CN113865325A

CN113865325A - 一种热泵烘干设备、热泵烘干控制方法及装置

Info

Publication number: CN113865325A
Application number: CN202111182411.3A
Authority: CN
Inventors: 郑神安; 张鸿宙; 杨和澄; 邓琳山
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2021-10-11
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2021-12-31
Anticipated expiration: 2041-10-11
Also published as: CN113865325B

Abstract

本发明公开一种热泵烘干设备、热泵烘干控制方法及装置。热泵烘干设备中的热回收模块包括：第一风道，连通烘房与外机；第二风道，连通外部空间与回风风道；热交换器，位于第一风道与第二风道的交叉处，用于对烘房排出的空气与外部新风进行换热；热管，其两端分别位于第一风道内与第二风道内，用于对热交换器换热后的新风进行加热。本发明利用热交换器实现第一重热回收，提高补进烘房的新风温度，降低负荷，减少烘房温度波动幅度，提高能效；利用热管对热交换器出来的新风进行二次加热，实现第二重热回收，进一步提高新风温度；之后热湿空气流向外机蒸发器进行换热，提高换热效率，实现第三重热回收，解决热泵随环境温度降低而能效衰减的问题。

Description

一种热泵烘干设备、热泵烘干控制方法及装置

技术领域

本发明涉及热泵烘干技术领域，具体而言，涉及一种热泵烘干设备、热泵烘干控制方法及装置。

背景技术

为了持续提升能源利用效率，对于传统烘干行业，燃煤烘干设备将逐步地被新能源所代替，那么热泵烘干必将成为新型烘干技术的最优选择。根据烟草烘干的调研，国内已建成的密集型烘房约120万座，其中热泵烘房仅为3000多座，占0.25％，市场空缺大，目前我国各大烟草种植省份均已出台相关的“电烘房”补贴政策，并开始试点烘烤，包括河南、湖南、福建、云南等。除了在烟草烘干领域，其他作物烘干也同步推进“电代煤”，热泵烘干在国内市场正趋于“燎原之势”。

目前，热泵烘干技术主要分为：开式烘干和闭式烘干，闭式烘干是指烘房内的空气不与外界接触，开式烘干是指通过排湿直接将烘房内的热湿空气排至烘房外面，然后补充自然的新鲜空气。从原理说来，两者都是利用逆卡诺循环，吸收空气中的低温热能，整合成高温热能提供给烘房进行升温。

开式烘干(也称为排湿型烘干)是目前市场主流技术路线，此技术路线的优点是技术门槛低、升温快、控制简单。但也具备如下缺点：

1、能效低，降低湿度需要通过长时间排湿，长时间的排湿会产生大量能源的浪费；

2、热泵性能随环境温度降低而衰减；

3、排湿或补新风时对烘房温度波动大，影响烘干质量。

发明内容

本发明实施例提供一种热泵烘干设备、热泵烘干控制方法及装置，以至少解决现有技术中热泵烘干的排湿能效低、环境温度较低时热泵系统能效低、烘房温度波动大的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种热泵烘干设备，包括：外机和内机，所述内机通过送风风道及回风风道与烘房连通，所述热泵烘干设备还包括：热回收模块，所述热回收模块包括：

第一风道，连通所述烘房与所述外机；

第二风道，连通外部空间与所述回风风道；

热交换器，位于所述第一风道与所述第二风道的交叉处，用于对所述烘房排出的空气与外部新风进行换热；

热管，所述热管的两端分别位于所述第一风道内与所述第二风道内，用于对所述热交换器换热后的新风进行加热。

可选的，所述第一风道的第一进风口通过第一风阀与所述烘房连通，所述第一风道的出风口连接至所述外机中蒸发器的进风端。

可选的，所述第二风道的进风口与所述外部空间连通，所述第二风道的出风口通过第二风阀连接至所述回风风道。

可选的，所述热管的第一端设置于所述第一风道内，根据所述第一风道内的风向，所述热管的第一端位于所述热交换器之后；所述热管的第二端设置于所述第二风道内，根据所述第二风道内的风向，所述热管的第二端位于所述热交换器之后。

可选的，所述第一风道还包括第二进风口，所述第二进风口处设置有第三风阀，当所述第三风阀开启时，环境空气从所述第二进风口进入所述第一风道，与所述第一风道中换热后的烘房空气混合，混合空气经所述第一风道的出风口流向所述蒸发器。

可选的，所述第一风道的第一进风口与所述回风风道的回风口相邻设置。

可选的，所述热交换器是显热交换器。

可选的，所述第一风道内设置有第一风机，和/或，所述第二风道内设置有第二风机。

本发明实施例还提供了一种热泵烘干控制方法，包括：在烘房需要排湿的情况下，根据烘房内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀的开度；根据所述第二风阀的开度控制第一风阀的开度；根据烘房外部环境温度和所述第一风阀的开度，控制第三风阀的开度；其中，热泵烘干设备包括：连通烘房与外机的第一风道、连通外部空间与回风风道的第二风道、位于所述第一风道与所述第二风道的交叉处的热交换器、以及两端分别位于所述第一风道内与所述第二风道内的热管；所述第一风道的第一进风口通过所述第一风阀与所述烘房连通；所述第二风道的出风口通过所述第二风阀连接至所述回风风道；所述第一风道的第二进风口通过所述第三风阀连通外部空间，以使外部环境空气进入所述第一风道与换热后的烘房空气混合流向所述第一风道的出风口。

可选的，根据烘房内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀的开度，包括：若所述实际湿度低于所述目标湿度，且所述目标湿度减去所述实际湿度的差值大于预设阈值，则控制所述第二风阀的开度增大预设档位；若所述实际湿度与所述目标湿度的差值绝对值小于或等于所述预设阈值，则控制所述第二风阀的开度维持当前档位；若所述实际湿度高于所述目标湿度，且所述实际湿度减去所述目标湿度的差值大于所述预设阈值，则控制所述第二风阀的开度减小所述预设档位。

可选的，根据所述第二风阀的开度控制第一风阀的开度，包括：控制所述第一风阀与所述第二风阀开度相同。

可选的，根据烘房外部环境温度和所述第一风阀的开度，控制第三风阀的开度，包括：若所述烘房外部环境温度大于或等于预设温度，则控制所述第三风阀的开度为：p-n；若所述烘房外部环境温度小于所述预设温度，则控制所述第三风阀的开度为：按照预设规则根据(p-n)/n确定的档位；其中，p表示所述第三风阀的最大档位，n表示所述第一风阀的当前档位。

可选的，还包括：根据烘房内实际温度与目标温度，控制压缩机的频率。

可选的，根据烘房内实际温度与目标温度，控制压缩机的频率，包括：根据预设增量公式以及所述目标温度减去所述实际温度的差值，确定PID增量；根据所述PID增量所处的区间，确定所述压缩机的频率调整值；根据所述压缩机的频率调整值，控制所述压缩机的频率。

可选的，还包括：在烘房不需要排湿的情况下，控制所述第一风阀和所述第二风阀处于关闭状态，控制所述第三风阀处于开启状态。

本发明实施例还提供了一种热泵烘干控制装置，包括：第一控制模块，用于在烘房需要排湿的情况下，根据烘房内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀的开度；第二控制模块，用于根据所述第二风阀的开度控制第一风阀的开度；第三控制模块，用于根据烘房外部环境温度和所述第一风阀的开度，控制第三风阀的开度；其中，热泵烘干设备包括：连通烘房与外机的第一风道、连通外部空间与回风风道的第二风道、位于所述第一风道与所述第二风道的交叉处的热交换器、以及两端分别位于所述第一风道内与所述第二风道内的热管；所述第一风道的第一进风口通过所述第一风阀与所述烘房连通；所述第二风道的出风口通过所述第二风阀连接至所述回风风道；所述第一风道的第二进风口通过所述第三风阀连通外部空间，以使外部环境空气进入所述第一风道与换热后的烘房空气混合流向所述第一风道的出风口。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例所述方法的步骤。

应用本发明的技术方案，设置相交叉的第一风道和第二风道，利用交叉处的热交换器，对烘房排出的热湿空气与外部新风进行换热，实现第一重热回收，提高补进烘房的新风的温度，降低烘房的新风负荷，减少烘房温度波动幅度，提高了能效。经热交换器换热后的热湿空气，在第一风道中经过热管的一端吸收热量，并将热量传导至位于第二风道内的热管的另一端，热管的另一端对从热交换器出来的新风进行二次加热，实现第二重热回收，进一步提高新风温度，降低烘房新风负荷，提高能效。经过两次热回收后的热湿空气，经第一风道流向外机的蒸发器进行换热，相较于使用外部环境空气进行换热，热湿空气的比焓值更高，能显著提高蒸发器的换热效率，实现第三重热回收，同时可以在很大程度上解决热泵随环境温度降低而能效衰减的问题。通过三重热回收，提高了热泵烘干设备的能效，避免烘房温度大幅波动，且解决了热泵随环境温度降低而能效衰减的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提高的热泵烘干设备的示意图；

图2是本发明实施例二提供的热泵烘干控制方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的热泵烘干控制装置的结构框图；

附图标记说明：

外机1、内机2、烘房3、热回收模块4、压缩机11、四通换向阀12、节流元件13、蒸发器14、气液分离器15、冷凝器21、回风风道22、送风风道23、温湿度传感器31、烘烤架32、第一风道41、第二风道42、热交换器43、热管44、第一风阀45、第二风阀46、第三风阀47。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

如图1所示，热泵烘干设备与烘房3连通，热泵烘干设备包括：外机1、内机2和热回收模块4。外机1和内机2构成热泵机组。

外机1包括：压缩机11、四通换向阀12、节流元件13、蒸发器14和气液分离器15。蒸发器14具体包括：翅片管式换热器和轴流风机。本实施例仅提及了外机1中的主要部件，在实际应用中，本领域技术人员可以根据需要添加其他部件，如，储液罐、阀门等。

内机2包括：冷凝器21、回风风道22和送风风道23。冷凝器21具体包括：翅片管式换热器和轴流风机。内机21通过送风风道23及回风风道22与烘房3连通，回风风道22具有回风口，送风风道23具有送风口。

压缩机11排出的高温高压冷媒经四通换向阀12进入冷凝器21，冷媒在冷凝器21中进行冷凝散热，在冷凝器21处，冷媒与空气换热，从而通过送风风道23向烘房3输送热风。冷凝器21出来的冷媒经节流元件13节流后进入蒸发器14，在蒸发器14处，冷媒与空气进行换热，然后空气排出外机1，冷媒回到压缩机11，完成循环。

烘房3包括温湿度传感器31和烘烤架32。温湿度传感器31用于监测烘房3内的温度和湿度。烘烤架32上可放置烘干物，如烟草、谷物、木材等。

热回收模块4包括：第一风道41、第二风道42、热交换器43和热管44。

第一风道41是排湿风道，连通烘房3与外机1。

第二风道42是新风风道，连通外部空间与回风风道22。

热交换器43位于第一风道41与第二风道42的交叉处，用于对烘房3排出的空气与外部新风进行换热。

热管44的两端分别位于第一风道41内与第二风道42内，用于对热交换器43换热后的新风进行加热。

本实施例的热泵烘干设备，设置相交叉的第一风道41和第二风道42，利用交叉处的热交换器43，对烘房3排出的热湿空气与外部新风进行换热，实现第一重热回收，提高补进烘房3的新风的温度，降低烘房3的新风负荷，减少烘房温度波动幅度，提高了能效。经热交换器43换热后的热湿空气，在第一风道41中经过热管44的一端吸收热量，并将热量传导至位于第二风道42内的热管44的另一端，热管44的另一端对从热交换器43出来的新风进行二次加热，实现第二重热回收，进一步提高新风温度，降低烘房新风负荷，提高能效。经过两次热回收后的热湿空气，经第一风道41流向外机1的蒸发器14进行换热，相较于使用外部环境空气进行换热，热湿空气的比焓值更高，能显著提高蒸发器14的换热效率，实现第三重热回收，同时可以在很大程度上解决热泵随环境温度降低而能效衰减的问题。通过三重热回收，提高了热泵烘干设备的能效，避免烘房温度大幅波动，且解决了热泵随环境温度降低而能效衰减的问题。

第一风道41的第一进风口通过第一风阀45与烘房3连通，第一风道41的出风口连接至外机1中蒸发器14的进风端。第一风阀45是排湿风阀，用于控制从烘房3进入第一风道41的热湿空气量。

第二风道42的进风口与外部空间连通，第二风道42的出风口通过第二风阀46连接至回风风道22。第二风阀46是新风风阀，用于控制从第二风道42进入回风风道22的新风量。

烘房3内的热湿空气经第一风阀45进入第一风道41，并流向热交换器43，同时，新风进入第二风道42，也流向热交换器43，烘房3的热湿空气与将要补进回风风道22的新风在热交换器43处进行显热交换，实现第一重热回收，使得补进烘房3的新风温度提升，降低烘房3的新风负荷，减少烘房温度波动幅度，达到节能的目的。

热管44的第一端设置于第一风道41内，根据第一风道41内的风向，热管44的第一端位于热交换器43之后；热管44的第二端设置于第二风道42内，根据第二风道42内的风向，热管44的第二端位于热交换器43之后。

在第一风道41中，经热交换器43换热后的热湿空气，经过热管44的第一端，热管44的第一端吸收热湿空气的热量并将热量传导到位于第二风道42中的热管44的第二端，热管44的第二端对从热交换器43出来的新风进行二次加热，实现第二重热回收，进一步提高新风的温度，降低烘房新风负荷，达到节能的目的。

第一风道41还包括第二进风口，第二进风口处设置有第三风阀47，当第三风阀47开启时，环境空气从第二进风口进入第一风道41，与第一风道41中换热后的烘房空气(即依次经过热交换器43和热管44第一端后的烘房空气)混合，混合空气经第一风道41的出风口流向蒸发器14。也就是说，第一风道41的第二进风口通过第三风阀47连通外部空间。第三风阀47为蒸发风阀或环境风阀，用于控制进入第一风道41的环境空气量。

优选的，第一风道41的第二进风口的位置靠近第一风道41的出风口，以便于环境空气与烘房空气混合后流向蒸发器14。

需要说明的是，本实施例中的新风和环境空气本质都是外界空气，考虑到二者作用不同，对命名进行了区分，具体的，新风用于向烘房补充空气或者用于维持烘房内部压力，进入第一风道41的环境空气与烘房排出的热湿空气一起作用于蒸发器14。

优选的，热交换器43是显热交换器，即只交换热量，不交换湿度，从而更好地实现热回收，且不会影响烘房3的湿度控制。

经过两次显热回收后的热湿空气，经第一风道41流向外机1的蒸发器14，环境空气经第三风阀47进入第一风道41，也流向外机1的蒸发器14，热湿空气与环境空气混合后再到蒸发器14处进行换热，实现第三重热回收，相比仅使用环境空气进行换热，往往热湿空气的比焓值更高，能显著提高蒸发器14的换热效率，同时可以在很大程度上解决开式空气源热泵随着环境温度降低而能效衰减的问题，至此，热泵烘干设备完成三重热回收。

第一风道41的进风口与回风风道22的回风口相邻设置，便于烘房3内的空气进入第一风道41，以进行热回收。

一般而言，第一风道41的进风口和出风口存在压差，第二风道42的进风口和出风口存在压差，上述压差可以使风在风道内流动。考虑到会存在风道压损较大的情况，因此可以在第一风道41内设置第一风机，和/或，在第二风道42内设置第二风机，以更有利于风的流动。

本实施例中的风阀(包括第一风阀45、第二风阀46和第三风阀47)的开度可调，具体可以是分级变档控制的风阀，即通过不同档位来控制风阀开度，例如，10级变档。第一风阀45、第二风阀46和第三风阀47可以是档位设置完全相同的风阀。

烘房3无需排湿时，热泵烘干设备按常规热泵烘干模式运行，即不需要热回收，具体的，控制第一风阀45和第二风阀46关闭，且控制第三风阀47开启(可以开至最大开度)，外机1和内机2均开启。热风从送风风道23进入烘房3，对烘烤架32上的烘干物(如烟草、谷物、木材等)进行加热，从回风风道22回到内机2中，完成热风加热循环。期间，可利用温湿度传感器31采集的温度参数调节热泵机组的输出。

烘房3需要排湿时，热泵烘干设备按热回收热泵烘干模式运行，具体的，控制第一风阀45的开度为n档、第二风阀46的开度为n档、第三风阀47的开度为m档，外机1和内机2均开启。热风从送风风道23进入烘房3，对烘烤架32上的烘干物(如烟草、谷物、木材等)进行加热，从回风风道22回到内机2中，完成热风加热循环。同时，烘房3中的一部分热湿空气经过第一风阀45进入第一风道41中，进一步经过热交换器43和热管44后进入蒸发器14；室外新风进入第二风道42，经过热交换器43和热管44后，从第二风阀46进入回风风道22；环境空气经第三风阀47进入第一风道41中与两次热回收后的热湿空气混合进入蒸发器14。期间，可利用温湿度传感器31采集的温度参数调节热泵机组的输出，利用温湿度传感器31采集的湿度参数控制第一风阀45、第二风阀46和第三风阀47的开度。

实施例二

本实施例提供一种热泵烘干控制方法，可应用于上述实施例所述的热泵烘干设备。热泵烘干设备包括：连通烘房3与外机1的第一风道41、连通外部空间与回风风道22的第二风道42、位于第一风道41与第二风道42的交叉处的热交换器43、以及两端分别位于第一风道41内与第二风道42内的热管44；第一风道41的第一进风口通过第一风阀45与烘房3连通；第二风道42的出风口通过第二风阀46连接至回风风道22；第一风道41的第二进风口通过第三风阀47连通外部空间，以使外部环境空气进入第一风道41与换热后的烘房空气混合流向第一风道41的出风口。热泵烘干设备的具体结构参见上述实施例所述，本实施例不再赘述。

图2是本发明实施例二提供的热泵烘干控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

S201，在烘房3需要排湿的情况下，根据烘房3内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀46的开度。

S202，根据第二风阀46的开度控制第一风阀45的开度。

S203，根据烘房3外部环境温度和第一风阀45的开度，控制第三风阀47的开度。

其中，烘房3是否需要排湿，可以通过烘房3内实际湿度来确定，例如，烘房3内实际湿度大于或等于预设湿度，则需要排湿，烘房3内实际湿度小于预设湿度，则不需要排湿，预设湿度可以根据实际需求进行设置，例如预设湿度取值为70％。又如，烘房3内的实际湿球温度大于目标湿球温度+预设湿球温差，则需要排湿，预设湿球温差可以取值为0.5℃～2℃。

不管烘房3是否需要排湿，热泵烘干设备的外机1和内机2都处于开启状态，以进行热风加热循环，实现烘干功能。

本实施例在烘房3需要排湿的情况下，根据烘房3内实际湿度与目标湿度，可以确定出烘房3内实际湿度偏高或偏低的程度，根据上述偏差程度控制第二风阀46的开度，能够根据实际需求调节经第二风道42进入回风风道22的新风量，从而借助新风实现对烘房3内湿度的调节。根据第二风阀46的开度控制第一风阀45的开度，即根据新风量来控制烘房热湿空气经第一风道41的排出量，从而保证热湿空气与新风更为充分的换热。根据烘房3外部环境温度和第一风阀45的开度，控制第三风阀47的开度，能够保证环境空气与烘房热湿空气共同向蒸发器14提供换热空气，以提高换热效率。通过对第一风阀45、第二风阀46和第三风阀47的开度控制，能够有效实现三重热回收，减少烘房温度波动幅度，提高能效，并在很大程度上解决热泵随环境温度降低而能效衰减的问题。

在一个实施方式中，根据烘房3内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀46的开度，包括：若实际湿度低于目标湿度，且目标湿度减去实际湿度的差值大于预设阈值，则控制第二风阀46的开度增大预设档位；若实际湿度与目标湿度的差值绝对值小于或等于预设阈值，则控制第二风阀46的开度维持当前档位；若实际湿度高于目标湿度，且实际湿度减去目标湿度的差值大于预设阈值，则控制第二风阀46的开度减小预设档位。

其中，预设阈值可以根据实际需求进行设置，例如，预设阈值可以取值为3％。预设档位可以根据实际情况进行设置，例如预设档位可以是1档。上述实施方式是通过检测湿度来进行第二风阀46的开度控制，当然也可以通过检测湿球温度来进行第二风阀46的开度控制，相应的预设阈值可以设置为1。空气中水蒸气的含量越少，湿球温度越低，干球温度与湿球温度的差值越大，空气湿度越低；反之，干球温度与湿球温度的差值越小，空气湿度越高。

实际湿度低于目标湿度且目标湿度减去实际湿度的差值大于预设阈值，表示实际湿度偏低较多，此时通过增大第二风阀26的开度，能够增加新风量，以尽快提高烘房3的湿度。实际湿度高于目标湿度且实际湿度减去目标湿度的差值大于预设阈值，表示实际湿度偏高较多，此时通过减小第二风阀26的开度，能够减少新风量，以尽快降低烘房3的湿度。实际湿度与目标湿度的差值绝对值小于或等于预设阈值，表示实际湿度与目标湿度的偏差很小，基本符合要求，维持第二风阀46的当前档位即可。

本实施方式根据烘房3实际湿度与目标湿度的偏差情况，能够有效控制第二风阀46的开度，从而控制进入回风风道22的新风量来有效调节烘房3的湿度。

示例性的，实时监测烘房3内的实际湿球温度为Ts，用户设置的烘房3目标湿球温度为Ts1。湿球温度偏差G＝Ts1-Ts，根据G来控制第二风阀46的开度，具体如下：

1)G≥g1时，调节L1档；

2)-g1＜G＜g1时，维持当前档位；

3)G≤-g1时，调节L2档。

其中，第二风阀46的开度初始值为0，g1默认值为1，L1默认值为1，L2默认值为-1。

在一个实施方式中，根据第二风阀46的开度控制第一风阀45的开度，包括：控制第一风阀45与第二风阀46开度相同。第一风阀45与第二风阀46的开度相同，表示排湿的空气量与补新风的量是相等的，以最短时间内平衡压差，保证压力平衡，让烘房3内部空气进入封闭加热循环的过程。

在一个实施方式中，根据烘房3外部环境温度和第一风阀45的开度，控制第三风阀47的开度，包括：若烘房3外部环境温度大于或等于预设温度，则控制第三风阀47的开度m为：p-n；若烘房3外部环境温度小于预设温度，则控制第三风阀47的开度m为：按照预设规则根据(p-n)/n确定的档位。

其中，p表示第三风阀47的最大档位，n表示第一风阀45的当前档位。n为正整数，n的取值范围可以是0至最大档位。m为正整数，m的取值范围可以是0至最大档位。

预设温度可以根据实际需求进行设置，例如，预设温度可以设置为5℃～15℃。(p-n)/n的计算结果可能是非整数，预设规则是用于根据(p-n)/n的计算结果确定档位的规则，例如，预设规则可以是四舍五入，特别地，当n为0时，默认(p-n)/n的计算结果为第三风阀47的最大档位。

本实施方式中，第三风阀47用于给蒸发器14提供用于换热的环境空气，从第一风阀45进入的热湿空气也用于给蒸发器14换热，二者共同提供蒸发器14的换热空气。将第三风阀47与第一风阀45的开度关联控制，能够最大化利用热湿空气的潜热和显热，提高热湿空气的能量利用率，提高排湿效率和热回收效率。当烘房3外部环境温度较低时，环境空气位能较低，限制第三风阀47的开度，有利于保证蒸发器14的换热效率。

在一个实施方式中，上述方法还可以包括：根据烘房3内实际温度与目标温度，控制压缩机11的频率，从而实现烘房温度的稳定控制，波动小，精度高。

具体的，根据烘房3内实际温度与目标温度，控制压缩机11的频率，包括：根据预设增量公式以及目标温度减去实际温度的差值，确定PID增量；根据PID增量所处的区间，确定压缩机11的频率调整值；根据压缩机11的频率调整值，控制压缩机11的频率。

其中，预设增量公式可以是：y[i]＝Kp×(E[i]-E[i-1])+Ki×T×E[i]+Kd×[(E[i]-E[i-1])-(E[i-1]-E[i-2])]/T，其中，y[i]表示PID增量；E[i]表示第i时刻的烘房目标温度与实际温度的偏差值，E[i]＝Td1-Td，Td1表示烘房目标温度，Td表示烘房实际温度；Kp表示比例系数，可以加快系统反应，默认值为3；Ki表示积分系数，消除系统存在的稳态偏差，默认值为0.3；Kd表示微分系数，改善系统动态性能,，默认值为3；T表示动作调节周期，厂家级可设，默认值为20s。可以预先存储PID增量所处的区间与压缩机频率调整值的对应关系。根据当前实际情况计算出PID增量，并确定出对应的压缩机频率调整值，从而进行压缩机频率调整。

本实施方式通过增量式PID控制压缩机频率，能够快速稳定的控制烘房温度，实现理想的烘干效果。

示例性的，PID增量y[i]与压缩机频率调整值K的对应关系如下所示，其中，Y1-Y5表示不同的增量区间阈值，K0-K5表示不同的压缩机频率调整值。

①y[i]≤Y5，K＝K5

②Y5＜y[i]≤Y4，K＝K4

③Y4＜y[i]≤Y3，K＝K3

④Y3＜y[i]≤Y2，K＝K2

⑤Y2＜y[i]≤Y1，K＝K1

⑥y[i]＞Y1，K＝K0

各参数(Y1-Y5以及K0-K5)的默认值如下表1所示：

表1参数默认值示意表

参数

Y5

Y4

Y3

Y2

Y1

/

默认值

-2.4

-1.2

2.0

4.5

10

/

参数

K5

K4

K3

K2

K1

K0

默认值

-3Hz

-1Hz

0Hz

1Hz

2Hz

3Hz

上述Kp、Ki、Kd及表1是针对烟草烘干工艺要求而具体设计的。

在一个实施方式中，上述方法还包括：在烘房3不需要排湿的情况下，控制第一风阀45和第二风阀46处于关闭状态，控制第三风阀47处于开启状态。

本实施例在烘房3不需要排湿的情况下，控制热泵烘干设备运行于常规热泵烘干模式，即通过关闭第一风阀45和第二风阀46，禁止烘房3的空气与新风进行换热，不进行热回收。并且，第三风阀47可以开至最大开度，以使环境空气大量进入第一风道41在蒸发器14处进行换热。

本实施例的开式热泵烘干多重热回收系统及其控制策略，能够解决热泵烘干的能效低的问题，解决因环境温度降低而导致热泵能效衰减的问题，同时可以解决排湿/补新风时对烘房温度波动大的问题，显著提高实际烘烤过程中的节能效果。

实施例三

基于同一发明构思，本实施例提供了一种热泵烘干控制装置，可以用于实现上述实施例所述的热泵烘干控制方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现，该装置一般可集成于热泵烘干设备的控制器中。

图3是本发明实施例三提供的热泵烘干控制装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：

第一控制模块301，用于在烘房3需要排湿的情况下，根据烘房3内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀46的开度；

第二控制模块302，用于根据所述第二风阀46的开度控制第一风阀45的开度；

第三控制模块303，用于根据烘房3外部环境温度和所述第一风阀45的开度，控制第三风阀47的开度；

其中，热泵烘干设备包括：连通烘房3与外机1的第一风道41、连通外部空间与回风风道22的第二风道42、位于所述第一风道41与所述第二风道42的交叉处的热交换器43、以及两端分别位于所述第一风道41内与所述第二风道42内的热管44；所述第一风道41的第一进风口通过所述第一风阀45与所述烘房3连通；所述第二风道42的出风口通过所述第二风阀46连接至所述回风风道22；所述第一风道41的第二进风口通过所述第三风阀47连通外部空间，以使外部环境空气进入所述第一风道41与换热后的烘房空气混合流向所述第一风道41的出风口。

可选的，第一控制模块301包括：

第一控制单元，用于若所述实际湿度低于所述目标湿度，且所述目标湿度减去所述实际湿度的差值大于预设阈值，则控制所述第二风阀46的开度增大预设档位；

第二控制单元，用于若所述实际湿度与所述目标湿度的差值绝对值小于或等于所述预设阈值，则控制所述第二风阀46的开度维持当前档位；

第三控制单元，用于若所述实际湿度高于所述目标湿度，且所述实际湿度减去所述目标湿度的差值大于所述预设阈值，则控制所述第二风阀46的开度减小所述预设档位。

可选的，第二控制模块302包括：

控制所述第一风阀45与所述第二风阀46开度相同。

可选的，第三控制模块303包括：

第四控制单元，用于若所述烘房3外部环境温度大于或等于预设温度，则控制所述第三风阀47的开度为：p-n；

第五控制单元，用于若所述烘房3外部环境温度小于所述预设温度，则控制所述第三风阀47的开度为：按照预设规则根据(p-n)/n确定的档位；

其中，p表示所述第三风阀47的最大档位，n表示所述第一风阀45的当前档位。

可选的，上述装置还包括：第四控制模块，用于在烘房3不需要排湿的情况下，控制所述第一风阀45和所述第二风阀46处于关闭状态，控制所述第三风阀47处于开启状态。

可选的，上述装置还包括：第五控制模块，用于根据烘房3内实际温度与目标温度，控制压缩机11的频率。

可选的，第五控制模块包括：

第一确定单元，用于根据预设增量公式以及所述目标温度减去所述实际温度的差值，确定PID增量；

第二确定单元，用于根据所述PID增量所处的区间，确定所述压缩机11的频率调整值；

第六控制单元，用于根据所述压缩机11的频率调整值，控制所述压缩机11的频率。

上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的方法。

实施例四

本实施例提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述方法的步骤。

实施例五

本实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种热泵烘干设备，包括：外机和内机，所述内机通过送风风道及回风风道与烘房连通，其特征在于，所述热泵烘干设备还包括：热回收模块，所述热回收模块包括：

第一风道，连通所述烘房与所述外机；

第二风道，连通外部空间与所述回风风道；

2.根据权利要求1所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述第一风道的第一进风口通过第一风阀与所述烘房连通，所述第一风道的出风口连接至所述外机中蒸发器的进风端。

3.根据权利要求1所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述第二风道的进风口与所述外部空间连通，所述第二风道的出风口通过第二风阀连接至所述回风风道。

4.根据权利要求1所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述热管的第一端设置于所述第一风道内，根据所述第一风道内的风向，所述热管的第一端位于所述热交换器之后；所述热管的第二端设置于所述第二风道内，根据所述第二风道内的风向，所述热管的第二端位于所述热交换器之后。

5.根据权利要求2所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述第一风道还包括第二进风口，所述第二进风口处设置有第三风阀，当所述第三风阀开启时，环境空气从所述第二进风口进入所述第一风道，与所述第一风道中换热后的烘房空气混合，混合空气经所述第一风道的出风口流向所述蒸发器。

6.根据权利要求2所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述第一风道的第一进风口与所述回风风道的回风口相邻设置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述热交换器是显热交换器。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的热泵烘干设备，其特征在于，所述第一风道内设置有第一风机，和/或，所述第二风道内设置有第二风机。

9.一种热泵烘干控制方法，其特征在于，包括：

在烘房需要排湿的情况下，根据烘房内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀的开度；

根据所述第二风阀的开度控制第一风阀的开度；

根据烘房外部环境温度和所述第一风阀的开度，控制第三风阀的开度；

其中，热泵烘干设备包括：连通烘房与外机的第一风道、连通外部空间与回风风道的第二风道、位于所述第一风道与所述第二风道的交叉处的热交换器、以及两端分别位于所述第一风道内与所述第二风道内的热管；所述第一风道的第一进风口通过所述第一风阀与所述烘房连通；所述第二风道的出风口通过所述第二风阀连接至所述回风风道；所述第一风道的第二进风口通过所述第三风阀连通外部空间，以使外部环境空气进入所述第一风道与换热后的烘房空气混合流向所述第一风道的出风口。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据烘房内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀的开度，包括：

若所述实际湿度低于所述目标湿度，且所述目标湿度减去所述实际湿度的差值大于预设阈值，则控制所述第二风阀的开度增大预设档位；

若所述实际湿度与所述目标湿度的差值绝对值小于或等于所述预设阈值，则控制所述第二风阀的开度维持当前档位；

若所述实际湿度高于所述目标湿度，且所述实际湿度减去所述目标湿度的差值大于所述预设阈值，则控制所述第二风阀的开度减小所述预设档位。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述第二风阀的开度控制第一风阀的开度，包括：

控制所述第一风阀与所述第二风阀开度相同。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据烘房外部环境温度和所述第一风阀的开度，控制第三风阀的开度，包括：

若所述烘房外部环境温度大于或等于预设温度，则控制所述第三风阀的开度为：p-n；

若所述烘房外部环境温度小于所述预设温度，则控制所述第三风阀的开度为：按照预设规则根据(p-n)/n确定的档位；

其中，p表示所述第三风阀的最大档位，n表示所述第一风阀的当前档位。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在烘房不需要排湿的情况下，控制所述第一风阀和所述第二风阀处于关闭状态，控制所述第三风阀处于开启状态。

14.一种热泵烘干控制装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，用于在烘房需要排湿的情况下，根据烘房内实际湿度与目标湿度，控制第二风阀的开度；

第二控制模块，用于根据所述第二风阀的开度控制第一风阀的开度；

第三控制模块，用于根据烘房外部环境温度和所述第一风阀的开度，控制第三风阀的开度；

15.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求9至13中任一项所述方法的步骤。

16.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求9至13中任一项所述方法的步骤。