CN201416981Y - 烤烟专用的空调控制器 - Google Patents

Abstract

一种烤烟专用的空调控制器，包括线控器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元，线控器MCU控制单元分别与第一显示单元、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元、备用电源单元、干球温度及湿球温度检测单元、负载控制接口单元、热泵系统保护单元、三相电源容错单元相接；线控器MCU控制单元接收来自输入单元的控制指令，控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。本实用新型在烤烟过程中利用热泵加热技术和热回收装置，既可降低空气污染和节能，又可提高烟叶烘烤质量和降低烤烟工作强度，并且对烘烤房内的干球温度和湿球温度得以精确控制，其自动化程度和控制精确度都大大提高。

Description

烤烟专用的空调控制器

技术领域

本实用新型涉及一种空调控制器，特别是一种烤烟专用的空调控制器。

背景技术

常见的烟叶烘烤加热设备基本采用煤炉，煤炉中的热气经过曲折的热气通道后直接排到空气中，通过控制煤炉的火焰大小来控制烘烤房内的干球温度。如中国专利文献号CN2812598Y中公开了一种热风循环机烘烤房，包括装烟室、排湿天窗、供热装置和热风循环装置，其特征在于：装烟室四面墙体互相垂直，墙体基部设4～6个带活动门的冷风洞，墙体上设四层挂烟梁从下至上将装烟室空间分隔成五个棚层空间，在装烟室其中的一面墙体上安装工作门，温、湿度观察窗和烟叶变化观察窗，其中温、湿度观察窗在第二棚层高度上，烟叶变化观察窗在第四棚层高度上，保温棚呈“八”字形设在第四层挂烟梁的上方，两边斜坡面与水平面成10～15度夹角，并沿棚顶两脊梁方向开两个长方形盒式排湿天窗；供热装置的炉灶安装在装烟室底部，炉膛与主火道瓦火管连接，弧形传热铁板安放在炉膛顶部，与炉火相接触，在炉膛的两侧及传热铁板上方，有水泥预制板隔成的热交换器，热交换器内两道相互平行、处同水平面上的换热空腔底部分别与两带调节门的进风洞相通，上部两侧预留12～14个热风出口，主火道瓦火管尾端分岔成左右两条火龙火管，由里向外微坡或水平绕出，再沿装烟室墙体两侧平走，两边火管高于两内火管4～5cm，最后两边火管延伸到烟囱底部汇合连接；风循环装置由吸气管、导风管、换气室、热交换器、出风管和风机等组成，吸气管一端位于装烟室的内上方，其管壁上开若干个直径3cm的吸气孔，另一端穿墙与墙体外的导风管相连接，导风管下端通向换气室，换气室的侧面开设40cm×22cm的小门，内装有风机，出风管从换气室底部引出后，分两路进入热交换器的换热空腔。这种热风循环机烘烤房通过烘烤房室内和室外环境空气换气控制烘烤房内湿球温度，此类设备缺点很多：

1、通常热气流出管道后还有很高的温度，能源利用率低；

2、煤燃烧后的气体，不经过任何处理直接排放到空气中，污染严重；

3、由于烘烤房内部空气缺少对流，烘烤房内部不同位置干球温度和湿球温度也不一致；

4、由于无法对煤炉的火焰大小进行精确的控制，烘烤房的干球温度控制也不精确；

5、通过室内、室外换气排湿，热量损失严重；

6、烘烤房采用明火作为热源，有可能因漏火燃烧而造成巨大损失，其安全程度低，能耗高。

又如中国专利文献号CN2842595Y中公开了一种烟叶库房温湿度监测系统，包括无线烟包中心温度传感器、库房环境温湿度一体传感器、空调出风口温度传感器、无线数据采集器、总线数据采集器、空调房温度巡检仪和串口服务器；其特征在于：它还包括远程监测中心、本地监测中心，烟叶总库房设置1个远程监测中心，每栋烟叶分库房设置1个本地监测中心；各分库房的每个单元库设置1个串口服务器、1个无线采集器和1个总线采集器，对应单元库房的空调房间设置1个空调房温度巡检仪；每栋烟叶分库房的各单元库根据需要设置不同数量的无线烟包中心温度传感器和库房环境温湿度一体传感器，每个空调房间设置对应单元库房的空调温度传感器；远程监测中心通过网络设备和光缆与分布在每栋烟叶分库房内的本地监测中心连接，本地监测中心通过网络接口和线缆连接串口服务器，串口服务器通过：RS-232接口和RS-485接口连接无线数据采集器和总线数据采集器、空调房温度巡检仪，无线烟包中心温度传感器通过无线方式与无线数据采集器连接，库房环境温湿度一体传感器通过ITU总线与总线数据采集器连接，空调出风口温度传感器也通过ITU总线与空调房温度巡检仪连接。这种烟叶库房温湿度监测系统仅能根据检测的结果进行报警，而不能进行适时处理，其自动化程度比较低。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构简单合理、利用热泵加热技术和热回收装置、降低空气污染、节能、提高烟叶烘烤质量、降低烤烟工作强度、烘烤房内的干球温度和湿球温度得以精确控制的烤烟专用的空调控制器，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种烤烟专用的空调控制器，包括线控器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元，输入单元为RS232接口单元、遥控接收接口单元和按键接口输入单元中的任一种或一种以上的组合，其特征是线控器MCU控制单元分别与第一显示单元、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元、备用电源单元、干球温度及湿球温度检测单元、负载控制接口单元、热泵系统保护单元、三相电源容错单元相接；线控器MCU控制单元接收来自输入单元的控制指令，控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。

一种烤烟专用的空调控制器，包括线控器和负载控制器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元，输入单元为RS232接口单元、遥控接收接口单元和按键接口输入单元中的任一种或一种以上的组合，负载控制器包括负载控制器MCU控制单元，其特征是线控器MCU控制单元分别与第一显示单元、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元、备用电源单元和干球温度及湿球温度检测单元相接，负载控制器MCU控制单元分别与第二显示单元、负载控制接口单元、热泵系统保护单元和三相电源容错单元相接；线控器MCU控制单元接收来自输入单元的控制指令，向负载控制器发送加热和除湿指令，负载控制器控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。

本实用新型利用风机增加烘烤房内的空气对流，使得烘烤房内的各处的干球温度及湿球温度保持一致；利用数字干球温度及湿球温度传感器，准确检测烘烤房内干球温度和湿球温度；通过检测烘烤房内的干球温度及湿球温度状况，对比设定的干球温度及湿球温度参数，自动控制热泵和排湿装置启动和停止，精确控制烘烤房内干球温度及湿球温度，烘烤工作强度小；通过热回收装置排湿，热量损失少；环保无污染；在烘烤过程中记忆干球温度及湿球温度的变化工艺曲线，为烟叶烘烤质量研究提供了依据。

本实用新型在烤烟过程中利用热泵加热技术和热回收装置，既可降低空气污染和节能，又可提高烟叶烘烤质量和降低烤烟工作强度，并且对烘烤房内的干球温度和湿球温度得以精确控制，其自动化程度和控制精确度都大大提高，大大降低了烟叶烘烤的工作难度和强度。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的原理框图。

图2为本实用新型中的线控器的控制和显示界面的示意图。

图3为本实用新型第二实施例的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

第一实施例

参见图1，本烤烟专用的空调控制器，包括线控器和负载控制器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元1，输入单元为RS232接口单元2、遥控接收接口单元3和按键接口输入单元4，线控器MCU控制单元1通过输入单元接收参数设置和控制指令。负载控制器包括负载控制器MCU控制单元13，线控器MCU控制单元1分别与第一显示单元5、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6、备用电源单元7和干球温度及湿球温度检测单元8相接，负载控制器MCU控制单元13分别与第二显示单元9、负载控制接口单元10、热泵系统保护单元11和三相电源容错单元12相接；线控器MCU控制单元1接收来自输入单元的控制指令，向负载控制器发送加热和除湿指令，负载控制器控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。线控器MCU控制单元1上连接有三相电源容错单元12，并根据三相电源的实际接入顺序，控制三相负载动作。

线控器MCU控制单元1上连接有热泵系统保护单元11，热泵系统保护单元11将压力、温度等保护参数转换后送给线控器MCU控制单元1，线控器中的MCU控制单元1通过逻辑运算后判断当前系统保护状态，并根据线控器发送过来的控制指令，控制热泵、电加热和除湿设备开启或停止，以实现了烟叶烘烤房内的干球温度和湿球温度的精确控制。

烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6用以检测烘烤房内的干球温度和湿球温度，并将干球温度和湿球温度转换为数字变量，线控器MCU控制单元1读取烘烤房内的干球温度和湿球温度，并与设置的目标干球温度和目标湿球温度进行逻辑运算后比较，从而向负载控制器发送热泵、电加热和除湿设备开启或停止命令。

线控器MCU控制单元1上连接有烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6，用以存储线控器MCU控制单元1接收到的干球温度及湿球温度的设置参数、烤烟运行状态，以及烘烤过程中烘烤房内的实际干球温度和湿球温度。烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6最多可存储3个烘烤通道，每个通道30个烘烤阶段的设定干球温度及设定湿球温度和运行阶段的时间参数，以及3个通道的实际烘烤过程中的干球温度曲线和湿球温度曲线。当其掉电重启后，能够自动按掉电前的状态运行；在运行过程中，或者在待机状态下都可以查询烘烤设置参数和烘烤过程的历史记录。

线控器MCU控制单元1上连接有备用电源单元7，可以在外部电源停止供电的状态下，使用备用电源单元7运行，查询烘烤房内的干球温度和湿球温度。线控器MCU控制单元1上连接第一显示单元5，以显示当前通道数、当前运行阶段数、设置目标干球温度、设定目标湿球温度、设定运行时间、烘烤房实际干球温度、烘烤房实际湿球温度、实际运行时间和当前运行状态。

负载控制器MCU控制单元13上连接有三相电源容错单元12，并根据三相电源的实际接入顺序，控制三相负载动作。负载控制器MCU控制单元13上连接有热泵系统保护单元11，热泵系统保护单元11将压力、温度等保护参数转换后送给负载控制器MCU控制单元13，负载控制器MCU控制单元13通过判断当前系统保护状态，并根据线控器发送过来的控制指令，控制热泵、电加热和除湿设备开启或停止。

烤烟专用的空调控制器的控制方法是线控器MCU控制单元1接收输入单元的控制指令和设置参数，将设置参数保存到烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6，通过干球温度和湿球温度接口单元8检测烘烤房内的干球温度和湿球温度，根据实际检测的烘烤房内的干球温度和湿球温度和设置参数进行逻辑运算，向负载控制器发送负载控制指令，通过第一显示单元5显示设置参数和烘烤房内的实际检测参数，负载控制器接收线控器发送的负载控制指令，通过第二显示单元9显示系统状态，根据热泵系统保护单元11和三相电源容错单元12的状况以及线控器的负载控制指令进行逻辑运算，控制负载的开启或停止，实现烘烤房内的干球温度和湿球温度的精确控制

用户使用输入单元中的RS232接口单元2、遥控接收接口单元3和按键接口输入单元4设置烘烤曲线，RS232接口单元2和上位机PC相接。

烘烤曲线包括烘烤阶段、每阶段的设定干球温度、湿球温度和烘烤时间；接着通过输入单元启动烘烤功能，此时线控器MCU控制单元1首先检测烘烤房内的干球温度和湿球温度，再同设定的干球温度和湿球温度进行比较之后，向负载控制器发出负载控制命令；负载控制器接收到线控器发出的负载控制命令后，控制热泵和电加热的开启，实现烘烤房加热，控制除湿器的开启，实现烘烤房排湿。

线控器的控制和显示界面如图2所示。通过输入单元中的按键接口输入单元4进行烘烤曲线的设定步骤如下：

第一、首先通过“烤烟通道”的调整按键，选择要设置的烤烟通道；可选烤烟通道为1、2和3共三个烤烟通道；

第二、通过“运行阶段”的上、下调整按键，调整要设置的运行阶段；每通道又分为1～30共三十个运行阶段；

第三、通过“设定干球温度”的上、下调整按键，调整当前运行阶段的干球设定温度；

第四、通过“设定湿球温度”的上、下调整按键，调整当前运行阶段的湿球设定温度；

第五、通过“设定时间”的上、下调整按键，调整当前运行阶段的运行时间。

第六、重复第二～第五步骤，直至设定完成当前通道的所有阶段的运行参数；

当然，该以上的所有步骤也可以通过输入单元中的RS232接口单元或遥控接收接口单元进行设定。

当设定的烘烤曲线存在有不需要运行预设的所有的三十个运行阶段时，则只需要将未使用的运行阶段的设定时间设置为0，则在运行时，空调控制器会自动跳过设定时间为0的运行阶段

当以上的设定完成后，先选择要运行的阶段，再按“运行/取消”的按键开启烟叶烘烤功能。

举例说明：在设定完1～30个运行阶段后，如果选择从第7个运行阶段开始执行，则一直往后执行第7～第30个运行阶段；如果选择从21个运行阶段开始执行，则一直往后执行第21～第30个阶段。

另外，“查询/取消”的按键用于查询运行记录功能。空调控制器可分别控制三个独立的烤烟通道，每个烤烟通道又分为30个运行阶段，每个运行阶段可以设置运行时间为：0～24小时；查询状态下，“烤烟通道”的向上、向下按键用于选择所要查询的烤烟通道，“运行阶段”的向上、向下调整按键用于选择要查询的运行阶段，“设定时间”的向上、向下调整按键用于选择当前运行阶段中不同时间内的记录，“检测干球温度”和“检测湿球温度”显示运行记录温度。

“锁定/取消”按键，用于锁定“设定干球温度”的调整按键、“设定湿球温度”的调整按键和“设定时间”的调整按键，以防止误操作。

“上/下棚切换”按键用于选择显示上棚温度或下棚温度。

“电池供电开关”用于停电情况下，查询烘烤房内设的干球温度和湿球温度。

“电加热”中的“手动开”用于选择强制开启电加热，“电加热”中的“自动”用于自动控制电加热。

“排湿”开关中的“手动开”用于选择强制开启排湿，“排湿”开关中的“自动”用于自动控制排湿。

干球温度及湿球温度检测单元8采用高性能数字温度传感器，实时将烘烤房的上棚和下棚内的干球温度转换为数字信号T1和T2，将上棚和下棚内的湿球温度转换为数字信号T3和T4，并且将以上数字信号分别送给线控器MCU控制单元进行比较：

当T1-T2≥2，或者T1-T2≤2，或者T3-T4≥2，或者T3-T4≤2时，则表明烘烤房内的上棚和下棚的温度不均匀，线控器MCU控制单元1将向负载控制器发出开启室内循环风机的命令；

当T1≤T_DRYSET-1，T_DRYSET为设定干球温度，且T1≤65℃时，线控器MCU控制单元1向负载控制器发出开启热泵和室外风机的命令，此时用户使用按键手动控制电加热开启；

当T1≤T_DRYSET-1，且65℃≤T1≤70℃，当为初开机时，线控器MCU控制单元向1负载控制器发出关闭热泵和室外风机，并开启电加热命令；当正在执行热泵加热时，则保持热泵加热状态不变，电加热由手动控制开启和关闭；当正在执行电加热时，则保持电加热状态不变，热泵关闭不可开启；

当T1≤T_DRYSET-1，且T1≥70℃，线控器MCU控制单元1向负载控制器发出关闭热泵和室外风机，开启电加热的命令；

当T1≥T_DRYSET+1，线控器MCU控制单元1向负载控制器发出关闭热泵、室外风机和电加热的命令；

当T3≥T_SETWET+1，T_SETWET为设定湿球温度，线控器MCU控制单元1向负载控制器发出开启排湿负载的命令；

当T_SETWET-1≤T3≤T_SETWET+1，当为初开机时，线控器MCU控制单元1向负载控制器发出关闭排湿负载的命令，当正在除湿时，则保持除湿状态，当已关闭除湿时，则保持关闭除湿状态；

当T3≤T_SETWET-1，线控器MCU控制单元1向负载控制器发出关闭排湿负载的命令；

排湿负载可由手动控制强制开启；

负载控制器接收到负载开启的命令后，开启相应负载。

在烟叶烘烤过程中，空调控制器会每隔2小时向烤烟曲线和烤烟记录记忆单元记录一次当前记录，以备烘烤技术人员查询，用于总结烘烤经验、改进烘烤曲线和提高烘烤质量。记录的数据有当前烘烤通道、当前运行阶段、本运行阶段的烘烤时间、本运行阶段内的设定干球温度和设定湿球温度、当前烘烤房内的实际上棚和下棚的干球温度、当前烘烤房内的实际上棚和下棚的湿球温度。其主要作用是让技术人员查询实际烘烤记录，总结烘烤经验、改进烘烤曲线、提高烘烤质量。

在烟叶烘烤过程中，空调控制器会每隔5分钟向烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6记忆一次当前烘烤通道、当前运行阶段、本运行阶段内的运行设定时间、本运行阶段内的实际运行时间。若烘烤过程中出现断电，再次恢复电力时，空调控制器会根据掉电前的烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6的记忆状态自动恢复掉电前的状态运行。空调控制器还配备有备用电源单元7，可以在断电的情况下切换到电池供电模式，用以查询烘烤房内的实际干球温度和湿球温度。其主要作用是当前烘烤状态下，烘烤过程掉电之后再次恢复电力时，自动恢复掉电前的状态运行。

空调控制器通过干球温度及湿球温度检测单元8实时检测干球温度传感器故障和湿球温度传感器故障。通过三相电源容错单元12实时检测缺相故障。通过热泵系统保护单元11实时检测冷凝器传感器故障和蒸发器传感器故障。空调控制器会根据当前系统故障的类型，自动强制关闭部分负载或全部负载以保护系统。空调控制器通过热泵系统保护单元11实时检测冷凝器高温保护、蒸发器低温保护、压缩机高低压保护、排气高温保护和大电流保护。空调控制器会根据当期系统的保护类型，自动关闭部分负载或全部负载以保护系统。

三相电源容错单元12，用以检测三相电源是否缺相，并根据三相电源的实际相序控制三相压缩机，实现三相容错。空调控制器通过三相电源容错单元12检测当前三相电源的相序，并自动调整三相电源的输出相序以控制三相压缩机正常启动。

第二实施例

参见图3，本烤烟专用的空调控制器，包括线控器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元1，输入单元为RS232接口单元2、遥控接收接口单元3和按键接口输入单元4，线控器MCU控制单元1分别与第一显示单元5、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元6、备用电源单元7、干球温度及湿球温度检测单元8、负载控制接口单元10、热泵系统保护单元11、三相电源容错单元12相接；线控器MCU控制单元1接收来自输入单元的控制指令，控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。

其余未述部分见第一实施例，不再重复。

Claims (2)

1.一种烤烟专用的空调控制器，包括线控器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元(1)，输入单元为RS232接口单元(2)、遥控接收接口单元(3)和按键接口输入单元(4)中的任一种或一种以上的组合，其特征是线控器MCU控制单元分别与第一显示单元(5)、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元(6)、备用电源单元(7)、干球温度及湿球温度检测单元(8)、负载控制接口单元(10)、热泵系统保护单元(11)、三相电源容错单元(12)相接；线控器MCU控制单元接收来自输入单元的控制指令，控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。

2.一种烤烟专用的空调控制器，包括线控器和负载控制器，线控器包括相接的输入单元和线控器MCU控制单元(1)，输入单元为RS232接口单元(2)、遥控接收接口单元(3)和按键接口输入单元(4)中的任一种或一种以上的组合，负载控制器包括负载控制器MCU控制单元(13)，其特征是线控器MCU控制单元分别与第一显示单元(5)、烤烟曲线和烤烟记录记忆单元(6)、备用电源单元(7)和干球温度及湿球温度检测单元(8)相接，负载控制器MCU控制单元分别与第二显示单元(9)、负载控制接口单元、热泵系统保护单元(11)和三相电源容错单元(12)相接；线控器MCU控制单元接收来自输入单元的控制指令，向负载控制器发送加热和除湿指令，负载控制器控制热泵、电加热和除湿器的工作状态。

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