一种烟叶烘烤装置的制作方法

本发明涉及烟叶烘烤技术领域，特别是涉及一种烟叶烘烤装置。

背景技术：

烟叶烘烤装置是用于对刚采摘下来的新鲜的烟叶进行烘烤。烟叶的烤制工艺有干湿球温度控制和烤制时间两个重要参数。干湿球温度控制主要分为变黄期、定色期、干筋期，且对烘烤的温度控制要求高，需要稳定的热源供应，一旦热源供应不稳定影响干湿球温度的精度，会对烤烟品质产生影响；通常情况下，烟时的烤制时间一次需要连续120小时以上，并且中途不能中断。一旦中途中断烘烤，会对烟叶品质造成不可逆的影响，甚至造成整炉的烟叶报废。因此烟叶烘烤装置连续工作的稳定性是评价烘烤装置性能的重要指标。

将热泵作为烤制烟叶的热源供应。具有控温准确，热效率高，环保等优点、大大提高烟叶烤制品质等优点，但是，受限于电力安装条件无法大规模推广使用，受限于在市电因故障造成热泵停机设备热源无法供给，造成烟叶烤制无法持续进行烤制产生的风险。

电力安装条件具体是：标准烤烟房采用热泵作为热源时，单座热泵烤烟房安装动力电源条件通常需达到20kw以上，特别是集群建设热泵烤烟房时，现有的电网一般无法满足或电网负荷受限。建设新的电源供应成本大。

停电带来的风险：当市电供应因正常线路保养、或因天气在内的突发状况导致市电无法正常供应时，热泵因停电热源供应暂停，会导致整炉烟叶因干湿球温度无法达到要求，导致部份烟叶品质达不到质量要求，甚至于整炉烟叶报废。

技术实现要素：

为此，需要提供一种烟叶烘烤装置，用于解决现有技术中以热泵为热源在烟叶烘烤装置易因断电停机热泵无法提供热源时，以备用发电机供应所述循环风机及辅助热源保证热源的供给，以解决对电网要求高不便广泛推广使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种烟叶烘烤装置，包括：烘烤室、加热室、热泵加热装置、燃料加热装置、控制器和循环风机，所述控制器与所述热泵加热装置、燃料加热装置以及循环风机连接；

所述循环风机设置于所述烘烤室或所述加热室内，用于使所述烘烤室和所述加热室内的空气循环流动；

所述燃料加热装置包括燃烧机和第一换热器，所述第一换热器与所述燃烧机通过管道连接，所述燃烧机用于使燃料燃烧产生热量；

所述热泵加热装置包括压缩机和第二换热器，所述压缩机与所述第二换热器通过管道连接；

所述第二换热器和所述第一换热器设置于所述加热室内，分别用于对加热室内的空气进行加热。

进一步的，所述燃料加热装置包括燃气加热装置、燃油加热装置、甲醇燃烧加热装置、木柴燃烧加热装置、生物质燃料加热装置中的任意一种。

进一步的，还包括发电机，所述控制器对所述热泵加热装置和燃料加热装置进行控制；

所述控制器在检测到市电停止电力供应时，控制所述燃料加热装置开启工作或增大所述燃料加热装置的燃烧量，并且所述控制器控制所述发电机工作，通过所述发电机为所述循环风机提供电源。

进一步的，所述热泵加热装置为分体式结构，包括热泵内机和热泵外机，所述热泵外机设置于所述加热室和所述烘烤室外，所述压缩机设置于所述热泵外机中，所述热泵内机包括所述第二换热器；或所述热泵加热装置为一体式结构，所述热泵加热装置设置于所述加热室的侧壁上，所述热泵加热装置的一端位于所述加热室内，另一端位于所述加热室外部。

进一步的，还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述烘烤室内，用于检测所述烘烤室的干湿球温度；所述控制器根据所述烘烤室的干湿球温度控制所述热泵加热装置和所述燃料加热装置，使烘烤室的温度达到预设值。

进一步的，所述控制器先使用所述热泵加热装置，并判断仅使用所述热泵加热装置时，所述烘烤室的温度是否能达到所述预设值；若否，则开启所述燃料加热装置，使所述烘烤室的温度达到所述预设值。

进一步的，当所述烘烤室的温度达到或超过所述预设值时，所述控制器优先减小所述燃料加热装置的燃烧量或关闭所述燃料加热装置。

进一步的，所述热泵加热装置的额定功率小于或等于7kw；

所述燃料加热装置的额定功率大于或等于5万大卡。

进一步的，所述第二换热器位于所述循环风机的进风侧，所述第一换热器位于所述循环风机的出风侧；所述第二换热器中换热管的排列密度大于所述第一换热器中换热管的排列密度。

进一步的，所述加热室位于所述烘烤室沿长度方向的一端，所述加热室与所述烘烤室通过隔板分隔，所述隔板上设置有连通所述加热室和所述烘烤室的循环风道。

区别于现有技术，上述技术方案提供了一种烟叶烘烤装置，其包括热泵加热装置和燃料加热装置两种烘烤热源，其中，热泵加热装置具有体积小、热效率高等优点，可有效降低烘烤装置的能源消耗。

并且该烘烤装置采用了燃料加热装置，在断电情况下仍然能够不间断的提供烘烤热源，从而大大提高了烘烤装置的稳定性，有效避免了因断电导致的烟叶烘烤中途停机的情况。

进一步的，采用热泵加热装置和燃料加热装置两种烘烤热源，可降低烘烤装置对电网负荷的要求，从而使该烘烤装置可广泛应用于电网基础设施差、电网性能差的地方。

附图说明

图1为具体实施方式所述烟叶烘烤装置的立体结构示意图；

图2为具体实施方式所述烟叶烘烤装置的内部结构示意图；

图3为具体实施方式所述烟叶烘烤装置沿竖直方向的剖视图；

图4为具体实施方式所述烘烤室内部结构示意图；

图5为图4中a部分的局部放大图；

图6为具体实施方式所述烟叶烘烤装置组成模块示意图；

图7为具体实施方式所述燃烧机的立体结构示意图；

附图标记说明：

1、烘烤室；

11、外壁板；

12、顶板；

13、隔板；

101、立杆；

102、挂烟杆；

103、挂耳；

2、加热室；

21、进风门；

31、燃料加热装置；

311、燃烧机；

312、第一换热器；

313、安装座；

314、排烟管；

32、热泵加热装置；

321、热泵外机；

322、热泵内机；

4、循环风机；

5、控制器；

6、发电机；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图7，本实施方式提供了一种烟叶烘烤装置。该烟叶烘烤装置包括烘烤室1、加热室2、循环风机4、热泵加热装置32和燃料加热装置31。所述烘烤室1用于挂吊待烘烤的烟叶，所述热泵加热装置32和燃料加热装置31用于产生烘烤热源，烘烤热源对加热室2内的空气进行加热产生高温气体。所述烘烤室1和所述加热室2连通，所述循环风机4设置于所述加热室内，用于使所述烘烤室1和所述加热室2内的空气循环流动，从而对烘烤室1内的待烘烤的烟叶进行烘烤。

该烟叶烘烤装置设置了热泵加热装置32和燃料加热装置31，因此可由电网为热泵加热装置32进行烟叶烘烤，并且燃料加热装置31可使用天然气、柴油、甲醇燃烧加热装置、木柴燃烧加热装置、生物质颗粒燃料等燃料燃烧进行烟叶烘烤。因此，当遇到电网断电等突出情况，可仅通过燃料加热装置31进行烟叶烘烤，可有效避免因断电导致的烟叶烘烤中途停机的情况。

并且，该烟叶烘烤装置设置中热泵加热装置32和燃料加热装置31可协同工作，共同为烟叶烘烤提供热源，因此可降低热泵加热装置32的功率数，例如热泵加热装置的额定功率由原先的15kw降低至6kw,从而使其对电网的负载要求大大降低，便于该烟叶烘烤装置设置广泛应用于电网基础设施差、电网性能差的地方。

如图1至图3所示，本实施方式提供了一种烟叶烘烤装置。图1为具体实施方式烟叶烘烤装置的立体结构示意图；图2为具体实施方式烟叶烘烤装置内部结构的示意图；图3为具体实施方式烟叶烘烤装置的竖直方向剖视图。

该烟叶烘烤装置包括：烘烤室1、加热室2、热泵加热装置32、燃料加热装置31和循环风机4。其中，烘烤室1可由侧壁板11、顶板12连接而成，所述侧壁板11和顶板12可采用棉板、聚氨酯板等保温板材制成。所述加热室2位于所述烘烤室1沿长度方向(即图1中箭头y所指的方向,箭头x所指的为烘烤室1的宽度方向)的一端，所述加热室2与所述烘烤室1通过隔板13分隔，所述隔板13上设置有连通所述加热室和所述烘烤室的循环风道131。优选的，在加热室2的侧板上还设置有进风门21，进风门21可以为电动进风机，通过控制电机可控制进风门21的开启角度，从而改变加热室2的进风量。

如图4和图5所示，所述图4为具体实施方式所述烘烤室内部结构示意图，图5为图4中a部分的局部放大图。其中，烘烤室1内设置有多个立杆101，立杆101上间隔设置有多个挂耳103，所述挂耳103可以为l形、u形等不同形状。待烘烤的烟叶固定于挂烟杆102上，挂烟杆102的端部与挂耳103连接，从而将烟叶悬挂于烘烤室1内进行烘烤。

所述循环风机4设置于所述加热室2内，用于使所述烘烤室1和所述加热室2内的空气循环流动，如图3所示，在本实施方式中，循环风机4设置于加热室2内部，图中箭头方向为加热室2和烘烤室1内部空气流通方向。

如图1和图2所示，热泵加热装置32包括热泵内机322和热泵外机321，所述燃料加热装置包括燃烧机311和第一换热器312。其中，热泵加热装置32的热泵内机322和燃料加热装置31的第一换热器312设置于所述加热室2内，所述热泵外机321和燃料机311设置于所述烘烤室1和所述加热室2的外部。

热泵加热装置32的热泵内机322和热泵外机321通过金属密封管道连接，热泵内机322和热泵外机321之间循环有氟利昂等制冷介质，热泵外机321里设置有压缩机和外部换热器，热泵内机322内设置有第二换热器，所述压缩机、外部换热器以及第二换热器通过所述金属密封管道连接，形成密封循环管路。制冷介质在热泵外机321的压缩机内进行压缩，形成高压高温的液态介质，高压高温的液态介质通过所述金属密封管道输送至热泵内机的第二换热器内，通过所述第二换热器对加热室2内流经第二换热器的空气进行加热。第二换热器流出的制冷介质经膨胀阀后变成气体介质进入所述外部换热器，由外部换热器与外部空气进行换热，外部换热器流出的制冷介质再次进入压缩机进行压缩。

所述燃料机311设置于所述加热室2和所述烘烤室1外部，并通过管道与加热室2内的第一换热器312连通。燃料机311用于燃料燃烧，使燃料的化学能转变了热能，热能通过所述管道进入第一换热器312，并通过第一换热器312对加热室2内的空气进行加热。如图7所示，为第一换热器312的结构示意图，第一换热器312的底部设置有安装座313，第一换热器312通过安装座313设置于地面上。第一换热器312还连接有排烟管314，第一换热器312换交换后的烟气由所述排烟管314排放至加热室2外部。所述燃料加热装置31包括燃气加热装置、燃油加热装置、生物质燃料加热装置中的任意一种。优选的，在本实施方式中，所述燃料加热装置为燃气加热装置。

在图1至图3所示实施方式中，所述热泵加热装置为分体式热泵加热装置，包括热泵内机322和热泵外机321，本发明热泵加热装置并不仅限于上述分体式热泵加热装置。在一些实施方式中，热泵加热装置也可以采用一体式结构，一体式热泵加热装置中压力机、第二换热器等组件设置于同一个机体内部，机体可以设置于加热室2的侧壁上，一体式热泵加热装置的一端(即机体的一端)延伸至加热室2内，用于对加热室的空气进行加热；热泵加热装置的另一端外露在加热室2外，用于把热泵产生的冷气排到外部空气中。

如图2和图3所示，在本实施方式中，所述第二换热器中换热管的排列密度大于所述第一换热器中换热管的排列密度。所述热泵内机322以及其上的第二换热器位于所述循环风机4的进风侧，所述第一换热器312位于所述循环风机的出风侧。由于第二换热器中换热管的排列密度大于，若将其设置于循环风机4的出风侧，会被循环风机4吹出的气流打散，本实施方式将第二换热器322设置于循环风机4的进风侧，可防止气流被第二换热器打散，降低风阻，提高加热室2和烘烤室1之间的空气循环效率。如图2和图3所示，在本实施方式中，热泵内机322位于循环风机4的上方，燃料加热装置31的第一换热器312设置于循环风机4的下方，加热室2内的空气先经过热泵内机322加热，然后再经过第一换热器312进行加热，从而使空气达到烘烤温度要求。

在另一些实施方式中，所述循环风机4为上出风式，即循环风机4在加热室内由下向上吹风，循环风机4的进风侧为循环风机的下方，出风侧为循环风机的上方。在该实施方式中，热泵内机322设置于所述循环风机4的下方，第一换热器312设置于所述循环风机4的上方。

上述实施方式烟叶烘烤装置包括热泵加热装置和燃料加热装置两种烘烤热源，其中，热泵加热装置具有体积小、热效率高等优点，可有效降低烘烤装置的能源消耗。并且该烘烤装置采用了燃料加热装置，在热泵加热装置断电情况下，燃料加热装置仍然能够不间断的提供烘烤热源，从而大大提高了烘烤装置的稳定性，有效避免了因断电导致的烟叶烘烤中途停机的情况。

进一步的，采用热泵加热装置和燃料加热装置两种烘烤热源，可降低烘烤装置对电网负荷的要求，从而使该烘烤装置可广泛应用于电网基础设施差、电网性能差的地方。

在一实施方式中，所述热泵加热装置32采用电网中市电进行供电，并且热泵加热装置的额定功率小于或等于7kw，所述燃料加热装置的额定功率大于或等于5万大卡，相当于60kw。相较于相同尺寸规模的现有的单热源式热泵烤烟房的热泵的额定功率在15kw左右，本实施方式中烟叶烘烤装置可使用市电，并的用电额定功率减少了一半。

如图2和图6所示，所述烟叶烘烤装置还包括有控制器5和发电机6，并且在烘烤室内还设置温度传感器，优选的，所述温度传感器为干湿球温度传感器，温度传感器通过检测烘烤室内干湿球的温度检测烘烤室的温度。其中，发电机6和温度传感器均与控制器连接，控制器还连接市电，以及连接上述实施方式中的热泵加热装置32、燃料加热装置31以及循环风机4，通过所述控制器控制所述热泵加热装置32、燃料加热装置31、循环风机4以及发电机工作。控制器根据设置于烘烤室1内的温度传感器检测烘烤室的温度(即所述干湿球的温度)，从而控制所述热泵加热装置32、燃料加热装置31和循环风机4工作，使烘烤室1的温度达到预设值。在不同实施方式中，所述控制器可以为工控机、单片机、plc控制器等等。

在一实施方式中，所述控制器还用于检测市电是否停止电力供应，并在检测到市电停止电力供应(即所述烟叶烘烤装置断电)时，控制所述燃料加热装置开启工作或增大所述燃料加热装置的燃烧量，以及控制所述发电机工作，通过发电机发电为所述循环风机提供电源。其中，烘烤装置断电检测可通过在烘烤装置断电的市电输入端设置电流互感器，当电流互感器检测不到电流时即输入断电。

当检测到市电停止电力供应且仅热泵加热装置32工作时，控制器控制燃料加热装置点火并进行工作，为烟叶烘烤提供烘烤热源，并通过温度传感器检测烘烤室内温度是否保持在预设值。当断电时热泵加热装置32和燃料加热装置31均处于工作状态时，控制器可控制加大燃料加热装置31的燃烧量，使其产生更大的热量，以弥补热泵加热装置停机造成的热量减少。

由于在本实施方式中发电机无需为热泵加热装置供电，仅用于为循环风机和/或控制器供电，因此发电机可选用额定功率小于300w或500w的小型发电机。

烟叶烘烤过程分为凋萎、变黄和干筋三个阶段，即“三段式”烘烤工艺，并且在三个阶段中，对烘烤的温度要求不同，通常情况下，凋萎的温度控制在30-40度之间，变黄和干筋阶段的温度较高，最高可以达到70度左右。而由于热泵加热装置32的热效率较高，在进行烟叶烘烤时优先使用热泵加热装置进行加热，并当烘烤温度较高时再开启燃料加热装置辅助热泵加热装置进行烘烤。具体的所述控制器通过所述温度传感器检测烘烤室的当前温度，并判断当前温度是否达到当前烘烤阶段的温度预设值，根据所述烘烤室的温度控制所述热泵加热装置和/或所述燃料加热装置，使烘烤室的温度达到预设值。例如，当前处于烘烤的变黄阶段，该阶段的温度预设值为60度，控制器判断温度传感器检测到的烘烤室的当前温度是否达到60度，若否，则增加热泵加热装置32的功率，若此时热泵加热装置已达到最大功率，则开启燃料加热装置工作或增加燃料加热装置的燃料供给量，以使烘烤室的当前温度达到60。

而当控制器检测到烘烤室的当前温度大于当前烘烤阶段的预设值时(例如超过上述60度时)，侧控制优先降低燃料加热装置的燃烧量或关闭燃料加热装置，使其产生的热量减少。通过上述热泵加热装置32和燃料加热装置的控制，可最大程度的使用热泵加热装置，使燃料的消耗量最小，而热泵加热装置的热效率高，从而在整体上降低该烟叶烘烤装置的能耗，达到节能减排的目的。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。