空氣能熱泵密集烤房研制及其煙葉烘烤效果

聶榮邦1，王政，韋建玉，黃崇峻，胡亞杰，張紀(jì)利，賈海江

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙410128；2廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧530001）

空氣能熱泵密集烤房研制及其煙葉烘烤效果

聶榮邦1，王政2，韋建玉2，黃崇峻2，胡亞杰2，張紀(jì)利2，賈海江2

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙410128；2廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧530001）

用空氣能熱泵加熱系統(tǒng)替換原有燃煤式密集烤房的加熱系統(tǒng)，研制成功了空氣能熱泵密集烤房。在此基礎(chǔ)上，用空氣能熱泵密集烤房和燃煤式密集烤房進(jìn)行煙葉烘烤對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，空氣能熱泵密集烤房能降低煙葉烘烤成本，提高煙葉質(zhì)量，下部葉的能耗總成本處理比對(duì)照低23.5%，中部葉低16.6%，上部葉低16.0%，平均降低了18.7%。無(wú)論下部葉、中部葉，還是上部葉，上等煙比例都是處理高于對(duì)照，下部葉高出4.1%，中部葉高出5.5%，上部葉高出7.9%，平均高出5.8%。而且空氣能為清潔能源，能克服現(xiàn)存燃煤式密集烤房碳排放量大，污染環(huán)境的弊端，因此，空氣能熱泵密集烤房可以替換燃煤式密集烤房。

烤煙；烘烤；密集烤房；空氣能

21世紀(jì)初，我國(guó)煙葉烘烤設(shè)備經(jīng)歷了一次全國(guó)性的更新?lián)Q代，幾年之內(nèi)，新式密集烤房就取代沿用了近百年的自然通風(fēng)普通烤房，取得了一次重大進(jìn)步［1～3］。不過(guò)，新式密集烤房依然用煤作燃料，不但CO2、SO2等有害氣體排放量大，污染環(huán)境，而且烘烤成本也居高不下。因此，選擇清潔能源、降低烘烤成本就成為煙草科技工作者必需研究突破的重要課題。本研究就是試圖通過(guò)采用空氣能熱泵作熱源，研制空氣能熱泵密集烤房，研究其煙葉烘烤效果，為密集烤房節(jié)能減排、提質(zhì)增效提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

云煙87。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

云南省羅平縣羅雄鎮(zhèn)外納村煙葉烘烤工場(chǎng)。

1.3 試制空氣能熱泵密集烤房的材料

壓縮機(jī)、電子膨脹閥、貯液罐、氣液分離器、冷凝器、蒸發(fā)器、熱回收器、自動(dòng)控制器、軸流風(fēng)機(jī)、冷媒等。

1.4 供試烤房

在該工場(chǎng)利用原有燃煤式密集烤房改造、研制的空氣能熱泵密集烤房，該工場(chǎng)原有燃煤式密集烤房。

1.5 煙葉烘烤試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理。T.新研制的空氣能熱泵密集烤房1座；CK.原有燃煤式密集烤房1座。于煙葉烘烤期間，對(duì)下部葉、中部葉和上部葉分別進(jìn)行烘烤試驗(yàn)，探求煙葉烘烤效果。具體操作：在田間采收成熟煙葉、編竿，每炕煙隨機(jī)取5竿作樣煙，數(shù)每竿煙葉葉數(shù)，稱鮮重，然后置于烤房?jī)?nèi)二棚處，與別的煙葉一起烘烤。烤后，稱樣煙干重，然后分級(jí)，評(píng)定煙葉外觀質(zhì)量。烘烤過(guò)程中詳細(xì)記載能耗情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 空氣能熱泵密集烤房研制

利用原有燃煤式密集烤房1座，將其加熱室（連同火爐、散熱器、煙囪等）拆除，另外將空氣能熱泵密集烤房的材料（包括壓縮機(jī)、電子膨脹閥、貯液罐、氣液分離器、冷凝器、蒸發(fā)器、熱回收器、自動(dòng)控制器、軸流風(fēng)機(jī)、冷媒等）制成熱泵加熱系統(tǒng)，安置在加熱室的位置，即建成空氣能熱泵密集烤房。

2.2 空氣能熱泵密集烤房空載試驗(yàn)

空氣能熱泵密集烤房空載試驗(yàn)結(jié)果，空氣能熱泵密集烤房熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)速與原有燃煤式密集烤房熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)速基本一致；升溫、排濕能力也基本一致；空氣能熱泵密集烤房的自動(dòng)控制器具有在線調(diào)節(jié)功能、記憶功能，干球溫度調(diào)控精準(zhǔn)度≤1℃，濕球溫度調(diào)控精準(zhǔn)度≤0.5℃。初步表明，新建的空氣能熱泵密集烤房是成功的。

2.3 煙葉烘烤試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 各部位樣煙烘烤結(jié)果

對(duì)下、中、上各部位的煙葉進(jìn)行烘烤試驗(yàn)，結(jié)果列于表1。從表1可以看出，無(wú)論是處理，還是對(duì)照，自下而上，鮮干比減小，單葉重增大，烘烤歷時(shí)延長(zhǎng)。無(wú)論下部葉、中部葉，還是上部葉，上等煙比例都是處理高于對(duì)照，下部葉高出4.1%，中部葉高出5.5%，上部葉高出7.9%，平均高出5.8%。這充分說(shuō)明研制的空氣能熱泵設(shè)計(jì)正確，結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行良好；也說(shuō)明空氣能熱泵密集烤房自動(dòng)控制器能精準(zhǔn)調(diào)控烤房?jī)?nèi)的溫濕度，使烘烤工藝更貼近理論烘烤曲線，達(dá)到理想的煙葉烘烤效果。

2.3.2 各部位煙葉外觀質(zhì)量

觀測(cè)各部位煙葉外觀質(zhì)量，結(jié)果列于表2。

表1 各部位樣煙烘烤結(jié)果

表2 各部位煙葉外觀質(zhì)量

綜合評(píng)價(jià)各部位煙葉的外觀質(zhì)量，處理煙葉的外觀質(zhì)量要優(yōu)于對(duì)照煙葉。

2.3.3 煙葉烘烤成本

詳細(xì)記載各部位煙葉烘烤能耗成本，結(jié)果于表3。

表3 各部位煙葉烘烤的能耗成本

從表3可以看出，無(wú)論是下部葉、中部葉，還是上部葉，處理的能耗成本都低于對(duì)照。下部葉的能耗總成本處理比對(duì)照低23.5%，中部葉低16.6%，上部葉低16.0%，平均降低了18.7%。

3 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，用空氣能熱泵加熱系統(tǒng)替換原有燃煤式密集烤房的加熱系統(tǒng)，即可形成空氣能熱泵密集烤房，并且這種新式密集烤房能降低煙葉烘烤成本，下部葉的能耗總成本處理比對(duì)照低23.5%，中部葉低16.6%，上部葉低16.0%，平均降低了18.7%。還提高了煙葉質(zhì)量，無(wú)論下部葉、中部葉，還是上部葉，上等煙比例都是處理高于對(duì)照，下部葉高出4.1%，中部葉高出5.5%，上部葉高出7.9%，平均高出5.8%。

空氣能熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置。空氣能熱泵利用逆卡諾原理，從周圍環(huán)境中吸取熱量，并將其傳遞給被加熱的對(duì)象，從而可以節(jié)能。空氣能熱泵密集烤房最顯著的特點(diǎn)就是高效節(jié)能。空氣能熱泵是利用可再生能源——空氣能，并輔以清潔能源——電能，運(yùn)行中沒(méi)有任何污染，能完全克服現(xiàn)存燃煤式密集烤房碳排放量大、污染環(huán)境的弊端，是國(guó)家大力推廣、開發(fā)和利用再生能源的綠色環(huán)保設(shè)備。因此，空氣能熱泵密集烤房可以替換燃煤式密集烤房。

［1］ 宋朝鵬，陳江華，許自成，等，我國(guó)烤房的建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展方向［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2009（6）：83－85.

［2］ 劉 強(qiáng).密集烤房建造成本及烘烤效果研究［J］.作物研究，2009，23（2）：115－116.

［3］ 韋建玉，聶榮邦，金亞波，等.密集烘烤煙葉變黃程度對(duì)煙葉工業(yè)可用性質(zhì)量的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（21）：33－36.

［4］ 聶榮邦，張光利，于少林，等.智能化太陽(yáng)能密集烤房節(jié)能效果研究［J］.作物研究，2010，24（3）：181－183.

［5］ 李春艷，聶榮邦.密集烤房烘烤過(guò)程中煙葉淀粉含量的動(dòng)態(tài)變化［J］.作物研究，2007，21（2）：120－121.

TS44＋1

A

1001-5280（2017）02-0178-03

10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.02.16

2016 12 01

聶榮邦（1947－），男，教授，從事煙草栽培與調(diào)制研究。

廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目。