本实用新型涉及烟叶加工能源优化技术领域，特别涉及一种智能热泵烤房及其自动化控制仪。

背景技术：

烟叶烘烤是一个大量耗热的过程，每烤1kg干烟叶的耗煤量一般为1.5～2.0kg，热能利用率只有30％左右，能源浪费十分惊人，且不能快速的得到如何控制能源输出既保证烟叶质量，又不造成能源浪费。烤烟生产过程中的烘烤环节用工量大、耗能多、技术要求高严重制约着烤烟生产可持续发展，因此急需一种能提高烟叶烘烤的热能利用率，降低成本，减轻污染，并确保烟叶烘烤质量，增加烟农经济收益的方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种智能热泵烤房及其自动化控制仪，提高烟叶烘烤的热能利用率，降低成本，减轻污染，并确保烟叶烘烤质量，增加烟农经济收益。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种智能热泵烤房的自动化控制仪，包括pid控制器、供热能源模块、温湿度控制模块、风机控制模块，所述供热能源模块、温湿度控制模块、风机控制模块分别受pid控制器所控；

所述供热能源模块用于设置制热功率和制热速率为烤房提供热工平衡的供热能源；

所述温湿度控制模块用于回收排湿废热空气，将排湿废热空气通过热泵蒸发后，提高烤房中蒸发区域的温度和湿度；

所述风机控制模块用于控制风机开度和风速，维持烤房内温湿度均衡。

本方案使用pid控制器对热能源模块、温湿度控制模块、风机控制模块，以提供对烤房的供热、保温、通风，以提供热工平衡的供热能源、提高烤房中蒸发区域的温度和湿度以及维持烤房内温湿度均衡，从而得到烘烤后的烟叶。

更进一步地，所述供热能源模块包括热泵功率均衡器、供热能源检测器，所述热泵功率均衡器受pid控制器控制对烤房的制热功率和制热速率进行调整，所述供热能源检测器采集烤房的热能，并向pid控制器反馈烤房内的热能数据，作为pid控制器控制热泵功率均衡器调整制热功率和制热速率的依据。

更进一步地，所述温湿度控制模块包括空气热泵蒸发器、温度湿度检测器，所述空气热泵蒸发器受pid控制器控制对烤房的排湿废热空气通过热泵蒸发后，提高烤房中蒸发区域的温度和湿度，所述温度湿度检测器采集烤房中的温湿度，并向pid控制器反馈烤房中温湿度数据，作为pid控制器控制空气热泵蒸发器调整热泵蒸发效率的依据。

更进一步地，所述风机控制模块包括风机动态控制器、风力风速检测器，所述风机动态控制器受pid控制器控制对风机的开度和风速进行调整，以维持烤房内温湿度均衡，所述风力风速检测器采集烤房内的风力数据和温湿度数据，并向pid控制器反馈烤房内的风力数据和温湿度数据，作为pid控制器控制风机动态控制器调整风机开度和风速的依据。

本方案通过pid控制器对热泵功率均衡器、空气热泵蒸发器、风机动态控制器进行控制，以提供对烤房的供热、保温、通风，并且使用供热能源检测器、温度湿度检测器、风力风速检测器分别检测烤房内的热能、温湿度、风力数据，以判断实际采集的数据是否与设置的参数相对应，以便做出调整。

一种智能热泵烤房，所述烤房内设置有自动化控制仪，且所述烤房为低导热发泡保温高分子材料或高分子无机复合材料制成。

本方案使用的低导热发泡保温高分子材料采用发泡聚氨酯双面彩钢保温板，以实现良好的保温效果，并且烤房为整体拼接组成，可拆卸移动，方便搬运和使。

一种智能热泵烤房的能源分析方法，包括以下步骤：

步骤s1：通过自动化控制器对烤房的供热、保温、通风进行控制；

步骤s2：对烘烤后得到的烟叶进行质量考察；

步骤s3：使用远程监测系统将自动化控制器对烤房的供热、保温、通风的参数数据上传至云端服务器；

步骤s4：获取云端服务器中参数数据，结合烘烤后的烟叶质量，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数；

步骤s5：将优化后的参数反馈至自动化控制仪，使得自动化控制器对烤房提供的供热、保温、通风能达到高效的能源利用，且得到高质量的烟叶。

采用本方案时，可首先通过对自动化控制器的常用参数设置对烤房提供供热、保温、通风，对得到的烟叶质量进行考察，然后通过获取云端服务器中自动化控制器的参数数据，结合烟叶质量进行分析，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数，最后将优化后的参数反馈至自动化控制仪，进而在确保烟叶烘烤质量的情况下，提高烟叶烘烤的热能利用率，降低成本，减轻污染。

更进一步地，所述通过自动化控制器对烤房的供热、保温、通风进行控制的步骤，包括：

使用热泵功率均衡器设置对烤房的制热功率和制热速率，通过获取供热能源检测器采集的烤房内热能，判断热能提供是否稳定，以及判断是否为热泵功率均衡器设置的制热功率和制热速率所对应的热能，以保证提供的热能平衡输出；

使用空气热泵蒸发器将烤房内的排湿废热空气进行热泵蒸发，提高烤房中蒸发区域的温度和湿度，获取温度湿度检测器采集的烤房内的温度和湿度，判断是否为烘烤烟叶所需的温度和湿度，以保证烤房持续保温；

使用风机动态控制器控制风机的开度和风速，获取风力风速检测器采集烤房内的风力数据和温湿度数据，判断风机的开度和风速是否能保持烤房所需的温湿度，以维持烤房内温湿度均衡。

更进一步地，所述使用远程监测系统将自动化控制器对烤房的供热、保温、通风的参数数据上传至云端服务器的步骤，包括：

将热泵功率均衡器设置的制热功率和制热速率参数、空气热泵蒸发器设置排湿废热空气的蒸发温度参数、风机动态控制器设置风机的开度和风速参数上传至云端服务器。

更进一步地，所述获取云端服务器中参数数据，结合烘烤后的烟叶质量，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数的步骤，包括：

从云端服务器中获取制热功率和制热速率参数、排湿废热空气的蒸发温度参数、风机的开度和风速参数，结合在这些参数下烘烤出来的烟叶质量，优化参数，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数，在得到优质烟叶的情况下，能最大化提高能源利用效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型使用的自动化控制仪通过pid控制器对热泵功率均衡器、空气热泵蒸发器、风机动态控制器进行控制，以提供对烤房的供热、保温、通风，并且使用供热能源检测器、温度湿度检测器、风力风速检测器分别检测烤房内的热能、温湿度、风力数据，以判断实际采集的数据是否与设置的参数相对应，以便做出调整。

(2)本实用新型使用的烤房由低导热发泡保温高分子材料制成，低导热发泡保温高分子材料采用发泡聚氨酯双面彩钢保温板，以实现良好的保温效果，并且烤房为整体拼接组成，可拆卸移动，方便搬运和使。

(3)本实用新型通过对自动化控制器的常用参数设置对烤房提供供热、保温、通风，对得到的烟叶质量进行考察，然后通过获取云端服务器中自动化控制器的参数数据，结合烟叶质量进行分析，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数，最后将优化后的参数反馈至自动化控制仪，进而在确保烟叶烘烤质量的情况下，提高烟叶烘烤的热能利用率，降低成本，减轻污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型自动化控制仪系统模块框图；

图2为本实用新型能源分析方法工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1所示，一种智能热泵烤房的自动化控制仪，包括pid控制器、供热能源模块、温湿度控制模块、风机控制模块，所述供热能源模块、温湿度控制模块、风机控制模块分别受pid控制器所控，其中：

所述供热能源模块用于设置制热功率和制热速率为烤房提供热工平衡的供热能源；所述温湿度控制模块用于回收排湿废热空气，将排湿废热空气通过热泵蒸发后，提高烤房中蒸发区域的温度和湿度；所述风机控制模块用于控制风机开度和风速，维持烤房内温湿度均衡。

详细来说，所述供热能源模块包括热泵功率均衡器、供热能源检测器，所述热泵功率均衡器受pid控制器控制对烤房的制热功率和制热速率进行调整，使用供热能源检测器采集烤房的热能，并向pid控制器反馈烤房内的热能数据，以判断此时烤房内的热能数据是否与热泵功率均衡器所设置的制热功率和制热速率相对应，保证烤房内的热能是按照热泵功率均衡器设置的参数在输送，若不相对应，则需要重新控制热泵功率均衡器调整制热功率和制热速率。

所述温湿度控制模块包括空气热泵蒸发器、温度湿度检测器，所述空气热泵蒸发器受pid控制器控制对烤房的排湿废热空气通过热泵蒸发后，提高烤房中蒸发区域的温度和湿度，使用温度湿度检测器采集烤房中的温湿度，并向pid控制器反馈烤房中温湿度数据，以判断此时烤房内的温湿度是否为烘烤烟叶所需的温湿度，以保证烤房内的温湿度稳定，且利用了排湿废热空气通过蒸发后提高烤房内的温湿度，循环利用排湿废热空气，提高能源利用效率。

所述风机控制模块包括风机动态控制器、风力风速检测器，所述风机动态控制器受pid控制器控制对风机的开度和风速进行调整，以维持烤房内温湿度均衡，使用风力风速检测器采集烤房内的风力数据和温湿度数据，并向pid控制器反馈烤房内的风力数据和温湿度数据，若风机的开度和风速对烤房内稳定的温湿度造成了影响，则需要重新控制风机动态控制器调整风机开度和风速，以维持烤房内温湿度均衡。

本自动化控制仪通过pid控制器对热泵功率均衡器、空气热泵蒸发器、风机动态控制器进行控制，以提供对烤房的供热、保温、通风，并且使用供热能源检测器、温度湿度检测器、风力风速检测器分别检测烤房内的热能、温湿度、风力数据，以判断实际采集的数据是否与设置的参数相对应，以便做出调整。

本实施例还提出一种智能热泵烤房，烤房内设置有自动化控制仪，且所述烤房为低导热发泡保温高分子材料或高分子无机复合材料制成，保温系数高、热能损失低。其中所述低导热发泡保温高分子材料采用发泡聚氨酯双面彩钢保温板，严格控制发泡聚氨酯的闭孔率高于90％，材料的导热系数低于0.025w/m2.k，实现良好的保温效果。将保温板接缝处设计凹凸咬口对接结构，实现方便的近“气密级”密封。另外烤房为整体拼接组成，可拆卸移动，方便搬运和使用。

本实施例还提出一种智能热泵烤房的能源分析方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤s1：通过自动化控制器对烤房的供热、保温、通风进行控制。

使用热泵功率均衡器设置对烤房的制热功率和制热速率，通过获取供热能源检测器采集的烤房内热能，判断热能提供是否稳定，以及判断是否为热泵功率均衡器设置的制热功率和制热速率所对应的热能，以保证提供的热能平衡输出；

使用空气热泵蒸发器将烤房内的排湿废热空气进行热泵蒸发，提高烤房中蒸发区域的温度和湿度，获取温度湿度检测器采集的烤房内的温度和湿度，判断是否为烘烤烟叶所需的温度和湿度，以保证烤房持续保温；

使用风机动态控制器控制风机的开度和风速，获取风力风速检测器采集烤房内的风力数据和温湿度数据，判断风机的开度和风速是否能保持烤房所需的温湿度，以维持烤房内温湿度均衡。

步骤s2：对烘烤后得到的烟叶进行质量考察。

对烟叶的质量考察需要按照现有的烟叶标准进行，本实用新型不对烟叶标准进行说明，烟叶标准也不为本实用新型保护的范围，本领域的技术人员对其已熟练掌握。

步骤s3：使用远程监测系统将自动化控制器对烤房的供热、保温、通风的参数数据上传至云端服务器。

将热泵功率均衡器设置的制热功率和制热速率参数、空气热泵蒸发器设置排湿废热空气的蒸发温度参数、风机动态控制器设置风机的开度和风速参数上传至云端服务器。

步骤s4：获取云端服务器中参数数据，结合烘烤后的烟叶质量，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数。

从云端服务器中获取制热功率和制热速率参数、排湿废热空气的蒸发温度参数、风机的开度和风速参数，结合在这些参数下烘烤出来的烟叶质量，优化参数，制定出能达到最大化时间功率热工和最有效热工平衡的参数，在得到优质烟叶的情况下，能最大化提高能源利用效率。

步骤s5：将优化后的参数反馈至自动化控制仪，使得自动化控制器对烤房提供的供热、保温、通风能达到高效的能源利用，且得到高质量的烟叶。

通过对自动化控制仪参数和烟叶质量的分析，得到游优化后的参数，使用优化后的参数对烟叶进行烘烤，持续提高能源的高效利用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。