烟草烘干机的制作方法

1.本实用新型属于烟草烘干技术领域，更具体地，涉及一种烟草烘干机。


背景技术：

2.烟草烘干过程是水分在被加热的条件下从烟叶中蒸发出来的过程，但是加热温度、加热时间、湿球温度都必须严格遵守烟草烘干工艺，才能保证烘干后的烟叶色泽和香味达到要求级别，因此，在烟草烘干过程中需要对每一个阶段进行精确控温。
3.目前行业内受成本、技术等的限制，烘干机的压缩机多采用定频压缩机。现有的控制方式是：当烘干室内温度达到设定温度上限时，需要关闭压缩机，以防止室内过热；反之，当温度下降到设定温度下限时，需要开启压缩机，对室内进行升温。这样，通过压缩机的频繁启停来使室内温度始终维持在设定温度范围之内。
4.然而，压缩机的频繁启停会使烘干机的可靠性和使用寿命降低，同时频繁启停所带来的噪音问题也会对用户造成影响。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的以上至少一个技术问题，本实用新型提供了一种烟草烘干机。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种烟草烘干机，包括室内换热器、室外换热器、压缩机、温度传感器、膨胀阀、储液罐以及旁通阀，其中，室内换热器设置于烘干室的内部，用于为烘干室提供热量；室外换热器设置于烘干室的外部，与室内换热器相连，用于对经由室内换热器流出的冷媒进行蒸发；压缩机设置于烘干室的外部，压缩机的吸气口与室外换热器相连，压缩机的排气口与室内换热器相连；温度传感器置于烘干室的内部，用于检测烘干室内部的温度；膨胀阀连接于室内换热器和室外换热器之间；储液罐连接于室内换热器和膨胀阀之间；旁通阀与压缩机并联，旁通阀的第一端与压缩机的排气口相连，旁通阀的第二端与压缩机的吸气口相连。
8.在本实用新型的一些实施例中，旁通阀包括电磁阀和毛细管，电磁阀和毛细管串联连接。
9.在本实用新型的一些实施例中，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，旁通阀打开，从压缩机的排气口排出的部分冷媒经由旁通阀的第一端流入旁通阀，并由旁通阀的第二端流出至压缩机的吸气口。
10.在本实用新型的一些实施例中，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，膨胀阀的开度e减小至e＝max{0.5en，100}，其中，en为正常加热时膨胀阀的开度。
11.在本实用新型的一些实施例中，烟草烘干机还包括气液分离器，其连接于室外换热器与压缩机的吸气口之间，由室外换热器流出的冷媒流经气液分离器后从压缩机的吸气口进入压缩机。
12.在本实用新型的一些实施例中，旁通阀的第二端与气液分离器的入口端相连，由
旁通阀的第二端流出的冷媒在气液分离器的入口端与由室外换热器流出的冷媒汇合并经过气液分离器后进入压缩机。
13.在本实用新型的一些实施例中，烟草烘干机还包括外风机，其设置于室外换热器的周围，外风机的转速可调节。
14.在本实用新型的一些实施例中，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，外风机关闭。
15.在本实用新型的一些实施例中，压缩机为定频式压缩机，当烘干室内的温度高于目标烘干温度范围时，压缩机关闭。
16.在本实用新型的一些实施例中，在压缩机的排气口侧设置有第一压力传感器，其用于检测高压侧的压力，在压缩机的吸气口侧设置有第二压力传感器，其用于检测低压侧的压力。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
18.本实用新型所提供的烟草烘干机，通过在室内换热器和膨胀阀之间增加储液罐，并在压缩机的一侧并联旁通阀，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，减小膨胀阀的开度，使得从室内换热器流出的较多的冷媒被储存于储液罐中，由此进入室外换热器的液态冷媒的流量减少，打开旁通阀，对流入室内换热器的高温高压冷媒气体进行分流，减少了系统中冷媒的循环量，从而减小烘干机的制热量，烘干机以低负载模式运行，烘干室内部的温度缓慢上升，从而烘干室内部的温度可以较长时间稳定在目标烘干温度范围内，减少压缩机的启停频次，提高烘干机的可靠性。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型实施例的烟草烘干机的结构示意图一；
21.图2为图1中烟草烘干机制热过程冷媒流向示意图；
22.图3为本实用新型实施例的烟草烘干机的结构示意图二；
23.图4为图3中烟草烘干机低负载模式冷媒流向示意图；
24.图5为本实用新型实施例中顶出风类型室外机的内部结构示意图；
25.图6为图5中顶出风类型室外机的外部结构示意图；
26.图7为本实用新型实施例中侧出风类型室外机的内部结构示意图；
27.图8为图7中侧出风类型室外机的外部结构示意图；
28.图9为本技术实施例的控制器的工作流程图一；
29.图10为本技术实施例的控制器的工作流程图二。
30.图中：
31.1、室内换热器；2、室外换热器；3、压缩机；4、温度传感器；5、膨胀阀；6、储液罐；7、旁通阀；71、电磁阀；72、毛细管；8、气液分离器；9、外风机；91、风口；10、第一压力传感器；11、第二压力传感器。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
34.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
38.烟草烘干机包括室内机与室外机，室内机安装于烘干室的内部，用于为烘干室提供热量；室外机安装于烘干室的外部，其与室内机相连；烘干室内部摆放有待烘干的烟叶；室内机包括作为冷凝器进行工作的室内换热器，室外机包括压缩机和作为蒸发器进行工作的室外换热器；室外机还包括外风机，外风机设置于室外换热器周围，用于带动作为蒸发器的室外换热器周围的风进行流动，从而加速蒸发和换热过程，其中，外风机的转速可根据需要调节。
39.烘干机主要通过使用上述设备来执行制热制冷控温循环，制热制冷控温循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，通过冷媒的吸热、放热过程来向室内空间提供冷量或热量，实现烤烘干室内的温度调节，实现烘干机的制热或制冷功能。
40.如图2所示，冷媒在压缩机3内通过压缩作用形成高温高压状态的气态冷媒并通过
压缩机3的排气口排出压缩后的气态冷媒，所排出的气态冷媒流入作为冷凝器的室内换热器1。高温高压的气态冷媒经室内换热器1冷凝形成液态冷媒，并且在冷凝过程中将热量释放到周围环境中，从而为烘干室内部提供热量。
41.室内换热器1和室外换热器2之间连接有膨胀阀7，从室内换热器1流出的液态冷媒进入膨胀阀7，通过膨胀阀7的作用，使得在由室内换热器1流出的高温高压状态的液态冷媒膨胀为低压的液态冷媒。从膨胀阀7流出的低压液态冷媒进入室外换热器2，液态冷媒流经室外换热器2时吸收热量并蒸发成为低温低压状态的气态冷媒，低温低压状态的气态冷媒通过压缩机3的吸气口重新返回到压缩机，被压缩机再次压缩后进入室内换热器1。经过以上循环过程，通过冷媒在不同状态之间的物理变化，为烘干室的内部环境提供热量。
42.本技术主要针对烘干机在对烘干室内部进行加热的过程中，对烘干机的加热过程的制热量进行控制，使得烘干室内部的温度可以较长时间稳定在所需的烘干温度范围内，从而减少压缩机启停的次数，延长压缩机的使用寿命，提高烘干机的可靠性。
43.如图1和图2所示，本技术实施例提供一种烟草烘干机，包括：
44.室内换热器1，其设置于烘干室的内部，用于为烘干室内部提供热量；
45.室外换热器2，其设置于烘干室的外部，与室内换热器1相连，用于对经由室内换热器1流出的冷媒进行蒸发；
46.压缩机3，设置于烘干室的外部，压缩机3的吸气口与室外换热器2相连，压缩机3的排气口与室内换热器1相连；
47.温度传感器4，其设置于烘干室的内部，用于对烘干室内部的温度进行检测；
48.膨胀阀5，其连接于室内换热器1和室外换热器2之间，可通过调节膨胀阀5的开度，调节由室内换热器1流向室外换热器2的冷媒的流量；
49.储液罐6，其连接于室内换热器1和膨胀阀5之间；
50.旁通阀7，其与压缩机3并联，旁通阀7的第一端与压缩机3的排气口相连，旁通阀7的第二端与压缩机3的吸气口相连。
51.本技术实施例所提供的烟草烘干机，通过在室内换热器1和膨胀阀5之间增加储液罐6，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，减小膨胀阀5的开度，使得从室内换热器1流出的较多的冷媒被储存于储液罐6中，由此进入室外换热器2的液态冷媒的流量减少，从而减小烘干机的制热量，烘干机以低负载模式运行，烘干室内部的温度缓慢上升，从而烘干室内部的温度可以较长时间稳定在目标烘干温度范围内，减少压缩机的启停频次，提高可靠性。
52.在一些实施例中，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，旁通阀7打开，由于压缩机3的吸气口和排气口的高低压力差，由压缩机3的排气口排出的部分高温高压的气态冷媒将流入旁通阀7的通路中，对流入室内换热器1的高温高压冷媒气体进行分流，进一步减少了系统中冷媒的循环量，使得循环管路上的高低压力差减小，避免高压压力过大，进一步减少换热器的换热量，减小烘干机的制热量。
53.在一些实施例中，如图3和图4所示，旁通阀7包括电磁阀71和毛细管72，电磁阀71与毛细管72串联连接，通过电磁阀71控制其所在旁路的通断，通过毛细管72控制流入旁通阀7的冷媒的流量。可以理解的是，本领域技术人员可以根据烘干机实际的制热量选取毛细管的尺寸，本技术不做具体限定。此外，电磁阀71和毛细管72的连接顺序不做限定，由压缩
机3排气口排出的高温高压的气态冷媒不论先流过电磁阀71还是先流过毛细管72，均可实现本技术的目的。
54.在一些实施例中，压缩机3为定频式压缩机，当烘干室内部的温度高于目标烘干温度范围时，压缩机3关闭，停止烘干机的制热过程，避免温度过高。
55.如图9所示，本技术以上实施例所提供的烟草烘干机的工作过程如下：
56.在初始加热过程中，膨胀阀5的开度为正常加热所需开度，旁通阀7处于关闭状态，烘干机以正常加热模式运行，烘干室内部的温度快速升高；
57.当烘干室内部的温度ti升高至目标烘干温度范围的下限值时，启动低负载模式，减小膨胀阀5的开度，并打开旁通阀7，减少系统中冷媒的循环量，减少制热量，烘干室内部的温度缓慢上升；
58.当烘干室内部的温度ti高于目标烘干温度范围的上限制时，关闭压缩机3，停止制热；停止制热后，烘干室内部的温度缓慢下降；
59.当烘干室内部的温度ti低于目标烘干温度范围的下限值时，启动压缩机3，膨胀阀5的开度保持低负载模式下的开度，同时打开旁通阀7，以低负载模式对烘干室内部的温度进行缓慢升温，重复以上过程；
60.当烘干时间到达目标烘干时间时，关闭烘干机，烘干过程结束。
61.以上实施例所提供的烟草烘干机，在初始加热时，以正常模式对烘干室的内部进行加热，当烘干室内部的温度到达设定的目标烘干温度范围的下限值时，减小膨胀阀5的开度，打开旁通阀7，切换为低负载模式，以低加热效率继续进行加热，此过程压缩机3正常运行；当烘干室内部温度高于目标烘干温度范围的上限值时，关闭压缩机3。由于低负载模式下换热量减少了，烘干室内温度上升缓慢，延长了烘干室内部温度到达上限值的时间，从而延长了压缩机的工作时间，降低了压缩机启停的频率。
62.在一些实施例中，如3和图4所示，本技术所提供的烟草烘干机还包括气液分离器8，气液分离器8连接于室外换热器2与压缩机3的吸气口之间，由室外换热器2流出的冷媒流经气液分离器8后从压缩机3的吸气口进入压缩机3，从而可以去除进入压缩机3的液态冷媒，防止压缩机3出现液压缩的风险。
63.在一些实施例中，如图3所示，当设置有气液分离器8时，旁通阀7的第二端可以与气液分离器8的入口端相连。此时，当烘干室内部的温度处于目标烘干温度范围内时，烘干机以低负载模式运行，如图4所示，旁通阀7开启，压缩机3排气口侧的高温高压的气态冷媒由旁通阀7的第一端流入并由旁通阀7的第二端并排出至气液分离器8的入口端，从而高温高压的气态冷媒与气液分离器8入口端的来自室外换热器2的低温低压液态冷媒混合并使低温低压液态冷媒蒸发，提升了压缩机3吸气口侧的冷媒干度，进一步减小了压缩机3出现液压缩的风险。
64.在一些实施例中，本技术所提供的烟草烘干机还包括外风机9，外风机9设置在室外换热器2周围，外风机9的转速可调节。通过外风机9的作用，带动室外换热器2周围的风进行流动，使得风通过室外换热器2与冷媒进行热交换。
65.如图5所示，外风机9可以横向设置在室外换热器2的上方，相应地，如图6所示，室外机的外壳顶部对应外风机9的位置设置有风口91，此情况下，室外机为顶出风类型的外机。
66.如图7所示，外风机9还可以纵向设置在室外换热器2的前部，相应地，如图8所示，在室外机的外壳前部对应外风机9的位置设置有风口91，此情况下，室外机为侧出风类型的外机。
67.当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，即烘干机以低负载模式运行时，外风机9关闭。通过关闭外风机9，减少室外换热器2与周围环境的换热效率，进一步减弱室外换热器2的蒸发作用，减少进入压缩机3的冷媒流量，从而输入室内换热器1的高温高压的气态冷媒流量减少，进一步降低烘干机的制热量。
68.在一些实施例中，如图1-图4所示，在压缩机3的排气口侧设置有第一压力传感器10，用于检测高压侧的压力，在压缩机3的吸气口侧设置有第二压力传感器11，用于检测低压侧的压力。通过第一压力传感器10和第二压力传感器11，可以实时获取高低压力差，方便对于制热过程进行控制。
69.在一些实施例中，当根据烘干要求，烘干室内部所需的目标烘干温度(即，用户在使用之初向烘干机输入的用户设定温度)为ts时，则设定目标烘干温度范围(即，低负载模式的工作温度范围)为ts
±
0.5℃。由于烟草烘干的特殊要求，烘干室内部一般要求温度可以在
±
0.5℃范围内波动，但可以理解的是，本领域技术人员还可以根据其他要求，设置不同的温度范围，视不同种类烟草及所需烘干要求而定。
70.在一些实施例中，当烘干室内的温度处于目标烘干温度范围内时，即，烘干机以低负载模式运行时，膨胀阀5的开度e减小至e＝max{0.5en，100}，其中，en为正常加热时所需膨胀阀的开度。通过将膨胀阀5的开度减小到以上程度，使得室内换热器1流出的大部分的冷媒都被转移至储液罐6中，从而进入室外换热器2进行蒸发的冷媒的量减少，使得系统中循环的冷媒量显著减少，烘干机的制热量大幅下降，烘干室以更加缓慢的速度进行升温，延长烘干室内部温度处于目标烘干温度范围内的时间，有利于提升烟草的烘干效果，减少压缩机3启停的频次，提高烘干机的可靠性。此外，可以理解的是，本领域技术人员还可以根据实际情况中所需的加热速度和目标烘干时间，将膨胀阀5的开度减小到以上范围之外的其它值，只要可以实现降低烘干机的制热量，将压缩机3的启停频次减少至可以接受的频次，实现最终的烘干目的即可。
71.用户在使用本技术实施例所提供的烟草烘干机时，输入用户设定温度ts和目标烘干时间ts，在烘干过程中，通过温度传感器4实时检测烘干室内的温度ti，通过将当前烘干室内温度ti与目标烘干温度范围进行对比，确定烟草烘干机的当前所执行的烘干模式，例如正常加热模式或低负载模式。如图10所示，本技术实施例所提供的烟草烘干机的整个工作流程如下：
72.在初始加热过程中，烘干机以正常加热模式运行：膨胀阀5的开度为正常加热所需的开度，旁通阀7关闭，外风机9正常运转；其中，正常加热模式时，膨胀阀5的开度根据所需的制热量进行设定，本领域技术人员可以根据不同情况进行调节，此处不作限定；此过程中，烘干室内部的温度以较快的速度升高；
73.当烘干室内部的温度ti升高至目标烘干温度范围的下限值时，即，当ti≥ts-0.5℃时，烘干机以低负载模式运行：减小膨胀阀7的开度e至e＝max{0.5en，100}，开启旁通阀7，关闭外风机9，使得fan＝0，使得由室内换热器1流出的大部分冷媒被储存于储液罐6中，进入室外换热器2中的液态冷媒的流量减少，减少换热量，压缩机3的排气口侧的高温高压
的气态冷媒流向气液分离器8的入口端，降低高低压力差，同时减弱室外换热器的蒸发作用，减少烘干机的制热量，烘干室内的温度缓慢上升；
74.当烘干室内部的温度ti高于目标烘干温度范围的上限制时，即ti＞
75.ts 0.5℃时，达到用户设定温度范围的上限值，关闭压缩机3，烘干机的室外机停机，停止制热；停机后烘干室内的温度ti缓慢下降，在ti≥ts-0.5℃时，保持停机状态；
76.当烘干室内部的温度ti下降至低于低负载模式温度范围的下限值时，即ti＜ts-0.5℃时，启动压缩机3并以低负载模式对烘干室的内部进行升温，重复以上过程；
77.当烘干时间t到达目标烘干时间ts时，即当t≥ts时，关闭烘干机，结束烘干过程。
78.本技术实施例所提供的烟草烘干机，通过在室内换热器1的出口端和膨胀阀5之间连接储液罐6，同时在压缩机3旁并联一旁通阀7，当烘干室内温度处于目标烘干温度范围内时，减小膨胀阀5的开度，打开旁通阀7并关闭外风机9，实现烘干机以低制热量的低负载模式运行，此模式下烘干机的换热量减小，烘干室内部温度上升缓慢，延长烘干室内部温度处于目标烘干温度范围内的时间，从而减少压缩机启停次数，有利于延长压缩机的使用寿命，提高烘干机的可靠性，保证烟草的烘干效果，同时还可以减少由于压缩机频繁启停所带来的噪音问题，提高用户使用体验感。
79.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
80.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。