CN205284972U - 一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，包括装烟室和供热室；在所述供热室内设置有空气能热泵系统、热风循环系统、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统以及数控系统。本实用新型是依据热力学第二定律，通过压缩机做功，利用制热工质的物态变化，把空气（或其他介质）中的热能转移至室内的一种制热设备；该烤房是以国家烟草标准烤房尺寸为基础，设计尺寸与国标完全一致，这样有利于国家烟草烤房建设的标准化。同时也便于原有传统煤炭烤房的改造。传统煤炭烤房只改建原加温室不必动烤房主体，这样可以减少不必要的浪费。

Description

一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备

技术领域

本实用新型涉及烟叶低碳供热烘烤设备，具体涉及利用空气为热源对烟叶烤房循环加温或恒温的一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备。

背景技术

我国烟叶种植面积大，而烟叶烘烤是烟草生产最重要的环节之一，目前大多采用传统煤炭或其他燃料方式烘烤，煤炭作为不可再生能源，无休止的开采、和消耗将会造成其快速的枯竭，且煤炭或石化能源的使用是二氧化碳，二氧化硫等、温室气体增加的主要来源；煤炭燃烧所产生的二氧化硫、等有害气体，严重污染了大气环境、同时影响人们的身体健康。传统煤炭烤房，利用煤炭作为燃料有明火产生，有可能漏火造成烟叶燃烧，导致烟农造成巨大损失，采用人工添料来控制温度，由于受人工添料及煤炭质量和加工质量等因素的影响，无法达到烟草烘烤技术要求，导致烟叶质量不稳定，同时需要大量的劳动力采购或加工燃料，烘烤时还要不停的加料或减料来控制温度，使烟农的劳动强度非常大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备。

根据本实用新型的一方面，提供了一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，包括装烟室和供热室；在所述供热室内设置有空气能热泵系统、热风循环系统、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统以及数控系统，热风循环系统包括热风循环风道以及设置于热风循环风道内的循环风机，在所述热风循环风的两端设置有热风进风口和热风回风口，装烟室和供热室之间由隔热墙分开并通过隔热墙上下端的热风回风口和热风进风口连通；排湿系统包括排湿窗、排湿风门、新风门；空气能热泵系统包括依次连接的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀以及空气能蒸发风机；余热回收系统与排湿系统结构交联，包括余热回收风道、余热回收器、冷凝水回收盘以及排水管；烤后烟叶自动回潮系统包括储水箱、雾化器、气雾管道以及气雾口；数控系统依据工艺参数对热泵、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统进行系统控制。

进一步的，所述空气能冷凝器为倒“V”字形结构的冷凝器。

进一步的，在所述热风循环风道的外侧通过设有的风道板与外部间隔。

进一步的，所述新风门设于所述风道板上。

进一步的，所述热风回风口的一侧设置有排湿辅道，所述排湿窗设于排湿辅道内并与外部连通的，所述排湿辅道连接有排湿回收管，所述排湿回收管与设有的太阳能辅助加热器连接。

进一步的，所述空气能蒸发风机一侧设于供热室外部另一侧与所述蒸发器连接。

进一步的，所述数控系统为空气能烘烤自控仪，空气能烘烤自控仪，数控系统通过对空气能热泵系统、热风循环系统、排湿系统、余热回收系统的控制，安装预设的烘烤工艺曲线调节装烟室内的温度和湿度。

进一步的，所述雾化器为超音波雾化加湿器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型是依据热力学第二定律，通过压缩机做功，利用制热工质的物态变化，把空气（或其他介质）中的热能转移至室内的一种制热设备；该烤房是以国家烟草标准烤房尺寸为基础，设计尺寸与国标完全一致，这样有利于国家烟草烤房标准与统一化。同时也便于原有传统煤炭烤房的改造。传统煤炭烤房只改建原加温室不必动烤房主体，这样可以减少不必要的浪费。

根据逆卡诺循环原理，从大气中吸收低温热能，根据这些能量，我们加以合理运用使其演变成我们所需的能源。真正做到余热1级交叉交换，余热回收。根据温湿度自动控制，恒温与升温、排湿、换气等。烤房加温设备为一体设计，没有外部连接件，便于管理和安装。与目前市面上的分体空气能相比具有安装方便，不会有分体设备铜管连接的问题，铜管长期裸露在外既不防盗，同时也极容易受到损坏。

新型低碳空气能烟草专用密集烤房，是新型节能绿色能源烘烤产业，与传统的燃煤、电热水烘烤产品相比，它不仅安全而且节能环保。其特点包括：（1）高效节能（2）绿色环保、安全可靠（3）全天候方便使用（4）适用范围广（5）符合国家倡导的节能降耗政策。用于烟草烘烤、农产品加工、养殖恒温、及工业烘干等领域。

本实用新型设计新颖、安装简单方便，灵活性强。造型美观、智能控制、操作便捷、高效节能，具体如下：

1、安全可靠：

原有传统煤炭烤房，利用煤炭作为燃料有明火产生。有可能漏火造成烟叶燃烧，导致烟农造成巨大损失，而本专利为无燃烧式，它是由导热工质传热，经设备风机强制循环散热进行加温，故烤房内绝无明火产生而达到绝对安全。

2、节能环保：

原有煤炭烤房利用煤炭作为烘烤燃料，排放二氧化碳、二氧化硫等，这些有毒气体、会危害人体健康，排放的尘埃烟雾、会使空气质量大幅下降；而本专利绝无排放，对人体和环境不会造成影响。

3、高质烘烤：

原有煤炭烤房均采用人工添料来控制温度，由于受人工添料及，煤炭质量，和加工质量等因素的影响，无法达到烟草烘烤技术要求，导致烟叶质量不稳定。本专利热源得到自动化，温度精确化，控温达到±1℃，从而提高了烟叶烘烤质量。

4、省工省时：

原有煤炭烤房均采用人工添料加温，需要大量的劳动力采购或加工燃料，烘烤时还要不停的加料或减料来控制温度，使烟农的劳动强度非常大。而本专利采用自动控温和排湿，无需任何燃料，这样大大的减轻了烟农的劳动强度。燃煤烤房由于升温时的误操作和燃烧时间等因素导致升温慢，造成烘烤时间的浪费。低碳空气能烟草专用密集烤房起温快，控制温度准确，程序化设定，从而达到烘烤时间标准化。

本实用新型的工作原理：是依据热力学第二定律，通过压缩机做功，利用制热工质的物态变化，把空气（或其他介质）中的热能转移至室内的一种制热设备。

本专利能效高：

因为空气中的热能，可以说是取之不尽的宝贵财富，特别是在夏季，其热能更为丰富。而本专利的任务就是要把这些可利用的热能搬运到烤房内。

空气能热泵能效比与热泵使用的压缩机、换热器的面积、制热工质的热力参数、环境温度有着密切的关系，如果其它已经设计完善，环境温度则是最主要因素。随着环境温度的提高，QO将逐步提高，QK值也将增大。以环境温度15～35℃为例，其能效比（COP）的数值可达5.0～8.0。

以烟叶烤房内温度55℃计算，当外界的环境温度不同，空气能热泵能效比也不同。外界的环境温度越高，能效比越大。由于烟叶烤房都是在炎热的夏季与秋季初期使用，这正是空气能热泵最高效率的环境，所以利用热泵技术进行烤烟，是最佳获取热能的方式。本专利其优越性，它可以最完善的发挥其制热效率，这与烤烟工艺有着天然的巧合。初步计算表明，燃煤烤房的热量大约70%以上在排湿时损失掉。本专利正好有回收热的功能，它可以通过蒸发器内制热工质的物态变化，把排湿汽中约80%的热量回收起来，再通过压缩送入冷凝器、循环利用，对烤房恒温或升温。正是由于本专利热回收特性，在烟草烘烤时才表现出了无与伦比的制热效率，继续加热烤烟房。

本专利采用恒温控制，目前我国推行的三段式烘烤工艺，是一种科学的烤烟工艺，但用燃煤加热的方式，要严格达到三段式烤烟工艺要求，往往会出现一些偏差。因为当煤炭达到其较高燃值时，使用控制送回风的方式来准确控制烤烟房的温度，是比较困难的。温度出现偏差的结果将会直接影响到烤烟的质量。

由于现代电子技术的发展，使本专利的控制更加方便，它不仅可以严格按照三段式烘烤工艺的要求控制升温速度，而且还可以实现任一时段的恒温控制（精度可达±0.3度）。

附图说明

图1为本实用新型的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备。

本实施例提供的一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，如图1所示，包括装烟室001和供热室002；在所述供热室002内设置有空气能热泵系统、热风循环系统、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统以及数控系统022，热风循环系统包括热风循环风道003以及设置与热风循环风道003内的循环风机004，在所述热风循环风的两端设置有热风进风口005和热风回风口006，该热风进风口005在供热室002部分为喇叭风口007，装烟室001和供热室002之间由隔热墙008分开并通过隔热墙008上下端的热风回风口006和热风进风口005连通，在所述热风循环风道003的外侧通过设有的风道板009与外部间隔；排湿系统包括排湿窗010、排湿风门011、新风门012，所述新风门012设于所述风道板009上，所述热风回风口006的一侧设置有排湿辅道014，所述排湿窗010设于排湿辅道014内并与外部连通的，所述排湿辅道014连接有排湿回收管015，所述排湿回收管015与设有的太阳能辅助加热器013连接；空气能热泵系统包括依次连接的压缩机016、蒸发器017、冷凝器018、节流阀019以及空气能蒸发风机020，所述空气能冷凝器018为倒“V”字形的冷凝器018，所述排湿回收管015与所述蒸发器017连接，所述空气能蒸发风机020一侧设于供热室002外部另一侧与所述蒸发器017连接；余热回收系统与排湿系统结构交联，包括余热回收风道、余热回收器、冷凝水回收盘以及排水管；烤后烟叶自动回潮系统包括储水箱、雾化器021、气雾管道以及气雾口，该雾化器021为超音波雾化加湿器；数控系统022依据工艺参数对热泵、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统进行系统控制，所述数控系统022为空气能烘烤自控仪。

在本实施例中，在所述风道板009上设有新风门012，所述新风门012连接有太阳能辅助加热器013，所述太阳能辅助加热器013的输出端设于所述热风循环风道003内，所述热风回风口006的一侧设置有排湿辅道014，所述排湿辅道014内设有与外部连通的排湿窗010，所述排湿辅道014连接有排湿回收管015，所述排湿回收管015与所述蒸发器017连接。

本实用新型能够实现三中不同的流程具体如下：

一、烘烤流程：接通电源在烤房设备、自控仪的控制下启动热风循环风机004再根据空气能烘烤自控仪的设定情况是否加热，加热则启动蒸发风机以及压缩机016，根据温度升频或降频，这时空气能导热工质在压缩机016做功下将导热工质压缩成高温高压气态流向空气能冷凝器018。此时供热室002在热风循环风机004的做功下，将烤房内的气流经热风回风口006、热风循环风道003以及空气能冷凝器018做热交换，根据工质特性被热交换后高温高压气态工质被冷凝成高压低温的液态再流向空气能节流阀019节流降压后，蒸发器017与外空气及烤房所排的余热结合进行热交换。工质在蒸发器017吸收热量后进入压缩机016再次压缩循环加热，然后供热室002内气流被空气能冷凝器018加热后，通过热风回风口006和热风进风口005进入装烟室001，完成烤房体内的加热烘烤过程。

二、排湿与余热回收：在正常烟叶烘烤详见以上（烘烤流程），空气能烘烤自控仪检测到烤房内湿度超过设定值时，自动打开新风门012，由于在热风循环风机004的作用下不断的吸热风循环风道003气流，导致热风循环风道003产生负压，所以此时打开新风门012外气将通过新风门012进入。

三、排湿与余热回收：供热室002内气流由于有增加来自新风门012经太阳能辅助加热器013升温后的外气带进供热室002内，这时供热室002内气流将会产生正压，在供热室002内气流正压的作用下推开排湿窗010将大量热湿汽排向供热室002外，热湿汽被排向供热室002外时在空气能蒸发风机020的作用下将排出的带有大量余热的湿汽吸入排湿辅道014内，经排湿回收管015道进入蒸发器017吸热蒸发从而完成排湿时的余热回收。

本实用新型的有益效果为：本实用新型是依据热力学第二定律，通过压缩机016做功，利用制热工质的物态变化，把空气（或其他介质）中的热能转移至室内的一种制热设备；该烤房是以国家烟草标准烤房尺寸为基础，设计尺寸与国标完全一致，这样有利于国家烟草烤房标准与统一化。同时也便于原有传统煤炭烤房的改造。传统煤炭烤房只改建原加温室不必动烤房主体，这样可以减少不必要的浪费。

根据逆卡诺循环原理，从大气中吸收低温热能，根据这些能量，我们加以合理运用使其演变成我们所需的能源。真正做到余热1级交叉交换，余热回收。根据温湿度自动控制，恒温与升温、排湿、换气等。烤房加温设备为一体设计，没有外部连接件，便于管理和安装。与目前市面上的分体空气能相比具有安装方便，不会有分体设备铜管连接的问题，铜管长期裸露在外既不防盗，同时也极容易受到损坏。

新型低碳空气能烟草专用密集烤房，是新型节能绿色能源烘烤产业，与传统的燃煤、电热水烘烤产品相比，它不仅安全而且节能环保。其特点包括：（1）高效节能（2）绿色环保、安全可靠（3）全天候方便使用（4）适用范围广（5）符合国家倡导的节能环保政策。用于烟草烘烤、及养殖恒温、工业烘干等领域。

本实用新型设计新颖、安装简单方便，灵活性强。造型美观、智能控制、操作便捷、高效节能，具体如下：

1、安全可靠：

原有传统煤炭烤房，利用煤炭作为燃料有明火产生。有可能漏火造成烟叶燃烧，导致烟农造成巨大损失，而本专利为无燃烧式，它是由导热工质传热，经设备风机强制循环散热进行加温，故烤房内绝无明火产生而达到绝对安全。

2、清洁环保：

原有煤炭烤房利用煤炭作为烘烤燃料，排放二氧化碳、二氧化硫等，这些有毒气体、会危害人体健康，排放的尘埃烟雾、会使空气净度大幅下降，堆放场地严重影响周边环境卫生；而本专利绝无排放，对人体和环境不会造成影响，使烟农和烟区居民，彻底告别烟熏火燎的劳动和居住环境。煤炭燃烧无法控温，且房体采用砖墙，保温效果不好。而新型低碳空气能烟草专用密集烤房采用彩钢保温板材制作而成，所以其保温效果良好。一体智能化自动控制，无需专人看管。

3、高质烘烤：

原有煤炭烤房均采用人工添料来控制温度，由于受人工添料及，煤炭质量，和加工质量等因素的影响，无法达到烟草烘烤技术要求，导致烟叶质量不稳定。本专利热源得到自动化，温度精确化，控温达到±1℃，从而提高了烟叶烘烤质量。

4、省工省时：

原有煤炭烤房均采用人工添料加温，需要大量的劳动力采购或加工燃料，烘烤时还要不停的加料或减料来控制温度，使烟农的劳动强度非常大。而本专利采用自动控温和排湿，无需任何燃料，这样大大的减轻了烟农的劳动强度。燃煤烤房由于升温时的误操作和燃烧时间等因素导致升温慢，造成烘烤时间的浪费。低碳空气能烟草专用密集烤房起温快，控制温度准确，程序化设定，从而达到烘烤时间标准化。

本实用新型的工作原理：是依据热力学第二定律，通过压缩机016做功，利用制热工质的物态变化，把空气（或其他介质）中的热能转移至室内的一种制热设备。

本专利能效高：

因为空气中的热能，可以说是取之不尽的宝贵财富，特别是在夏季，其热能更为丰富。而本专利的任务就是要把这些可利用的热能搬运到烤房内。

空气能热泵能效比与热泵使用的压缩机016、换热器的面积、制热工质的热力参数、环境温度有着密切的关系，如果其它已经设计完善，环境温度则是最主要因素。随着环境温度的提高，QO将逐步提高，QK值也将增大。以环境温度15～35℃为例，其能效比（COP）的数值可达5.0～8.0。

以烟叶烤房内温度55℃计算，当外界的环境温度不同，空气能热泵能效比也不同。外界的环境温度越高，能效比越大。由于烟叶烤房都是在炎热的夏季与秋季初期使用，这正是空气能热泵最高效率的环境，所以利用热泵技术进行烤烟，是最佳获取热能的方式。本专利其优越性，它可以最完善的发挥其制热效率，这与烤烟工艺有着天然的巧合。初步计算表明，燃煤烤房的热量大约70%以上在排湿时损失掉。本专利正好有回收热的功能，它可以通过蒸发器017内制热工质的物态变化，把排湿汽中约80%的热量回收起来，再通送入冷凝器018、循环利用，对烤房恒温或升温。正是由于本专利热回收特性，在烟草烘烤时才表现出了无与伦比的制热效率，继续加热烤烟房。

本专利采用恒温控制，目前我国推行的三段式烘烤工艺，是一种科学的烤烟工艺，但用燃煤加热的方式，要严格达到三段式烤烟工艺要求，往往会出现一些偏差。因为当煤炭达到其较高燃值时，使用控制送回风的方式来准确控制烤烟房的温度，是比较困难的。温度出现偏差的结果将会直接影响到烤烟的质量。

由于现代电子技术的发展，使本专利的控制更加方便，它不仅可以严格按照三段式烘烤工艺的要求控制升温速度，而且还可以实现任一时段的恒温控制（精度可达±0.3度）。

此外本实用新型为一体设计，没有外部连接件，便于管理和安装。与目前市面上的分体空气能相比具有安装方便，不会有分体设备铜管连接的问题，铜管长期裸露在外既不防盗，同时也极容易受到损坏，一体设计，控制器在其内部，外控制器门有透视窗，方便查看设备技术参数，分体式无法在设备上做到排湿余热交叉热交换，与排湿余热回收。必须在烤房的基础设计上考入加装或改装才可以实现，在一体设计上就有考入，所以排湿余热交叉热交换，与排湿余热回收合为一体来完成：加温，新风换气补偿、排湿余热交叉热交换、与排湿余热回收等。

本实用新型可以多座连体建造，这样建造有以下好处：一是可以节约一面墙的建筑费用，二是可以节约两面墙的热量损失，三是可以不影响观察各位置烟叶的变化情况，四是可以充分发挥本专利室外换热器的换热效率。

本实用新型设有架空层，设架空层的目的主要是为了加强排湿热的回收。排湿热的回收可以通过三种方式：第一部分是排湿气体先通过新风管道预热新风；第二部分是排湿气体对架空层上表面也就是烤烟房地坪的保温作用；第三部分是排湿气体离开烤烟房后，再由本专利回收。

本专利在设计时，就有考入新建与传统土建改造，本专利为一体设备，可用于新建和传统煤炭烤房的改造。这样设备比较单一，便于管理与使用。

本实用新型由于温升衡定，烟叶变黄充分均匀，烤后烟叶上等烟比例高于燃煤烤房24.81%，中上等烟比例提高8.67%，公斤烟均价提高了1.69元，经济效益显著提高。有利于提高上中等烟比例,烤后中部烟叶外观质量分析：本专利烤出的烟叶外观质量要明显好于燃煤烤房，叶片正反面色泽均匀，油分增多，光泽强，多桔黄烟，下低等烟比例明显降低。

本实用新型可以综合利用：在烘烤烟叶时，本专利在吸热同时、将会排放大量冷气，那么，其它季节，可以反向启动本专利设备，设备将把烤房内的热量带出来。这样烤房就变成了0℃左右的冷藏库，可用于储藏水果或其它农副产品，从而提高烟叶烤房的利用率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，包括装烟室和供热室；在所述供热室内设置有空气能热泵系统、热风循环系统、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统以及数控系统，热风循环系统包括热风循环风道以及设置于热风循环风道内的循环风机，在所述热风循环风的两端设置有热风进风口和热风回风口，装烟室和供热室之间由隔热墙分开并通过隔热墙上下端的热风回风口和热风进风口连通；排湿系统包括排湿窗、排湿风门、新风门；空气能热泵系统包括依次连接的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀以及空气能蒸发风机；余热回收系统与排湿系统结构交联，包括余热回收风道、余热回收器、冷凝水回收盘以及排水管；烤后烟叶自动回潮系统包括储水箱、雾化器、气雾管道以及气雾口；数控系统依据工艺参数对热泵、排湿系统、余热回收系统、烤后烟叶自动回潮系统进行系统控制。

2.根据权利要求1所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，所述冷凝器为倒“V”字形结构的冷凝器。

3.根据权利要求1所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，在所述热风循环风道的外侧通过设有的风道板与外部间隔。

4.根据权利要求3所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，所述新风门设于所述风道板上。

5.根据权利要求4所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，所述热风回风口的一侧设置有排湿辅道，所述排湿窗设于排湿辅道内并与外部连通的，所述排湿辅道连接有排湿回收管，所述排湿回收管与设有的太阳能辅助加热器连接。

6.根据权利要求1所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，所述空气能蒸发风机一侧设于供热室外部另一侧与所述蒸发器连接。

7.根据权利要求1所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，所述数控系统为空气能烘烤自控仪，空气能烘烤自控仪，数控系统通过对空气能热泵系统、热风循环系统、排湿系统、余热回收系统的控制，安装预设的烘烤工艺曲线调节装烟室内的温度和湿度。

8.根据权利要求1所述的数控自动化的空气能烟叶烘烤成套设备，其特征在于，所述雾化器为超音波雾化加湿器。