CN112783236B - 一种用于烘干机的自动冷却切换的烘干控制方法 - Google Patents
一种用于烘干机的自动冷却切换的烘干控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于烘干机的自动冷却切换的烘干控制方法,其根据前一个被烘干物的烘干过程和实时监测结果来获得的信息,选定用于选定烘干终止条件所需的温度检测区段,然后通过对应于相应区段的烘干终止条件停止烘干,并自动切换至冷却过程,从而能够在符合目标含水率的同时,提高运行效率,其包括:预运行步骤S10,烘干第一个被烘干物时,在其冷却除湿时段II首次选定测量起始点温度T1_ave;及正常运行步骤S20,对继第一个之后的被烘干物进行烘干时,根据自测量起始点温度T1_ave起经过测量时段Δt_st所检测的温度选定为终止条件,以此自动停止烘干操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于烘干机的自动冷却切换的烘干控制方法,其根据前一个被烘干物的烘干过程和实时监测结果来获得的信息,选定用于选定烘干终止条件所需的温度检测区段,然后通过对应于相应区段的烘干终止条件停止烘干,并自动切换至冷却过程,从而能够在符合目标含水率的同时,提高运行效率。
背景技术
如图1所示,烘干机100通过投入口111将被烘干物1投放至烘干室110,然后通过加热源113对其进行加热,使得被烘干物1中所含的水蒸发,并使得烘干室110中的空气经由冷凝器(或冷却器)120的循环管道130循环,从而将通过蒸发产生的水蒸气经由冷凝器120后以冷凝水排出。
这种烘干机多用于对食物垃圾的烘干减轻上。
并且,烘干机的烘干控制方法是,利用具有用户接通/断开的开关210及驱动单元210的烘干控制装置200来执行,其驱动单元是根据开关210操作来控制加热源113的加热操作、循环管道130的空气循环操作以及冷凝器120的除湿操作,烘干机的烘干控制方法是以接通开关的方式来开始运行,且以断开开关的方式来停止运行。已烘干的被烘干物1是通过排出口112排出,需要烘干的被烘干物1则是通过投入口111投放,以此重新执行烘干操作。
通常,加热源113主要使用热介质,并且为了使烘干室110的加热温度调整到目标温度,通过锅炉114或电加热器115进行加热,除此之外,还使用木屑颗粒、固体燃料等各种加热方法。
不过,无论任何方法,为了烘干烘干室110内的被烘干物1,消耗很多用于加热的能量,因此,为了减少能量消耗,优选地,根据被烘干物的投入量和投入含水率,当获得适当的目标含水率时停止烘干,从而减少烘干装置的运行时间和运行成本。
与此同时,注册专利第10-0613663号,其根据加热源113的温度和加热室110内部温度的温度变化特性来控制电加热器115的发热量,从而使得该产品不受食物垃圾的投入量以及其性状的影响,在能够节省供应热源的同时执行烘干操作。
另外,韩国公开专利第10-2008-0068400号,其根据烘干室内部温度和水蒸汽管道温度,判断烘干完成状态,以此控制烘干操作。
不过,待投放的被烘干物1,其含水率根据不同的排出处而不同,而且通常由空冷式组成的冷凝器120根据不同的季节或安装环境而受到外部温度的影响,因此实际运行烘干装置时,其温度变化曲线图呈现出各种模式,从而很难判断烘干完成状态。
由于这种现实的困难,因此仅凭温度变化特性来控制热量供应时,有可能过渡烘干而降低运行效率,也有可能使已烘干的烘干副产品的含水率出现严重的偏差。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1)KR 10-0613663 B1 2006.08.10
专利文献2)KR 10-2008-0068400 A 2008.07.23.
发明内容
[解决的技术问题]
本发明目的在于提供一种用于烘干机的自动冷却切换的烘干控制方法,其根据烘干物的状态及烘干机的烘干环境,能够在最佳的烘干终止时间停止烘干并自动切换到冷却过程。
[技术方案]
为了实现上述目的,本发明的利用烘干控制装置10的烘干控制方法,其根据反映烘干机100中正在烘干中的被烘干物的烘干状态的第一要素温度T1和反映烘干机100的烘干气氛的第二要素温度T2来判断烘干终止时间以终止烘干并自动切换至冷却过程,包括:预运行步骤S10,烘干第一个被烘干物时,在其冷却除湿(cooling and dehumidifying)时段II的第一要素温度T1中,根据预先设定的规则首次将其中的某一温度值选定为测量起始点温度T1_ave;及正常运行步骤S20,对继第一个之后的被烘干物进行烘干时,监测所述第一要素温度T1和第二要素温度T2之间的温差ΔT,将自所述第一要素温度T1达到测量起始点温度T1_ave起经过预先设定的测量时段Δt_st的(第一要素温度和第二要素温度的)温差的平均值乘以预先设定的适用比率而获得的值选定为终止条件,然后当温差达到终止条件时,停止烘干并切换至冷却过程。
根据本发明的实施例,所述正常运行步骤S20,其计算自所述第一要素温度T1达到所述测量起始点温度T1_ave起经过预先设定的测量时段Δt_st内检测的第一温度要素T1的平均值,并将该平均值乘以预先设定的适用比率而获得的温度选定为终止条件,当所述第一要素温度T1第二次达到终止条件时停止烘干操作。
根据本发明的实施例,所述预运行步骤S10是在每当变更待烘干的被烘干物的实际投入量时执行操作。
根据本发明的实施例,所述预运行步骤S10是在开始烘干后经过预先设定的最长烘干时间t_MAX时、根据预先设定的相隔时间检测的温差的差异达到预先设定的第一个数值时,以预先设定的相隔时间来检测的温差的差异达到预先设定的第二个数值且在预先设定的时段内一直持续时,或者达到所述终止条件时,停止烘干并切换至冷却过程。
根据本发明的实施例,所述正常运行步骤S20,其用于在前一个被烘干物烘干时检测的所述第一要素温度T1的冷却除湿时段II重新选定所述测量起始点温度T1_ave,还用于设定对将要烘干的当前被烘干物的所述测量时段Δt_st。
根据本发明的实施例,用于初始选定所述测量起始点温度T1_ave或重新选定所述测量起始点温度的所述预先设定的规则是指,将所述第一要素温度T1在烘干初期升高之后下降的第一拐点温度T1_max和下降之后再回升的第二拐点温度T1_min的平均值选定为所述测量起始点温度T1_ave的规则。
根据本发明的实施例,所述第一拐点温度T1_max是以根据实际投入量对预先设定的适当投入量的比率来设定延迟时间t_delay,并自开始烘干之后经过延迟时间t_delay的温度作为其第一拐点温度。
根据本发明的实施例,所述第二拐点温度T1_min是通过从停止烘干的时间起逆向查找方式获得。
根据本发明的实施例,所述正常运行步骤S20是在开始烘干后经过预先设定的最长烘干时间t_MAX时、以预先设定的相隔时间检测的温差△T的差异达到预先设定的第一个数值时,或者以预先设定的相隔时间△a来检测的温差△T的差异达到预先设定的第二个数值且在预先设定的时段内一直持续时,停止烘干并切换至冷却过程。
根据本发明的实施例,所述第一要素温度T1和第二要素温度T2是通过对检测温度进行移动平均而获得的温度。
根据本发明的实施例,所述第一要素温度T1是指在烘干机100中从烘干室110排出的湿空气的温度,所述第二要素温度T2是指对从烘干室110中排出的湿空气,其经由冷凝器120除湿后再次注入到烘干室110的已经过除湿后的干燥空气的温度。
[发明的效果]
根据以上方式构成的本发明,待连续烘干的被烘干物的投入量和投入含水率的性状跟实际基本相似,并且外部温度环境也跟实际基本相似,因此可以根据在前一个被烘干物的烘干过程中所选定的测量起始点温度,将当前的终止条件选定为最佳终止条件,以此停止烘干,从而提高烘干机的运行效率,使得根据适当的运行来节省用于烘干所需的能量消耗。
并且,根据本发明的实施例,其根据被烘干物的投入量来获得第一拐点,因此可以对用于获得第一拐点的过程进行简化。
并且,根据本发明的实施例,通过增加基于倾斜度的终止条件或者基于最长烘干时间的终止条件,从而不会错过旨在提高运行效率的终止时间,从而能够在其终止时间停止烘干后切换至冷却过程。
附图说明
图1是将现有的烘干控制装置200的结构框图与烘干机100连接的状态图;
图2是根据本发明实施例的用于烘干控制方法的烘干控制装置10的结构框图与烘干机100连接的状态图;
图3是烘干控制装置10的设置屏幕结构图;
图4是未自动停止时检测的温度及温差的曲线图;
图5和图6是根据本发明实施例的烘干控制方法的流程图;
图7是预运行步骤S10中的温度及温差曲线图;
图8是正常运行步骤S20中的温度及温差曲线图;
图9是变更的预运行步骤S10中的温度及温差曲线图;
图10是变更的正常运行步骤S20中的温度及温差曲线图。
附图标记:
1、被烘干物;
10、烘干控制装置;
11、控制单元;
11a、设置单元;11b、特征选定单元;11c、终止条件选定单元;11d、终止时间搜索单元;
12、用户界面;
13、存储单元;
14、温度检测单元;
14a、温度传感器;14b、温度传感器;
15、驱动单元;
100、烘干机;
110、烘干室;
111、投入口;112、排出口;113、加热源;
114、锅炉;115、电加热器;
120、冷凝器;
130、循环管道;131、鼓风机;
200、烘干控制装置(现有技术);
210、开关;
220、驱动单元。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的优选的实施例进行详细说明。其说明是为了让本领域具有常识的技术人员能够方便操作。
图2是根据本发明实施例的用于实现烘干控制方法的烘干控制装置10的结构框图与烘干机100连接的状态图。
在说明烘干控制装置10之前,先对烘干机100的烘干室110、冷凝器120及循环管道130进行简单的说明。
烘干室110,其在关闭排出口112的状态下,通过投入口111将被烘干物1投放至其内部,并关闭投入口111,然后利用加热源113对内部进行加热,使得被烘干物1所含的水分蒸发。
如图2所示,此时,加热源113可以是热介质。在烘干室110内形成的空间里,可以用该加热源113来填满,以加热烘干室110的内部,因此先利用锅炉114进行第一次增加温度后,再利用电加热器115进行第二次增加温度,从而使加热源达到目标温度。但是不限于此。用于将加热源113加热至目标温度的方法,还有不使用电加热器115只用锅炉114的方法以及不使用锅炉114只用电加热器115的方法。其它方法还有,不使用加热源113而直接用电加热器115加热烘干室110的方法,以及用电加热器、锅炉等加热装置将注入到烘干室110内的干燥空气加热,利用其热风来加热被烘干物1的方法。即,如图2所示的包括加热源113、锅炉114以及电加热器115的加热装置,是为了加热投入至烘干室110的被烘干物1,因此可以由在本发明所属的技术领域中采用的各种形式或者各种方式的加热装置来取代。
循环管道130,用于提供循环路径,其通过鼓风机131将烘干室110内的内部空气排出,而排出的内部空气经由冷凝器120后再注入到烘干室110的内部。
冷凝器120是一种凝结器(Condenser),其对从烘干室110排出的湿空气进行冷却除湿后,将干燥空气注入至烘干室110,同时排出通过除湿所产生的冷凝水。
冷凝器120通常采用空冷式,其通过风扇将外部空气吹向流动管(未示出),从而通过流动管的冷却来对湿空气的水蒸气进行凝缩。当然,冷凝器中还设置有排出口,用于排出在流动管中产生的冷凝水。作为另一个示例,也可以设置通过风扇冷却的散热板,即,使湿空气通过散热板时对其中的水蒸气进行冷却,从而在散热板的底部聚集冷凝水,然后将其排出。在这里,由于空冷式冷凝器的结构是已公开的内容,因此将省略空冷式冷凝器的详细说明。
以上方式构成的烘干机100,其通过加热源113的加热操作、冷凝器120的除湿操作以及循环管道130的空气循环操作来烘干被烘干物1。
但是,由于加热操作消耗很多能量,且其能量消耗与加热时间成正比,加上冷凝器120的除湿操作也消耗大量的能量,因此,优选地,根据温度变化特性来检测以目标含水率得到烘干的时间并在该时间点自动停止烘干。
但是,温度变化特性根据待烘干的被烘干物1的投入量、性状或含水率而有所不同。
并且,冷凝器120的除湿操作应该是以相同的温度对从烘干室110吸入的湿空气进行冷却后,将干燥空气稳定地供应至烘干室110内,但是,注入至烘干室110内的干燥空气的干燥度和温度受不同季节的温度变化的影响、以及烘干装置的安装场所或者安装环境的外部温度变化的影响而出现波动。总之,烘干室110内的烘干气氛受外部空气温度的影响而波动,从而影响用于检测的温度变化特性。
因此,很难特别指定应当基于温度变化特性来设定的烘干操作停止的时间。
另外,这种困难不仅仅是因为被烘干物的状态和冷凝器120的运行环境而产生的,同样在烘干室110和循环管道130等也会受到外部空气温度的影响,这使得根据温度变化特性来特别指定停止烘干的时间变得更加困难。
对此,本发明不仅根据被烘干物的投入量、性状或者含水率,而且根据受外部环境的因素波动的温度变化特性,能够在最佳的时间自动停止烘干并自动切换到冷却过程。
并且,在呈现各种模式的温度变化特性中,设置各种终止条件,以获得最佳的终止时间。
为此,将对所述烘干控制装置10进行说明。
所述烘干控制装置10,其包括,用户界面12,用于开始烘干操作、输入设定值及信息的输出;及存储单元13,用于储存设定值,并且储存运行中的选定值或者监测的数据;及温度检测单元14,用于通过温度传感器14a和14b分别检测反映烘干机100中正在烘干的被烘干物1的烘干状态的第一要素温度T1和反映烘干机100中的烘干气氛的第二要素温度T2;驱动单元15,用于对锅炉114、电加热器115、冷凝器120及鼓风机131进行启动或停止操作;以及控制单元11,用于根据第一要素温度T1或第二要素温度T2来判断烘干终止时间,以终止烘干操作,并自动切换至冷却过程。
参照图3所示的用户界面12的屏幕,本发明提供的用户界面12屏幕,包括:开始按钮12a,用于手动操作开始烘干;曲线图按钮12b,用于确认温度曲线图;手动终止按钮12c,其为备用设置,用于手动操作强制停止烘干;设置屏幕12d,用于用户输入;情况输出屏幕12e,用于实时显示数据。
在这里,所述设置屏幕12d可以输入,待投入至烘干机100的被烘干物1的适当投入量1-1;实际投入至烘干机100后进行烘干的被烘干物1的实际投入量1-2;将后述的用于获得平均值的区间大小的测量时段2-1、Δt_st;适用于平均值以获得第一终止条件的适用比率2-2、R;待适用于第二终止条件的计算倾斜度的相隔时间3-1、Δa、瞬时倾斜度3-2以及重复倾斜度3-3。
另外,由于已预先设定,最长延迟时间4、t_delay_MAX,其表示后述的延迟时间t_delay的最大允许值;最长烘干时间t_MAX,其适用于根据时间经过强制停止的第三终止条件;以及持续时间,其适用于反复倾斜度3-3上,因此用户无需输入,但不限于此,用户也可以通过所述设置屏幕12d以输入的方式来进行设置。
通过温度传感器14a和14b检测的第一要素温度T1和第二要素温度T2如下。
所述第二要素温度T2,是使投放至烘干室110中的被烘干物1的水分便于蒸发而营造的气氛温度,因此可以将通过冷凝器120除湿后注入至烘干室110内的干燥空气的温度或者用于加热烘干室110的加热源113的温度作为第二要素温度。
所述第一要素温度T1,是表示被烘干物1的水分蒸发程度的要素温度,其反映被烘干物110的水分蒸发状态,因此可以将在烘干室110中排出至冷凝器120的湿空气的温度或者正在烘干中的有机废弃物1的温度作为第一要素温度。
在本发明的实施例中,由于其通过循环烘干室110内的空气且通过冷凝器120来除湿,因此将从烘干室110中排出的湿空气的温度设置为第一要素温度T1,将通过冷凝器120除湿后再注入至烘干室110内的干燥空气的温度设置为第二要素温度T2。
通过以上方式检测的第一要素温度T1、第二要素温度T2以及第一要素温度T1和第二要素温度T2之间的温差ΔT的变化特性,将参照附图4进行说明。
图4是在不使用根据本发明的烘干控制方法的情况下,当一直到后述的终止条件为止执行烘干操作时所检测的温度曲线图。
由于第一要素温度T1为从烘干室110中排出的湿空气的温度,因此第一要素温度随被烘干物1的烘干状态而变化。
参照附图4,所述第一要素温度T1,当被烘干物1投放至烘干室110开始进行加热,且随着启动冷凝器120和鼓风机131而开始对被烘干物进行烘干时,第一要素温度在初期预热时段I呈现急剧上升,随后进入湿空气的湿度图(phychrometric chart)中的冷却除湿(cooling and dehumidifying)时段II,第一要素温度呈现逐渐下降模式,当充分烘干而水蒸气的产生量减少时进入下降速度变快的过渡时段III,当达到相对湿度的减少量骤减或者不再减少时进入加热除湿(heating and dehumidifying)时段Ⅳ,此时第一要素温度呈现逐渐增加的模式。
即,当从预热时段(I)过渡到冷却除湿时段II时,出现第一拐点T1_max,而在由冷却除湿状态II过渡到加热除湿状态IV这一过程期的过渡时段II时出现第二拐点T1_min。
在此,过渡时段(III),由于水蒸气的产生量相对较少,且在温度曲线图中可能很难明确区分,因此也可以将其列入冷却除湿时段II,因此在本发明的实施例中,如后面描述的一样,将利用第一拐点T1_max和第二拐点T1_min。
由于第二要素温度T2是通过冷凝器120对烘干室110的湿空气进行除湿后的干燥空气的温度,因此将第二要素温度T2的数值设定为低于表示湿空气的温度的第一要素温度T1的数值,且第二要素温度随其除湿量而波动。
因此,第二要素温度T2在初始预热时段I迅速升高后,在冷却除湿时段II和过渡时段III呈现整体下降趋势,并且在加热除湿时段IV也由于除湿量非常少而持续保持下降的模式。
因此,第一要素温度T1和第二要素温度T2之间的温差ΔT在初始预热时段I急剧上升后,在冷却除湿时段II大致保持恒定值,到了过渡时段III后转入下降趋势,之后进入加热除湿时段Ⅳ时再呈现上升的模式。
根据如上所述的温度变化特性,加热除湿时段IV越长,能量的浪费就越大,并且在烘干完成之后所需的冷却时段ΔT_4也随之变长,因此导致被烘干物1的烘干处理所需的整个烘干工艺时间变得越长。
因此,为了充分蒸发残留的水分,需要设置一定程度的加热除湿时段IV,但是需要在加热除湿时段IV中尽快找到能够最大限度地缩短加热除湿时段IV的烘干终止时间并停止烘干,这就是既能达到目标含水率又能提高运行效率的一种方案。
但是,由于在被烘干物的烘干过程中每次检测的温度在被烘干物的各种状态及各种烘干环境下呈现出各种模式,因此难以找到最佳的烘干终止时间。
为了获得这种最佳的烘干终止时间,本发明基于在烘干前一个被烘干物的过程中检测的温度来获得用于最佳终止条件的特征,并将其反映在当前的终止条件上,以此控制自动停止当前被烘干物的烘干操作。
为此,所述控制单元11包括,设置单元11a,用于设置运行参数;特征选定单元11b,用于获得在前一个被烘干物的烘干过程中所检测的第一要素温度T1的特征(后述的测量起始点温度,T1_ave);终止条件选定单元11c,用于根据当前被烘干物的烘干过程中的特征选定第一终止条件;及终止时间搜索单元11d,用于搜索根据第一终止条件和设置来设定的第二终止条件和第三终止条件,从而当每次烘干被烘干物时,能够实现依照图5和图6流程图的利用这些构成要素的烘干控制方法。
图5和图6是根据本发明实施例的烘干控制方法的流程图。
图7是图5所示的预运行步骤S10中的温度及温差曲线图。
图8是图6所示的正常运行步骤S20中的温度及温差曲线图。
根据本发明实施例的烘干控制方法,包括:运行变量设置步骤S1,用于通过用户界面12屏幕(图3)输入运行变量来设置;延迟时间设置步骤S2,用于设置延迟时间以检测第一拐点T1_max;预运行步骤S10,在设置后第一个投放的被烘干物1的烘干过程中执行;正常运行步骤S20,继第一个后投放的、也就是从第二个被烘干物1开始烘干的过程中执行。
在所述运行变量设置步骤S1中通过输入的方式设置的所述运行变量,包括:投入量,其划分为适当投入量和实际投入量;第一终止条件变量,由测量时段Δt_st和适用比率R构成;第二终止条件,由计算倾斜度的相隔时间Δa、瞬时倾斜度和重复倾斜度构成;第三终止条件,由最长烘干时间t_Max构成,对此,将在说明预运行步骤S10和正常运行步骤S20时进一步说明。但是,在这里先阐明,在本发明的实施例中运行变量设置步骤,除了包括利用第一要素温度T1的特征(后述的测量起始点的温度,T1_ave)的第一终止条件外,还包括,利用通过计算倾斜度的相隔时间Δa来检测的温差的第二终止条件和控制烘干过程的最长时间的第三终止条件相关的运行变量。
所述延迟时间设置步骤S2是用于推算从预热时段I过渡到冷却除湿时段II时出现的第一要素温度T1的第一拐点T_max时间的步骤,将通过所述实际投入量对所述适当投入量之比乘以预先设定的比例常数r而获得的值设定为延迟时间t_delay。
可以设定待投放至烘干机100中烘干的被烘干物1的适当投入量,或者可以将任意量设定为适当投入量。
并且通过观察可以得出,先获得当烘干适当投入量的被烘干物1时第一拐点T1_max出现的时间,然后获得当变更投入量进行烘干时出现的第一拐点T1_max的时间,那么可以将第一拐点T1_max的出现时间根据实际投入量对适当投入量的比率来进行接近。
为此,在本发明的实施方式中得出比例常数r,从而将自开始烘干到出现第一拐点T1_max的时间定义为延迟时间t_delay,然后通过实际投入量对所述适当投入量的比率乘以比例常数r就能够轻松地得出第一拐点出现的时间。
即,根据实际投入量轻松设置并使用第一拐点T1_max。
但是,由于对延迟时间t_delay采取近似值,因此与实际第一拐点的出现时间有出入,且如果将延迟时间设定为大于某个时间,则与实际第一拐点T1_max的出现时间出入更大,因此将延迟时间限制在最大允许值以内。因此在本发明人测试的烘干机100上,如图3的屏幕12所示,将延迟时间t_delay的最长延迟时段4设定为300分钟。
但是,本发明并不限定于利用比例常数r的方法,在设定适当投入量的状态下,只要是利用实际投入量与第一拐点T1_max的出现时间之间的相关关系的任何方法都可以采纳。
另外,所述第二拐点温度T1_min,其随着被烘干物的含水率以及烘干机100的使用环境等因素而波动,因此正如后述的一样,所述第二拐点温度是通过从停止烘干后逆向查找方式获得。
如上所述的方式设定的运行变量和延迟时间可以存储在存储单元13以供使用,然后在投放第一个被烘干物1并进行烘干的过程中执行预运行步骤S10。
如图5及图7所示,所述预运行步骤S10是,在第一个被烘干物烘干的过程中,根据预先设定的规则将冷却除湿(cooling and dehumidifying)时段II的第一要素温度T1中的任意一个温度值首次选定为测量起始点温度T1_ave的步骤。
在这里,所述预先设定的规则是用于设定将在冷却除湿时段II中稳步下降的起始点作为后述的测量时段Δt_st的测量起始点温度T1_ave的规则,所以指定能够恒定地划分冷却除湿时段II的特定起始点即可。根据本发明的实施例,由于采用将第一拐点T1_max和第二拐点T1_min的平均值作为其规则,从而获得了并未列入所述的过渡期时段III的且稳步下降的起始点。
具体地,所述预运行步骤S10,随着点击开始按钮12a,所述预运行步骤通过控制烘干机100来开始烘干过程,且同时计算时间S11,并根据经过时间的核验,在等待所述延迟时间t_delay后,检测第一要素温度T1并将其选定为第一拐点T1_max S12。
但是,由于第一要素温度T1受加热源113的调整温度操作的影响而波动,因此适用对通过温度传感器14a检测的温度进行移动平均(moving average)后所获得的温度。同样,如后述的一样,用于获得温差ΔT的第二要素温度T2也是对通过温度传感器14b检测的温度进行移动平均而获得的温度。并且,在后述的正常运行步骤S20中也适用通过移动平均后获得的第一要素温度T1和第二要素温度T2。另外,下面要监测的温差ΔT=T1-T2也可以是通过对第一要素温度T1和第二要素温度T2之间的差进行移动平均而获得的温差。
其次,对第一要素温度T1和第二要素温度T2之间的温差ΔT=T1-T2进行监测,并且核验经过的时间,以此控制烘干机100S13,使得当达到第二终止条件及第三终止条件中的任何一个条件时,终止烘干过程。并且从烘干终止的起始点起逆向查找来获得第二拐点T1_min S14后,通过计算得出第一拐点T1_max和第二拐点T1_min的平均值,并将其首次选定为测量起始点温度T1_ave S15。
所述第二终止条件是以在所述运行变量设置步骤S1中设定的计算倾斜度的相隔时间Δa、瞬时倾斜度和重复倾斜度来设定。
即,在以所述计算倾斜度的相隔时间Δa来检测的温差ΔT的差Δb达到瞬时倾斜度的起始点时,以及在温差ΔT的差Δb大于所述重复倾斜度且在预先设定的时间持续的某个时间点上停止烘干。
参照图7,由于温差ΔT在加热除湿时段IV逐渐上升,所以以所述计算倾斜度的相隔时间Δa来检测的终点的温差与起始点的温差之间的差异Δb是按照量值检测的。此时,当差异Δb大于瞬时倾斜度时,判断为加热除湿已经进行到一定程度,从而停止烘干。
但是,由于温差缓慢上升,从而该差异Δb即使小于所述瞬时倾斜度,但是如果该差异大于所述反复倾斜度,此时设定的所述反复倾斜度小于瞬时倾斜度,且持续到充分的时间(如图3所示的20分钟)时,判断为加热除湿已经进行到一定程度,从而停止烘干。
此时,如图3的屏幕12所示,所述计算倾斜度的相隔时间Δa从10/20/30中任选一个值,但是对所述倾斜度的相隔时间,优选地,同所述瞬时倾斜度、反复倾斜度以及反复倾斜度的持续时间一样,也需要根据反复烘干过程中的经验值来设定适当的值。
所述第三终止条件是将经过在所述运行变量设置步骤S1中设定的最长烘干时间t_MAX的时间点作为第三终止条件。
即,温差ΔT的曲线图是根据被烘干物的状态、烘干环境等而呈现各种模式,使得所述第二终止条件可能出现得过晚。因此,根据经验值适当地选定最长烘干时间t_MAX来控制烘干时间,这样即使没有通过所述第二终止条件来停止烘干,也会在自开始烘干后达到最长烘干时间t_MAX时,被强制性地停止烘干。
用于找到第二拐点T1_min的逆向查找过程是按照与检测顺序相反的顺序依次检查在烘干终止点之前检测的第一要素温度T1中首次出现最低点的过程,因此可以通过对较短时段的第一要素温度T1前后对比来轻松地找到第二拐点T1_min。
另外,当控制烘干机100来停止烘干操作时,首先停止运行冷凝器120,从而能够利用一定时间的冷凝器120的余热,然后停止加热操作,以提高效率。
这样,在预运行步骤S10中获得的测量起始点温度T1_ave,其使用于下一个步骤的正常运行步骤S10中,并且根据第二终止条件和第三终止条件停止烘干,从而相比于图4的不是自动终止的情况能够缩短加热时间、冷却时间以及投入时间。
所述正常运行步骤S20是在通过所述预运行S10排出第一个被烘干物后,从投放第二个被烘干物1并对其进行烘干的过程中执行,且在继第二个被烘干物之后每次投放并烘干的过程中也都执行所述正常运行步骤,但是在烘干前一个被烘干物的过程中对所述测量起始点温度T1_ave进行升级,从而生成适应当前的第一终止条件,且同时使用第一终止条件、第二终止条件和第三终止条件,每次要变更待烘干的被烘干物1时,都需要重新执行所述预运行步骤S10。
具体地,所述正常运行步骤S20,如果在所述运行变量设置步骤S1中的运行变量项目中,用户通过图3的屏幕对其进行了变更S20-1,就需要储存其变更项目后才能将其适用于以后的烘干过程中S20-2,如果对运行变量项目中的投入量进行了变更S20-3,就需要先重置延迟时间t_delay后执行所述预运行步骤S1,然后重新回到正常运行步骤S20。
即,运行烘干机100时,有时需要变更被烘干物1的实际投入量,因此,需要根据变更后的实际投入量来重置延迟时间t_delay,这样一来,随着重置延迟时间t_delay使第一拐点t_delay的检测时间也会随之变动,因此需要重新执行预运行步骤S10。
另外,根据需要可以对适当投入量进行调整,此时,也需要重新执行预运行步骤S10。
还有,如果未变更运行变量或者即使有变更但未对投入量进行变更时,随着用户点击开始按钮12a,使得通过控制烘干机100开始烘干操作,且同时计算时间S21,之后,将经过所述延迟时间t_delay时检测第一要素温度T1,并将其设定为第一拐点T1_max。此时检测第一拐点T1_max是如后述的一样,其用于重新选定所述测量起始点温度T1_ave。
之后,对第一要素温度T1进行监测,以检测与在之前的烘干过程中获得的测量起始点温度T1_ave相一致的时间S23,并将其设定为所述测量时段Δt_st的起始点,并且将此时检测的温差ΔT设定为所述测量时段Δt_st的初始温差ΔT_1S24。
此后,在等待所述测量时段Δt_st之后检测温差ΔT并将其设定为测量时段Δt_st的终点温差ΔT_2,并且将初始温差ΔT_1和终点温差ΔT_2的平均值乘以所述适用比率R而获得的温差选定为第一终止条件ΔT_th S25。
根据本发明的实施例,其基于以所述测量起始点温度T1_ave设定的所述测量时段Δt_st的两端温差的平均值选定了所述第一终止条件ΔT_th,但是也可以在从所述第一要素温度T1达到所述测量起始点温度T1_ave的时间起开始的所述测量时段Δt_st中连续检测温差Δ后,根据所述测量时段Δt_st的整体平均值来选定所述第一终止条件ΔT_th。
即,可以将所述测量时段Δt_st两端的温差的平均值视为通过对所述测量时段Δt_st的整体平均值进行简化过程而得出的值,这是因为,如果核验温差的波动模式,就会发现两者的误差可以忽略的程度非常小。
如上所述,选定第一终止条件ΔT_th后,当达到第一终止条件、第二终止条件和第三终止条件中的任何一个条件时,都会控制烘干机100以停止烘干操作,从而切换至冷却过程S26。
即,如图8所示,对温差ΔT、温差ΔT倾斜度以及烘干开始后的经过时间进行监测,即使在未达到第二终止条件和第三终止条件的情况下,温差ΔT达到第一终止条件ΔT_th的时间时,就会停止烘干。
当然,如果尚未达到第一终止条件的情况下,当达到第二终止条件和第三终止条件中的任何一个条件时,也同样停止烘干。
根据第二终止条件和第三终止条件的烘干终止操作是与预运行步骤S10相同的方式执行,因此,将省略重复说明。
不过,在所述正常运行步骤S20,其第一终止条件除了适用包括反映烘干状态的第一要素温度T1和反映烘干气氛的第二要素温度T2这两者特性的温差ΔT之外,还增加了反映状况变化的要素,从而能够获得最佳的停止烘干的时间。
停止烘干后,通过对停止烘干的时点以前的第一要素温度T1进行逆向查找来获得所述第二拐点T1_min S27,然后将之前获得的第一拐点T1_max和当前获得的第二拐点T1_min的平均值重新选定为所述测量起始点温度T1_ave S28。此时选定的测量起始点温度T1_ave则对下一个被烘干物进行烘干时适用。
即,所述正常运行步骤S20,其基于烘干前一个被烘干物时检测的第一要素温度T1来对测量起始点温度T1_ave进行修改,以此获得针对当前待烘干的被烘干物的所述第一终止条件。
因此,考虑到待连续烘干的被烘干物的状态非常相似以及烘干机的外部环境没有太大变化的烘干机的运行状况,因此在与当前烘干条件非常相似的前一个烘干状态中获得测量起始点温度T1_ave,并将其适用于当前的烘干过程中,从而能够更加精准地获得第一终止条件并停止烘干。
参照图4至图8说明的本发明的实施例,对其可以进行变更,下面对变更的实施例进行说明。
图9是变更的预运行步骤S10中的温度及温差曲线图。
参照图9,由瞬时倾斜度或者反复倾斜度构成的第二终止条件,可以由该第二终止条件来取代温差ΔT并适用于第一要素温度T1,从而能够自动停止烘干。
即,通过预先设定的相隔时间Δa检测的第一要素温度T1的差,当达到|预先设定的瞬时倾斜度的点位或者在预先设定的时间内以大于重复倾斜度的值持续的点位上停止烘干。
因此,仅监测第一要素温度T1即可停止烘干操作。
当然,为了将第二终止条件适用于第一要素温度T1而设定的瞬时倾斜度和重复倾斜度的值,可能与适用于温差ΔT时的情况有所不同。
虽然没有另附图纸,但是在正常运行步骤S20中也可以将第二终止条件适用于第一要素温度T1上,如果在正常运行步骤S20中将第二终止条件适用于温差ΔT时,需要补充设定适用于温差ΔT的瞬时倾斜度和重复倾斜度。
图10是变更的正常运行步骤S20中的温度及温差曲线图。
即,自第一要素温度T1达到前一个选定的测量起始点温度T1_ave起经过所述测量时段Δt_st后检测第一要素温度T1,并将其设定为终点温度ΔT_2,将所述测量时段Δt_st的初始温度T1_1=T1_ave和终点温度ΔT_2的平均值乘以所述适用比率R而获得的温度选定为第一终止条件T1_th。当然,也可以将所述测量时段Δt_st的整体平均值乘以所述适用比率R来选定。
当然,这里所说的适用比率R应该以与适用于温差ΔT的值不同的值来设定,使其符合第一要素温度T1的变化特性。
此后,第一要素温度T1首次达到第一终止条件T1_th后,当它再次达到第一终止条件时停止烘干操作。即,由于第一终止条件T1_th也会在第一要素温度T1下降的冷却除湿时段II中出现,因此当首次出现时对其忽略,待第二次出现时停止烘干操作。
这样,即使将第一终止条件适用于第一要素温度T1上,但是当每次更换被烘干物来执行烘干操作时,根据在前一个烘干过程中获得的测量起始点温度T1_ave来设定测量时段Δt_st,并以此选定第一终止条件T1_th,因此可以根据适合于当前烘干过程的终止时间停止烘干操作。
尽管没有另附图纸,但是针对温差ΔT和第一要素温度T1分别设定用于第一终止条件的适用比率R,因此可以根据适用于温差ΔT的第一终止条件和适用于第一要素温度T1的第一终止条件中首先达到的终止条件来停止烘干操作。
以上,为了举例说明本发明的技术思想,示出了具体的实施例,但本发明并不仅仅局限于与上述的具体的实施例相同的结构以及其作用上,在不脱离本发明的范围的情况下,可以实施各种变更。因此这种变更理应列入本发明的范围内,并且本发明的范围应该由后述的权利要求范围来决定。
Claims (3)
1.一种烘干控制方法,具体地,利用烘干控制装置(10)的烘干控制方法,其根据反映烘干机(100)中正在烘干中的被烘干物的烘干状态的第一要素温度(T1)和反映烘干机(100)的烘干气氛的第二要素温度(T2)来判断烘干终止时间以终止烘干并自动切换至冷却过程,包括:
预运行步骤(S10),烘干第一个被烘干物时,在其冷却除湿时段(II)的第一要素温度(T1)中,将在烘干初期升高之后下降的第一拐点温度(T1_max)和下降之后再回升的第二拐点温度(T1_min)的平均值首次选定为测量起始点温度(T1_ave),在开始烘干后经过预先设定的最长烘干时间(t_MAX)时,根据预先设定的相隔时间检测的温差的差异达到预先设定的第一个数值时,或者以预先设定的相隔时间来检测的温差的差异达到预先设定的第二个数值且在预先设定的时段内一直持续时,停止烘干并切换至冷却过程;
以及正常运行步骤(S20),对继第一个之后的被烘干物进行烘干时,监测所述第一要素温度(T1)和第二要素温度(T2)之间的温差(ΔT),将自所述第一要素温度(T1)达到所述测量起始点温度(T1_ave)起经过预先设定的测量时段(Δt_st)的温差的平均值乘以预先设定的适用比率而获得的值选定为终止条件,然后当温差达到终止条件时,停止烘干并切换至冷却过程,
其中,所述第一要素温度(T1)是指在烘干机(100)中从烘干室(110)排出的湿空气的温度,
所述第二要素温度(T2)是指对从烘干室(110)中排出的湿空气,其经由冷凝器(120)除湿后再次注入到烘干室(110)的已经过除湿后的干燥空气的温度,
所述第一拐点温度(T1_max)是根据实际投入量对预先设定的适当投入量的比率与第一拐点温度(T1_max)的出现时间点的延迟时间(t_delay)之间的相关关系来设定基于实际投入量的延迟时间(t_delay)后,并将自开始烘干之后经过延迟时间(t_delay)时的温度选定为第一要素温度(T1),
所述第二拐点温度(T1_min)是按照与检测顺序相反的顺序依次检查在烘干终止点之前检测的第一要素温度(T1)中首次出现最低点的逆向查找方式获得,
所述预运行步骤(S10)是在每当变更待烘干的被烘干物的实际投入量时执行操作,
所述正常运行步骤(S20),其用于在前一个被烘干物烘干时检测的所述第一要素温度(T1)的冷却除湿时段(II)重新选定所述测量起始点温度(T1_ave),还用于设定对将要烘干的当前被烘干物的所述测量时段(Δt_st)。
2.根据权利要求1所述的烘干控制方法,其特征在于,
所述正常运行步骤(S20),其在开始烘干后经过预先设定的最长烘干时间(t_MAX)时、以预先设定的相隔时间(△a)检测的温差(△T)的差异达到预先设定的第一个数值时,以预先设定的相隔时间(△a)来检测的温差(△T)的差异达到预先设定的第二个数值且在预先设定的时段内一直持续时,或者达到所述终止条件时,停止烘干并切换至冷却过程。
3.根据权利要求1所述的烘干控制方法,其特征在于,
所述第一要素温度(T1)和第二要素温度(T2)是通过对检测温度进行移动平均而获得的温度。
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