[发明专利]外置储热式热泵供热装置及方法

说明书

外置储热式热泵供热装置，包括加热器，风机，储热罐和热泵，热泵冷凝器放在储热罐中，储热罐和风机放在热风室外，储热罐，风机和加热器两两之间用管道连接，加热器吊挂在热风室顶墙中心通风孔正下方，加热器水平截面边长和通风孔孔径相等，风机底座固定在热风室前墙外壁面上，热风室前墙外的空气管道和储热罐敷设保温层，烤房控制器依据装烟室湿空气温度控制风机启停，温控器依据储热罐空气温度控制压缩机启停，烤房控制器按三段式密集烘烤要求设定装烟室中心湿空气干球温度曲线，同一时刻湿空气干球温度设定值低于空气温度设定值0.5℃～10.0℃。烟叶密集烘烤供热可使用发明。发明节能环保，精准控温，烘烤周期长短不限，无人值守。

技术领域

本发明涉及一种基于热泵供热、中间储热缓冲和间接加热烘烤的外置储热式热泵供热装置，适用于农业领域烟草行业烟叶密集烘烤调制工序使用。

背景技术

我国目前主要采用燃煤热风炉来烘烤烟叶。按不完全统计的2017年我国烟叶生产年种植面积2200万亩推算，烟叶烘烤年用煤炭约为440至520万吨标准煤。用燃煤烘烤烟叶不仅耗煤量巨大，而且释放的燃烧污染物严重影响了烤烟区周围环境。空气能作为一种廉价且分布广泛的可再生能源和新能源，被认为是烟草烘烤用能理想替代方案。将空气能科学地应用到烤烟密集烘烤工艺，供能总量及速度和供能节奏均满足烟叶密集烘烤工艺需要，以保证干烟叶内在品质，是烟叶经济高效节能环保安全烘烤关键。

如附图2所示，传统热泵供热装置包括热泵和烤房控制器，热泵包括压缩机，蒸发器，毛细管和冷凝器，冷凝器吊挂布置在热风室顶墙中心通风孔正下方。热风室顶墙即混合室和热风室之间的分隔墙，热风室顶墙中心开设圆形通风孔，湿空气驱动装置固定在通风孔内。在湿空气驱动装置作用下，装烟室来的湿空气和外界来的新风首先在混合室混合，接着湿空气穿过通风孔和冷凝器，接着自上而下穿过热风室，最后从热风室底部通风口进入装烟室。但是由于压缩机通电开机延时、热泵控制系统通电自检延时和压缩机启动后从冷凝压力升至额定值需要一段时间，压缩机停机后从冷凝压力降至0kPa也需要一段时间，烘烤供热和停止供热均存在迟后现象，导致装烟室温度不能适应烘烤工艺要求及时上升或下降。在一个装烟室温度变化周期内，相当长时间装烟室温度不在烘烤工艺所要求的温度范围。装烟室温度波动较大，烟叶烘烤质量不佳，尤其寒冷季节，传统热泵烤房烤坏烟叶现象更为突出。为了能控制装烟室中心湿空气温度，提高干烟叶烘烤品质，有必要改进热泵烤房结构和烘烤热源特性。

解决现有热泵烤房无法立即升降温的问题，是让热泵可真正用于烟叶密集烘烤工艺的重要一步。研发控温及时且节能高效的外置储热式热泵供热装置，有助于提高我国现有烤烟装备技术水平，并促使烟草行业可持续发展。

发明内容

为了解决现有热泵烤房开始供热和停止供热存在明显迟后，导致装烟室温度波动幅度大、难以控温、烘烤时间延长和干烟叶品质无保障等问题，本发明提供一种基于热泵供热、中间储热缓冲和无供热迟后间接加热烘烤技术，具有精准控温、烘烤周期长短不限、无人值守和三段式密集烘烤工艺相适应的外置储热式热泵供热装置。

外置储热式热泵供热装置，主要包括加热器，风机，储热罐，热泵，温控器和烤房控制器，热泵主要包括压缩机，蒸发器，毛细管和冷凝器，压缩机，蒸发器和毛细管均放置在密集烤房热风室前墙外，冷凝器放置在储热罐中，储热罐和风机放置在热风室外，储热罐罐壁设置空气进口和空气出口，储热罐空气出口和风机空气进口之间用管道连接，风机空气出口和加热器空气进口之间用管道连接，加热器空气出口和储热罐空气进口之间用管道连接，加热器吊挂布置在热风室顶墙中心通风孔正下方，加热器呈正立矮方体状，加热器水平截面边长和热风室顶墙中心通风孔孔径相等，热风室前墙开设两孔分别供空气管道穿过和穿出，风机底座固定在热风室前墙外壁面上，热风室前墙外的空气管道和储热罐均敷设保温层，风机启停由烤房控制器依据装烟室中心湿空气温度控制，压缩机启停由温控器依据储热罐空气温度控制。