空气能热泵密集烤房研制及其烟叶烘烤效果

聂荣邦1，王政，韦建玉，黄崇峻，胡亚杰，张纪利，贾海江

（1湖南农业大学，长沙410128；2广西中烟工业有限责任公司，南宁530001）

空气能热泵密集烤房研制及其烟叶烘烤效果

聂荣邦1，王政2，韦建玉2，黄崇峻2，胡亚杰2，张纪利2，贾海江2

（1湖南农业大学，长沙410128；2广西中烟工业有限责任公司，南宁530001）

用空气能热泵加热系统替换原有燃煤式密集烤房的加热系统，研制成功了空气能热泵密集烤房。在此基础上，用空气能热泵密集烤房和燃煤式密集烤房进行烟叶烘烤对比试验，结果表明，空气能热泵密集烤房能降低烟叶烘烤成本，提高烟叶质量，下部叶的能耗总成本处理比对照低23.5%，中部叶低16.6%，上部叶低16.0%，平均降低了18.7%。无论下部叶、中部叶，还是上部叶，上等烟比例都是处理高于对照，下部叶高出4.1%，中部叶高出5.5%，上部叶高出7.9%，平均高出5.8%。而且空气能为清洁能源，能克服现存燃煤式密集烤房碳排放量大，污染环境的弊端，因此，空气能热泵密集烤房可以替换燃煤式密集烤房。

烤烟；烘烤；密集烤房；空气能

21世纪初，我国烟叶烘烤设备经历了一次全国性的更新换代，几年之内，新式密集烤房就取代沿用了近百年的自然通风普通烤房，取得了一次重大进步［1～3］。不过，新式密集烤房依然用煤作燃料，不但CO2、SO2等有害气体排放量大，污染环境，而且烘烤成本也居高不下。因此，选择清洁能源、降低烘烤成本就成为烟草科技工作者必需研究突破的重要课题。本研究就是试图通过采用空气能热泵作热源，研制空气能热泵密集烤房，研究其烟叶烘烤效果，为密集烤房节能减排、提质增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

云烟87。

1.2 试验地点

云南省罗平县罗雄镇外纳村烟叶烘烤工场。

1.3 试制空气能热泵密集烤房的材料

压缩机、电子膨胀阀、贮液罐、气液分离器、冷凝器、蒸发器、热回收器、自动控制器、轴流风机、冷媒等。

1.4 供试烤房

在该工场利用原有燃煤式密集烤房改造、研制的空气能热泵密集烤房，该工场原有燃煤式密集烤房。

1.5 烟叶烘烤试验

试验设2个处理。T.新研制的空气能热泵密集烤房1座；CK.原有燃煤式密集烤房1座。于烟叶烘烤期间，对下部叶、中部叶和上部叶分别进行烘烤试验，探求烟叶烘烤效果。具体操作：在田间采收成熟烟叶、编竿，每炕烟随机取5竿作样烟，数每竿烟叶叶数，称鲜重，然后置于烤房内二棚处，与别的烟叶一起烘烤。烤后，称样烟干重，然后分级，评定烟叶外观质量。烘烤过程中详细记载能耗情况。

2 结果与分析

2.1 空气能热泵密集烤房研制

利用原有燃煤式密集烤房1座，将其加热室（连同火炉、散热器、烟囱等）拆除，另外将空气能热泵密集烤房的材料（包括压缩机、电子膨胀阀、贮液罐、气液分离器、冷凝器、蒸发器、热回收器、自动控制器、轴流风机、冷媒等）制成热泵加热系统，安置在加热室的位置，即建成空气能热泵密集烤房。

2.2 空气能热泵密集烤房空载试验

空气能热泵密集烤房空载试验结果，空气能热泵密集烤房热风循环系统的风压、风速与原有燃煤式密集烤房热风循环系统的风压、风速基本一致；升温、排湿能力也基本一致；空气能热泵密集烤房的自动控制器具有在线调节功能、记忆功能，干球温度调控精准度≤1℃，湿球温度调控精准度≤0.5℃。初步表明，新建的空气能热泵密集烤房是成功的。

2.3 烟叶烘烤试验结果

2.3.1 各部位样烟烘烤结果

对下、中、上各部位的烟叶进行烘烤试验，结果列于表1。从表1可以看出，无论是处理，还是对照，自下而上，鲜干比减小，单叶重增大，烘烤历时延长。无论下部叶、中部叶，还是上部叶，上等烟比例都是处理高于对照，下部叶高出4.1%，中部叶高出5.5%，上部叶高出7.9%，平均高出5.8%。这充分说明研制的空气能热泵设计正确，结构合理，运行良好；也说明空气能热泵密集烤房自动控制器能精准调控烤房内的温湿度，使烘烤工艺更贴近理论烘烤曲线，达到理想的烟叶烘烤效果。

2.3.2 各部位烟叶外观质量

观测各部位烟叶外观质量，结果列于表2。

表1 各部位样烟烘烤结果

表2 各部位烟叶外观质量

综合评价各部位烟叶的外观质量，处理烟叶的外观质量要优于对照烟叶。

2.3.3 烟叶烘烤成本

详细记载各部位烟叶烘烤能耗成本，结果于表3。

表3 各部位烟叶烘烤的能耗成本

从表3可以看出，无论是下部叶、中部叶，还是上部叶，处理的能耗成本都低于对照。下部叶的能耗总成本处理比对照低23.5%，中部叶低16.6%，上部叶低16.0%，平均降低了18.7%。

3 小结与讨论

本研究结果表明，用空气能热泵加热系统替换原有燃煤式密集烤房的加热系统，即可形成空气能热泵密集烤房，并且这种新式密集烤房能降低烟叶烘烤成本，下部叶的能耗总成本处理比对照低23.5%，中部叶低16.6%，上部叶低16.0%，平均降低了18.7%。还提高了烟叶质量，无论下部叶、中部叶，还是上部叶，上等烟比例都是处理高于对照，下部叶高出4.1%，中部叶高出5.5%，上部叶高出7.9%，平均高出5.8%。

空气能热泵实质上是一种热量提升装置。空气能热泵利用逆卡诺原理，从周围环境中吸取热量，并将其传递给被加热的对象，从而可以节能。空气能热泵密集烤房最显著的特点就是高效节能。空气能热泵是利用可再生能源——空气能，并辅以清洁能源——电能，运行中没有任何污染，能完全克服现存燃煤式密集烤房碳排放量大、污染环境的弊端，是国家大力推广、开发和利用再生能源的绿色环保设备。因此，空气能热泵密集烤房可以替换燃煤式密集烤房。

［1］ 宋朝鹏，陈江华，许自成，等，我国烤房的建设现状与发展方向［J］.中国烟草学报，2009（6）：83－85.

［2］ 刘 强.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］ 韦建玉，聂荣邦，金亚波，等.密集烘烤烟叶变黄程度对烟叶工业可用性质量的影响［J］.广东农业科学，2012（21）：33－36.

［4］ 聂荣邦，张光利，于少林，等.智能化太阳能密集烤房节能效果研究［J］.作物研究，2010，24（3）：181－183.

［5］ 李春艳，聂荣邦.密集烤房烘烤过程中烟叶淀粉含量的动态变化［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

聂荣邦（1947－），男，教授，从事烟草栽培与调制研究。

广西中烟工业有限责任公司科技项目。