一种用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法及设备.pdf

本发明公开的用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法包括一台空气源热泵主机、一套集中供热机构、多个标准烤房（9）及总控制器（11），所述空气源热泵主机产生的热能通过集中供热机构分配到各个标准烤房内对其内的空气进行热交换，所述空气源热泵主机和集中供热机构由总控制器（11）集中控制。解决了现有烟叶烘干房存在的设备投入大、热能利用率低、冷媒导热管易泄漏制冷剂、不宜集中管理、生产成本高的问题，使用一台空气源热泵主机就可以同时满足多个标准烤房的热量需求，达到降低生产成本、便于集中控制、提高热能利用率、确保系统安全运行的目的。

1.  一种用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法，包括一台空气源热泵主机和多个标准烤房（9），其特征是：还包括一套集中供热机构及总控制器（11），所述空气源热泵主机产生的热能通过集中供热机构分配到各个标准烤房内对其内的空气进行热交换，所述空气源热泵主机和集中供热机构由总控制器（11）集中控制。

2.  根据权利要求1所述的用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法，其特征是：所述空气源热泵主机的压缩机为并联压缩机（1）。

3.  一种实现权利要求1所述的用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法的设备，包括主要由并联压缩机（1）、风冷蒸发器（2）、轴流风机（3）、膨胀阀（4）和水冷冷凝器（5）组成的空气源热泵主机和多个标准烤房（9），其特征是：还包括主要由热水循环水泵（6）、集热水箱（7）、热水供水泵（8）和散热器（10）组成的集中供热机构和总控制器（11），所述集中供热机构的集热水箱连接在空气源热泵主机的水冷冷凝器的进、出水口和各个标准烤房的总供、回水管之间，并在水冷冷凝器进水口和集热水箱循环水出水口之间的连接管路上连接有热水循环水泵，在所述集热水箱热水供水口和各个标准烤房总供水管之间的连接管路上连接有热水供水泵，在每个标准烤房内安装有散热器，每个散热器的进水口端分别与各个标准烤房的总供水管连接、出水口端分别与各个标准烤房的总回水管连接，所述并联压缩机、轴流风机、热水循环水泵和热水供水泵由总控制器控制。

4.  根据权利要求3所述的用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法的设备，其特征是：所述并联压缩机（1）由两台或多台单压缩机并联构成。

5.  根据权利要求3所述的用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法的设备，其特征是：所述空气源热泵主机的热量输出端，即水冷冷凝器（5）的水侧与各个标准烤房（9）之间所有管路均通过导热水管连接。

6.  根据权利要求3所述的用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法的设备，其特征是：所述标准烤房（9）由多个标准烤房形成一组密集型烤房。

一种用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法及设备
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，主要涉及的是一种用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法及设备。可广泛应用对物品、尤其是烟叶等农作物的烘干。
背景技术
先进的烟叶烘烤设备是实现科学的烘烤工艺、提高烟叶品质、降低劳动强度和生产成本的基础。与传统烤房相比，密集型烤房采取强制通风热风循环，具有装烟量大、省工、省时、烤后烟叶质量优良等特点，因而在国内外烤烟生产中均得到了一定的推广应用。
公知的密集型烤房加热设备主要由加热炉、火管（烟气-空气换热器）、烟囱三部分组成，置于与装烟室相邻的加热室内，来自装烟室的空气经火管加热后通过循环风机送入装烟室内。由于这种加热方式造成的热损失比较大，因此，这种密集型烤房加热系统的有效能耗利用率较低，仅仅约占加热炉燃料发热量的20%～35%。且采用的燃料多为煤炭，不仅会对周围环境造成严重的污染，也会造成能源资源的危机。在能源危机和环境污染的双重压力下，开发利用高效清洁的可再生能源逐渐成为烤房节能的发展方向之一。
空气源热泵作为一种高效节能环保保热水系统，其应用日益普及。它采用高温制冷剂，通过将空气中或低温水中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一起送到高温环境中去应用。其送风温度完全能够满足烟叶烘烤对热源温度的要求。在烟叶烘烤季节，由于环境温度较高，空气源热泵的供热系数较高，节能效益更明显，因此采用空气源热泵进行烟叶烘烤是降低密集型烤房能耗的有效途径之一。目前，市场上开发的高温烘干热泵机组在烟叶烘干系统中的应用方式均采用一台空气源热泵主机匹配一个标准烤烟房，那么，要对由十个标准烤烟房组成的密集型烤房进行烟叶烘烤时，就要同时配备十台空气源热泵主机，不利于集中控制，也无疑形成了烟叶烘烤的高成本投入，大大降低了热泵烘烤系统的整体经济性，且热能利用率较低。此外，这类空气源热泵机组采用的载冷剂是制冷剂，空气源热泵机与烤烟房内散热器之间是通过冷媒导热管进行连接的，冷媒导热管内流的是制冷剂，故存在较高的制冷剂泄漏风险，系统安全性较差。
发明内容
本发明的目的是针对上述空气源热泵烘干装置的不足，提出一种用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法及设备。解决了现有烟叶等农作物烘干房存在的设备投入大、热能利用率低、冷媒导热管易泄漏制冷剂、不宜集中管理、生产成本高的问题，使用一台空气源热泵主机就可以同时满足多个标准烤房的热量需求，达到降低生产成本、便于集中控制、提高热能利用率、确保系统安全运行的目的。
   本发明实现上述用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法目的采取的技术方案是：其包括一台空气源热泵主机、一套集中供热机构、多个标准烤房和总控制器，所述空气源热泵主机产生的热能通过集中供热机构分配到各个标准烤房内对其内的空气进行热交换，所述空气源热泵主机和集中供热机构由总控制器集中控制。
   本发明所述空气源热泵主机的压缩机为并联压缩机。
   本发明实现上述用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配设备目的采取的技术方案是：其主要由并联压缩机、风冷蒸发器、轴流风机、膨胀阀和水冷冷凝器组成的空气源热泵主机和多个标准烤房，主要由热水循环水泵、集热水箱、热水供水泵和散热器组成的集中供热机构和总控制器，所述集中供热机构的集热水箱连接在空气源热泵主机的水冷冷凝器的进、出水口和各个标准烤房的总供、回水管之间，并在水冷冷凝器进水口和集热水箱循环水出水口之间的连接管路上连接有热水循环水泵，在所述集热水箱热水供水口和各个标准烤房总供水管之间的连接管路上连接有热水供水泵，在每个标准烤房内安装有散热器，每个散热器的进水口端分别与各个标准烤房的总供水管连接、出水口端分别与各个标准烤房的总回水管连接，所述并联压缩机、轴流风机、热水循环水泵和热水供水泵由总控制器控制。
本发明所述并联压缩机由两台或多台单压缩机并联构成。
本发明所述空气源热泵主机的热量输出端，即水冷冷凝器的水侧与各个标准烤房之间所有管路均通过导热水管连接。
本发明所述标准烤房由多个标准烤房形成一组密集型烤房。
本发明通过增加空气源热泵主机的压缩机数量来加大热能的产生量，并将空气源热泵主机产生的热量以热水的形式先通过集热水箱储存起来，再通过热水供水泵升压后将热水打入密集型烤房总供水管，然后均匀分配到各个标准烤房内的散热器中进而对烤房内的空气进行加热以达到烘干烟叶等农作物的目的。
由于一台空气源热泵主机采用多台压缩机，总控制器可根据烤房负荷变化通过启动不同数量的压缩机来实现多级能量调节，实现一台空气源热泵主机和一套集中供热机构就可以满足多个标准烤房的热量需求，并且能够达到热量精确控制，使热能的利用率最大化，避免了热能的浪费。另外，设备只含一台空气源热泵主机和一套集中供热机构，便于集中管理和集中运行，可有效缩短物料烘干的整体时间，从而大大提高了生产效率，同时，便于热能的集中管理，有效地降低了设备成本和人力成本。此外空气源热泵主机具备多级能量调节功能，同时还具备一套集中供热机构，并采用总控制器进行集中控制，自动化程度高，可根据烤房的实际热量需求快速做出能量调节反应，从而有效提高物料烘干质量。
由于空气源热泵主机的热量输出端（即水冷冷凝器水侧）与烤房内散热器之间的所有管路都是通过导热水管进行连接的，且导热水管内流的是载冷剂水，载冷剂水的压力一般都在6bar以下，泄漏风险较低，当然也会存在泄漏问题，即使存在泄漏，因为系统中有蓄热水箱，蓄热水箱除具备蓄水功能外还具备补水功能，可以保证导热水管中始终充满水而不影响系统正常工作，此外水泄漏对大气环境也是没有污染的；而冷媒导热管内走的是制冷剂，压力可高达26bar以上，泄漏风险高，一旦存在泄漏，热泵主机内的制冷剂总量就会急剧衰减而导致主机不能正常工作，此外制冷剂属于化学物品，一旦泄漏会造成温室效应、臭氧层空洞等环境问题，人体一旦接触还会造成人体器官的冻伤，危害较大，且制冷剂较为昂贵，泄漏将造成一定的经济损失。因此，本发明解决了热泵主机与烤房内散热器连接的所有导热管路的制冷剂泄漏问题，确保了系统安全运行。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
图中：1、并联压缩机，2、风冷蒸发器，3、轴流风机，4、膨胀阀，5、水冷冷凝器，6、热水循环水泵，7、集热水箱，8、热水供水泵，9、标准烤房，10、散热器，11、总控制器。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下。但本发明不局限以下实施例，烘烤的物品包括任何物品，尤其是对烟叶等农作物的烘烤。
如图1所示：本实施例所述的一种用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法，空气源热泵主机产生的热能由总控制器11集中控制，通过集中供热机构分配到各个标准烤房内对烤房内的空气进行热交换，以达到烘干烟叶的目的。所述空气源热泵主机采用的载冷剂是水，其与多个标准烤房之间的连接管路是通过导热水管进行连接的，解决了制冷剂泄漏问题，确保了系统的安全运行。
本实施例实现上述用于密集型烤房的空气源热泵集中供热分配方法的设备包括一台空气源热泵主机、一套集中供热机构、多个标准烤房9和总控制器11。所述的空气源热泵主机为公知产品，包括并联压缩机1、风冷蒸发器2、轴流风机3、膨胀阀4、水冷冷凝器5，所述并联压缩机1由两台或多台单压缩机并联而成的（压缩机匹数和台数的选择是根据烤房的大小和数量来决定的）。并联压缩机1的总排气口与水冷冷凝器5的冷媒进口相连接，水冷冷凝器5的冷媒出口与膨胀阀4（用于节流降压、调节制冷剂流量）的冷媒进口相连接，膨胀阀4的冷媒出口与风冷蒸发器2的冷媒进口相连接，风冷蒸发器2的冷媒出口与并联压缩机1的总吸气口相连接，在所述风冷蒸发器2的空气进气口部位设置有轴流风机3，作用是辅助风冷蒸发器2从周围环境中吸收大量的空气能。所述的集中供热机构包括热水循环水泵6、集热水箱7、热水供水泵8、和散热器10，用于储存热水的集热水箱7通过导热水管连接在空气源热泵主机的水冷冷凝器5的进、出水口和各个标准烤房9的总供、回水管之间，集热水箱7为普通不锈钢保温水箱。在所述水冷冷凝器5进水口和集热水箱7循环水出水口之间的连接管路上连接有热水循环水泵6，在所述集热水箱7热水供水口和各个标准烤房9总供水管之间的连接管路上连接有热水供水泵8。所述空气源热泵主机的热量输出端，即水冷冷凝器5水侧与各个标准烤房9之间所有管路都是通过导热水管进行连接的，确保系统的安全运行。在各个标准烤房9内均安装有散热器10，每个散热器10的进水口端分别与各个标准烤房9的总供水管连接、出水口端分别与各个标准烤房9的总回水管连接。所述的各个标准烤房9为集中设置，方便集中管理。一般由多个标准烤房形成一组密集型烤房。总控制器11采用的是PLC300智能控制器，主要对并联压缩机1、轴流风机3、热水循环水泵6和热水供水泵8进行控制。刚开机时，热水供水泵8处于关闭状态，总控制器11相继开启热水循环水泵6和热泵主机，当蓄热水箱内的热水温度达到烤房所需供热温度时，总控制器11相继关闭热泵主机和热水循环水泵6，同时开启热水供水泵8，开始向各个烤房集中供应热水，经过一段时间的循环后，蓄热水箱内的热水温度会降低，当热水温度降低到系统设定值时，总控制器11便重新启动热水循环水泵6和热泵主机继续对蓄热水箱内的热水进行加热，与此同时，只要有需要供热的烤房存在，热水供水泵8就一直处于开启状态，热水供水泵8只有在初次开机和烘烤任务全部结束时才处于关闭状态。总控制器11所采用的控制方式和控制电路采用的是公知技术，在此不再赘述。
使用时，空气源热泵主机产生的热量以热水的形式先通过集热水箱7储存起来，再通过热水供水泵8升压后将热水打入密集型烤房总供水管，然后均匀分配到各个标准烤房9内的散热器10中进而对烤房内的空气进行加热以达到烘干烟叶的目的，热交换后的冷却水进入集热水箱7内作为储存系统循环水，再进入水冷冷凝器5内循环使用。