CN112315006A - 一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法，在装烟室及供热室的底面设置一层不同熔点的相变石蜡混合而成的储热层；在石蜡储热层之上还放置陶瓷储热球。所述的不同熔点是：烟叶调制过程不同阶段不同石蜡相变热量在总热量中的占比：变黄期，占5％；凋萎期，占15％；定色期，占50％；干筋期，占30％。所述总热量不小于4200千卡。石蜡储热层中不同熔点石蜡及质量占比为：变黄期，C21H44，占5％；凋萎期，C22H46，占15％；定色期，C26H54，占50％；干筋期，C31H64，占30％。停电时，本发明的方法为：及时微开进风门、排湿窗全开。本发明解决了空气源热泵烤房停电带来的降温增湿烤坏烟叶的难题。

Description

一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法，属空气源热泵烟叶调制设备技术领域。
背景技术
空气源热泵烤房在烟叶调制过程中，表现出节能减排、提质增效，备受用户欢迎和肯定。
然而空气源热泵烤房在推广应用过程中遇到一大障碍：对电源的依赖性很大，没有稳定电源的区域，推广应用空气源热泵烤房，一旦停电，将对调制过程中的烟叶，造成较大的损失。
空气源热泵烤房的用电，涉及压缩机、循环风机、电辅热、控制器等部件，14匹马力的空气源热泵烤房，需配备14～15Kw的发电机。发电机的运行成本很高，而且属于非环保产品，对环境造成污染。空气源热泵烤房推广应用，备足发电机(电源)，客观上是不可能的，购买昂贵的超级电容或蓄电池也不现实。
总而言之，克服空气源热泵烤房因停电导致的调制损失是亟待解决的问题之一，然而解决该问题采用“发电”或者“储电”思路不可行。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是如何克服空气源热泵烤房因停电导致的烟叶调制损失。
本发明的整体思路是采用“储热”方式，并针对“储热”式空气源热泵烤房的停电应急调制控制方法进行改进。
本发明目的在于发明一种具有储热功能的空气源热泵烤房及调制的控制方法，能实现空气源热泵烤房运行过程中遇到停电时，“支持热量供给一段时间，保持温度稳定或缓慢降温”，减少或者避免烟叶调制损失。
为实现具有储热功能的空气源热泵烤房，本发明的技术方案是：
一种具有储热功能的空气源热泵烤房，在空气源热泵烤房的装烟室底面及供热室底面设置一层由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层；在所述石蜡储热层之上，还放置有若干陶瓷储热球。
进一步地，所述的由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层，不同熔点是根据烟叶调制过程中，在烟叶变黄期的22～40℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的5％；在烟叶凋萎期的41～44℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的15％；在烟叶定色期的48～55℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的50％；在烟叶干筋期的61～68℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的30％。
进一步地，所述总容量是指储热层石蜡熔点相变热量变化值的绝对值的总和，所述总容量不小于4200千卡。
进一步地，所述由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层其石蜡的分子式及占比为：
用于烟叶变黄期的石蜡为C21H44，占总质量5％；
用于烟叶凋萎期的石蜡为C22H46，占总质量15％；
用于烟叶定色期的石蜡为C26H54，占总质量50％；
用于烟叶干筋期的石蜡为C31H64，占总质量30％。
进一步地，所述由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层，其膨胀系数按照1％计算，在设置所述石蜡储热层的装烟室底面及供热室底面各设置一个排液安全阀。
进一步地，所述陶瓷球的直径可以是6cm、8cm、10cm、12cm、14cm和/或16cm。
进一步地，所述陶瓷储热球的数量以不影响装烟室装载烟叶操作方便以及不影响供热室安装冷疑器为限，所述储热球数量越多，蓄热越多。
进一步地，所述装烟室内调制对象为烟叶。
进一步地，具有储热功能的空气源热泵烤房的调制控制方法，其特征在于遇停电时：
(1)及时控制微开进风门，使得进风量达到全开进风时总进风量的5％～8％；
(2)排湿窗全开。
调制控制方法，如果排湿窗是百叶窗，则将窗片上下全部撑起；如果排湿窗是排湿门，则全打开。
本发明能够实现空气源热泵烤房运行过程中遇到停电时，能“支持热量供给一段时间，保持温度稳定或缓慢降温”，减少或者避免烟叶调制损失。不同碳原子数量的石蜡熔点不同。本发明根据烟叶不同调制阶段的热量需求为目标，采用不同碳原子数量的石蜡相变热量进行供给；本发明采用的陶瓷球的密度为3600Kg/m3，比热容为850J/(Kg·K)，导热系数为41.6W/(m·K)，其导热系数远大于熔盐和混凝土的导热系数0.5-2W/(m·K)；空气源热泵烤房停电时，进行适量通风排湿，可以保证装烟室降温过程中，烟叶表面不积水，烟叶不受损失或少受损失。
本发明采用不同碳原子数量的石蜡熔点相变热量进行储热或释放热量，科学实用；采用清洁、环保、热容量大、低成本的陶瓷储热球，经济实用；采用的调制控制方法，简单易行、易操作；有效缓解了空气源热泵烤房停电带来的难题。烤房节能效果好，热稳定性好，控制温湿度准确，调制后烟叶质量高。
具体实施方式
一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法的具体实施：
一种具有储热功能的空气源热泵烤房，在空气源热泵烤房的装烟室底面及供热室底面设置一层由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层；在所述石蜡储热层之上，还放置有若干陶瓷储热球。
所述的由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层，不同熔点是根据烟叶调制过程中，在烟叶变黄期的22～40℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的5％；在烟叶凋萎期的41～44℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的15％；在烟叶定色期的48～55℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的50％；在烟叶干筋期的61～68℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的30％。
所述储热层石蜡熔点相变热量变化值的绝对值总和不小于4200.00千卡。
所述由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层其石蜡的分子式及占比为：用于烟叶变黄期的石蜡为C21H44，占总质量5％；用于烟叶凋萎期的石蜡为C22H46，占总质量15％；用于烟叶定色期的石蜡为C26H54，占总质量50％；用于烟叶干筋期的石蜡为C31H64，占总质量30％。
所述由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层，其膨胀系数按照1％计算，在设置所述石蜡储热层的装烟室底面及供热室底面各设置一个排液安全阀。
所述陶瓷球的直径可以是6cm、8cm、10cm、12cm、14cm和/或16cm。
所述陶瓷储热球的数量以不影响装烟室装载烟叶操作方便以及不影响供热室安装冷疑器为限，所述储热球数量越多，蓄热越多。
所述装烟室内调制对象为烟叶。所述具有储热功能的空气源热泵烤房的调制控制方法，其特征在于遇停电时：(1)及时控制微开进风门，使得进风量达到全开进风时总进风量的5％～8％；(2)排湿窗全开。如果排湿窗是百叶窗，则将窗片上下全部撑起；如果排湿窗是排湿门，则全打开。
实施例1：(具有储热功能的空气源热泵烤房及调制的控制方法应用于气流上升式空气源热泵烤房)
验证过程与结果如表1所示：
表1具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法应用于气流上升式空气源热泵烤房
Figure BDA0002778670310000041
一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法，用于气流上升式空气源热泵烤房烟叶调制过程：鲜烟叶重量5170.00kg，初烤烟叶重量665.00kg，用电量628度，烟叶单位水分蒸发耗电量：0.22kWh/kg；调制成本：0.72元/kg初烤烟叶。烟叶变黄期停电5.5h,凋萎期停电4.8h，定色期停电6.0h，干筋期停电5.4h；与相同停电的气流上升式空气源热泵烤房相比，烟叶调制时间缩短23h，烟叶调制质量明显提升，节能26％，温湿度控制比较准确。
烟叶调制结果：颜色金黄、桔黄，油分较多，没有烤坏烟叶出现；中上等烟比例100％；专家对烟叶的评吸结果：香气质较纯，香气量较足，烟气浓度较丰富，刺激性较小，劲头适中，杂气较轻，口感较好，使用价值较高。
实施例2：(具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法应用于气流下降式空气源热泵烤房)
验证过程与结果如表2所示：
表2具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法应用于气流下降式空气源热泵烤房
Figure BDA0002778670310000042
一种具有储热功能的空气源热泵烤房及其调制控制方法，用于气流下降式空气源热泵烤房烟叶调制过程：鲜烟叶重量5230.00kg，初烤烟叶重量669.00kg，用电量645度，烟叶单位水分蒸发耗电量：0.23kWh/kg；调制成本：0.73元/kg初烤烟叶。烟叶变黄期停电6.0h,凋萎期停电4.8h，定色期停电6.0h，干筋期停电5.4h；与相同停电的气流下降式空气源热泵烤房相比，烟叶调制时间缩短21h，烟叶调制质量明显提升，节能27％，温湿度控制比较准确。
烟叶调制结果：颜色金黄、桔黄，油分较多，没有烤坏烟叶出现；中上等烟比例100％；专家对烟叶的评吸结果：香气质较纯，香气量较足，烟气浓度较丰富，刺激性较小，劲头适中，杂气较轻，口感较好，使用价值较高。

Claims (9)

1.一种具有储热功能的空气源热泵烤房，其特征在于：
在空气源热泵烤房的装烟室底面及供热室底面设置一层由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层；
在所述石蜡储热层之上，还放置有若干陶瓷储热球。
2.根据权利要求1所述的具有储热功能的空气源热泵烤房，其特征在于：
所述的由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层，不同熔点是根据烟叶调制过程中，在烟叶变黄期的22～40℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的5％；在烟叶凋萎期的41～44℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的15％；在烟叶定色期的48～55℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的50％；在烟叶干筋期的61～68℃，储热层部份石蜡熔点相变热量变化值占烟叶调制过程总热量的30％；
所述总热量是指储热层石蜡熔点相变热量变化值的绝对值的总和，所述总热量不小于4200千卡。
3.根据权利要求1所述的具有储热功能的空气源热泵烤房，其特征在于：
所述由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层其石蜡的分子式及占比为：
用于烟叶变黄期的石蜡为C21H44，占总质量5％；
用于烟叶凋萎期的石蜡为C22H46，占总质量15％；
用于烟叶定色期的石蜡为C26H54，占总质量50％；
用于烟叶干筋期的石蜡为C31H64，占总质量30％。
4.根据权利要求1所述的具有储热功能的空气源热泵烤房，其特征在于：
所述由不同熔点的相变石蜡混合而成的石蜡储热层，其膨胀系数按照1％计算，在设置所述石蜡储热层的装烟室底面及供热室底面各设置一个排液安全阀。
5.根据权利要求1所述的陶瓷储热球，其特征在于：
所述陶瓷球的直径可以是6cm、8cm、10cm、12cm、14cm和/或16cm。
6.根据权利要求1所述的具有储热功能的空气源热泵烤房，其特征在于：
所述陶瓷储热球的数量以不影响装烟室装载烟叶操作方便以及不影响供热室安装冷疑器为限，所述储热球数量越多，蓄热越多。
7.根据权利要求1或2所述的具有储热功能的空气源热泵烤房，其特征在于：
所述装烟室内调制对象为烟叶。
8.一种如权利要求1至7任一项具有储热功能的空气源热泵烤房的调制控制方法，其特征在于遇停电时：
(1)及时控制微开进风门，使得进风量达到全开进风时总进风量的5％～8％；
(2)排湿窗全开。
9.根据权利要求8所述的调制控制方法，其特征在于：
如果排湿窗是百叶窗，则将窗片上下全部撑起；
如果排湿窗是排湿门，则全打开。
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