘干作业的同时，对排湿风阀进行基于时间的风阀开停循环作业；

持续进行基于时间的风阀开停循环作业，直到烘干房内的空气湿度小于等于湿度下限参数N时，停止基于时间的风阀开停循环作业，开始第三步骤；

第三步骤是在按现有烘干工艺进行烘干作业的同时，对排湿风阀进行基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业，直到烘干作业结束。

3.根据权利要求2所述的排湿方法，其特征在于第二步骤中基于时间的风阀开停循环作业是：

以时间为准，每个基于时间的风阀开停循环中，控制模块通过执行模块保持排湿风阀处于开启状态X分钟后，再关闭排湿风阀并保持Y分钟，然后再打开排湿风阀进入下一个风阀开停循环。

4.根据权利要求2或3所述的排湿方法，其特征在于第三步骤中基于湿度目标和时间的风阀开停循环作业是：

烘干房内的空气湿度小于湿度上限参数M时，保持排湿风阀处于关闭状态；当烘干房内的空气湿度大于等于湿度上限参数M时，跳转执行第二步骤。