一种密集烤烟房封闭节能除湿系统及除湿方法
技术领域
本发明涉及密集烤烟房除湿技术领域，具体地说是一种利用天然冷源对密集型烤烟房内的高温湿空气进行封闭除湿并热量回收的空气处理系统，以及相应的除湿方法。
背景技术
我国国内的烟叶烤制的主要设备是标准的密集型烤烟房，以燃煤或生物颗粒燃料作为主要能源。烟草烤制有严格的温湿度时间曲线。烤房控制温度的手段是控制燃料炉的火力，控制湿度的手段是通过排湿窗进行开放排湿。排湿气流温度(40℃～68℃)高于环境空气温度，携带有大量低温余热。烤房排湿的热损失通常为燃料低位发热量的20%～25%。热损失不仅增加多余的燃料消耗量，还排放了更多的有害气体量，污染环境。
虽然经过不断地技术革新，随着国家对环境保护力度加大，燃煤逐渐被生物质燃料取代，或者采用热泵除湿烤房等新的烘烤技术，但烟草初烤工艺依然面临以下难题：
1、生物质燃料技术或者是多用途热泵烘烤技术都不同程度地加大了烟农的烘烤成本，影响烟农的经济效益;热泵除湿烘烤工艺由于电功率较大，还需重新对农网进行增容改造，难以普及，烟农也难以承受高电耗的负担。
2、开放式的排湿工艺，排湿过程带走了大量的热能，存在能源的浪费。
3、开放式的排湿工艺，排放大量热能的同时，烘烤过程产生的烟草致香有机物质也被排出，大大降低了烘烤后烟叶的香气质量和外观质量;现行的烘烤工艺成为制约烤烟质量进一步提高的瓶颈。
发明内容
为克服目前烟草初烤工艺面临的以上几种弊端，本发明提供一种密集烤烟房封闭节能除湿系统以及除湿方法，可以回收空气热量，在密集烤烟房全封闭条件下，利用天然冷源对密集型烤烟房内的湿热空气进行冷却除湿并回收热量，达到节能的目的，同时回收冷凝的烟草烘烤过程中产生的致香有机物，有效抑制烟草在烘烤过程中烟草致香有机物的流失，从根本上提高烟草烘烤的品质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的技术方案之一为，提供一种密集烤烟房封闭节能除湿系统，包括除湿主机、热水管、冷水管、循环水泵和冷却塔，所述除湿主机包括保温箱体，所述保温箱体内部安装有板式热回收器、表冷器、循环风机、接水盘;所述板式热回收器将保温箱体分为进风通道和出风通道，所述进风通道水平依次穿过板式热回收器、表冷器，所述出风通道竖向穿过板式热回收器，所述循环风机安装在板式热回收器的出风通道上部，所述接水盘安装在板式热回收器和表冷器的下部，所述接水盘下面安装有排水管，所述冷却塔安装在除湿主机外部，通过所述热水管和冷水管与除湿主机内的表冷器连接，所述循环水泵安装在除湿主机和冷却塔之间的冷水管或热水管上。
进一步的，所述保温箱体的侧面设置有送风法兰和进风法兰，保温箱体通过送风法兰和进风法兰与密集烤烟房相连，其中，所述进风法兰的位置对应于进风通道的初始端，所述送风法兰的位置对应于循环风机的出风口。
进一步的，所述保温箱体的中部设置有水平的隔板，所述隔板将保温箱体分为上下两个空间，上部为热的送风区，下部为冷的除湿区，所述板式热回收器、表冷器、接水盘安装在除湿区中，所述循环风机安装在送风区中。
进一步的，所述保温箱体的材质为薄钢板。
进一步的，所述循环风机、循环水泵和冷却塔分别通过控制导线连接控制器，在所述控制器的控制下同步运行。
本发明的技术方案之二为，提供一种密集烤烟房封闭节能除湿方法，包括以下步骤：
循环风机运转，使密集烤烟房的湿热空气依次经过板式热回收器、表冷器、热回收器、循环风机，经降温除湿再升温后，流回密集烤烟房;
将降温除湿再升温过程中产生的冷凝水和烟草致香有机物经接水盘的排水管排出或收集;
开启循环水泵和冷却塔，经冷却塔冷却后的冷却水经循环水泵加压，通过冷水管送入表冷器，吸收热量升温后，经热水管回流到冷却塔进行冷却，完成冷却水循环。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明的循环风机以及循环水泵和冷却塔根据密集烤烟房的温湿度状况，受烤烟房的控制器控制，并同步运行。循环风机运转时，循环水泵和冷却塔同步开启，密集烤烟房的湿热空气依次经过板式热回收器、表冷器、热回收器、循环风机，经降温除湿再升温后流回密集烤烟房，冷凝水和烟草致香有机物经接水盘的排水管排出或收集。经冷却塔冷却后的冷却水经循环水泵加压，通过冷水管送入除湿主机内的表冷器，吸收热量升温后，经热水管回流到冷却塔进行冷却，完成冷却水循环。
现有密集烤烟房安装本发明，在除湿过程中部分回收了烤房湿热空气的热量，利用回收的热量加热经冷却除湿后的空气，从而节省了加热空气所需要的能源;本发明方案在密集烤烟房封闭条件下进行除湿，和目前的开放式排湿工艺相比，有效抑制了烟草烘烤过程中产生的致香有机物的挥发流失，从根本上提高了烟草的香气质量和外观质量，同时回收部分散发的致香有机物，进一步提高了经济效益;本发明方案不需要专门制冷机，而是采用冷却水天然冷源，大大减小了装机容量，进一步节省能源和设备投资。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明使用状态的气流方向示意图。
图1中：1.送风法兰，2.循环风机，3.板式热回收器，4.表冷器，5.隔板，6.保温箱体，7.热水管，8.冷却塔，9.冷水管，10.循环水泵，11.排水管，12.接水盘，13.进风法兰。
图2中：A.进风状态点，B.出风状态点，C.进风经热回收器预冷后状态点，D.进风经表冷器进一步冷却除湿后状态点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明的除湿系统由除湿主机和水冷却系统组成，除湿主机的保温箱体6是由薄钢板制作而成的结构，结构内部进行保温处理;在保温箱体6左侧面上设置有送风法兰1和进风法兰13，在保温箱体6内部依次安装有板式热回收器3，表冷器4;保温箱体6上部空间安装有循环风机2，保温箱体6底部安装有接水盘12，接水盘12底部设置有排水管11，隔板5将保温箱体6分为上下两个空间，上部为热的送风区，下部为冷的除湿区，板式热回收器3将箱体6内部气流分为横向的进风通道和竖向的送风通道。水冷却系统包括循环水泵10、热水管7、冷水管9、冷却塔8，按冷水管9、循环水泵10、表冷器4、热水管7、冷却塔8依次串联成封闭环。
接着，结合图2对本除湿系统的工作原理进一步阐述：
当密集烤烟房进入排湿模式时，循环风机2依据烤烟房控制器的指令转速运行，在除湿主机内部形成空气压力梯度，受压力梯度的影响，密集烤烟房内的空气为进风状态点A(干球温度55℃，湿球温度40℃)，进风状态点A空气经进风法兰13，流经板式热回收器3横向通道，板式热回收器3吸收气流热量，气流被冷却到状态点C(干球温度40℃，湿球温度38℃)，然后再流经表冷器4，气流再次被冷却到状态点D(干球温度30℃，湿球温度28℃)进一步冷却除湿。状态点D的气流再流经板式热回收器3的竖向通道，进行吸热升温到接近烤烟房温度的状态点B(干球温度45℃，湿球温度31℃),经循环风机2加压后，流经送风法兰1进入烤烟房内。
在云南省内，夏季空气湿球温度维持在20℃以下，自然水可以作为密集烤烟房的除湿用的天然冷源，技术上也是可行的。本方案的除湿循环水在循环水泵10的驱动下，经过冷却塔8冷却后，水温可以降到25℃以下，然后经冷水管9流入除湿主机的表冷器4，吸热升温至30℃，再经热水管7进入冷却塔8冷却，完成水冷却循环。
除湿系统在整个除湿过程中，密集烤烟房一直在全封闭条件下进行，和外界空气不发生物质交换，密集烤烟房内烟草在烘烤过程中产生的致香有机物处于高浓度状态，有效抑制了烟草内的致香有机物的挥发和流失。密集烤烟房内部空气中的致香有机物部分经表冷器4冷却凝结成液体后，和冷却水一起汇集到接水盘12，经排水管11流出被收集。
在除湿系统的整个工作过程中，虽然没有消耗额外热量和制冷量，密集烤房内的高温高湿空气得到了冷却除湿，同时除湿后的空气温度得到了回升。在除湿的过程中，有效抑制了烟草烘烤过程中产生的致香有机物的挥发流失，从根本上提高了烟草的香气质量和外观质量，同时回收部分散发的致香有机物，进一步提高了经济效益。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本专利。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
