溶液除濕機(jī)組在高溫高濕儲(chǔ)糧區(qū)低溫糧庫(kù)中的應(yīng)用

王鑫 蘇宏凱 唐有為 郭亞?wèn)|

摘 要：文章先對(duì)低溫糧庫(kù)所需要的環(huán)境進(jìn)行了分析，指出了低溫糧庫(kù)需要滿足的溫濕度要求。之后分析了常規(guī)冷凍除濕空氣處理機(jī)組在低溫糧庫(kù)中的應(yīng)用弊端，研究提出了適用于低溫糧庫(kù)的基于溫濕度協(xié)同控制技術(shù)的溶液除濕技術(shù)。

關(guān)鍵詞：溶液除濕；低溫糧庫(kù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0179-02

Abstract： In this paper， the environment of low-temperature grain depot is analyzed， and the requirements of temperature and humidity for low-temperature grain depot are pointed out. After analyzing the disadvantages of the conventional refrigeration dehumidification air treatment unit in the low temperature grain depot， the solution dehumidification technology based on the temperature and humidity synergetic control technology for the low-temperature grain depot is studied and put forward.

Keywords： solution dehumidification； low-temperature grain depot； application

引言

在我國(guó)，南方絕大多數(shù)地區(qū)都是高溫高濕地區(qū)，這些地區(qū)的共同特點(diǎn)就是雨熱同期，溫度高、濕度大，夏季酷熱，但是冬季較為溫暖。這一地區(qū)在儲(chǔ)糧過(guò)程中的最大的隱患就是外界的高溫高濕環(huán)境嚴(yán)重影響糧倉(cāng)內(nèi)的溫度和濕度，使糧食水分增高、糧堆溫度變化波動(dòng)大、糧食水分轉(zhuǎn)移等，嚴(yán)重影響糧食的品質(zhì)及儲(chǔ)糧的安全?，F(xiàn)階段要解決的問(wèn)題就是在高溫高濕這種惡劣的條件下，在確保儲(chǔ)糧安全的同時(shí)，最大限度的保持糧食品質(zhì)、降低維護(hù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)低成本、低損耗和低污染儲(chǔ)糧，提高糧企的經(jīng)濟(jì)效益。

1 空調(diào)設(shè)備在低溫糧庫(kù)中應(yīng)用的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)很多糧企根據(jù)各自糧庫(kù)的特點(diǎn)、各自所在地區(qū)的氣候特征及地理?xiàng)l件，試驗(yàn)了許多不同種類的低溫儲(chǔ)糧的技術(shù)方式，嘗試了利用家用空調(diào)、地源熱泵、水源熱泵、谷物冷卻機(jī)以及太陽(yáng)能制冷等方法進(jìn)行低溫儲(chǔ)糧，以上方法雖都具有一定效果，但同時(shí)也都具有一定的局限性。如：家用空調(diào)見(jiàn)效快、施工簡(jiǎn)單、成本低，但僅能對(duì)糧面進(jìn)行降溫，不能保證糧堆內(nèi)部的溫度；地源熱泵及水源熱泵可以達(dá)到低溫糧庫(kù)的要求，同時(shí)也能滿足進(jìn)糧時(shí)的降溫需求，但地源及水源熱泵投資成本高、施工復(fù)雜、工程量大、維護(hù)運(yùn)行復(fù)雜，與常規(guī)空調(diào)夏季制冷冬季制熱不同，由于其只夏季取冷，無(wú)冬季取熱過(guò)程，使用效果會(huì)逐年變差；谷物冷卻機(jī)能滿足低溫儲(chǔ)糧的要求，施工簡(jiǎn)單，能對(duì)糧堆內(nèi)部降溫，但谷物冷卻機(jī)投資成本高，能效比低，僅在1.9-2.0左右，耗電量大。太陽(yáng)能制冷雖節(jié)能，但是投資成本高，無(wú)法對(duì)糧食內(nèi)部降溫，對(duì)外界氣候條件依賴性大，不確定因素多，以現(xiàn)階段的太陽(yáng)能制冷技術(shù)，還無(wú)法成為低溫儲(chǔ)糧的主要解決方案。同時(shí)，以上方案還存在同樣的弊端，即均會(huì)產(chǎn)生冷凝水，冷空氣與糧食直接接觸，還易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，上層糧食吸水會(huì)發(fā)生霉變，影響糧食品質(zhì)。

總體來(lái)講，我國(guó)低溫糧庫(kù)空調(diào)主要有以下幾種形式：一是普通空調(diào)機(jī)；二是谷物冷卻機(jī)；三是地源、水源熱泵。

2 低溫糧庫(kù)的環(huán)境要求

綜合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求和我國(guó)糧庫(kù)的實(shí)際情況，以控制建設(shè)或改造成本、控制運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)確保糧食全年能處于低溫的狀態(tài)下保存為目標(biāo)，低溫糧庫(kù)的技術(shù)要求為糧堆平均溫度小于或等于15℃，不得高于18℃，上層糧面的平均溫度小于或等于20℃，不得高于22℃。

3 傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在低溫糧庫(kù)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)均采用表冷器降溫除濕的方法，在低溫糧庫(kù)中使用雖可行，但是存在以下弊端：

（1）常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)易產(chǎn)生濕表面，易滋生細(xì)菌和霉菌，對(duì)糧庫(kù)內(nèi)的空氣品質(zhì)有很大的影響。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)都采用降溫除濕的技術(shù)手段，因此，冷凝器上就會(huì)產(chǎn)生濕表面，同時(shí)滋生大量的細(xì)菌和霉菌，進(jìn)行降溫除濕后的空氣溫度過(guò)低，達(dá)不到送風(fēng)溫度，還需要對(duì)冷空氣進(jìn)行再熱，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

（2）機(jī)組能效比低，不屬于節(jié)能產(chǎn)品。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)都是采用表冷器冷卻的方式對(duì)空氣進(jìn)行降溫和除濕，熱和濕同時(shí)處理就存在以下的問(wèn)題：a.浪費(fèi)能源：一般情況下，蒸發(fā)溫度控制在14-19℃即可達(dá)到室內(nèi)送風(fēng)溫度的要求，但是要達(dá)到除濕的要求，就需要將蒸發(fā)溫度降低5℃，如此造成的后果就是空氣濕度雖達(dá)到了要求，但是溫度過(guò)低，為達(dá)到送風(fēng)溫度，還需要對(duì)空氣進(jìn)行再熱，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。b.熱濕聯(lián)合處理的空氣顯熱潛熱比與室內(nèi)熱濕不一致，舒適度低。c.耗電量高，效率低。

空氣處理過(guò)程分析：

圖1為表冷器冷卻除濕過(guò)程。在該系統(tǒng)的空氣處理過(guò)程中，室外新風(fēng)經(jīng)表冷器冷卻除濕至狀態(tài)點(diǎn)L（由dL和ψ=95%可以確定狀態(tài)點(diǎn)L），再等濕加熱至狀態(tài)點(diǎn)O后沿等熱濕比線ε送入室內(nèi)。

4 溶液除濕原理

溶液除濕技術(shù)是利用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全的特殊配置溶液的吸濕能力，吸收空氣中的水分，達(dá)到對(duì)空氣濕度進(jìn)行控制的目的。

除濕過(guò)程是傳熱同時(shí)進(jìn)行的復(fù)雜的過(guò)程，空氣和溶液的溫差是傳熱的動(dòng)力，空氣水蒸氣分壓力和溶液表面蒸氣壓的差是傳質(zhì)的推動(dòng)力。除濕過(guò)程：在一定的溫度和濃度下，被處理空氣的水蒸氣分壓力大于除濕溶液表面的飽和蒸氣壓時(shí)，除濕溶液就會(huì)吸收空氣中的水分，空氣被除濕。加濕過(guò)程是除濕過(guò)程的反過(guò)程，在一定的溫度和濃度下，被處理空氣的水蒸氣分壓力小于除濕溶液表面的飽和蒸氣壓時(shí)，除濕溶液就會(huì)向空氣中釋放水分，空氣被加濕。

空氣處理過(guò)程分析：

圖3為溶液除濕過(guò)程，新風(fēng)經(jīng)溶液除濕至狀態(tài)點(diǎn)H，然后通過(guò)表冷器干冷至狀態(tài)點(diǎn)O后沿?zé)釢癖染€ε送入室內(nèi)。

5 溶液除濕機(jī)組在高溫高濕儲(chǔ)糧區(qū)低溫糧庫(kù)中的應(yīng)用

高溫高濕地區(qū)的低溫糧庫(kù)采用溶液除濕技術(shù)，溶液除濕機(jī)組區(qū)別于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的是，溶液調(diào)濕機(jī)組無(wú)需降溫來(lái)進(jìn)行除濕，而是采用除濕溶液進(jìn)行調(diào)溫、調(diào)濕，直接將空氣處理到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，無(wú)冷熱抵消過(guò)程，精準(zhǔn)調(diào)溫調(diào)濕。在低溫糧庫(kù)使用溶液調(diào)濕機(jī)組具有以下特點(diǎn)：

（1）溶液調(diào)濕系統(tǒng)對(duì)空氣具有凈化作用，當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)系統(tǒng)中的鹽溶液時(shí)，鹽溶液的殺菌性質(zhì)自然地對(duì)空氣進(jìn)行凈化，一次便可清除空氣中所含的懸浮顆粒物、微生物甚至是異味。因除濕過(guò)程中沒(méi)有冷凝水產(chǎn)生，不會(huì)使系統(tǒng)長(zhǎng)期積聚冷凝水及灰塵，成為傳染性病毒繁殖的溫床，從而抑制霉菌滋生，避免對(duì)新風(fēng)的二次污染，為室內(nèi)環(huán)境提供最佳的空氣質(zhì)量。

（2）具有很好的除塵作用。水或其他的液體幾乎可以吸附所有的粉塵，市場(chǎng)上存在的濕式除塵器即為用液體吸附粉塵的除塵器，除塵效率可達(dá)60%-80%。在溶液除濕機(jī)組的調(diào)濕模塊中，利用高效填料的空隙結(jié)構(gòu)，增大了溶液與空氣的接觸面積，利于液體成膜，傳熱傳質(zhì)效率高。噴淋溶液具有過(guò)濾的作用，粉塵進(jìn)入調(diào)濕模塊后即可被過(guò)濾，不會(huì)再次擴(kuò)散到空氣中，進(jìn)入室內(nèi)，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。

（3）節(jié)能效果顯著。不需要將空氣降到露點(diǎn)溫度一下即可直接處理到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，可使用高溫冷水，無(wú)需過(guò)冷、無(wú)需再熱，無(wú)傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的冷熱抵消過(guò)程，系統(tǒng)節(jié)能20%-50%，提高機(jī)組cop。

（4）溫、濕度獨(dú)立控制，控制過(guò)程中不受室外環(huán)境條件的影響，即使室外環(huán)境極端惡劣，夏季溫濕度極高，溫度高于40℃，相對(duì)濕度高于75%，冬季溫濕度極低，溫度低于-15℃，相對(duì)濕度低于25%，仍可達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)組在低溫糧庫(kù)中使用，空氣需降到露點(diǎn)溫度以下后再升溫，冷熱抵消，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，還易產(chǎn)生凝結(jié)水、滋生細(xì)菌，溫、濕度調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)精度受限，嚴(yán)重影響糧食儲(chǔ)存的質(zhì)量，而溶液除濕空調(diào)用于低溫糧庫(kù)可有效的解決上述問(wèn)題。

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