高大平房倉內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

黃俊熹，夏晉文，戚 浩，林為憲，張來林，陳友飛

（1.中央儲備糧福州直屬庫有限公司，福州 350101；2.中儲糧集團(tuán)有限公司福建分公司，福州 350007；3.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州 450001）

在高溫高濕地區(qū)，夏季倉房受太陽光照輻射的影響，距墻30 cm范圍內(nèi)的糧堆糧溫可達(dá)30～33℃，糧溫高會加快糧食品質(zhì)變化，還會引起水分轉(zhuǎn)移、滋生蟲霉等問題。雖然目前內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能夠解決糧溫、水分不均衡的問題，但南方地區(qū)由于高大平房倉在冬季通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)蓄留的冷芯有限，采用整倉內(nèi)環(huán)流通風(fēng)則會導(dǎo)致糧堆冷芯被破壞，影響到糧堆內(nèi)部的平衡狀態(tài)，造成整倉的平均糧溫上升較快，不利于度夏后期糧堆的控溫儲藏。在目前采取冬季機(jī)械通風(fēng)及夏季空調(diào)控溫的模式下，關(guān)鍵要解決糧堆表層及四周的控溫問題。我公司經(jīng)過實踐摸索探討，提出采用“內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)”[1]進(jìn)行控溫作業(yè)，有針對性的進(jìn)行“精準(zhǔn)控溫”，將通過倉壁傳入糧堆的熱量與倉內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)的干冷氣體進(jìn)行置換，取得了較好的糧堆控溫效果，節(jié)約電費(fèi)開支，降低保管成本，儲糧的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益明顯[2]。

1 內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)的技術(shù)原理

在倉內(nèi)空調(diào)控溫的基礎(chǔ)上，度夏期間利用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)將倉壁四周糧堆的濕熱氣體從預(yù)埋管道抽出，直接排到倉內(nèi)空間，并與空間的氣體進(jìn)行交換，同時糧堆內(nèi)形成的負(fù)壓迫使空間的干冷氣流沿倉壁進(jìn)入糧堆，形成倉壁四周糧堆的局部定向、穩(wěn)定的氣體交換區(qū)域，達(dá)到精準(zhǔn)控制倉房內(nèi)壁附近糧溫的目的。

2 內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)的組成

內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)主要用于受陽光照射、墻體隔熱性能不佳的倉房內(nèi)側(cè)。從圖1看出，該系統(tǒng)由1.5 kW單管風(fēng)機(jī)和在倉內(nèi)墻面上安裝的固定式PVC管路構(gòu)成：在離地坪1 m處的內(nèi)墻面上橫向安裝一根直徑φ110 mm、開孔率為25%的PVC主管，在主管上每隔2 m處連接一根1.2 m長、直徑φ100mm、開孔率25%、上口封閉的PVC支管，形成梳狀結(jié)構(gòu)；在主管中間連接一根高于裝糧線、直徑φ110 mm、不開孔的PVC管，用于連接單管風(fēng)機(jī)。

圖1 內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)局部示意圖

3 內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)的控溫試驗

3.1 試驗條件與方法

3.1.1倉房及儲糧情況中央儲備糧福州直屬庫有限公司儲藏的進(jìn)口大豆主要來源于北美（美國）和南美（巴西、阿根廷等），北美大豆水分、雜質(zhì)含量相對較低；而南美大豆水分、雜質(zhì)含量相對較高。國內(nèi)接收的進(jìn)口大豆大都經(jīng)歷過長時間（大多在30～50 d）的海上運(yùn)輸。絕大多數(shù)的南美大豆是在高溫季節(jié)入庫[3]。試驗選取福州庫003號倉、026號倉兩棟高大平房倉作為試驗倉與對照倉；試驗倉采用糧倉專用空調(diào)制冷加內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)，對照倉除未采用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)外，其余的倉房條件及保管技術(shù)與試驗倉均一樣，具體情況如表1所示。

表1 倉房數(shù)據(jù)情況表

3.1.2試驗材料

試驗倉配套河南天碩TS-L8051型糧倉專用空調(diào)2臺，制冷量12.6 kW/臺；4-72型單管風(fēng)機(jī)6臺，OPI糧情檢測系統(tǒng)、溫濕度傳感器等。

3.2 試驗方法

度夏期間，在試驗倉及對照倉開展糧溫、水分、能耗等方面的數(shù)據(jù)收集及對比分析。

3.2.1糧溫對比通過在6～10月度夏期間，試驗倉使用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)對倉內(nèi)壁糧堆進(jìn)行控溫，分別檢測距墻10 cm、20 cm、30 cm處的糧溫，與對照倉相比較。從表2中看出，試驗倉在倉壁處糧溫平均可降低1～2℃，環(huán)倉壁內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)的控溫效果明顯。

表2 糧溫對照試驗數(shù)據(jù) ℃

3.2.2水分對比

分別扦取在兩棟對比倉的綜合樣進(jìn)行檢驗，從表3發(fā)現(xiàn)：采用內(nèi)壁環(huán)流系統(tǒng)控溫后，試驗倉的水分變化較小且在儲藏過程中水分自然損耗顯著減少。

表3 水分對照試驗數(shù)據(jù) %

3.2.3能耗對比

根據(jù)能耗統(tǒng)計（表4），試驗期間試驗倉空調(diào)累計時間顯著少于對照倉，空調(diào)能耗大幅度降低，實現(xiàn)儲藏期間降本增效。

表4 空調(diào)能耗數(shù)據(jù)表

4 分析與討論

度夏期間造成糧情不穩(wěn)定的因素有許多，其主要原因與糧堆內(nèi)存在著溫差和水分不均勻有關(guān)，易引起糧堆內(nèi)濕熱擴(kuò)散現(xiàn)象的出現(xiàn)，致使糧堆水分轉(zhuǎn)移，造成糧堆局部水分偏高，形成了適宜蟲霉生長的環(huán)境條件，從而使其快速生長繁殖，使糧堆溫度出現(xiàn)異常上升[3]。使用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)不僅可以解決倉壁附近糧溫高的問題，還可給安全儲糧帶來一系列好處：①可以縮小糧堆內(nèi)的溫差、均衡糧食水分，從而避免濕熱擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生，提高了糧食的儲藏穩(wěn)定性；②采用內(nèi)壁循環(huán)時，由于空氣流動與水分交換均發(fā)生在糧堆表層及倉壁四周內(nèi)部，因而糧堆水分流失較少，僅空調(diào)機(jī)的運(yùn)行使糧食水分有少量流失；③在相同效果下，采用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)后內(nèi)壁處糧溫下降速度快，作業(yè)時間低于傳統(tǒng)內(nèi)環(huán)流技術(shù)；④與傳統(tǒng)內(nèi)環(huán)流通風(fēng)相比，使用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)降低相同溫度需要的環(huán)流運(yùn)行時間減少45.67%，降低能耗44.07%；⑤在儲存過程中，該系統(tǒng)有效控制倉壁處糧溫的上升幅度，延緩儲糧的品質(zhì)劣變，防止蟲霉生長，確保儲糧安全；⑥管道的安裝及鋪設(shè)實施簡易，管道材料費(fèi)約6 500元，效果顯著，可長期重復(fù)使用；⑦該系統(tǒng)通過倉壁上預(yù)埋管道，利用局部氣流循環(huán)原理，有針對性地解決了陽光照射倉壁區(qū)域溫度高的問題，擴(kuò)展了環(huán)流均溫技術(shù)的應(yīng)用范圍，減輕一線保糧的工作壓力。因此，內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，對局部高溫區(qū)域?qū)嵤┚珳?zhǔn)控溫，降溫效果顯著，有較好的推廣意義。

5 結(jié)論

5.1 減少整倉內(nèi)環(huán)流控溫時間

以往內(nèi)環(huán)流控溫通過與通風(fēng)道連接，將糧堆內(nèi)部的冷氣抽出補(bǔ)充到倉房，通過空調(diào)控溫，倉間氣流再從糧面滲入糧堆。但這種做法中，糧堆內(nèi)部抽出的冷氣可能比倉房空間的溫度還低，補(bǔ)充到糧堆內(nèi)部的氣體溫度相對較高，這樣環(huán)流后，會造成整體糧溫較快上升，同時也破壞了糧堆的內(nèi)部平衡，特別是“冷芯”。啟用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)后，直接將冷氣送至需冷卻的倉壁處，集中于局部溫度高的糧堆，這樣系統(tǒng)運(yùn)行時間短，有效保持了糧堆的“冷芯”。

5.2 有針對性的實現(xiàn)精準(zhǔn)控溫

采用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)，通過環(huán)流管路的輔助作用，直接將冷氣引導(dǎo)至糧溫高的倉壁處，有針對性的將控溫作用集中在倉壁處的高溫糧部位，實現(xiàn)精準(zhǔn)控溫，加快糧堆與倉內(nèi)溫度的交換，加強(qiáng)薄弱部位的控溫儲糧，顯著提升內(nèi)環(huán)流作業(yè)的效果，提高了作業(yè)效率。

5.3 實現(xiàn)節(jié)能降損

采用內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)，空調(diào)能耗大幅度降低，實現(xiàn)儲藏期間降耗減損。內(nèi)壁環(huán)流控溫系統(tǒng)通過控制糧堆中央與空氣的接觸面積，減少倉內(nèi)經(jīng)過空調(diào)制冷產(chǎn)生的冷氣對不需要溫度交換的中央?yún)^(qū)的作用，避免了冷氣的浪費(fèi)，將制冷效果集中在升溫最快的四周區(qū)域，使糧堆溫度均勻，避免了“熱皮冷心”[4]現(xiàn)象對儲糧安全的威脅，從而更加高效地利用糧堆冷心，對糧食度夏起到控溫作用，取得了較好的糧堆控溫效果，節(jié)約電費(fèi)開支，降低保管成本，儲糧的經(jīng)濟(jì)效益提升明顯。