用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置的制作方法

本发明属于烟草复烤，它涉及一种用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，尤其是在一种烟草行业中，用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置。

背景技术：

1、随着国内精细化打叶复烤工艺及设备的不断发展，为了提高烟叶的品质，打叶复烤企业对干燥后的烟片水分和温度稳定性和一致性越来越重视。目前现有烟片复烤工艺及设备包括干燥、冷却、回潮，干燥过程采用多个分区对烟片进行复烤干燥加工，之后通过冷却气流将片烟进行冷却降温，以利于烟片的回潮加湿，输送网带承载烟片的输送速度6-12m/min，依次通过干燥、冷却、回潮，以达到烟片复烤加工后的水分和温度要求。目前烟片复烤设备技术采用蒸汽加热器加热空气对烟片进行加热干燥，采用环境空气对烟片进行冷却降温。由于环境气温的变化，烟片冷却降温效果不好，并且稳定性差，同样进入干燥段的新风来自于环境空气，也导致烟片加热干燥的稳定性不理想。往往导致复烤后的烟片水分和温度波动大，一致性差，产品质量达不到要求。特别当环境气温较高时，烟片冷却降温能力低，冷却效果差，无法满足烟片冷却后温度的加工工艺要求。这是烟叶复烤企业共同面临的、急需解决的难题。

2、经检索，中国专利cn201610834700.x公开的名称为“一种空气能循环制冷加热系统的工作方法”的专利公布了所述压缩机将由工作间回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的气体流经冷凝器后传导到隧道炉内，并在压力的持续作用下变成液态冷媒，液态冷媒经膨胀阀进入蒸发器，由于冷凝器的压力骤然降低，此时液态的冷媒迅速蒸发变成气态并吸收大量蒸发器的热量，同时在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气释放至工作间内并为工作间制冷和产品降温。该专利技术是实现一体式空气能不但可以将空气中的热量加热烤炉，还可以将失去大量热量的空气，即冷气排放到车间和产品上，实现车间制冷和产品降温。不采用气源热泵用于一台具有加热干燥和冷却降温功能的散状物料连续加工设备上，经蒸发器出口获得的低温空气用于对加热干燥的烟叶进行冷却降温，经冷凝器加热的空气经二次加热控制温度后用于对烟叶进行加热干燥。中国专利cn201710529183.x授权的名称为“一种隧道烘干系统及烘干方法”的专利公布了通过提供一种隧道烘干系统及烘干方法，所述隧道烘干系统包括循环风道、循环风机、除湿风机、全热交换芯体以及热泵机组；待烘干物料位于室内冷凝器和全热交换芯体a风道的进风口侧之间；蒸发器位于全热交换芯体a风道出风口一侧，全热交换芯体的a风道出风口与所述全热交换芯体的b风道进风口联通，所述除湿风机位于全热交换芯体的b风道出风处；循环风机出风侧的风依次通过室内冷凝器、待烘干物料后，一部分直接回到循环风机的进风侧，一部分经全热交换芯体的a风道、蒸发器、全热交换芯体的b风道、除湿风机后回到循环风机的进风侧。该系统成本低、无污染、热能利用率高、不受环境影响。该专利技术是实现烘干系统循气流除湿烘烤，不采用热泵蒸发器出口的空气对烟叶进行冷却降温。中国专利cn202210472841.7公开的名称为“一种光伏热一体化太阳能驱动的烤房-冷库耦合系统”的专利公布了该光伏热一体化太阳能驱动的烤房-冷库耦合系统，包括冷库制冷系统、冷库冷却水系统、太阳能pv/t系统、冷库-热泵-太阳能水环路系统、热泵系统、烘烤房空气循环系统组成。该系统能很好的实现不同季节冷库的制冷量、烤房供热量、太阳能供应量之间的匹配，实现系统内部能量的平衡：夏秋季节冷库制冷量大、排热量大，太阳能pv/t系统的发电量大、集热量大，此时烘烤房的所需热量、所需电量也大，但此时生活热水需热量较小，容易实现能量内部供需平衡。该专利技术是实现不同季节冷库的制冷量、烤房供热量、太阳能供应量之间的匹配，实现系统内部能量的平衡，不采用热泵蒸发器出口的空气对烟叶进行冷却降温。

技术实现思路

1、本技术的发明目的是针对现有技术的不足，提出一种用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，它采用了气源热泵的逆卡诺原理捕捉环境空气中的热量，在获得的低于环境温度的空气用于烟片冷却的同时，把捕捉的热量用于烟片预热干燥，实现烟片复烤机对烟片进行干燥和冷却连续生产加工的工艺需求，并根据需要，进行热能传递和充分利用，实现节能减排，解决烟片复烤过程烟片冷却降温效果不好，烟片冷却温度受环境气温影响大，水分和温度不稳定以及一致性差的问题。

2、为了完成本技术的发明目的，本技术采用以下技术方案：

3、本发明的一种用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，它包括：物料输送器、气流加热干燥器、加热器、气流冷却器、第一气源热泵和第二气源热泵，第一气源热泵由依次相连的第一气源热泵压缩机、第一气源热泵蒸发器、第一气源热泵膨胀阀和第一气源热泵冷凝器组成的回路，第二气源热泵由依次相连的第二气源热泵压缩机、第二气源热泵蒸发器、第二气源热泵膨胀阀和第二气源热泵冷凝器组成的回路，其特征在于：第一气源热泵蒸发器的进气口通过第一二通阀与大气相通，第一气源热泵蒸发器的出气口通过管道与第二气源热泵蒸发器的进气口相连，第二气源热泵蒸发器的出气口通过第二三通阀分别与气流冷却器的进气口相连和大气相通，第二气源热泵冷凝器的进气口与大气相通，第二气源热泵冷凝器的出气口依次与第一气源热泵冷凝器、加热器和气流加热干燥器进气口相连，气流加热干燥器出气口通过第一三通阀与大气相通或与第一气源热泵蒸发器的进气口相连，气流冷却器的进气口通过第二二通阀与大气相通，气流冷却器的出气口与大气相通，物料输送器依次穿过气流加热干燥器和气流冷却器；空气通过第一气源热泵蒸发器和第二气源热泵蒸发器冷却后，排入大气或返回到气流冷却器，对物料输送器上的烟片进行冷却；大气依次通过第二气源热泵冷凝器、第一气源热泵冷凝器和加热器加热送入气流加热干燥器，对物料输送器上的烟片进行加热。

4、本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，其中：所述第一气源热泵压缩机和第二气源热泵压缩机为变频式压缩机。

5、本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，其中：用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置还包括：控制器、第一温度探头、第二温度探头、第三温度探头和第四温度探头，第一温度探头装在第一气源热泵蒸发器进气口的管道上，第二温度探头装在第二气源热泵蒸发器出气口的管道上，第三温度探头装在加热器上，第四温度探头装在第二气源热泵冷凝器和第一气源热泵冷凝器之间的管道上；控制器分别与第一温度探头、第二温度探头、第三温度探头、第四温度探头、第一气源热泵压缩机和第二气源热泵压缩机相连。

6、本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，其中：所述控制器还分别与第一二通阀、第二二通阀、第一三通阀和第二三通阀相连。

7、本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，其中：所述气流加热干燥器、第一气源热泵蒸发器、第二气源热泵蒸发器、第一气源热泵冷凝器、第二气源热泵冷凝器、加热器或气流冷却器内还装有风扇。

8、本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，其中：所述加热器为蒸汽加热器或电加热器。

9、本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置，其中：所述第一气源热泵的回路和第二气源热泵的回路中流动的液体是制冷剂。

10、相比现有技术，本发明的用气源热泵对烟片进行加热干燥和冷却降温的装置具有以下有益效果：

11、1.气源热泵烟片加热干燥及冷却降温装置的烟片复烤机，环境气温较高时，气源热泵捕捉环境空气中的热量，获得的低于环境温度的空气用于烟片冷却，经过气流冷却降温器后，实现冷却后烟片的控制温度从现有的35～45℃(±2℃)降低到20～40℃(±1℃)。并且消除高温天气时，环境气温对冷却后烟片温度的超标影响。

12、2.由气流加热干燥器和气流冷却器组成的烟片复烤机，把从第一气源热泵和第二气源热泵中捕捉的热量用于对气流加热干燥器的环境空气进行预加热，使气流温度升高5～10℃，实现气流加热干燥器的蒸汽耗量比现有技术降低了80～150kg/h，并且减小了环境气温波动对气流加热干燥器干燥热风的温度波动。

13、3.整个烟片复烤干燥过程中，减小对气流加热干燥器的干燥热风温度波动，并拓宽气流冷却器对烟片冷却降温的温度控制，实现烟片物料水分和冷却温度的精准细化控制，在同一台物料输送器上对烟片同时进行加热和冷却，提高烟片复烤过程水分和温度的一致性。