煙葉成熟采摘后必須經(jīng)過烘烤加工才能制成工業(yè)用煙。這個(gè)烘烤過程一般需要一百多個(gè)小時(shí)，完全由人工控制烤房燃燒室的火力，并監(jiān)測(cè)烤房的溫濕度，所以勞動(dòng)強(qiáng)度很大，而且很難控制烤房的溫濕度，也不能對(duì)整個(gè)烘烤過程進(jìn)行精確計(jì)時(shí)，烤出的煙葉工業(yè)利用率較低。為解決上述問題，熱泵烘烤方式應(yīng)運(yùn)而生。結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的煙葉烤房溫濕度自動(dòng)控制儀，智能監(jiān)測(cè)傳感器溫濕度的變化，并根據(jù)煙葉烤制過程的z*佳生化控制曲線，利用z*先進(jìn)的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，保證烤房?jī)?nèi)的溫濕度嚴(yán)格按照z*佳生化曲線變化，從而提高了烤房?jī)?nèi)溫濕度只精確度及烤煙質(zhì)量，大大減輕煙農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

下面以一個(gè)實(shí)際工程案例，對(duì)煙葉熱泵烘烤設(shè)計(jì)做一個(gè)詳細(xì)的說明。

工程概述：以湖南郴州某煙葉基地為例，烘干烤房設(shè)計(jì)的鮮煙葉質(zhì)量為3000kg，煙葉的含水量為90%，烘干后煙葉的水分要求達(dá)到16%。

簡(jiǎn)易烘烤工藝如下：

(1)烤房裝滿，開始加熱，溫度以每小時(shí)2°F到100°F(1.1℃/小時(shí)→37.8℃)升溫，排風(fēng)口若要排除過多的水份，使煙葉凋萎，開度要有足夠大，特別當(dāng)煙葉很濕時(shí)，應(yīng)那樣作。在密集烤房，如果煙葉很濕，在升溫加熱前，應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇12到24小時(shí)，用以排除過多的水份。

(2)保持100°F(37.8℃)直到全部煙葉變黃。這一時(shí)期要提供足夠的通風(fēng)，以便煙葉變黃，那些裝在底層的煙葉要完全凋萎。但是要防止過度通風(fēng)，過度通風(fēng)煙葉變黃之前會(huì)被烤干(出現(xiàn)烤青現(xiàn)象)。在多數(shù)情況下，干濕球讀數(shù)差應(yīng)保持2-3°F(1.1～1.7℃)之間。

(3)當(dāng)煙葉變?yōu)辄S色并且足夠凋萎時(shí)，以每小時(shí)2°F(1.1℃)的升溫率到130°F(54.4℃)升高干球溫度。加大通風(fēng)，以便使在這一時(shí)期任何時(shí)間，濕球讀數(shù)都不超過105°F(40.6℃)。在定色后期濕球溫度不超過105°F(40.6℃)，減小通風(fēng)裝置開度通常是允許的。干球溫度保持在130°F(54.4℃)直到底層兩層的煙葉全部干燥。

(4)以每小時(shí)2°F(1.1℃)的升溫率升高干球溫度到160°F(71.1℃)，并保持這一溫度直到煙筋變干。這一時(shí)期可以減小通風(fēng)，到烘烤后期通風(fēng)裝置必須關(guān)閉。只要濕球讀數(shù)不超過110°F(43.3℃)，這一時(shí)期繼續(xù)減小通風(fēng)是安全的。

控制要求:

(1)溫度要求：范圍在0-80℃，測(cè)量精度0.5℃，控制精度1℃，顯示分辨率為0.1℃。

(2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：(略)

(3)控制機(jī)構(gòu)：(略)

(4)報(bào)警：當(dāng)溫度設(shè)定低于或者高于設(shè)定溫度2℃，蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)用紅色指示燈指示。

熱泵型煙葉烤房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.熱泵型烤房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

第一：熱泵型煙葉烤房設(shè)計(jì)z*好建成兩座連體。

這樣設(shè)計(jì)有以下好處：一是可以節(jié)約1面墻的建筑費(fèi)用，二是可以節(jié)約兩面墻的熱量損失，三是可以不影響觀察各位置的煙葉的變化情況。四是可以充分發(fā)揮熱泵室外換熱器的換熱效率。

第二：熱泵型烤煙房必須設(shè)置架空層。設(shè)計(jì)架空層的主要目的是加強(qiáng)排濕熱的熱回收。排濕熱回收可以通過三種方式：第一部分是排濕氣體先通過新風(fēng)管道預(yù)熱新風(fēng)，第二部分是排濕氣體對(duì)架空層上面也就是烤煙房地坪的保溫作用，第三部分是排濕氣體離開烤煙房后，再由熱泵回收。

2.熱泵型烤房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮烤房?jī)?nèi)溫度一致

熱泵烤房要求室內(nèi)空間個(gè)點(diǎn)的溫度盡量相等，溫差應(yīng)控制在允許范圍之內(nèi)，1℃范圍內(nèi)z*好，烤房的外形尺寸和風(fēng)機(jī)特性等與傳統(tǒng)的燃煤烤房要求一致。

3.煙葉烤房架空層設(shè)計(jì)

煙葉烤房架空層設(shè)計(jì)高度不要低于40cm，否則，不利于排濕，架空層內(nèi)至少要設(shè)計(jì)2道排濕氣流調(diào)節(jié)板，這樣有利于調(diào)整溫度場(chǎng)的均勻性。

4.煙葉烤房新風(fēng)管的設(shè)計(jì)

新風(fēng)管應(yīng)力求增加換熱面積，但也要考慮風(fēng)阻不能太大，否則會(huì)影響排濕。一般情況下，新風(fēng)管的直徑不要大于300mm，長(zhǎng)度不要大于10m。

5.新風(fēng)口設(shè)計(jì)

新風(fēng)口調(diào)節(jié)閥為比例調(diào)節(jié)控制，由微電腦控制器根據(jù)烤煙房?jī)?nèi)的濕球溫度自動(dòng)控制。

6.排濕口設(shè)計(jì)

通過調(diào)節(jié)熱泵室外機(jī)組的風(fēng)機(jī)，控制排濕速度。濕蒸汽帶出的熱量經(jīng)過室外換熱器回收到烤房?jī)?nèi)，從而減少了排濕的熱量損失。這一點(diǎn)，目前燃煤式烤煙房無法做到，排濕時(shí)，只能靠多燃煤來彌補(bǔ)熱能的損失。

熱泵機(jī)組選型設(shè)計(jì)

熱泵選型設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)是其制熱量。熱泵的z*大制熱量必須大于維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失，干筋期煙葉干燥所需熱量以及排濕所需的熱量。

機(jī)組選型過程按照上述熱平衡方程計(jì)算，很多數(shù)據(jù)難以在非實(shí)驗(yàn)條件下獲得，一般按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。根據(jù)一些文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)計(jì)算，取熱泵熱回收效率為80%，維護(hù)結(jié)構(gòu)采用100mm厚聚苯乙烯保溫板，結(jié)構(gòu)尺寸為8000mm*2800mm*3200mm，有效容積為90%，裝鮮煙量為5000kg，z*大小時(shí)耗熱量為0.655kw/平米計(jì)算，那么該設(shè)備z*大耗熱量為43.2kwh。室外干球溫度為25℃計(jì)算，可以根據(jù)機(jī)組工況選定所需要的機(jī)組。

熱泵式烤煙房建設(shè)成本

根據(jù)z*近幾年的生產(chǎn)資料價(jià)格，山東種煙地區(qū)的環(huán)境測(cè)算，批量熱泵烤煙房的建設(shè)成本大約是6萬元，長(zhǎng)江以南煙區(qū)的建設(shè)成本大約是5萬元，燃煤密集型烤煙房可以改造成熱泵烤煙房，改造成本大約是3.5萬人民幣，以上成本不包括店里改造成本。

熱泵式烤煙目前大都處于技術(shù)探索階段，很多工程設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容需要實(shí)踐考察和驗(yàn)證，才能真正是熱泵烤煙走向工業(yè)化，規(guī)模化的道路。