CN217184777U

CN217184777U - 一种复合密闭烟草烘烤系统

Info

Publication number: CN217184777U
Application number: CN202123223685.0U
Authority: CN
Inventors: 王君; 刘向伟; 闫廷来; 杨志敏; 宋勇
Original assignee: CSSC Shuangrui Luoyang Special Equipment Co Ltd
Current assignee: CSSC Shuangrui Luoyang Special Equipment Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2031-12-21

Abstract

一种复合密闭烟草烘烤系统，包括烤房、干湿球温度计、热泵系统和控制器；干湿球温度计、热泵系统安装在烤房内，控制器根据干湿球温度计的温度信号与湿度信号，确定热泵系统执行不同工作模式，可针对烟草烘烤不同阶段对烤房内干湿球温度的要求进行不同工作模式的切换，克服单一模式的缺陷，且在全密闭模式下完成，减少热湿空气排放带来的热量损失，提高烘烤用热泵能效，起到节能减排的作用。

Description

一种复合密闭烟草烘烤系统

技术领域

本实用新型涉及烟草烘烤技术领域，具体说的是一种复合密闭烟草烘烤系统。

背景技术

我国是世界上烟草产量最大的国家。烤烟是烟叶自成熟采摘到制成烟草制品的过程中最为重要的一个环节。在烘烤的过程中，通常以变黄期、定色期、干筋期作为烘烤过程的划分标准。烘烤过程中，在温度和湿度的共同作用下烟草叶片中的水分不断蒸发，同时烟叶中的酶促反应使蛋白质含量、组分和结构不断变化，从而直接影响烟叶的烘烤特性和烘烤后的烟叶质量。为满足不同烤烟阶段对温度和湿度的要求，需对烤房内部的环境进行精准调控。相较于燃煤烤房，空气源热泵以电能作为驱动，以空气作为传热介质的载体，实现热能从低温到高温的传递过程，具有系统综合能效高，运行成本低，环境友好，烘干过程可控等优点，能够满足烟草烘烤过程对温度和湿度的需求变化。

现阶段，烟草烘烤使用的空气源热泵的工作流程一般采用开式循环系统，即在烘烤过程中随着烤房内温度和湿度不断升高，将烤房内产生的高温湿回风通过排湿风门排出，置换新的环境空气进入，达到排湿的目的，压缩机持续工作对进入烤房内的新鲜空气进行加热。该过程在湿回风排放的过程中存在大量的能量损失，同时会引起烤房内温度和湿度较大波动，不便于烘烤环境参数的精确控制，从而直接影响烤烟质量。再者，烟草烘烤通常在夏秋季节，环境温度较高。在烤烟初期，由于新鲜烟叶自身的生命活动会存在自发热的现象，使烤房内的温度陡然升高，单一模式烤烟系统不利于温度的控制和调节。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种复合密闭烟草烘烤系统，可针对烟草烘烤不同阶段对烤房内干湿球温度的要求进行不同工作模式的切换，克服单一模式的缺陷，且在全密闭模式下完成，减少热湿空气排放带来的热量损失，提高烘烤用热泵能效，起到节能减排的作用。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种复合密闭烟草烘烤系统，包括烤房、干湿球温度计、热泵系统和控制器；

烤房由位于室内的第一腔室和第二腔室，以及位于室外的第三腔室组成，第一腔室和第二腔室组成密闭空间，在第一腔室和第二腔室之间设有进风风门和回风风门；

干湿球温度计位于第一腔室内，实时测量第一腔室内的温度与湿度，并将第一腔室内的温度信号与湿度信号传输给控制器；

热泵系统包括配置有第一风机的第一热交换器、配置有第二风机的第二热交换器、经济器、四通换向阀、压缩机和回热器，第一热交换器和回热器位于第二腔室内，第二热交换器、经济器、四通换向阀和压缩机位于第三腔室内；

压缩机的排气口与四通换向阀的D路连接，四通换向阀的A路通过管路与压缩机的上回气口连通，四通换向阀的B路与第一热交换器的A侧管束连通，第一换交换器的A侧管束另一端分为两路，一路经第一电磁阀与经济器的A侧管束连通，另一路经第一膨胀阀、单向阀、经济器的B侧管束连接在压缩机的中间回气口上；经济器的A侧管束的另一端分为并联的两路共同连接在第二热交换器的A侧管束上，两路并联的管路上分别设有第二电磁阀和第二膨胀阀，第二热交换器的A侧管束的另一端分为两路，一路经第三膨胀阀、回热器的A侧管束连接在四通换向阀的C路上，另一路经第三电磁阀连接在四通换向阀的C路上；

控制器分别连接四通换向阀、第三膨胀阀、第三电磁阀、第二电磁阀、第二膨胀阀、第一电磁阀、单向阀和第一膨胀阀，控制器根据温度信号与湿度信号确定执行不同工作模式，所述的不同工作模式包括：降温模式、升温模式和除湿模式；

当控制器检测到第一腔室内温度大于设定温度，关闭单向阀、第一膨胀阀、第二电磁阀和第三膨胀阀，其余阀门打开，调节四通换向阀的A路与B路内部连通，四通换向阀的D路与C路内部连通，进入降温模式；

当控制器检测到第一腔室内温度小于设定温度，关闭第二电磁阀和第三膨胀阀，其余阀门打开，调节四通换向阀的C路与A路内部连通，四通换向阀的D路与B路内部连通，进入升温模式;

当检测器检测到第一腔室内湿度大于设定温度，关闭第二膨胀阀和第三电磁阀，其余阀门打开，调节四通换向阀的C路与A路内部连通，四通换向阀的D路与B路内部连通，进入除湿模式。

本实用新型所述的第一热交换器设置在进风风门处。

本实用新型所述的回热器设置在回风风门处。

本实用新型有益效果是：本实用新型所述的一种复合密闭烟草烘烤系统及应用方法，采用了闭式循环的结构，第一腔室和第二腔室为一个整体，两者之间设置有进风风门和回风风门，通过对四通换向阀和多个电子膨胀阀的调节，可以完成系统在制冷、系统加热、回热除湿三个工作模式下切换，满足烟草烘烤不同阶段对烤房内温度和湿度变化的需求，系统适应性强。所述的系统在整个烤烟过程不排放热空气，能量损失小，可降低系统能耗。所述的系统排湿过程通过降低回风温度进行排湿，排湿过程持续稳定，有效地减小第一腔室内温度和湿度的波动。所述系统中的经济器可以进一步降低循环中制冷剂的温度，从而进一步降低压缩机的排气温度，提高压缩机的排气量，提高低温环境下的制热能力，节能高效。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的原理图；

图3 为本实用新型降温模式下的工作原理示意图；

图4 为本实用新型升温模式下的工作原理示意图；

图5 为本实用新型除湿模式下的工作原理示意图；

图中：1、烤房，2、第一腔室，3、进风风门，4、第二腔室，5、第一风机，6、第一热交换器，7、第二风机，8、第二热交换器，9、经济器，10、四通换向阀，11、压缩机，12、第三腔室，13、回热器，14、回风风门，15、第二电磁阀，16、第二膨胀阀，17、第一电磁阀，18、第一膨胀阀，19、单向阀，20、第三电磁阀，21、第三膨胀阀。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例进一步说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所披露的内容轻易地了解本实用新型的功效和优势。故任何结构的修饰在不影响本实用新型所能产生的功效和达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容所涵盖的范围内。

如图1所示，本实施例公开了一种复合密闭烟草烘烤系统，包括烤房1、干湿球温度计、热泵系统和控制器；需要理解的是，烤房空间一般由具有保温效果的板材组装而成。

烤房1由位于室内的第一腔室2和第二腔室4，以及位于室外的第三腔室12组成，第一腔室2和第二腔室4组成密闭空间，第三腔室12与外界连通。在第一腔室2和第二腔室4之间设有进风风门3和回风风门14，使在第一腔室2和第二腔室4相连通。

干湿球温度计位于第一腔室2内（图中省略未显示），实时测量第一腔室2内的温度与湿度，并将第一腔室2内的温度信号与湿度信号传输给控制器。

热泵系统包括配置有第一风机5的第一热交换器6、配置有第二风机7的第二热交换器8、经济器9、四通换向阀10、压缩机11、回热器13以及实现其内部制冷剂顺利流通的管道和阀门，第一热交换器6和回热器13位于第二腔室4内，第二热交换器8、经济器9、四通换向阀10和压缩机11位于第三腔室内；通过调节四通换向阀10和其他阀门，使第一热交换器6、第二热交换器8、经济器9和回热器13完成不同的换热过程，从而实现三种工作模式的切换。

如图2所示，压缩机11的排气口与四通换向阀10的D路连接，四通换向阀10的A路通过管路与压缩机11的上回气口连通，四通换向阀10的B路与第一热交换器6的A侧管束连通，第一换热交换器6的A侧管束另一端分为两路，一路经第一电磁阀17与经济器9的A侧管束连通，另一路经第一膨胀阀18、单向阀19、经济器9的B侧管束连接在压缩机11的中间回气口上；经济器9的A侧管束的另一端分为并联的两路共同连接在第二热交换器8的A侧管束上，两路并联的管路上分别设有第二电磁阀15和第二膨胀阀16，第二热交换器8的A侧管束的另一端分为两路，一路经第三膨胀阀21、回热器13的A侧管束连接在四通换向阀10的C路上，另一路经第三电磁阀20连接在四通换向阀10的C路上。

控制器分别连接四通换向阀10、第三膨胀阀21、第三电磁阀20、第二电磁阀15、第二膨胀阀16、第一电磁阀17、单向阀19和第一膨胀阀18（图中省略未显示），通过改变四通换向阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀的开闭状态，改变制冷剂的流通方向，实现不同功能。

控制器根据温度信号与湿度信号确定执行不同工作模式，所述的不同工作模式包括：降温模式、升温模式和除湿模式，达不到设定的启动条件时，控制器控制所有阀门关闭，使整机处于停机状态。

当控制器检测到第一腔室内温度大于设定温度，关闭单向阀19、第一膨胀阀18、第二电磁阀15和第三膨胀阀21，调节四通换向阀10的A路与B路内部连通，四通换向阀10的D路与C路内部连通，其余阀门打开，进入降温模式；

当控制器检测到第一腔室内温度小于设定温度，关闭第二电磁阀15和第三膨胀阀21，调节四通换向阀10的C路与A路内部连通，四通换向阀10的D路与B路内部连通，其余阀门打开，进入升温模式;

当检测器检测到第一腔室内湿度大于设定温度，关闭第二膨胀阀16和第三电磁阀20，调节四通换向阀10的C路与A路内部连通，四通换向阀10的D路与B路内部连通，其余阀门打开，进入除湿模式。

第一热交换器6上配置有第一风机5，加速空气流动，通过调节功率控制风量形成风循环。

第二热交换器8上配置有第二风机7，加速空气流动，通过调节功率控制风量形成想要的风循环。

第一热交换器6设置在进风风门3处。回热器13设置在回风风门14处。

如图3所示，降温模式下，所述的控制器控制所述回热器13和经济器9不工作，控制所述的四通换向阀10使制冷剂的流向为从压缩机11到第二热交换器8，使第二热交换器8作为冷凝器，所述第二热交换器8形成的液态制冷剂经第一电磁阀17进入第一交换器6中蒸发，使第一热交换器作为蒸发器。

如图4所示，升温模式下，所述的控制器控制所述的回热器13不工作，控制所述的四通换向阀10使制冷剂的流向为从压缩机11到第一热交换器6，使第一热交换器6作为冷凝器。所述的经济器9中两种换热工质均为制冷剂，热侧为从第一热交换器6流出的液态制冷剂经第一电子阀17节流后的制冷剂，冷侧为从第一热交换器6经第一膨胀阀18和单向阀19流出的制冷剂液体。从所述的经济器9的A侧管束中流出的制冷剂液体经第二膨胀阀16后进入所述的第二热交换器8，使第二热交换器8作为蒸发器。

如图5所示，除湿模式下，控制器控制所述的四通换向阀10使制冷剂的流向为从压缩机11到第一热交换器6，使第一热交换器6作为冷凝器。所述的经济器9中两种换热工质均为制冷剂，热侧为从第一热交换器6流出的液态制冷剂经第一电子阀17节流后的制冷剂，冷侧为从第一热交换器6经第一膨胀阀18和单向阀19流出的制冷剂液体。从所述的经济器9的A侧管束中流出后的制冷剂在经第二电磁阀15在第二热交换器8中进一步被降温，后经第三膨胀阀21进入回热器13内吸热蒸发，回热器13作为蒸发器使用。

在装烟期、变黄期、定色期和干筋期，控制器均设有对应的时长、模式变换的设定温度和设定湿度。

例如，装烟后，设定温度为环境温度，当所述的干湿球温度传感器的输出信号表示的干球温度大于40℃时，则确定工作模式为降温模式，第一腔室的温度不再升高，热泵系统不工作。当所述的干湿球温度传感器的输出信号表示的干球温度小于40℃时，则控制工作模式为升温模式。当所述的干湿球温度传感器的输出信号表示的湿球温度大于40℃小于50℃时，则控制工作模式改变为除湿模式。

例如，经过装烟期，进入变黄期，控制器自动调整为变黄期设定，在变黄期，当所述的干湿球温度传感器的输出信号表示的干球温度小于50℃时，则控制工作模式为升温模式。在此升温过程中，当湿球温度大于43℃时，则控制工作模式为降湿模式，当湿球温度降至39℃时，干球温度还未至50℃，则控制工作模式返回为升温模式。此阶段，需要第二模式和第三模式交替工作。

Claims

1.一种复合密闭烟草烘烤系统，其特征在于：包括烤房（1）、干湿球温度计、热泵系统和控制器；

烤房（1）由位于室内的第一腔室（2）和第二腔室（4），以及位于室外的第三腔室（12）组成，第一腔室（2）和第二腔室（4）组成密闭空间，在第一腔室（2）和第二腔室（4）之间设有进风风门（3）和回风风门（14）；

干湿球温度计位于第一腔室（2）内，实时测量第一腔室（2）内的温度与湿度，并将第一腔室（2）内的温度信号与湿度信号传输给控制器；

热泵系统包括配置有第一风机（5）的第一热交换器（6）、配置有第二风机（7）的第二热交换器（8）、经济器（9）、四通换向阀（10）、压缩机（11）和回热器（13），第一热交换器（6）和回热器（13）位于第二腔室（4）内，第二热交换器（8）、经济器（9）、四通换向阀（10）和压缩机（11）位于第三腔室（12）内；

压缩机（11）的排气口与四通换向阀（10）的D路连接，四通换向阀（10）的A路通过管路与压缩机（11）的上回气口连通，四通换向阀（10）的B路与第一热交换器（6）的A侧管束连通，第一热交换器（6）的A侧管束另一端分为两路，一路经第一电磁阀（17）与经济器（9）的A侧管束连通，另一路经第一膨胀阀（18）、单向阀（19）、经济器（9）的B侧管束连接在压缩机（11）的中间回气口上；经济器（9）的A侧管束的另一端分为并联的两路共同连接在第二热交换器（8）的A侧管束上，两路并联的管路上分别设有第二电磁阀（15）和第二膨胀阀（16），第二热交换器（8）的A侧管束的另一端分为两路，一路经第三膨胀阀（21）、回热器（13）的A侧管束连接在四通换向阀（10）的C路上，另一路经第三电磁阀（20）连接在四通换向阀（10）的C路上；

控制器分别连接四通换向阀（10）、第三膨胀阀（21）、第三电磁阀（20）、第二电磁阀（15）、第二膨胀阀（16）、第一电磁阀（17）、单向阀（19）和第一膨胀阀（18），控制器根据温度信号与湿度信号确定执行不同工作模式，所述的不同工作模式包括：降温模式、升温模式和除湿模式；

当控制器检测到第一腔室内温度大于设定温度，关闭单向阀（19）、第一膨胀阀（18）、第二电磁阀（15）和第三膨胀阀（21），其余阀门打开，调节四通换向阀（10）的A路与B路内部连通，四通换向阀（10）的D路与C路内部连通，进入降温模式；

当控制器检测到第一腔室内温度小于设定温度，关闭第二电磁阀（15）和第三膨胀阀（21），其余阀门打开，调节四通换向阀（10）的C路与A路内部连通，四通换向阀（10）的D路与B路内部连通，进入升温模式;

当检测器检测到第一腔室内湿度大于设定温度，关闭第二膨胀阀（16）和第三电磁阀（20），其余阀门打开，调节四通换向阀（10）的C路与A路内部连通，四通换向阀（10）的D路与B路内部连通，进入除湿模式。

2.如权利要求1所述的一种复合密闭烟草烘烤系统，其特征在于：第一热交换器（6）设置在进风风门（3）处。

3.如权利要求1所述的一种复合密闭烟草烘烤系统，其特征在于：回热器（13）设置在回风风门（14）处。