CN115615153B - 干燥系统控制方法、装置及干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种干燥系统控制方法、装置及干燥系统，干燥系统控制方法包括获取当前环境实际气象参数，将当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数，根据干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式。本申请仅需要监测系统所在地的气候参数，即可根据训练好的数学模型预测出预测干燥控制参数，对干燥方式进行控制，提升干燥系统自动化程度，提高干燥效率低和干燥品质。
Description
技术领域
本申请属于干燥系统技术领域，具体涉及一种干燥系统控制方法、装置及干燥系统。
背景技术
干燥是一个复杂的传热传质过程，它不仅受到物料特性和干燥介质参数的影响，还与干燥方式有着重要关系。目前干燥系统的控制大多以人工经验为主，在热泵联合太阳能干燥系统中，操作上需要人工确定干燥方式，例如需选择热泵干燥还是太阳能进行干燥，并且需要人工确定集热/蒸发器出口温度，干燥系统自动化程度低，需要复杂的人机交互控制，导致在控制过程中存在效率低，干燥时间过长，干燥效果不好等问题。
发明内容
为至少在一定程度上克服传统干燥系统的控制存在效率低、干燥时间过长、干燥效果不好的问题，本申请提供一种干燥系统控制方法、装置及干燥系统。
第一方面，本申请提供一种干燥系统控制方法，包括：
获取当前环境实际气象参数；
将所述当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数；
根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式。
进一步的，所述干燥参数数学模型的训练过程包括：
构建至少一个能量平衡方程；
将气象参数训练数据分别输入到所述至少一个能量平衡方程，对能量平衡方程进行求解以预测干燥控制参数；
计算预测到的干燥控制参数与目标干燥控制参数的差值；
调整能力平衡方程中的对流换热系数、辐射换热系数和热传导换热系数，直至满足训练结束条件，所述干燥参数数学模型训练完成，所述训练结束条件包括预测到的干燥控制参数与目标干燥控制参数的差值小于预设阈值。
进一步的，所述至少一个能量平衡方程包括：
玻璃盖板能量平衡方程、集热/蒸发器能量平衡方程、工质空气能量平衡方程和保温层能量平衡方程中的至少一个。
进一步的，所述玻璃盖板能量平衡方程为：
其中，mg为玻璃盖板质量，Cp、g为玻璃盖板比热容，Tg为玻璃盖板温度，Ag为玻璃盖板面积，αg为玻璃盖板的吸收率，I(t)为太阳辐射强度，hr,g-s为玻璃盖板和天空之间的传导换热系数，Ts为天空温度，hr,g-ev为玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数，Tev为蒸发器温度，hv,g-am为玻璃盖板和环境空气之间的对流换热系数，Tam为环境空气温度，hv,g-a为玻璃盖板和空气之间的对流换热系数，Ta为集热/蒸发器出口的空气温度。
进一步的，所述集热/蒸发器能量平衡方程为：
其中，mev为蒸发器质量，Cp、ev为蒸发器比热容，Tev为蒸发器温度，Aev为蒸发器面积，τg为玻璃盖板透射率，αev为蒸发器吸收率，hr、g-ev为玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数，hr、ev-i为蒸发器和保温层之间辐射换热系数，Ti为保温层温度，hv、ev-a为蒸发器和空气之间的对流换热系数。
进一步的，所述工质空气能量平衡方程为：
其中，ma为空气的质量，Cp、a为空气的比热容，Ta为集热/蒸发器出口的空气温度，hv,ev-a为空气和蒸发器的对流换热系数，Ai为保温层面积，hv、i-a为保温层和空气之间对流换热系数，Ag为玻璃盖板面积，hv、g-a为玻璃盖板和空气之间的对流换热系数。
进一步的，所述保温层能量平衡方程为：
其中，mi为保温层质量，Cp，i为保温层的比热容，Ti为保温层温度，hv,i-a为保温层和空气之间对流换热系数，hr,i-ev为保温层和蒸发器之间的辐射换热系数，hr,i-gr为保温层和地温之间的辐射换热系数，Tgr为地温，hv,i-am为保温层和环境空气间对流换热系数，Tam为环境空气温度。
进一步的，所述对能量平衡方程进行求解，包括：
通过有限差分法对所述能量平衡方程进行离散求解。
进一步的，所述干燥控制参数为集热/蒸发器出口的空气温度，所述根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式，包括：
若集热/蒸发器出口的空气温度小于40℃，则采用热泵干燥方式，控制热泵压缩机开启，轴流风机将热泵压缩机产生的热量输送到干燥箱内干燥物料；
若集热/蒸发器出口的空气温度大于等于40℃且小于等于60℃，则采用太阳能联合热泵干燥方式，通过轴流风机将热泵压缩机产生的热量和太阳辐射能输送到干燥箱内干燥物料；
若集热/蒸发器出口的空气温度大于60℃，则采用太阳能干燥方式，控制热泵压缩机停止工作，通过轴流风机将太阳辐射能输送到干燥箱内干燥物料。
进一步的，还包括：
在采用太阳能联合热泵干燥方式时，调节热泵压缩机的工作频率和/或控制用于调节热泵压缩机输出热量的电子膨胀阀的开度以使集热/蒸发器出口的空气温度大于等于40℃且小于等于60℃。
进一步的，还包括：
在采用太阳能联合热泵干燥方式时，干燥后排出的空气进入集热/蒸发器进行降温除湿；
经过降温除湿的干燥空气重新进入冷凝器进行加热，加热后的热量通过轴流风机送回干燥箱，以此循环完成物料的干燥。
进一步的，还包括：
在循环干燥过程中进行干燥物料称重；
在干燥物料重量变化小于预设值时，控制系统停止干燥。
第二方面，本申请提供一种干燥系统控制装置，包括：
获取模块，用于获取当前环境实际气象参数；
输出模块，用于将所述当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数；
控制模块，用于根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式。
第三方面，本申请提供一种干燥系统，包括：PLC，所述PLC包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的干燥系统控制方法。
进一步的，所述干燥系统为热泵联合太阳能干燥系统，包括：
集热/蒸发器、压缩机、冷凝器、轴流风机和干燥箱；
所述集热/蒸发器用于吸收太阳辐射能；
所述压缩机用于产生高温高压气体；
所述冷凝器用于将压缩机产生高温高压气体进行冷凝以释放热量；
所述轴流风机用于将所述集热/蒸发器中的太阳辐射能和/或压缩机产生高温高压气体进行冷凝以释放热量输送到所述干燥箱；
所述干燥箱用于干燥物料；
所述PLC用于控制通过集热/蒸发器和/或压缩机向所述干燥箱输送热量。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的干燥系统控制方法、装置及干燥系统，干燥系统控制方法包括获取当前环境实际气象参数，将当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数，根据干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式，仅需要监测系统所在地的气候参数，即可根据训练好的数学模型预测出预测干燥控制参数，对干燥方式进行控制，提升干燥系统自动化程度，提高干燥效率低和干燥品质。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请一个实施例提供的一种干燥系统控制方法的流程图。
图2为本申请另一个实施例提供的一种干燥系统控制方法的流程图。
图3为本申请另一个实施例提供的一种干燥系统控制方法的流程图。
图4为本申请另一个实施例提供的一种干燥系统控制方法的流程图。
图5为本申请一个实施例提供的一种干燥系统控制装置的功能结构图。
图6为本申请一个实施例提供的一种干燥系统的功能结构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
图1为本申请一个实施例提供的干燥系统控制方法的流程图，如图1所示，该干燥系统控制方法，包括：
S11：获取当前环境实际气象参数；
S12：将当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数；
S13：根据干燥控制参数控制干燥系统的干燥方式。
传统干燥系统的控制大多以人工经验为主，在热泵联合太阳能干燥系统中，操作上需要人工确定干燥方式，例如需选择热泵干燥还是太阳能进行干燥，并且需要人工确定集热/蒸发器出口温度，干燥系统自动化程度低，需要复杂的人机交互控制，导致在控制过程中存在效率低，干燥时间过长，干燥效果不好等问题。
本实施例中，干燥系统控制方法包括获取当前环境实际气象参数，将当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数，根据干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式，仅需要监测系统所在地的气候参数，即可根据训练好的数学模型预测出预测干燥控制参数，对干燥方式进行控制，提升干燥系统自动化程度，提高干燥效率低和干燥品质。
图2为本申请另一个实施例提供的干燥系统控制方法的流程图，如图2所示，该干燥参数数学模型的训练过程包括：
S21：构建至少一个能量平衡方程；
S22：将气象参数训练数据分别输入到至少一个能量平衡方程，对能量平衡方程进行求解以预测干燥控制参数；
S23：计算预测到的干燥控制参数与目标干燥控制参数的差值；
S24：调整能力平衡方程中的对流换热系数、辐射换热系数和热传导换热系数，直至满足训练结束条件，干燥参数数学模型训练完成，训练结束条件包括预测到的干燥控制参数与目标干燥控制参数的差值小于预设阈值。
本实施例中，至少一个能量平衡方程包括但不限于：
玻璃盖板能量平衡方程、集热/蒸发器能量平衡方程、工质空气能量平衡方程和保温层能量平衡方程等。
玻璃盖板能量平衡方程为：
其中，mg为玻璃盖板质量，Cp、g为玻璃盖板比热容，Tg为玻璃盖板温度，Ag为玻璃盖板面积，αg为玻璃盖板的吸收率，I(t)为太阳辐射强度，hr,g-s为玻璃盖板和天空之间的传导换热系数，Ts为天空温度，hr,g-ev为玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数，Tev为蒸发器温度，hv,g-am为玻璃盖板和环境空气之间的对流换热系数，Tam为环境空气温度，hv,g-a为玻璃盖板和空气之间的对流换热系数，Ta为集热/蒸发器出口的空气温度。
集热/蒸发器能量平衡方程为：
其中，mev为蒸发器质量，Cp、ev为蒸发器比热容，Tev为蒸发器温度，Aev为蒸发器面积，τg为玻璃盖板透射率，αev为蒸发器吸收率，hr、g-ev为玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数，hr、ev-i为蒸发器和保温层之间辐射换热系数，Ti为保温层温度，hv、ev-a为蒸发器和空气之间的对流换热系数。
工质空气能量平衡方程为：
其中，ma为空气的质量，Cp、a为空气的比热容，Ta为集热/蒸发器出口的空气温度，hv,ev-a为空气和蒸发器的对流换热系数，Ai为保温层面积，hv、i-a为保温层和空气之间对流换热系数，Ag为玻璃盖板面积，hv、g-a为玻璃盖板和空气之间的对流换热系数。
保温层能量平衡方程为：
其中，mi为保温层质量，Cp，i为保温层的比热容，Ti为保温层温度，hv,i-a为保温层和空气之间对流换热系数，hr,i-ev为保温层和蒸发器之间的辐射换热系数，hr,i-gr为保温层和地温之间的辐射换热系数，Tgr为地温，hv,i-am为保温层和环境空气间对流换热系数，Tam为环境空气温度。
通过对能量平衡方程进行训练，可以确定玻璃盖板和天空之间的传导换热系数、玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数、玻璃盖板和环境空气之间的对流换热系数、玻璃盖板和空气之间的对流换热系数；玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数、蒸发器和保温层之间辐射换热系数、蒸发器和空气之间的对流换热系数；空气和蒸发器的对流换热系数、保温层和空气之间对流换热系数、玻璃盖板和空气之间的对流换热系数；保温层和空气之间对流换热系数、保温层和蒸发器之间的辐射换热系数、保温层和地温之间的辐射换热系数、保温层和环境空气间对流换热系数，在能量平衡方程中的其他参数确定的情况下，可以对能量方式进行求解。
本实施例中，对能量平衡方程进行求解，包括：
通过有限差分法对所述能量平衡方程进行离散求解。
本实施例中，根据直膨式热泵辅助太阳能干燥系统原理及系统构建，分别对玻璃盖板、集热/蒸发器、工质空气、保温层建立能量平衡方程，便于准确求取干燥控制参数以对干燥方式进行控制。
本申请中，干燥控制参数为集热/蒸发器出口的空气温度，根据干燥控制参数控制干燥系统的干燥方式，包括：
若集热/蒸发器出口的空气温度小于40℃，则采用热泵干燥方式，控制热泵压缩机开启，轴流风机将热泵压缩机产生的热量输送到干燥箱内干燥物料；
若集热/蒸发器出口的空气温度大于等于40℃且小于等于60℃，则采用太阳能联合热泵干燥方式，通过轴流风机将热泵压缩机产生的热量和太阳辐射能输送到干燥箱内干燥物料；
若集热/蒸发器出口的空气温度大于60℃，则采用太阳能干燥方式，控制热泵压缩机停止工作，通过轴流风机将太阳辐射能输送到干燥箱内干燥物料。
一些实施例中，还包括：
在采用太阳能联合热泵干燥方式时，调节热泵压缩机的工作频率和/或控制用于调节热泵压缩机输出热量的电子膨胀阀的开度以使集热/蒸发器出口的空气温度大于等于40℃且小于等于60℃。
图3为本申请另一个实施例提供的干燥系统控制方法的流程图，如图3所示，该干燥系统控制方法，还包括：
S31：在采用太阳能联合热泵干燥方式时，干燥后排出的空气进入集热/蒸发器进行降温除湿；
S32：经过降温除湿的干燥空气重新进入冷凝器进行加热，加热后的热量通过轴流风机送回干燥箱，以此循环完成物料的干燥。
S33：在循环干燥过程中进行干燥物料称重；
S34：在干燥物料重量变化小于预设值时，控制系统停止干燥。
本实施例中，通过将降温除湿的干燥空气重新进入冷凝器进行加热，有效对热量进行回收，提高能量利用率。
本申请实施例中干燥系统的控制采用PLC进行控制，例如控制干燥系统启停、控制压缩机启停、电子膨胀阀开度调节(电子膨胀阀调节用于调节压缩机输出热量大小，根据压缩机排气的过热度进行相应的控制，过热度范围设置为5～10℃)，以将干燥箱内的温度控制在干燥物料的适宜温度范围之内，同时提高干燥物料的干燥品质和降低干燥系统的运行能耗。如图4所示，干燥系统控制方法具体包括：根据集热/蒸发器出口的空气温度选择干燥方式，根据监控的干燥箱内的温度，判断其在干燥物料适宜温度区间的位置，进而控制相应的组件启停。该应用于直膨式热泵联合太阳能干燥系统的控制流程如下：
系统开机，风机开启，监测环境气象参数包括但不限于太阳能辐射强度、温度、湿度等，并通过机器学习对之前训练过的数学模型对集热器出口空气温度进行预测，并进行以下判断：
若在太阳能辐射强度比较弱时，温度小于40℃，则该系统采用直膨式热泵干燥运行方式，其中集热/蒸发器作为直膨式热泵的蒸发器，液态制冷剂在流过集热/蒸发器时吸收周围环境的热量蒸发，随后气态制冷剂进入压缩机，被压缩成高温高压的气体，冷凝后释放出来的热量用于加热干燥空气。在轴流风机的作用下将热空气输送到干燥箱内，干燥后排出的空气进入集热/蒸发器进行降温除湿，冷凝水通过输水管道排出。经过降温除湿的干燥空气重新进入冷凝器进行加热，以此循环完成物料的干燥。
若温度大于等于40℃小于等于60℃，则该系统按照太阳能联合热泵干燥方式运行。带有玻璃盖板的集热/蒸发器吸收太阳辐射能加热空腔内的空气，热空气在轴流风机的作用下输送到干燥箱内干燥物料，冷凝器中的热量也在轴流风机的作用下输送到干燥箱内；
若温度大于60℃，则该系统采用太阳能方式，带有玻璃盖板的集热/蒸发器吸收太阳辐射能加热空腔内的空气，热空气在轴流风机的作用下输送到干燥箱内干燥物料，以此循环完成物料的干燥过程；
在循环干燥过程中进行干燥物料称重，当变化小于0.1g时，系统停止运行。
控制干燥箱内空气温度持续的处于在一个温度区间范围内而不是根据某一目标温度进行精确控制，可以减少由于室外气象的突变而引起系统动力设备的不断启停，从而延长其使用寿命。
本发明实施例提供一种干燥系统控制装置，如图5所示的功能结构图，该干燥系统控制装置包括：
获取模块51，用于获取当前环境实际气象参数；
输出模块52，用于将所述当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数；
控制模块53，用于根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式。
本实施例中，通过获取模块获取当前环境实际气象参数，输出模块，将当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数，控制模块根据干燥控制参数控制干燥系统的干燥方式，仅需要监测系统所在地的气候参数，即可根据训练好的数学模型预测出预测干燥控制参数，对干燥方式进行控制，提升干燥系统自动化程度，提高干燥效率低和干燥品质。
本发明实施例提供一种干燥系统，该干燥系统包括：PLC，该PLC包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述实施例所述的干燥系统控制方法。
本实施例中，干燥系统为热泵联合太阳能干燥系统，如图6所示的功能结构图，包括：
集热/蒸发器61、压缩机62、冷凝器63、轴流风机64和干燥箱65；
集热/蒸发器61用于吸收太阳辐射能；
压缩机62用于产生高温高压气体；
冷凝器63用于将压缩机产生高温高压气体进行冷凝以释放热量；
轴流风机64用于将所述集热/蒸发器中的太阳辐射能和/或压缩机产生高温高压气体进行冷凝以释放热量输送到所述干燥箱；
干燥箱65用于干燥物料；
PLC(图中未示出)用于控制通过集热/蒸发器和/或压缩机向干燥箱输送热量。
本实施例中，热泵联合太阳能干燥系统通过获取所在地的气候参数，根据训练好的数学模型预测出预测干燥控制参数，对干燥方式进行控制，提升干燥系统自动化程度，提高干燥效率低和干燥品质。
需要说明的是，本申请提供的干燥系统控制方法适用于不同干燥系统控制需求，不限于热泵联合太阳能干燥系统。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种干燥系统控制方法，其特征在于，包括：
获取当前环境实际气象参数；
将所述当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数；
根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式；
所述干燥参数数学模型的训练过程包括：
构建至少一个能量平衡方程；
将气象参数训练数据分别输入到所述至少一个能量平衡方程，对能量平衡方程进行求解以预测干燥控制参数；
计算预测到的干燥控制参数与目标干燥控制参数的差值；
调整能量平衡方程中的对流换热系数、辐射换热系数和热传导换热系数，直至满足训练结束条件，所述干燥参数数学模型训练完成，所述训练结束条件包括预测到的干燥控制参数与目标干燥控制参数的差值小于预设阈值；
所述至少一个能量平衡方程包括：
玻璃盖板能量平衡方程、集热/蒸发器能量平衡方程、工质空气能量平衡方程和保温层能量平衡方程中的至少一个；
所述玻璃盖板能量平衡方程为：
]
其中，为玻璃盖板质量，/>为玻璃盖板比热容，/>为玻璃盖板温度，/>为玻璃盖板面积，/>为玻璃盖板的吸收率，/>为太阳辐射强度，/>为玻璃盖板和天空之间的传导换热系数，/>为天空温度，/>为玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数，/>为蒸发器温度，为玻璃盖板和环境空气之间的对流换热系数，/>为环境空气温度，/>为玻璃盖板和空气之间的对流换热系数，/>为集热/蒸发器出口的空气温度。
2.根据权利要求1所述的干燥系统控制方法，其特征在于，所述集热/蒸发器能量平衡方程为：
其中，为蒸发器质量，/>为蒸发器比热容，/>为蒸发器温度，/>为蒸发器面积，为玻璃盖板透射率，/>为蒸发器吸收率，/>为玻璃盖板和蒸发器之间辐射换热系数，/>为蒸发器和保温层之间辐射换热系数，/>为保温层温度，/>为蒸发器和空气之间的对流换热系数。
3.根据权利要求1所述的干燥系统控制方法，其特征在于，所述工质空气能量平衡方程为：
其中，为空气的质量，/>为空气的比热容，/>为集热/蒸发器出口的空气温度，为空气和蒸发器的对流换热系数，/>为保温层面积，/>为保温层和空气之间对流换热系数，/>为玻璃盖板面积，/>为玻璃盖板和空气之间的对流换热系数。
4.根据权利要求1所述的干燥系统控制方法，其特征在于，所述保温层能量平衡方程为：
其中，为保温层质量，/>为保温层的比热容，/>为保温层温度，/>为保温层和空气之间对流换热系数，/>为保温层和蒸发器之间的辐射换热系数，/>为保温层和地温之间的辐射换热系数，/>为地温，/>为保温层和环境空气间对流换热系数，-/>为环境空气温度。
5.根据权利要求1所述的干燥系统控制方法，其特征在于，所述对能量平衡方程进行求解，包括：
通过有限差分法对所述能量平衡方程进行离散求解。
6.根据权利要求1所述的干燥系统控制方法，其特征在于，所述干燥控制参数为集热/蒸发器出口的空气温度，所述根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式，包括：
若集热/蒸发器出口的空气温度小于40℃，则采用热泵干燥方式，控制热泵压缩机开启，轴流风机将热泵压缩机产生的热量输送到干燥箱内干燥物料；
若集热/蒸发器出口的空气温度大于等于40℃且小于等于60℃，则采用太阳能联合热泵干燥方式，通过轴流风机将热泵压缩机产生的热量和太阳辐射能输送到干燥箱内干燥物料；
若集热/蒸发器出口的空气温度大于60℃，则采用太阳能干燥方式，控制热泵压缩机停止工作，通过轴流风机将太阳辐射能输送到干燥箱内干燥物料。
7.根据权利要求6所述的干燥系统控制方法，其特征在于，还包括：
在采用太阳能联合热泵干燥方式时，调节热泵压缩机的工作频率和/或控制用于调节热泵压缩机输出热量的电子膨胀阀的开度以使集热/蒸发器出口的空气温度大于等于40℃且小于等于60℃。
8.根据权利要求6所述的干燥系统控制方法，其特征在于，还包括：
在采用太阳能联合热泵干燥方式时，干燥后排出的空气进入集热/蒸发器进行降温除湿；
经过降温除湿的干燥空气重新进入冷凝器进行加热，加热后的热量通过轴流风机送回干燥箱，以此循环完成物料的干燥。
9.根据权利要求8所述的干燥系统控制方法，其特征在于，还包括：
在循环干燥过程中进行干燥物料称重；
在干燥物料重量变化小于预设值时，控制系统停止干燥。
10.一种干燥系统控制装置，该装置使用权利要求1-9任一项所述的干燥系统控制方法，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取当前环境实际气象参数；
输出模块，用于将所述当前环境实际气象参数输入到训练好的干燥参数数学模型，以根据干燥参数数学模型输出干燥控制参数；
控制模块，用于根据所述干燥控制参数控制所述干燥系统的干燥方式。
11.一种干燥系统，其特征在于，包括：PLC，所述PLC包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-9任一项所述的干燥系统控制方法。
12.根据权利要求11所述的干燥系统，其特征在于，所述干燥系统为热泵联合太阳能干燥系统，还包括：
集热/蒸发器、压缩机、冷凝器、轴流风机和干燥箱；
所述集热/蒸发器用于吸收太阳辐射能；
所述压缩机用于产生高温高压气体；
所述冷凝器用于将压缩机产生高温高压气体进行冷凝以释放热量；
所述轴流风机用于将所述集热/蒸发器中的太阳辐射能和/或压缩机产生高温高压气体进行冷凝以释放热量输送到所述干燥箱；
所述干燥箱用于干燥物料；
所述PLC用于控制通过集热/蒸发器和/或压缩机向所述干燥箱输送热量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |