1.本发明涉及烟叶烘干技术领域，尤其涉及一种低能耗烟叶烘干系统及方法。
背景技术：
2.烟叶，一年生或有限多年生草本，茄科植物。植株被腺毛，茎高0.7
‑
2米。叶柄不明显或成翅状柄。圆锥花序顶生。花萼筒状或筒状钟形，花冠漏斗状，末端粉红色。蒴果，种子圆形或宽矩圆形，黄褐色。原产于南美洲，世界各地有栽培。烟叶为烟草工业的原料。有资料显示，在烟叶加工过程中，通常采用热泵烘干机对烟叶进行烘干，热泵烘干机是一种热量提升装置，高温热泵烘干机组利用逆卡诺原理，从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象，主要应用于食品药材木材农副产品工业品等的烘干脱水过程。
3.中国专利文献cn208016890u公开了一种“环保节能烟叶热泵烘干房”。采用了冷凝器a冷凝器b和空气能热泵组合使用方式有两种，一种是在外界有较高温度吸收外界温度的外循环使用方式，在此种方式下，可以冷凝器a冷凝器b和空气能热泵同时工作，另一种方式是内循环使用方式，在此种方式下，仅空气能热泵和冷凝器b工作，进行内循环烘干除湿。上述技术方案通过吸收室温降低产热量进行资源节约，但由于室温的不稳定，导致难以稳定有效进行热量的实现，并且空气中水分也会影响烘干效果。
技术实现要素：
4.本发明主要解决原有的技术方案热能利用效率低的技术问题，提供一种低能耗烟叶烘干系统及方法，通过对排出气体的湿度采集以及对烘房内部的温湿度采集实现排出气体量对温湿度的变化判断，从而进行烘房内循环与气体排出量及频率的控制，同时将排出气体通过热交换模块实现热量的二次回收，提高能量利用率，实现低能耗稳定控制的烟叶烘干。
5.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
6.一种低能耗烟叶烘干系统，包括：
7.控制模块，用于烘房内循环及进气排气控制；
8.采集模块，用于温湿度采集以实现烘房精确控制，与控制模块相连；
9.热交换模块，用于排出气体的热交换以实现热量重复利用；
10.加热模块，用于实现输入气体的温度稳定调节，与控制模块相连；
11.风速调节模块，用于根据湿度实现风速调节。
12.作为优选，所述的热交换模块包括用于向烘房内通入常温空气的第一进气口、第一出气口，以及用于将烘房内气体排出的第二进气口、第二出气口，所述热交换模块还包括若干块堆叠的换热板，所述换热板包括用于通过常温空气的第一换热板和用于通过烘房内的高温湿空气的第二换热板，第一换热板和第二换热板间隔堆叠。在使用本专利所述的烘房进行烟叶烘烤时，需要通入烘房内的空气和需要从烘房内排出的空气在所述的热交换模块处进行汇集，其中，需要通入烘房内的空气经过第一换热板，需要从烘房内排出的空气经
过第二换热板，第一换热板和第二换热板中气体在热交换模块处进行热量交换，使得从烘房内排出的空气温度下降，而需要通入烘房内的空气温度上升，由于进入加热通道内的气体已经在热交换模块处经过了升温，因此其升温到烘烤温度所需的能量减少，从而实现了节能；通过本专利所述的烘房进行烘烤，设备成本较低，节能效果更好。间隔堆叠使得第一换热板有两块相邻的第二换热板，第二换热板有两块相邻的第一换热板，从而尽可能增大换热面积，提高换热效率。
13.作为优选，所述的换热板内设有若干个贯通其相对的两个侧面的通气槽，所述第一换热板的通气槽两端分别与第一进气口、第一出气口连通，所述第二换热板的通气槽两端分别与第二进气口、第二出气口连通。空气从换热板的一个侧面进入，并从另一个正对的侧面离开，产生的风阻较小，减少经过热交换模块时气流动能的损耗。
14.作为优选，所述的采集模块包括设置在烟叶放置处的烘房温湿度传感器、设置在第一进气口的第一进气温湿度传感器、设置在加热模块处的第二进气温湿度传感器和设置在第二进气口的排气湿度传感器。采集模块通过对输入气体的二次采集实现对输入气体的温湿度控制，根据设置在第二进气口的排气湿度传感器采集数据以及设置在烟叶放置处的烘房温湿度传感器的采集数据实现湿度控制，保持烘房内的动态平衡。
15.作为优选，所述的加热模块包括加热通道、设置在加热通道中的若干加热网和除湿装置，所述除湿装置和若干加热网独立与控制模块相连，所述加热通道的一端与第一出气口连通，另一端与烘房连通。除湿装置和加热网独立与控制模块相连，根据设定温度标准开启相应数量的加热网，避免资源浪费。
16.作为优选，所述的风速调节模块包括阻力随经过的气流湿度降低而增大的风阻网，所述风阻网设置在第二进气口处，所述风阻网包括若干个间隔设置的风阻杆，所述风阻杆上设有材料为羊绒或棉线或涤纶的收缩材料。由于烟叶烘烤过程中，不仅对烘房内的烘烤温度有需求，对烘房内的空气湿度也有需求，若空气湿度过大，会导致烘烤效率低下，若空气湿度过小，会导致烟叶出现焦化，并且烟叶内有效组分流失的情况；为了避免这种情况，本方案当经过风阻网的气流湿度更低时，增加对气流的阻力，从而降低烘房的排气效率，当气体排出速度较慢时，烘房内的湿度会逐渐提升，进而实现烘房内的湿度控制。收缩材料在经过的气流湿度较大时会发生收缩，从而使得风阻杆之间的间距增大，对气流产生的阻力减小，在经过的气流湿度较小时会变得蓬松，从而使得风阻杆之间的间距减小，对气流产生的阻力增大。
17.一种低能耗烟叶烘干系统的工作方法，包括以下步骤：
18.s1启动烘房使烘房温湿度传感器达到预设标准；
19.s2采集模块进行温湿度数据采集并传输至控制模块；
20.s3控制模块进行分析并控制加热模块工作；
21.s4控制模块接收反馈数据进行二次调节并调节内循环和进气排气频率；
22.s5将工作信息通过通信模块传输到访问终端实现远程控制。
23.作为优选，所述的步骤s3首先通过第一进气温湿度传感器采集数据与烘房温湿度传感器采集数据比较，结合预设温湿度控制加热模块中的加热网开启数量以及除湿器的开启，然后第二进气温湿度传感器进行二次检测确保输入气体保持烘房内温湿度稳定，同时排气湿度传感器对排出气体进行湿度检测，依此调节进气湿度实现动态平衡。
24.本发明的有益效果是：通过对排出气体的湿度采集以及对烘房内部的温湿度采集实现排出气体量对温湿度的变化判断，从而进行烘房内循环与气体排出量及频率的控制，同时将排出气体通过热交换模块实现热量的二次回收，提高能量利用率，实现低能耗稳定控制的烟叶烘干。
附图说明
25.图1是本发明的一种原理连接结构图。
26.图2是本发明的一种烘房结构示意图。
27.图3是本发明的一种流程图。
28.图4是本发明的一种热交换模块结构示意图。
29.图5是本发明的一种换热板截面示意图。
30.图6是本发明的一种击打组件结构示意图。
31.图7是本发明的一种换热板和击打组件组装后的侧视图。
32.图8是本发明的一种风阻网结构示意图。
33.图中1加热通道，2烘干区域，3热交换模块，4第一进气口，5第一出气口，6第二进气口，7第二出气口，8换热板，9第一换热板，10第二换热板，11第一风机，12加热网，13通气槽，14第一定位板，15第二定位板，16安装杆，17叶轮，18上安装座，19下安装座，20左安装座，21右安装座，22上固定座，23左固定座，24下固定座，25右固定座，26风阻网，27风阻杆，28收缩材料，29第二风机，30第三风机，31湿度检测装置。
具体实施方式
34.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
35.实施例：本实施例的一种低能耗烟叶烘干系统，如图1所示，包括控制模块、热交换模块、风速调节模块和分别与控制模块相连的采集模块、加热模块。控制模块用于烘房内循环及进气排气控制；采集模块用于温湿度采集以实现烘房精确控制；热交换模块用于排出气体的热交换以实现热量重复利用；加热模块用于实现输入气体的温度稳定调节；风速调节模块用于根据湿度实现风速调节。
36.如图4所示，热交换模块包括用于向烘房内通入常温空气的第一进气口、第一出气口，以及用于将烘房内气体排出的第二进气口、第二出气口，所述热交换模块还包括若干块堆叠的换热板，所述换热板包括用于通过常温空气的第一换热板和用于通过烘房内的高温湿空气的第二换热板，第一换热板和第二换热板间隔堆叠。在使用本专利所述的烘房进行烟叶烘烤时，需要通入烘房内的空气和需要从烘房内排出的空气在所述的热交换模块处进行汇集，其中，需要通入烘房内的空气经过第一换热板，需要从烘房内排出的空气经过第二换热板，第一换热板和第二换热板中气体在热交换模块处进行热量交换，使得从烘房内排出的空气温度下降，而需要通入烘房内的空气温度上升，由于进入加热通道内的气体已经在热交换模块处经过了升温，因此其升温到烘烤温度所需的能量减少，从而实现了节能；通过本专利所述的烘房进行烘烤，设备成本较低，节能效果更好。间隔堆叠使得第一换热板有两块相邻的第二换热板，第二换热板有两块相邻的第一换热板，从而尽可能增大换热面积，提高换热效率。
37.如图5所示，换热板内设有若干个贯通其相对的两个侧面的通气槽，所述第一换热板的通气槽两端分别与第一进气口、第一出气口连通，所述第二换热板的通气槽两端分别与第二进气口、第二出气口连通。
38.采集模块包括设置在烟叶放置处的烘房温湿度传感器、设置在第一进气口的第一进气温湿度传感器、设置在加热模块处的第二进气温湿度传感器和设置在第二进气口的排气湿度传感器。采集模块通过对输入气体的二次采集实现对输入气体的温湿度控制，根据设置在第二进气口的排气湿度传感器采集数据以及设置在烟叶放置处的烘房温湿度传感器的采集数据实现湿度控制，保持烘房内的动态平衡。
39.加热模块包括加热通道、设置在加热通道中的若干加热网和除湿装置，所述除湿装置和若干加热网独立与控制模块相连，所述加热通道的一端与第一出气口连通，另一端与烘房连通。除湿装置和加热网独立与控制模块相连，根据设定温度标准开启相应数量的加热网，避免资源浪费。
40.如图8所示，风速调节模块包括阻力随经过的气流湿度降低而增大的风阻网，所述风阻网设置在第二进气口处，所述风阻网包括若干个间隔设置的风阻杆，所述风阻杆上设有材料为羊绒或棉线或涤纶的收缩材料。由于烟叶烘烤过程中，不仅对烘房内的烘烤温度有需求，对烘房内的空气湿度也有需求，若空气湿度过大，会导致烘烤效率低下，若空气湿度过小，会导致烟叶出现焦化，并且烟叶内有效组分流失的情况；为了避免这种情况，本方案当经过风阻网的气流湿度更低时，增加对气流的阻力，从而降低烘房的排气效率，当气体排出速度较慢时，烘房内的湿度会逐渐提升，进而实现烘房内的湿度控制。收缩材料在经过的气流湿度较大时会发生收缩，从而使得风阻杆之间的间距增大，对气流产生的阻力减小，在经过的气流湿度较小时会变得蓬松，从而使得风阻杆之间的间距减小，对气流产生的阻力增大。
41.一种低能耗烟叶烘干系统的工作方法，如图3所示，包括以下步骤：
42.s1启动烘房使烘房温湿度传感器达到预设标准；
43.s2采集模块进行温湿度数据采集并传输至控制模块；
44.s3控制模块进行分析并控制加热模块工作；首先通过第一进气温湿度传感器采集数据与烘房温湿度传感器采集数据比较，结合预设温湿度控制加热模块中的加热网开启数量以及除湿器的开启，然后第二进气温湿度传感器进行二次检测确保输入气体保持烘房内温湿度稳定，同时排气湿度传感器对排出气体进行湿度检测，依此调节进气湿度实现动态平衡。
45.s4控制模块接收反馈数据进行二次调节并调节内循环和进气排气频率；
46.s5将工作信息通过通信模块传输到访问终端实现远程控制。
47.如图2到如图8所示，加热通道1、烘干区域2以及热交换模块3，所述热交换模块包括用于向烘房内通入常温空气的第一进气口4、第一出气口5，以及用于将烘房内气体排出的第二进气口6、第二出气口7，所述加热通道的一端与所述第一出气口连通，另一端与所述烘干区域连通，所述热交换模块包括若干块堆叠的换热板8，所述换热板包括用于通过常温空气的第一换热板9和用于通过烘房内的高温湿空气的第二换热板10；所述加热通道内安装有用于为气流提供动力的第一风机11，以及用于为气体加热的加热装置，所述加热装置为加热网12；所述换热板内设有若干个贯通其相对的两个侧面的通气槽13，所述第一换热
板的通气槽两端分别与第一进气口、第一出气口连通，所述第二换热板的通气槽两端分别与第二进气口、第二出气口连通；若干块所述第一换热板和第二换热板间隔堆叠；所述换热板的外形为正方形，厚度为3
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10mm，本实施例中选用5mm，所述通气槽的截面形状为矩形；所述第一换热板与第二换热板的结构相同，安装方向不同，安装时所述第一换热板的通气槽长度方向与第二换热板的通气槽长度方向垂直，其中，第二换热板的通气槽方向与水平方向的夹角为30
°
；所述热交换模块还包括位于若干块换热板中间的击打组件，所述击打组件包括两块定位板：第一定位板14和第二定位板15，所述第一定位板与换热板朝向第二进气口的一侧平齐，所述第二定位板与换热板朝向第二出气口的一侧平齐，两块换热板之间安装有若干个间隔设置，并且与所述换热板垂直的安装杆16，所述安装杆上安装有若干个间隔设置的叶轮17，所述叶轮上设有弹性叶片，所述叶轮的转轴方向与所述第一换热板的通气槽长度方向相同；所述热交换模块还包括上安装座18、下安装座19、左安装座20和右安装座21，所述第一进气口位于左安装座和上安装座之间，第一出气口位于右安装座和下安装座之间，所述第二进气口位于上安装座和右安装座之间，所述第二出气口位于左安装座和下安装座之间，所述上安装座上设有用于限位换热板位于上侧的棱的上固定座22，所述左安装座上设有用于限位换热板位于左侧的棱的左固定座23，所述下安装座上设有用于限位换热板位于下侧的棱的下固定座24，所述右安装座上设有用于限位换热板位于右侧的棱的右固定座25；所述第二进气口处设有风阻网26，所述风阻网当经过的气流湿度更低时，产生的阻力更大；所述风阻网包括若干个间隔设置的风阻杆27，所述风阻杆上设有收缩材料28；所述收缩材料为羊绒或棉线或涤纶；所述第一出气口出安装有第二风机29，所述第二出气口处安装有第三风机30；所述第二进气口处还安装有湿度检测装置31，所述湿度检测装置连接有报警器。
48.在使用本装置进行烟叶烘烤时，外界气体在第一风机、第二风机的驱动作用下从所述第一进气口进入热交换装置，并通过所述第一换热板的通气槽进入第一出气口，在第一换热板的通气槽中移动的过程中，由于第一换热板与第二换热板相邻，来自外界的常温气体会和来自烘房内的高温气体发生热交换并升温，升温后的气体从第一出气口进入到所述加热通道中；所述加热通道中的加热网对空气进行进一步加热至烘烤所需的温度，气体进入烘干区域后对烟叶进行烘烤，并使得烟叶中的水分进入到烘房内的空气中；然后，烘房内的湿热空气在第一风机和第三风机的驱动作用下进入第二进气口，再从第二进气口进入第二换热板，第二换热板中的通气槽与第一换热板中的通气槽方向垂直，因此第二换热板中的湿热空气与多个通气槽中的常温空气进行热交换，将热量传递给第一换热板中的空气。
49.湿热空气在第二换热板中进行热交换的过程中，由于温度降低，气体中会有较多的水蒸气液化成为水珠，若水珠滞留在第二换热板中会对气体产生较大的风阻，而本专利中的第二换热板的通气槽方向与水平方向的夹角为30
°
，使得水珠可以在重力的作用下加快滑落，从而减少了风阻；并且，当气体从第一进气口进入时，部分气体经过两块定位板之间，并带动叶轮转动，叶轮转动的同时，其弹性叶片会击打位于两侧的换热板，从而使换热板处产生持续的振动，从而加快第二换热板中水珠滑落的速度，进一步减小风阻，从而降低风机的能耗。
50.当烘房内的气体湿度较高时，所述风阻杆上的收缩材料会被浸湿并收缩，从而使
风阻网对气流的阻力减小，从而加快气体的排出，进而使得烘房内气体湿度减小；而当烘房内气体湿度较低时，所述风阻杆上的收缩材料会被烘干并变蓬松，从而使风阻网对气流的阻力增大，从而减缓气体排出，进而使得烘房内气体湿度增加；当烘房内气体湿度超出风阻网的控制范围时，所述湿度检测装置会产生信号，并引发报警装置报警。
51.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
52.尽管本文较多地使用了热交换模块、采集模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。