高温热泵烟叶烤房的研究与应用
密闭式电热泵烤房在烟叶烘烤中的应用研究
———————————————————————作者简介:何明星（1982-），男，湖北宜都人，本科，工程师，主要从事节能服务和综合能源服务管理工作；康立伟（1984-），男，辽宁抚顺人，硕士，工程师，主要从事节能服务和综合能源服务管理工作。
0引言烟草行业作为云南的主要经济支柱和利税大[1]，烟叶烘烤是烟草产业链上的核心关键环节，云南烟草业通过实施卧式烤房集中化、烘烤专业化，促进了烟草行业进一步升级提质[2]，也随之带来了一些问题。
传统卧式烤房以燃煤为主要燃料提供热源进行烘烤，在燃煤供热过程中会产生大量粉尘、碳氧化合物、硫化合物等，造成环境污染[3]。
热泵技术是近年来迅速发展的节能技术，具有升温、降温、除湿功能。
2020年，云南省玉溪地区建成云南首个30座电能密闭式热泵烤房群，带来很好的烘烤示范效果；楚雄、德宏、大理、丽江、文山等地也在积极推广使用电能密闭式热泵烤房，烘烤使用效果得到当地烟草公司、相关从业人士一致好评。
烟叶半成品生产加工过程中，水分处理作为烟叶烘烤的重要工艺环节，烘焙工具的选择对烟叶烘烤质量的影响至关重要。
随着科学技技术的发展，烟叶烘烤模式从最初的明火烤烟向火管烤烟、自然排湿型普通烤房烤烟、密集烤房烤烟、节能环保烤房烤烟演变，在这一系列的演变过程中烘烤环节用工、烘烤操作难度都得到大幅度降低，但同时也暴露出一些新的问题，例如烟气污染物集中排放带来的环保压力，风速过大带来的烤后烟叶油份降低，干筋期长时间高温带来的烤后烟叶枯焦味重，强制排湿导致的烤后香气减少、评吸口感下降等[5]。
本文通过对比电能密闭式热泵烤房和传统密集型烤房在能源消耗与污染物排放量、烟叶常规化学成分以及烘烤烟叶经济效益与成本等方面的解析，以期为电能密闭式热泵烤房推广应用作参考。
1电能密闭式热泵技术研究电能密闭式热泵技术是通过冷凝器内的制冷剂冷凝释放热量供热的高效节能装置，热泵烤房采用热泵吸收空气中的热量进入烤房加热室内，热空气通过烟层后返回烤房加热室进行循环[4]。
高温型热泵烟草烘干机的优缺点
高温型热泵烟草烘干机的优缺点高温型热泵烟草烘干机是一种利用热泵技术将低温热量升温以实现烟草烘干的设备。
与传统的热风烘干机相比，高温型热泵烟草烘干机具有许多优点，但也存在一些缺点。
首先，高温型热泵烟草烘干机的主要优点之一是能耗低。
这种热泵烘干机利用环境中的低温热能，通过热泵系统进行能量转换，将低温热量升温以供给烘干过程使用。
相比传统的热风烘干机，它可以节省大量电能和燃料，降低了能源消耗并减少了对环境的污染。
其次，高温型热泵烟草烘干机具有烘干效果好的优点。
在热泵系统的作用下，低温热量被升温并传递到烟草上，使烟草内部的水分得以蒸发，并通过排湿系统将湿气排出去，达到烘干的目的。
相比传统的烘干方法，这种热泵烘干机能够更加均匀地加热烟草，避免了过度干燥或不足干燥的问题，提高了烟草的质量和产量。
此外，高温型热泵烟草烘干机还具有操作简单、自动化程度高的特点。
该设备配备了先进的控制系统和传感器，能够监测和自动调节烘干过程中的温度、湿度等参数，保证烟草烘干的效果和稳定性。
操作人员只需简单设置参数，设备就能够自动完成烘干任务，减少了人工干预的需求，提高了工作效率。
然而，高温型热泵烟草烘干机也存在一些缺点。
首先，该设备的建设和维护成本较高。
热泵系统需要较为复杂的设备和零部件，并且需要进行定期的维护和保养，以保证设备的正常运行。
此外，由于热泵烘干机对烟草质量的要求较高，需要进行精确的温度和湿度控制，因此设备中的传感器和控制系统也需要较高的精度和稳定性，增加了设备的成本和难度。
其次，高温型热泵烟草烘干机在一些特殊情况下可能存在一定的适用性问题。
由于热泵烘干机对环境温度和湿度的要求较高，当环境温度过低或者湿度过高时，设备的烘干效果可能会受到一定的影响。
此外，在一些地区或季节，由于气候条件的限制，低温热能的获取可能会受到一定的困难，进而影响设备的正常运行。
综上所述，高温型热泵烟草烘干机具有能耗低、烘干效果好、操作简单等优点，但也存在成本较高和适用性受限等缺点。
探析预设型高温除湿热泵在烟叶烘干中的应用
探析预设型高温除湿热泵在烟叶烘干中的应用摘要：烟叶种植和烟叶生产对于技术要求较高，这主要由于传统的生产流程中会产生的大量有害物质，容易造成空气污染。
本文在论述烟叶烘干技术时，提出了选用预设型高温除湿热泵设备的方案。
首先分析了预设型高温除湿热泵在烟叶烘干过程中的运行原理，随后总结了该设备在实际运行中的节能特点和环保特点，最后结合现代信息技术，设计了热泵烘干流程的控制系统，提升控制能力。
关键词：烟叶生产；烟草加工；高温除湿热泵；控制系统在烤烟生产过程中，烟叶烘干需要选择种植田内部已经生长成熟的新鲜烟叶，同时合理控制烘干环境的温湿度条件。
当环境温湿度符合烘干条件后，再执行烟叶烘烤，管理人员则需要对整个烘烤过程中烟叶的变化情况进行观察，使烟叶烘干过程得到控制，同时保证烟叶能够具有优良品质。
除此之外，通过合理的设备运行和环境控制还能够避免有毒气体的排放，防止其影响空气环境，造成污染。
一、预设型高温除湿热泵烟叶烘干运行方式（一）预设型高温除湿热泵的烘干运行单元本文所选取的预设型高温除湿热泵设备是目前烟叶生产中的首选的烘干设备，该设备内部包含直流变频压缩机、翅片式蒸发器和冷凝器以及电子膨胀阀等重要设备，这些设备的运行保证了设备在烘干中，具有较为流畅的烘干处理方式和废气处理方式，避免造成烘干废弃的直接排放，影响空气质量。
图1为某品牌高温除湿热泵设备。
图1 一种预设型高温除湿热泵设备在实际的烘干作业中，机组通常选用R134型号制冷剂，对设备出风口的出风温度进行控制，从而实现热量利用率的有效提升，同时避免造成烘干热量的浪费。
在完成烘干之后，需要借助凝露排湿系统对烟叶进行排湿。
在这个系统内部，排水盘和排水管是核心设备，机组通过冷凝，使烟叶潮湿的水分快速排出，并导出到机组之外。
（二）预设型高温除湿热泵除湿方法在针对烟叶进行加热之后，烟叶当中的湿气和水分得到了充分暴露，此时热泵设备需要借助蒸发器交换方式，对烟叶中的水分进行吸取派出，使其能够在进入烘房之前完成水分吸收。
电热泵烤房与普通密集烤房烤烟烘烤对比试验
电热泵烤房与普通密集烤房烤烟烘烤对比试验随着现代化农业的发展和技术的进步，农业生产设备也在不断更新换代。
在烟叶烘烤过程中，烤房的选择对于烟叶的质量和烘烤效果有着至关重要的影响。
传统的密集烤房在烘烤烟叶过程中存在着能耗高、热效率低、环境污染等问题，而电热泵烤房则是一种新型的烘烤设备，具有节能环保、热效率高等优点。
本文将通过对比试验的方式，对电热泵烤房与普通密集烤房在烤烟烘烤过程中的性能进行对比分析。
一、对比试验设计为了对比两种烤房在烟叶烘烤过程中的性能差异，我们设计了一系列的对比试验。
我们分别选择了一台电热泵烤房和一台传统的密集烤房进行试验。
然后，在相同的烘烤温度、湿度和时间条件下，对比两种烤房在烟叶烘烤过程中的能耗、热效率、烟叶质量等指标。
二、试验结果分析1. 能耗对比在相同的烘烤条件下，我们对比了两种烤房的能耗情况。
结果表明，电热泵烤房的能耗明显低于传统的密集烤房。
这是因为电热泵烤房采用了先进的电热泵技术，能够充分利用空气中的热能，实现能源的高效利用。
而传统的密集烤房则需要大量的燃料进行加热，能耗较高。
2. 热效率对比3. 烟叶质量对比在对比试验中，我们还对比了两种烤房在烟叶烘烤过程中的烟叶质量情况。
结果显示，经过电热泵烤房烘烤的烟叶质量明显优于传统密集烤房。
这是因为电热泵烤房采用了温度、湿度等多参数控制技术，能够更好地保持烟叶的色香味。
三、结论通过对比试验的结果分析，我们可以得出如下结论：1. 电热泵烤房的能耗明显低于传统的密集烤房，节能效果显著。
2. 电热泵烤房的热效率明显高于传统的密集烤房，烘烤效果更好。
3. 电热泵烤房烘烤出的烟叶质量明显优于传统密集烤房，色香味更佳。
电热泵烤房在烟叶烘烤过程中具有明显的优势，能够更好地满足现代农业生产的需求。
推广电热泵烤房技术，实现绿色、高效的烟叶烘烤，对于提高烟叶品质和农业生产效益具有重要意义。
太阳能-电热泵技术在烟叶烤房中的应用
太阳能-电热泵技术在烟叶烤房中的应用董贤春;刘兰明;周红权;伍正斌;乔德平;陈振国;望运喜【摘要】在宜昌市兴山县烟区进行电能热泵加热为主,辅以太阳能加热、热风循环、温湿度自控的烟叶烘烤研究.空房测试表明,太阳能-电热泵烤房空房下烤房温度较均匀,能够满足烘烤需要,建成的烤房可烤烟480～520杆,烤后橘黄烟比例增加;通过8烤次的烟叶烘烤,该烤房比当地其他类型烤房能耗更低,在海拔800 m左右时,干烟平均用电能耗为2.68(kW·h)/kg,比当地其他密集式烤房节省成本0.67～0.83元/kg,烘烤成本节省35%左右;气候统计表明,烘烤期间平均气温、最高温度、日照时间与该烤房的单位耗电量表现为负相关,其相关系数分别为0.864、0.829和0.911.结合兴山气候实际及烤房能源方式,在兴山县中山烟区,太阳能-电热泵烤房有一定的推广应用价值.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2010(049)002【总页数】4页(P461-464)【关键词】电热泵;太阳能;能耗;相关系数【作者】董贤春;刘兰明;周红权;伍正斌;乔德平;陈振国;望运喜【作者单位】宜昌市烟草公司兴山营销部,湖北,兴山,443700;宜昌市烟草公司兴山营销部,湖北,兴山,443700;宜昌市博创电气自动化科技有限公司,湖北,宜昌,443000;宜昌市烟草公司兴山营销部,湖北,兴山,443700;宜昌市烟草公司兴山营销部,湖北,兴山,443700;湖北省烟草科研所,武汉,430030;宜昌市烟草公司兴山营销部,湖北,兴山,443700【正文语种】中文【中图分类】S572;S214.3目前，我国生产上每烤1 kg干烟叶的耗煤量一般为 2.2～3.2 kg，热能利用率仅为 20%左右［1，2］，且用煤及用木料烘烤普遍造成资源浪费和环境污染，而电能作为一种安全、高效、清洁的能源，具有传输方便、控制容易、无污染等优点。
参考热泵供热技术方面的研究［3］，以其及在木材、蔬菜加工、烟叶烘烤等方面进行的试验研究［4－9］，特别是近几年来太阳能利用设备技术水平的提高，使烟叶烘烤中使用电能、太阳能成为可能［10，11］。
热泵型烟叶烤房的设计探究_孙晓军
烟草设备热泵型烟叶烤房的设计探究孙晓军1,杜传印2,王兆群2,王先伟2,孙其勇1,孟庆宏2,岳永兴2,钱江增2,谭青涛31山东省标准化研究院,济南市六里山路13号250021;2山东省烟草公司潍坊市公司,潍坊261061;3山东省烟草公司临沂市公司,临沂276003摘 要:根据热泵原理设计开发了收集空气中热能的烟叶烤房。
实践证明:相对于燃煤烤房,热泵烤房具有环保,降低烘烤成本和劳动强度,有效提高烘烤质量等优势。
关键词:烟叶;热泵烤房;应用doi :1013969/j.issn.100425708120101011007中图分类号:TS441 文献标识码:A 文章编号:100425708(2010)0120031205Inve stigation into the de sign and development of heat pump equippedtobacco leaf bulk curing 2barnS UN X iao 2jun 1,DU Chuan 2yin 2,W ANG Zhao 2qun 2,W ANG X ian 2wei 2,S UN Qi 2y ong 1,ME NG Qing 2hong 2,Y UE Y ong 2xing 2,QI AN Jiang 2zeng 2,T AN Qing 2tao 31Shandong Institute of Standardization ,ji ’nan 250021,China ;2Weifang T obacco C om pany of Shandong ,weifang 261061,China ;3Linyi T obacco C om pany of Shandong ,linyi 276003,ChinaAbstract :T obacco bulk curing barn was designed and developed using heat pum p principle which can collect thermal energy in the air.It was proved in practice that heat pum p bulk curing barn had the advantages of environment protection ,lower parching cost ,and labor intensity as well as efficiently im proving parching quality etc.over coal fired curing barn.K ey w ords :tobacco ;heat pum p bulk curing barn ;application作者简介:孙晓军,男,工程师,主要从事空调与制冷技术的应用与开发工作,E 2mail :sunxjun 28908@1631com基金项目:山东潍坊烟草有限公司烟叶科技项目[200811]收稿日期:2008201202 燃煤烘烤烟叶是我国烟叶初烤中长期且广泛采用的烘烤方式[1]。
烟叶烘干中的运用浅谈
烟叶烘干中的运用浅谈烟叶成熟采摘后必须经过烘烤加工才能制成工业用烟。
这个烘烤过程一般需要一百多个小时，完全由人工控制烤房燃烧室的火力，并监测烤房的温湿度，所以劳动强度很大，而且很难控制烤房的温湿度，也不能对整个烘烤过程进行精确计时，烤出的烟叶工业利用率较低。
为解决上述问题，热泵烘烤方式应运而生。
结合当前先进的烟叶烤房温湿度自动控制仪，智能监测传感器温湿度的变化，并根据烟叶烤制过程的最佳生化控制曲线，利用最先进的控制执行机构，保证烤房内的温湿度严格按照最佳生化曲线变化，从而提高了烤房内温湿度只精确度及烤烟质量，大大减轻烟农的劳动强度。
下面以一个实际工程案例，对烟叶热泵烘烤设计做一个详细的说明。
工程概述：以湖南郴州某烟叶基地为例，烘干烤房设计的鲜烟叶质量为3000kg，烟叶的含水量为90%，烘干后烟叶的水分要求达到16%。
烟叶烘干曲线图如下：烟叶烘干工艺曲线图简易烘烤工艺如下：（1）.烤房装满，开始加热，温度以每小时2°F到100°F（1.1℃/小时→37.8℃）升温，排风口若要排除过多的水份，使烟叶凋萎，开度要有足够大，特别当烟叶很湿时，应那样作。
在密集烤房，如果烟叶很湿，在升温加热前，应运转风扇12到24小时，用以排除过多的水份。
（2）保持100°F（37.8℃）直到全部烟叶变黄。
这一时期要提供足够的通风，以便烟叶变黄，那些装在底层的烟叶要完全凋萎。
但是要防止过度通风，过度通风烟叶变黄之前会被烤干（出现烤青现象）。
在多数情况下，干湿球读数差应保持2－3°F（1.1～1.7℃）之间。
（3）.当烟叶变为黄色并且足够凋萎时，以每小时2°F（1.1℃）的升温率到130°F（54.4℃）升高干球温度。
加大通风，以便使在这一时期任何时间，湿球读数都不超过105°F（40.6℃）。
在定色后期湿球温度不超过105°F （40.6℃），减小通风装置开度通常是允许的。
皖南烟区双制式热泵密集烤房应用效果研究
皖南烟区双制式热泵密集烤房应用效果研究摘要：本文通过对皖南烟区的实际情况进行调研，针对烟叶烘烤过程中存在的问题，提出了双制式热泵密集烤房的应用方案，并对其应用效果进行了研究。
通过实地调查和实验分析发现，双制式热泵密集烤房具有热效率高、环保节能等优点，能够有效提高烟叶烘烤效果，对于改善烤烟质量和提高烘烤效率具有一定的实际意义。
关键词：双制式热泵，密集烤房，烤烟质量，烘烤效率引言烟叶是我国的重要农产品之一，烤烟是烟叶经过发酵后，经过一定的工艺处理而成。
烤烟的烘烤工艺对于烟叶的品质和烟叶工业的发展具有至关重要的作用。
传统的烤烟烘烤工艺存在着能耗高、烟叶质量不稳定等问题，因此需要寻求一种新的烤烟烘烤工艺，以提高烟叶质量和烘烤效率。
一、烤烟烘烤现状分析1. 传统烘烤工艺存在的问题传统的烤烟烘烤工艺主要采用燃煤或者燃气等外部热源进行烘烤，这种方式存在着能耗高、环境污染等问题。
传统烤烟烘烤工艺的热效率不高，烘烤能耗较大，导致了烤烟生产成本居高不下。
烤烟烘烤过程中产生的废气和废热对环境造成了一定的污染，不符合现代环保要求。
传统烤烟烘烤工艺的烟叶烘烤质量不稳定，易受到外界环境的影响，存在着一定的风险。
2. 皖南烟区烘烤现状皖南烟区是中国烟叶主要产区之一，烤烟烘烤在当地有着悠久的历史和丰富的经验。
由于传统烘烤工艺存在的问题，当地烤烟烘烤效果不尽如人意，烤烟质量和产量都未能达到预期目标。
二、双制式热泵密集烤房的应用方案1. 设备构成与工艺流程双制式热泵密集烤房主要由双制式热泵系统、密集烤房组成。
双制式热泵系统是这种新型密集烤房的核心设备，它采用双制式热泵技术，具有双重循环系统，能够充分利用环境中的热量进行烘烤。
密集烤房则是烤烟的具体烘烤场所，采用全封闭式设计，能够保持烤烟烘烤过程中的温湿度。
双制式热泵密集烤房的工艺流程主要包括：原料准备、烤房预热、烟叶装车、烤烟烘烤、烟叶卸车等环节。
在烟叶烘烤过程中，双制式热泵系统通过被动循环和主动循环两种方式充分利用环境中的热量，将其转化为热能，覆盖在密集烤房内的烤烟，使得烟叶能够均匀受热，达到烘烤的目的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高温热泵烟叶烤房的研究与应用
摘要热泵可把电能转换为热能,同时又能够回收排湿过程中排出的热量,热泵烤烟房在能源的利用方面比燃煤烤房节省成本10%以上。
烤烟试验结果表明,其可严格按照三段式烘烤工艺对烟叶进行烘烤,自动化程度高,实现恒温控制;升温灵活、温度均匀,烤后烟叶成熟度好、颜色鲜亮、叶面叶背色度均匀一致,烟叶颜色均匀度好、组织结构疏松、油分足,杂色烟比例小,提高了烟叶的内在质量和上、中等烟比例,改善了烟叶的外观质量。
关键词热泵;热量回收;烟叶烤房;升温性能;烘烤成本;烤烟质量
燃煤烤烟是我国烟叶烘烤中长期且广泛采用的烘烤方式。
随着近几年来煤炭价格的大幅上涨,致使烟叶生产成本也水涨船高。
据统计,近年来燃煤成本在烟叶生产总成本中的比重已经超过18%。
煤炭作为不可再生能源,无休止地开采和消耗将造成其快速枯竭。
同时,煤炭等石化能源的使用是二氧化碳等温室气体增加的主要来源。
煤炭燃烧所产生的二氧化硫等有害物质,更是严重污染了大气环境,影响人们的身体健康。
随着现代烟草农业的发展,积极寻求开发可以替代煤炭进行烘烤的新型廉价能源,已成为烤烟生产中亟待解决的问题[1-3]。
空气热源作为大自然赋予人们的宝贵财富,可以说几乎是取之不尽、用之不竭。
随着人类科技的进步,太阳能取暖、太阳能发电、空气源热泵多方位利用已越来越受到人们的重视。
如果能将空气热源转移到烤房进行烟叶烘烤,无疑将会为烘烤能源的替代开辟新途径。
为积极响应国家“节能减排”的号召,达到发展现代烟草农业“降本减工,提质增效”的目的,笔者拟通过对空气热源的收集利用减少烘烤对煤炭的依赖,努力探索出一条循环、生态的烟叶生产发展之路。
1热泵烟叶烤房概述
热泵就是依据热力学第二定律,通过压缩机做功,并利用制热工质的物态变化,把空气中的热能转移至烤烟房内的一种设备。
热泵中的压缩机做功需要用电,但这里用电不是用来加热,而主要是用来搬运空气中的热能。
压缩机做功产生的热能也可回收到烤烟房内。
热泵作为一种新兴的制热装置在发达国家已开始普及。
由于其纯环保的制热方式及高效的热效比、成熟的微电脑控制,已经得到了人们的认可,并在生产、生活领域迅速发展。
应用热泵烤烟将大幅降低能源消耗,提高烟叶的烘烤质量,将为我国节能减排的经济发展战略作出巨大贡献。
热泵制热效率较高,其热效比可达到5以上,烘烤性能稳定,能有效准确地实现烘烤工艺要求的各项指标,确保烟叶内在和外观品质。
同时热泵烤烟可实现全自动控制,节约大量
人力资源。
如50～70座烤房的烘烤基地,在烘烤季节,仅需1台计算机,再配置2个维护人员、2个烤烟技术人员就可以完成烤烟作业工作。
工作环境大部分在办公室完成,真正实现轻轻松松烤烟的理想状态[4-6]。
2热泵烤房的技术原理
热泵烟叶烘烤设备主要由装烟室和加热系统两部分组成。
其中热泵加热系统主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四部分组成。
其工作原理为:根据热力学第二定律,设备从低温热源吸热,吸收的热能经压缩机做功后,变为高温热源,由管道传输到热交换器,进行热量交换,从而源源不断地向烤房提供热能,满足烟叶烘烤的需要。
3热泵烤房的烘烤特性研究
3.1初试热泵机组制热升温性能测试
2008年笔者在山东省昌乐县宅科烟站把1台燃煤烤烟房改造为热泵烤烟房,以测定其长温性能。
首先对原有的移动式燃煤烤房进行初步改造,在装烟室内侧加装3组热交换器,炉头处配备分别为1台2.5匹的三洋压缩机和2台5匹的三洋压缩机;新建1条热量循环通道,通道上方放置1台功率为3.3kW的离心式风机,以利热能进行循环利用;烤房的排湿窗外建2条排湿通道,以利热能的有效回收利用;冷风进风口设在热能循环通道的下部,安装半自动控制开关。
改造安装完成后,进行了空炉加热升温试验,从升温效果看,可达到8～10℃/h,完全适应烟叶烘烤的温度要求,最高温度可升至75℃。
3.2热泵定型机组制热升温性能测试
2009年10月研制成功热泵定型机组,并新建1组热泵烟叶烤房。
在烟叶装炉烘烤前进行空炉检测,以比较热泵烤房和燃煤烤房的升温性能(见表1)。
由表1可以看出,热泵烤房56℃以前平均升温速度为1℃/min,56℃以后升温速度有所减慢,平均升温速度为0.65 ℃/min。
燃煤烤房46℃以前平均升温速度为0.48℃/min,46℃以后平均升温速度为0.24℃/min。
可见热泵烤房的升温速度明显优于燃煤烤房,其制热性能高于燃煤烤房,同时也说明热泵烤房的保温性能要好于
燃煤烤房。
3.3热泵热量回收及冷风预热效果研究
烟叶水分的排除是烟叶烘烤的主要过程。
燃煤烤房的排湿过程主要是指烤房内的湿热空气通过排湿窗直接排放到空气中,这样就造成热能的无效消耗,通常由排湿窗排出的物理热占烘烤全部耗热的30%~50%。
热泵则可以通过冷凝器内制热工质的物态变化,把排湿汽中的热量大部分回收起来。
热泵烤房在排湿窗口加装2条热回收管道,湿热空气流经热泵冷凝器后,水分从气态变为液态,释放大量的热,热能被热泵充分回收,再通过压缩机送入烤烟房的换热器内,继续加热烤烟房,实现了热能的有效利用;同时冷风流经预热管道在烤房内预热后,温度则平均提高23℃左右,节约10%左右的热能(见表2)。
3.4热泵烤房烘烤成本分析
在整个烘烤季节,按烟叶不同着生部位,热泵烤房与燃煤烤房共计进行了5炉次烘烤试验(见表3),从效能对比结果来看,热泵烤房表现出较好的制热节能效果,干烟烘烤成本仅为1.67元/kg,比燃煤烤房节省0.11元/kg,烘烤时间延长13h,节能效果较为突出(见表4)。
热泵烤房能耗情况可通过耗电量进行分析。
其5个炕次的干烟叶耗电量分别为 1.78、2.80、2.41、2.00、2.16kW·h/kg。
由此可以看出,烤干1kg烟叶平均耗电量为2.23kW·h,热泵的耗电量随外界环境温度的升高而降低。
尤其外界环境温度越高,制热效率越高,节能效果越好。
当外界环境温度低于15℃时,其制热主要以电能损耗为主,烘烤成本要明显高于燃煤烤房。
3.5热泵烤烟房烟叶质量与产值分析
从中部烟叶外观质量评价来看,热泵烤房烤出的烟叶外观质量要明显好于燃煤烤房,烤后烟叶叶色加深,叶片正反面色泽均匀,油分增多,光泽强,多桔黄烟。
热泵烤房由于升温衡定,烟叶变黄充分均匀,烤后烟叶上等烟比例高于燃煤烤房10.93个百分点,中上等烟比例提高9.49个百分点,烟均价提高了1.47元/kg,经济效益显著提高(见表5)。
说明热泵烤房升温灵活,各层温差小,温湿度变化均衡,能明显提高烟叶的烘烤质量,有利于提高上中等烟比例。
4结论
(1)热泵烤房升温排湿性能稳定,供热效能比传统供热有一定程度地提高,可有效降低烘烤成本10%以上。
热泵烤房由于保温性能较好,受外界环境影响较小,温度保持均衡,波动范围很小,在烟叶变黄阶段、定色阶段、干筋阶段温度变幅基本稳定在±0.5℃,各阶段基本上不存在温度梯度,避免了出现温度猛升烤青烟的现象,有利于烟叶质量的提高。
(2)热泵烤烟可真正实现自动化控制与数据处理。
热泵工作一般根据三段式烘烤工艺对温湿度的要求,能自动地进行开、停机,确保烤房内衡定的温、湿度。
当烤房内温度与外界温差较大时,热泵设备的工作频率将按自动化控制程序设计的要求,有规律地增加,以保证烤房内温度不会出现过低或过高的现象,从而从根本上避免了烤青和挂灰现象的产生。
热泵烤烟工作大部分在办公室完成,可实行全自动控制,节省大量的人力资源。
(3)实现了烟叶烘烤的废气零排放。
热泵烤房在工作过程中无废渣,无污染气体排放,具有绿色环保优点,有显著的社会效益和环境效益。
(4)改善烟叶的外观质量,提高烟叶品质。
热泵烤房由于升温灵活、温度均匀,烤后烟叶成熟度好、颜色鲜、叶面叶背色度均匀一致,烟叶颜色均匀度好、组织结构疏松、油分足,杂色烟比例小,提高了烟叶的内在质量和上、中等烟比例,能够很大程度地改善烟叶的外观质量。
热泵烘烤设备的研制成功,不仅是一次烟叶烘烤设备的技术创新,而且将由此带动烤烟烘烤质量水平的整体提升。
热泵作为一种纯绿色的节能设备,不仅能够解决能源节约的问题,适应建设生态农业的要求,而且是一种环保高效资源在烟草行业的应用,对推进现代烟草农业建设具有重大现实意义。
5参考文献
[1] 王卫峰,陈江华,宋朝鹏,等.密集烤房的研究进展[J].中国烟草学科学,2005(3):12-14.
[2] 宫长荣.烤烟三段式烘烤导论[M].北京:科学出版社,2006.
[3] 孙敬权,任四海,吴永德.烤烟燃煤密集烤房的改进探讨[J].烟草科技,2004(9):43-44.
[4] 王庆福,甘福芳.立式炉热风室烤房试验初报[J].贵州农业科学,2003(2):37-39.
[5] 胡云见.立式炉热风室节能烤房研究与应用[J].山东农业生物学
报,2003(3):200-203.
[6] 吕芬,王丽萍,肖志文.烤烟不同烤房烘烤对比试验[J].云南农业科技,2006(2):25-27.。