CN115183546A - 用于烟草的烘干系统和用于烟草的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于烟草的烘干系统和用于烟草的控制方法。该烘干系统包括：加热室，其可与容纳烟草的烤房相连，在加热室上设有可开闭的新风口；第一制冷回路，其包括通过第一冷媒管路依次相连的第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀装置和第一蒸发器；除湿回路，其包括彼此相连的第三膨胀装置和除湿换热器，除湿换热器定位在新风口处且与第一压缩机相连通；和流量分配器，其分别与第一冷凝器、第一膨胀装置和第三膨胀装置相连通，并配置成调节冷媒在除湿回路和第一制冷回路之间的分配比例，以便当外部环境满足预设温度和湿度条件且烘干系统处于排湿阶段时，流过新风口的新风与除湿换热器换热而被除湿。该烘干系统可显著提高高温高湿工况下的排湿效率。

Description

用于烟草的烘干系统和用于烟草的控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体地涉及用于烟草的烘干系统和用于烟草的控制方法。

背景技术

烘干系统，是指利用热能对含水率较高的物料进行干燥处理的设备组合。根据热能产生的形式不同，可以将烘干系统分为电加热式、燃气式、燃油式、燃煤式、热泵式等多种类型。相较于传统的燃料式烘干系统，热泵式烘干系统具有节能高效、环境友好、运行费用低等优点，因此广泛应用于烟草加工、粮食储存、冶金化工等诸多领域。

在烟草加工过程中，热泵式烘干系统可以对烤房内的温度和湿度进行精度调节，有效提升烤烟效率，确保烟叶品质。整个烟草烘干过程需要不定期进行排湿，以便及时将烤房内的湿热空气排出，防止闷坏烟叶。排湿时，与烤房形成空气连通的新风口和排湿口一起打开，使得从新风口流入的新鲜空气(或称为“新风”)能够带着烤房内的湿热空气从排湿口排出。

但是，当外部环境处于高温高湿条件时，新风的干球温度和湿球温度均较高，导致烤房内的湿热空气无法顺利排出。排湿不畅，不仅会影响烟叶的品质，而且会使大量的新风进入烤房，使烤房内的干球温度产生较大波动，导致热泵式烘干系统的压缩机容易频繁启停而影响其使用寿命。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中用于烟草的烘干系统在高温高湿工况下排湿效率低的技术问题，本发明提供了一种用于烟草的烘干系统。所述烘干系统包括：加热室，其适于与容纳所述烟草的烤房相连，在所述加热室上设有可开闭的新风口；第一制冷回路，其配置成用于向所述烤房内提供烘干空气，并且包括通过第一冷媒管路依次相连的第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀装置和第一蒸发器；除湿回路，其包括彼此相连的第三膨胀装置和除湿换热器，所述除湿换热器定位在所述新风口处且与所述第一压缩机相连通；和流量分配器，其分别与所述第一冷凝器、所述第一膨胀装置和所述第三膨胀装置相连通，并配置成调节冷媒在所述除湿回路和所述第一制冷回路之间的分配比例，以便当外部环境满足预设温度和湿度条件且所述烘干系统处于排湿阶段时，流过所述新风口的新风与所述除湿换热器换热而被除湿。

在本发明用于烟草的烘干系统中，包括加热室、第一制冷回路、除湿回路和流量分配器。加热室适于与用于容纳烟草的烤房相连。在加热室上设有可开闭的新风口，以便将外部环境的新鲜空气引入烤房内进行排湿。第一制冷回路配置成用于向烤房内提供烘干空气，以便调节烤房内的干球温度和湿球温度。第一制冷回路包括通过第一冷媒管路依次相接的第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀装置和第一蒸发器，使得该烘干系统可以利用冷媒介质的相态变化高效地提供热源。除湿回路包括彼此相连的第三膨胀装置和除湿换热器。除湿换热器定位在新风口处并且与第一压缩机相连通。流量分配器分别与第一冷凝器、第一膨胀装置和第三膨胀装置相连通，并配置成可调节冷媒在除湿回路和第一制冷回路之间的分配比例。通过上述的设置，使得当外部环境满足预设温度和湿度条件且烘干系统处于排湿阶段时，冷媒可以被流量分配器调节同时在除湿回路和第一制冷回路内流动。一方面，从新风口流入的新风可以方便地经过除湿换热器而被除湿，有效降低新风的湿度，从而提高烘干系统的排湿效率。另一方面，第一制冷回路内也有部分冷媒在其中流动，使得在排湿过程中烘干系统可以持续向烤房内输入烘干空气，防止因大量新风进入烤房导致干球温度产生明显波动而影响烤烟品质。进一步地，流量分配器的设置，可以精度调节冷媒在除湿回路和第一制冷回路内的分配比例，提高控制的精度。

在上述用于烟草的烘干系统的优选技术方案中，所述烘干系统还包括：第二制冷回路，所述第二制冷回路包括通过第二冷媒管路依次相连的第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀装置和第二蒸发器，并且所述第二压缩机和所述第一压缩机交替启停或者同步启停。通过在烘干系统中设置第二制冷回路，能够提供更多的热源输出，以满足烤烟的工艺设计要求。另外，第一压缩机和第二压缩机配置成交替启停，可以防止任意一个压缩机频繁启停而降低其使用寿命。进一步地，第一压缩机和第二压缩机配置成同时启停，能够在短时间内向烤房内输送大量热量，以满足特定条件的供热需求。

在上述用于烟草的烘干系统的优选技术方案中，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器共用同一个冷凝器壳体且冷媒流路互不相通，并且所述第一蒸发器和所述第二蒸发器共用同一蒸发器壳体且冷媒流路互不相通。通过上述的设置，可以在满足双压缩机系统管路设置的前提下，有效降低部件的占用空间，提高空间利用率。

在上述用于烟草的烘干系统的优选技术方案中，在所述加热室上设有与所述新风口彼此间隔且可开闭的排湿口，并且在所述排湿口处设有可调节转速的排风机。通过在排湿口设置可调节转速的排风机，能够保证排湿过程空气具有适中的空气流速，防止流速过小而影响排湿效率，也可防止流速过快而影响烤房内的干球温度。

为了解决现有技术中用于烟草的烘干系统在高温高湿工况下排湿效率低的技术问题，本发明还提供一种用于烟草的控制方法。所述控制方法在上面任一项所述的用于烟草的烘干系统中执行，其包括：

当外部环境满足预设温度和湿度条件且所述烘干系统处于排湿阶段时，开启所述烘干系统的新风口和排湿口；

控制所述烘干系统的流量分配器以初始分配比例分配冷媒，并控制所述烘干系统的第三膨胀装置以初始开度开启。当外部环境满足预设温度和湿度条件且烘干系统处于排湿阶段时，开启烘干系统的新风口和排湿口，使得新风能够从新风口进入烤房内，从而将烤房内的湿热空气从排湿口排出。接着，控制烘干系统的流量分配器以初始分配比例分配冷媒，并控制烘干系统的第三膨胀装置以除湿开度开启。通过上述的设置，能够保证从新风口流入的新风在经过除湿换热器后被有效除湿，从而提高整个烘干系统的排湿效率。

在上述用于烟草的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

检测所述冷媒流进和流出所述烘干系统的除湿换热器的温度，并确定两者的温度差值；

将所述温度差值与预设温度区间进行比较；

基于比较结果，控制所述第三膨胀装置的开度。通过上述的设置，能够精确控制第三膨胀装置的开度，以高效降低新风的湿度。

在上述用于烟草的控制方法的优选技术方案中，所述预设温度区间包括：

第一区间，所述第一区间为小于第一预设温度；

第二区间，所述第二区间为大于等于所述第一预设温度且小于等于第二预设温度；和

第三区间，所述第三区间为大于所述第二预设温度；并且

当所述温度差值落入所述第一区间时，控制所述第三膨胀装置减小第一开度；

当所述温度差值落入所述第二区间时，保持所述第三膨胀装置当前的开度；

当所述温度差值落入所述第三区间时，控制所述第三膨胀装置增大第二开度。当温度差值落入第一区间时，说明此时经过除湿换热器的冷媒量较多，冷媒难以在除湿换热器内完全蒸发，则控制第三膨胀装置减小第一开度。当温度差值落入第二区间时，说明此时经过除湿换热器的冷媒量适中，则保持当前的开度即可。当温度差值落入第三区间时，说明此时经过除湿换热器的冷媒量较少，则控制第三膨胀装置增大第二开度。

在上述用于烟草的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

经过第一预设时间段后，重新检测所述冷媒流进和流出所述除湿换热器的温度，并确定两者当前的温度差值；

将当前的所述温度差值与所述预设温度区间进行比较；

基于比较结果，重复控制所述第三膨胀装置的开度的步骤。通过上述的设置，可以持续对流过除湿换热器的冷媒量进行控制，以满足精度控制要求。

在上述用于烟草的控制方法的优选技术方案中，所述第三膨胀装置具有最小开度和最大开度，所述控制方法还包括：

当当前的所述温度差值落入所述第一区间时，判断当前的所述第三膨胀装置的开度是否为最小开度；

当判断结果为是时，控制所述流量分配器减小第一分配比例；并且

当当前的所述温度差值落入所述第三区间时，判断当前的所述第三膨胀装置的开度是否为最大开度；

当判断结果为是时，控制所述流量分配器增大第二分配比例。通过上述的设置，使得在调节第三膨胀装置的开度难以满足控制要求的基础上，能够通过控制流量分配器的分配比例来进一步调节冷媒量，以满足要求。

在上述用于烟草的控制方法的优选技术方案中，在所述排湿口处设有可调节转速的排风机，并且当外部环境满足预设温度和湿度条件且所述烘干系统处于排湿阶段时，所述控制方法还包括：

以初始转速开启所述排风机；

检测烤房内的湿球温度；

经过第二预设时间段后，重新检测所述湿球温度，并确定湿球温度变化率；

将所述湿球温度变化率与预设温度变化率进行比较；

基于比较结果控制所述排风机的转速。通过上述的设置，可以基于烤房内的湿球温度的变化程度来精确控制排风机的转速，使得排湿过程具有适中的空气流速。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明用于烟草的烘干系统的实施例的结构示意图；

图2是本发明用于烟草的烘干系统的制冷回路的第一实施例的结构示意图；

图3是本发明用于烟草的烘干系统的制冷回路的第二实施例的结构示意图；

图4是本发明用于烟草的烘干系统的制冷回路的第三实施例的结构示意图；

图5是本发明用于烟草的烘干系统在烘干烟草过程中工艺流程图；

图6是本发明用于烟草的控制方法的流程示意图；

图7是本发明用于烟草的控制方法的第一实施例的流程示意图；

图8是本发明用于烟草的控制方法的第二实施例的流程示意图；

图9是本发明用于烟草的控制方法的第二实施例的流程示意图。

附图标记列表：

100、烘干系统；10、加热室；11、进风口；12、出风口；13、新风口；131、新风风道；14、排湿口；141、排湿风道；20、第一制冷回路；21、第一压缩机；22、第一冷凝器；23、第一膨胀装置；24、第一蒸发器；25、第一冷媒管路；30、除湿回路；31、第三膨胀装置；32、除湿换热器；33、第三冷媒管路；40、流量分配器；41、进液端；42、第一出液端；43、第二出液端；50、第二制冷回路；51、第二压缩机；52、第二冷凝器；53、第二膨胀装置；54、第二蒸发器；55、第二冷媒管路；60、排风机；200、烤房；201、室内温湿度传感器；300、外部环境；301、室外温湿度传感器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有技术中用于烟草的烘干系统在高温高湿工况下排湿效率低的技术问题，本发明提供了一种用于烟草的烘干系统100。该烘干系统100包括：加热室10，其适于与容纳烟草的烤房200相连，在加热室10上设有可开闭的新风口13；第一制冷回路20，其配置成用于向烤房200内提供烘干空气，并且包括通过第一冷媒管路25依次相连的第一压缩机21、第一冷凝器22、第一膨胀装置23和第一蒸发器24；除湿回路30，其包括彼此相连的第三膨胀装置31和除湿换热器32，除湿换热器32定位在新风口13处且与第一压缩机21相连通；和流量分配器40，其分别与第一冷凝器22、第一膨胀装置23和第三膨胀装置31相连通，并配置成调节冷媒在除湿回路30和第一制冷回路20之间的分配比例，以便当外部环境300满足预设温度和湿度条件且烘干系统100处于排湿阶段时，流过新风口13的新风与除湿换热器32换热而被除湿。

图1是本发明用于烟草的烘干系统的实施例的结构示意图。如图1所示，在一种或多种实施例中，本发明用于烟草的烘干系统100具有与用于容纳烟草的烤房200相连的加热室10。优选地，加热室10布置在烤房200的一侧，以缩短送风距离，提高烘干效率。替代地，加热室10也可配置成通过送风风道与烤房200形成空气连通。继续参见图1，在加热室10的上部设有进风口11，并且在加热室10的下部设有出风口12，使得加热室10和烤房200之间形成空气流通。通过上述的设置，加热室10内产生的烘干空气可以从进风口11方便地进入到烤房200内，以调节烤房200内的温湿度。另外，烤房200内的空气可以通过出风口12再次回到加热室10内，既实现了空气的循环利用，提高了能效，也可防止烤房200内的温度波动过大而影响烤烟质量

继续参见图1，在加热室10上还设有可开闭的新风口13，使得外部环境300中的新风能够从开启的新风口13进入到加热室10内，进而对烤房200进行排湿。在新风口13处设有风阀(图中未标识)，以调节新风口13的开闭。风阀可以是但不限于蝶阀、插板阀、多叶阀等。在靠近新风口13的位置设有用于除湿的除湿换热器32，以降低新风的湿度，提高排湿效率。在一种或多种实施例中，在加热室10内还设有与新风口13相连通的新风风道131，使得从新风口13流入的新风能够在新风风道131的导引下顺利地进入加热室10内。优选地，除湿换热器32布置在新风风道131内，以提升除湿效率。

继续参见图1，在加热室10上还设有可开闭的排风口14。排风口14通过排湿风道141与烤房200形成空气连通，使得烤房200内的湿热空气可以经排湿风道141排出，并从开启的排风口14排至外部环境300。在排风口14处设有风阀(图中未标识)，以调节排风口14的开闭。风阀可以是但不限于蝶阀、插板阀、多叶阀等。在一种或多种实施例中，在靠近排风口14处还设有可调节转速的排风机60，以精准调节排湿时空气的流速。

继续参见图1，在一种或多种实施例中，在加热室10内设有位于其中部的第一冷凝器22。第一冷凝器22通过第一冷媒管路25与第一压缩机21、第一膨胀装置23和第一蒸发器24形成第一制冷回路20(参见图2-图4)，使得空气在经过第一冷凝器22表面后被加热成烘干空气。

如图1所示，在烤房200的内部设置有1个室内温湿度传感器201，以便测量烤房200内的干球温度和湿球温度。室内温湿度传感器201配置成与烘干系统100的控制系统(图中未示出)形成通讯连接，以便将测得的温度信号及时传输给控制系统。替代地，室内温湿度传感器201的数量也可根据实际需要设置成多个，例如2个、3个等。每个室内温湿度传感器201的布置位置也可根据实际需要进行调整，以获得更加精准的测量数据。在一种或多种实施例中，在加热室10的外部设置有可检测外部环境300的干球温度和湿球温度的室外温湿度传感器301。室外温湿度传感器301配置成与烘干系统100的控制系统形成通讯连接，以便将测得的温度信号及时传输给控制系统。替代地，室外温湿度传感器301的数量也可根据实际需要设置成多个，例如2个、3个等。每个室外温湿度传感器301的布置位置也可根据实际需要进行调整。

图2是本发明用于烟草的烘干系统的制冷回路的第一实施例的结构示意图。如图2所示，在一种或多种实施例中，本发明用于烟草的烘干系统100还包括第一制冷回路20、除湿回路30和流量分配器40等部件。该烘干系统100为单压缩机系统。具体而言，第一制冷回路20包括通过第一冷媒管路25依次相接的第一压缩机21、第一冷凝器22、第一膨胀装置23和第一蒸发器24，以形成允许冷媒(例如R30a等)在其中流动的制冷回路。在一种或多种实施例中，第一压缩机21为定频压缩机，以降低部件成本。该定频压缩机可以是但不限于螺杆式压缩机、回转式压缩机、涡旋式压缩机、离心式压缩机等。第一冷凝器22包括但不限于翅片盘管式换热器和板式换热器，并配有相应的风机。第一膨胀装置23可以是但不限于电子膨胀阀、热力膨胀阀等，以调节第一制冷回路20内的冷媒流量。第一蒸发器24可以是但不限于翅片盘管式换热器和板式换热器，并配有相应的风机，以确保液态冷媒在第一蒸发器24内的蒸发效率。

继续参见图2，在一种或多种实施例中，除湿回路30包括通过第三冷媒管路33依次相接的第三膨胀装置31和除湿换热器32。第三膨胀装置31可以是但不限于电子膨胀阀、热力膨胀阀等，以调节除湿回路30内的冷媒流量。除湿换热器32布置在加热室10的靠近新风口13的位置，以便对新风进行除湿。除湿换热器32可以是但不限于翅片盘管式换热器和板式换热器。另外，除湿换热器32配置成与第一压缩机21相连，使得经过除湿换热器32蒸发后产生的气态冷媒能够被再次抽吸进第一压缩机21内进行压缩，从而提高冷媒的利用率。替代地，在除湿换热器32和第一压缩机21之间还设有气液分离器(图中未示出)，以防止液态冷媒被抽吸进第一压缩机21内造成液击。

继续参见图2，流量分配器40布置在第一冷凝器22和第一膨胀装置23之间。流量分配器40具有彼此间隔的进液端41、第一出液端42和第二出液端43。其中，进液端41与第一冷凝器22的出口端相连，第一出液端42与第一膨胀装置23的进口端相连，并且第二出液端43与第三膨胀装置31的进口端相连。通过流量分配器40的设置，可以方便地调节冷媒在除湿回路30和第一制冷回路20之间的分配比例，使得当外部环境300满足预设温度和湿条件且烘干系统100处于排湿阶段时，从新风口13流进加热室10内的新风能够与除湿换热器32进行换热而被除湿。在此过程中，由于第一制冷回路20内仍然有部分冷媒在其中流动，因此第一制冷回路20能够持续向烤房200内输送烘干空气，防止因大量新风进入烤房200内而显著降低其干球温度。另外，当外部环境300不满足预设温度和湿度条件，或者烘干系统100未处于排湿阶段时，流量分配器40配置成将冷媒全部分配至第一制冷回路20内，从而确保制热效率。

当烘干系统100运行时，冷媒被第一压缩机21压缩后以高温高压的气体形式进入第一冷凝器22。在第一冷凝器22中，高温高压的气态冷媒通过相应的风机所引起的空气流传递热量而被冷凝成高温高压的液态冷媒。在此过程中，空气流流过第一冷凝器22的表面被加热成烘干空气。烘干空气从进风口11进入烤房200，以调节烤房200内的干球温度。高温高压的液态冷媒经过流量分配器40后按照分配比例分别流向第一膨胀装置23和第三膨胀装置31。部分液态冷媒经过第一膨胀装置23后，被膨胀为低温低压的液态冷媒。该低温低压的液态冷媒通过第一蒸发器24而被蒸发成低温低压的气态冷媒。气态冷媒又被第一压缩机21通过吸气口吸入其中。另一部分液态冷媒经过第三膨胀装置31后，被膨胀为低温低压的液态冷媒。该低温低压的液态冷媒通过除湿换热器32而被蒸发成低温低压的气态冷媒。该气态冷媒也被第一压缩机21重新吸入其中。一个完整的制冷循环得以完成，并且这样的制冷循环可不间断地进行。

图3是本发明用于烟草的烘干系统的制冷回路的第二实施例的结构示意图。如图3所示，在一种或多种实施例中，本发明用于烟草的烘干系统100还包括第一制冷回路20、除湿回路30、流量分配器40和第二制冷回路50。即，该烘干系统100为双压缩机系统。需要指出的是，第二实施例中第一制冷回路20、除湿回路30和流量分配器40的配置可与第一实施例相同，在此不再赘述。

继续参见图3，在一种或多种实施例中，第二制冷回路50包括通过第二冷媒管路55依次相接的第二压缩机51、第二冷凝器52、第二膨胀装置53和第二蒸发器54，以形成允许冷媒(例如R30a等)在其中流动的制冷回路。在一种或多种实施例中，第二压缩机51为定频压缩机，以降低部件成本。该定频压缩机可以是但不限于螺杆式压缩机、回转式压缩机、涡旋式压缩机、离心式压缩机等。在一种或多种实施例中，第二压缩机51和第一制冷回路20中的第一压缩机21交替启停，以降低每个压缩机启停频率，延长其使用寿命。在一种或多种实施例中，第二压缩机51和第一压缩机21同时启停，以满足较大的供热需求。进一步地，第二压缩机51和第一压缩机21也可根据烤烟工艺的实际需要灵活的控制启停。第二冷凝器52和第一冷凝器22是两个相互独立的换热器。第二冷凝器52与第一冷凝器22彼此间隔地布置在加热室10内，以便向烤房200内输送烘干空气。第二冷凝器52包括但不限于翅片盘管式换热器和板式换热器，并配有相应的风机。第二膨胀装置53可以是但不限于电子膨胀阀、热力膨胀阀等，以调节第二制冷回路50内的冷媒流量。第二蒸发器54和第一蒸发器24是两个相互独立的换热器。第二蒸发器54可以是但不限于翅片盘管式换热器和板式换热器，并配有相应的风机。

图4是本发明用于烟草的烘干系统的制冷回路的第三实施例的结构示意图。如图4所示，在一种或多种实施例中，本发明用于烟草的烘干系统100还包括第一制冷回路20、除湿回路30、流量分配器40和第二制冷回路50。即，该烘干系统100为双压缩机系统。需要指出的是，第三实施例中第一制冷回路20、除湿回路30和流量分配器40的配置可与第一实施例相同，在此不再赘述。

继续参见图4，在一种或多种实施例中，第二制冷回路50包括通过第二冷媒管路55依次相接的第二压缩机51、第二冷凝器52、第二膨胀装置53和第二蒸发器54，以形成允许冷媒(例如R30a等)在其中流动的制冷回路。在该实施例中，第二冷凝器52和第一冷凝器22共用一个冷凝器壳体，并且两者的冷媒流路是相互独立且互不相通的。通过上述的设置，可以精简结构，减少空间占用率。另外，第二蒸发器54和第一蒸发器24也共用一个蒸发器壳体，并且两者的冷媒流路也是相互独立且互不相通的，以经营部降低空间占用率。需要指出的是，第三实施例中未提及的部分可以与第二实施例配置相同，在此不再赘述。

图5是本发明用于烟草的烘干系统在烘干烟草过程中工艺流程图。如图5所示，在一种或多种实施例中，本发明烘干系统100在对烤房200内的烟草进行烘干处理时采用“四段式”烘干工艺。具体地，第I阶段大致持续70h(小时)，烤房200内的干球温度分阶段升高到41℃(摄氏度)-42℃，湿球温度升高到36℃-37℃。在这一阶段，烟叶中的叶绿素在高温下分解，外观形态逐渐变黄。第II阶段大致从70h到90h，烤房200内的干球温度升高到45℃-46℃，湿球温度升高到38℃-40℃。在这一阶段，烟叶内的芳香烃、酯类等物质的分解转化。第III阶段大致从90h到130h，烤房200内的干球温度升高到54℃-55℃，湿球温度保持在38℃-40℃。在这一阶段，需要加强通风排湿，脱去烟叶内的水分，以便将前期获得的烟叶品质固定下来。第IV阶段大致从130h到160h，烤房200内的干球温度升高到65-68℃，湿球温度升高到42℃-43℃。在这一阶段，通过连续快速排湿将烟叶湿度控制在目标值(例如8％)。需要指出的是，上述烘干工艺的各项参数(包括运行时长、干球温度和湿球温度)可以根据烟叶的品质、外部环境300的温湿度以及经验等诸多因素进行调整。

下面，基于上面所述的用于烟草的烘干系统100的实施例和烟草烘干工艺的实施例阐述本发明用于烟草的控制方法。

图6是本发明用于烟草的控制方法的流程示意图。如图6所示，在一种或多种实施例中，当本发明用于烟草的控制方法开始后，首先执行步骤S1，即当外部环境300满足预设温度和湿度条件且烘干系统100处于排湿阶段时，开启烘干系统100的新风口13和排湿口14，以便利用从新风口13流入的新风带动烤房200内湿热空气一起从排湿口14排出。在一种或多种实施例中，预设温度和湿度条件为外部环境300的干球温度与烤房200的干球温度之间的差值小于等于5℃，并且外部环境300的湿度大于等于90％。替代地，预设温度和湿度条件也可设置成其它合适的温湿度条件。基于上述烟草烘干工艺的实施例所示，烘干系统100处于排湿阶段的条件可以是但不限于当烘干过程处于第I阶段，并且烤房200的干球温度为33℃-34℃，湿球温度为32℃-33℃。排湿阶段也可根据实际需要在整个烘干过程中设置多个。接着，执行步骤S2，控制烘干系统100的流量分配器40以初始分配比例分配冷媒，并控制烘干系统100的第三膨胀装置31以初始开度开启。需要指出的是，在本文中除非有明确相反的表述，术语“分配比例”是流向除湿回路30的冷媒量和流向第一制冷回路20的冷媒量之间的比值。在一种或多种实施例中，初始分配比例为50％:50％。替代地，初始分配比例也可设置成其它合适的比例，例如60％:40％、40％:60％等。在一种或多种实施例中，第三膨胀装置31具有最小开度30和最大开度200，并且初始开度为100。替代地，初始开度也可根据第三膨胀装置31的类型选择其它合适的开度。通过上述的设置，可以使当外部环境300满足预设温度和湿度条件且烘干系统100处于排湿阶段时，利用流量分配器40将部分冷媒输送到除湿回路30内，使得从新风口13进入加热室10内的新风被有效除湿，从而显著提升除湿效率。

图7是本发明用于烟草的控制方法的第一实施例的流程示意图。如图7所示，在一种或多种实施例中，当本发明用于烟草的控制方法开始后，首先执行步骤S1，即当外部环境300满足预设温度和湿度条件且烘干系统100处于排湿阶段时，开启烘干系统100的新风口13和排湿口14。接着，执行步骤S2，控制烘干系统100的流量分配器40以初始分配比例分配冷媒，并控制烘干系统100的第三膨胀装置31以初始开度开启。然后，执行步骤S3，即检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者的温度差值。冷媒流进和流出除湿换热器32的温度可以通过布置在除湿换热器32的进口端和出口端的温度传感器进行检测。当温度差值确定后，将温度差值与预设温度区间进行比较。在一种或多种实施例中，预设温度区间包括第一区间、第二区间和第三区间。其中，第一区间为小于第一预设温度，第二区间为大于等于第一预设温度且小于等于第二预设温度，并且第三区间为大于第二预设温度。在一种或多种实施例中，第一预设温度为0℃，而第二预设温度为2℃。替代地，第一预设温度也可设置成其它合适的数值，例如0.5℃、1℃等。替代地，第二预设温度也可设置成其它合适的数值，例如1.8℃、2.5℃等。替代地，预设温度区间也可设置成其它合适数量的温度区间。当步骤S3完成后，控制方法前进到步骤S41，即判断温度差值是否落入第一区间。当判断结果为否时，执行步骤S42，判断温度差值是否落入第二区间。当判断结果为是时，说明此时除湿换热器32的除湿效率较高，则保持第三膨胀装置31当前的开度(步骤S51)。当步骤S51完成后，控制方法结束。

继续参见图7，在执行步骤S41后，当判断结果为是时，说明此时温度差值较小，冷媒在除湿换热器32内难以完全蒸发，则控制第三膨胀装置31减小第一开度。在一种或多种实施例中，第一开度为5。替代地，第一开度也可设置成比5大或小的其它合适的开度。当步骤S52完成后，执行步骤S6，经过第一预设时间段后，重复检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者当前的温度差值。在一种或多种实施例中，第一预设时间段为10s(秒)。替代地，第一预设时间段也可设置成比10s长或短的其它合适的时间，例如9s、11s等。步骤S6完成后，重复执行步骤S41，即判断当前的温度差值是否落入第一区间，并重复调节第三膨胀装置31开度的步骤，直至温度差值落入第二区间。

继续参见图7，在执行步骤S42后，当判断结果为否时，说明此时温度差值较大，除湿换热器31内的冷媒量需求较大，则控制第三膨胀装置31增大第二开度。在一种或多种实施例中，第二开度为10。替代地，第二开度也可设置成比10大或小的其它合适的开度。当步骤S53完成后，执行步骤S6，经过第一预设时间段后，重复检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者当前的温度差值。接着，重复执行步骤S41，即判断当前的温度差值是否落入第一区间，并重复调节第三膨胀装置31开度的步骤，直至温度差值落入第二区间。

图8是本发明用于烟草的控制方法的第二实施例的流程示意图。如图8所示，在一种或多种实施例中，当本发明用于烟草的控制方法开始后，首先执行步骤S1，即当外部环境300满足预设温度和湿度条件且烘干系统100处于排湿阶段时，开启烘干系统100的新风口13和排湿口14。接着，执行步骤S2，控制烘干系统100的流量分配器40以初始分配比例分配冷媒，并控制烘干系统100的第三膨胀装置31以初始开度开启。然后，执行步骤S3，即检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者的温度差值。当步骤S3完成后，控制方法前进到步骤S41，即判断温度差值是否落入第一区间。当判断结果为否时，执行步骤S42，判断温度差值是否落入第二区间。当判断结果为是时，说明此时除湿换热器32的除湿效率较高，则保持第三膨胀装置31当前的开度(步骤S51)。当步骤S51完成后，控制方法结束。

继续参见图8，在执行步骤S41后，当判断结果为是时，控制方法前进到步骤S43，即判断当前的第三膨胀装置31的开度是否为最小开度。当判断结果为是时，说明此时已经无法通过减小第三膨胀装置31的开度来降低除湿回路30内的冷媒量。因此，控制方法前进到步骤S54，即控制流量分配器40减小第一分配比例。在一种或多种实施例中，第一分配比例为5％。例如，初始分配比例为50％:50％，则控制当前流量分配器40以45％:55％来分配冷媒。替代地，第一分配比例也可设置成比5％多或少的其它合适的数值。接着，执行步骤S6，经过第一预设时间段后，重复检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者当前的温度差值。步骤S6完成后，重复执行步骤S41，即判断当前的温度差值是否落入第一区间，并重复调节第三膨胀装置31开度的步骤，直至温度差值落入第二区间。

继续参见图8，在执行步骤S43后，当判断结果为否时，说明此时第三膨胀装置31的开度还未达到最小开度，则控制膨胀装置31减小第一开度(步骤S52)。接着，执行步骤S6，经过第一预设时间段后，重复检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者当前的温度差值。然后重复执行步骤S41，即判断当前的温度差值是否落入第一区间，并重复调节第三膨胀装置31开度的步骤，直至温度差值落入第二区间。

继续参见图8，在执行步骤S42后，当判断结果为否时，控制方法前进到步骤S44，即判断当前的第三膨胀装置31的开度是否为最大开度。当判断结果为是时，说明此时已经无法通过增大第三膨胀装置31的开度来增加除湿回路30内的冷媒量。因此，控制方法前进到步骤S55，即控制流量分配器40增大第二分配比例。在一种或多种实施例中，第二分配比例为8％。例如，初始分配比例为50％:50％，则控制当前流量分配器40以58％:42％来分配冷媒。替代地，第二分配比例也可设置成比8％多或少的其它合适的数值。接着，执行步骤S6，经过第一预设时间段后，重复检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者当前的温度差值。步骤S6完成后，重复执行步骤S41，即判断当前的温度差值是否落入第一区间，并重复调节第三膨胀装置31开度的步骤，直至温度差值落入第二区间。

继续参见图8，在执行步骤S44后，当判断结果为否时，说明此时第三膨胀装置31的开度还未达到最大开度，则控制膨胀装置31增大第二开度(步骤S53)。接着，执行步骤S6，经过第一预设时间段后，重复检测冷媒流进和流出烘干系统100的除湿换热器32的温度，并确定两者当前的温度差值。然后重复执行步骤S41，即判断当前的温度差值是否落入第一区间，并重复调节第三膨胀装置31开度的步骤，直至温度差值落入第二区间。

图9是本发明用于烟草的控制方法的第三实施例的流程示意图。如图9所示，在一种或多种实施例中，烘干系统100具有布置在排湿口14且可调节转速的排风机60，并且当外部环境300满足预设温度和湿度条件且烘干系统100处于排湿阶段时，控制方法还执行步骤S10，即以初始转速开启排风机60。在一种或多种实施例中，排风机60具有最大转速1500rpm/min(转每分钟)，并且初始转速为1000rpm/min。替代地，初始转速也可基于排风机60的类型设置成其它合适的转速。接着，执行步骤S11，检测烤房200内的湿球温度。烤房200内的湿球温度可以通过布置在烤房200内的室内温湿度传感器201进行检测。然后，执行步骤S12，经过第二预设时间段后，重新检测湿球温度，并确定湿球温度变化率。

在一种或多种实施例中，第二预设时间段为10s。替代地，第二预设时间段也可设置成比10s长或短的其它合适的时间。当步骤S12完成后，控制方法前进到步骤S13，即判断湿球温度变化率是否小于第一预设变化率。在一种或多种实施例中，第一预设变化率为0.5℃/10s。替代地，第一预设变化率也可设置成比0.5℃/10s快或慢的其它合适的温度变化率。当判断结果为否时，执行步骤S14，继续判断湿球温度变化率是否大于第二预设变化率。在一种或多种实施例中，第二预设变化率为1℃/10s。替代地，第二预设变化率也可设置成比1℃/10s快或慢的其它合适的温度变化率。当判断结果为否时，说明此时湿球温度变化率介于第一预设变化率和第二预设变化率之间。换言之，此时排湿过程中空气流速较为适中，因此，保持当前的转速(步骤S15)即可。

继续参见图9，在执行步骤S13时，当判断结果为是时，说明此时烤房200内湿球温度变化不大，排湿效率较低，因此控制排风机60增加第一转速(步骤S16)。在一种或多种实施例中，第一转速为100rpm/min。替代地，第一转速也可设置成比100rpm/min快或慢的其它合适的转速。步骤S16完成后，执行步骤S18，即经过第三预设时间段后，重新检测烤房200内的湿球温度。在一种或多种实施例中，第三预设时间段为5s。替代地，第三预设时间段也可设置成比5s长或短的其它合适的时间。然后，重复执行步骤S12，即经过第二预设时间段后，重新检测湿球温度，并确定湿球温度变化率。继而重复调整排风机60的转速，直至湿球温度变换率介于第一预设变化率和第二预设变化率之间。

继续参见图9，在执行步骤S14时，当判断结果为是时，说明此时烤房200内湿球温度变化较大，进入烤房200内的新风量较大。因此，为了防止烤房200内的干球温度产生明显波动，控制方法执行步骤S17，控制排风机60减小第二转速。在一种或多种实施例中，第二转速为120rpm/min。替代地，第二转速也可设置成比120rpm/min快或慢的其它合适的转速。步骤S17完成后，执行步骤S18，即经过第三预设时间段后，重新检测烤房200内的湿球温度。然后，重复执行步骤S12，即经过第二预设时间段后，重新检测湿球温度，并确定湿球温度变化率。继而重复调整排风机60的转速，直至湿球温度变换率介于第一预设变化率和第二预设变化率之间。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于烟草的烘干系统，其特征在于，所述烘干系统包括：

加热室，其适于与容纳所述烟草的烤房相连，在所述加热室上设有可开闭的新风口；

第一制冷回路，其配置成用于向所述烤房内提供烘干空气，并且包括通过第一冷媒管路依次相连的第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀装置和第一蒸发器；

除湿回路，其包括彼此相连的第三膨胀装置和除湿换热器，所述除湿换热器定位在所述新风口处且与所述第一压缩机相连通；和

流量分配器，其分别与所述第一冷凝器、所述第一膨胀装置和所述第三膨胀装置相连通，并配置成调节冷媒在所述除湿回路和所述第一制冷回路之间的分配比例，以便当外部环境满足预设温度和湿度条件且所述烘干系统处于排湿阶段时，流过所述新风口的新风与所述除湿换热器换热而被除湿。

2.根据权利要求1所述的用于烟草的烘干系统，其特征在于，所述烘干系统还包括：

第二制冷回路，所述第二制冷回路包括通过第二冷媒管路依次相连的第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀装置和第二蒸发器，并且所述第二压缩机和所述第一压缩机交替启停或者同步启停。

3.根据权利要求2所述的用于烟草的烘干系统，其特征在于，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器共用同一个冷凝器壳体且冷媒流路互不相通，并且所述第一蒸发器和所述第二蒸发器共用同一蒸发器壳体且冷媒流路互不相通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于烟草的烘干系统，其特征在于，在所述加热室上设有与所述新风口彼此间隔且可开闭的排湿口，并且在所述排湿口处设有可调节转速的排风机。

5.一种用于烟草的控制方法，其特征在于，所述控制方法在根据权利要求1-4任一项所述的用于烟草的烘干系统中执行，其包括：

当外部环境满足预设温度和湿度条件且所述烘干系统处于排湿阶段时，开启所述烘干系统的新风口和排湿口；

控制所述烘干系统的流量分配器以初始分配比例分配冷媒，并控制所述烘干系统的第三膨胀装置以初始开度开启。

6.根据权利要求5所述的用于烟草的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

检测所述冷媒流进和流出所述烘干系统的除湿换热器的温度，并确定两者的温度差值；

将所述温度差值与预设温度区间进行比较；

基于比较结果，控制所述第三膨胀装置的开度。

7.根据权利要求6所述的用于烟草的控制方法，其特征在于，所述预设温度区间包括：

第一区间，所述第一区间为小于第一预设温度；

第二区间，所述第二区间为大于等于所述第一预设温度且小于等于第二预设温度；和

第三区间，所述第三区间为大于所述第二预设温度；并且

当所述温度差值落入所述第一区间时，控制所述第三膨胀装置减小第一开度；

当所述温度差值落入所述第二区间时，保持所述第三膨胀装置当前的开度；

当所述温度差值落入所述第三区间时，控制所述第三膨胀装置增大第二开度。

8.根据权利要求7所述的用于烟草的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

经过第一预设时间段后，重新检测所述冷媒流进和流出所述除湿换热器的温度，并确定两者当前的温度差值；

将当前的所述温度差值与所述预设温度区间进行比较；

基于比较结果，重复控制所述第三膨胀装置的开度的步骤。

9.根据权利要求8所述的用于烟草的控制方法，其特征在于，所述第三膨胀装置具有最小开度和最大开度，所述控制方法还包括：

当当前的所述温度差值落入所述第一区间时，判断当前的所述第三膨胀装置的开度是否为最小开度；

当判断结果为是时，控制所述流量分配器减小第一分配比例；并且

当当前的所述温度差值落入所述第三区间时，判断当前的所述第三膨胀装置的开度是否为最大开度；

当判断结果为是时，控制所述流量分配器增大第二分配比例。

10.根据权利要求5-9任一项所述的用于烟草的控制方法，其特征在于，在所述排湿口处设有可调节转速的排风机，并且当外部环境满足预设温度和湿度条件且所述烘干系统处于排湿阶段时，所述控制方法还包括：

以初始转速开启所述排风机；

检测烤房内的湿球温度；

经过第二预设时间段后，重新检测所述湿球温度，并确定湿球温度变化率；

将所述湿球温度变化率与预设温度变化率进行比较；

基于比较结果控制所述排风机的转速。

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