錢國良 朱 潤 丁鵬輝 曾 誠
(浙江省湖州市糧食和物資儲備局,浙江省湖州市儲備糧管理有限公司 313000)
長期儲糧實踐與研究證明,低溫儲糧可以有效限制糧堆生物體的生命活動,減少儲糧損失;可以預(yù)防和消除糧食儲藏過程中的自然發(fā)熱現(xiàn)象,降低糧食呼吸強度,保持糧食應(yīng)有品質(zhì),延緩品質(zhì)劣變;可以少用或不用化學(xué)藥劑,降低藥劑殘留污染,有利人體健康和環(huán)境衛(wèi)生。低溫儲糧技術(shù)將是今后綠色糧食儲藏技術(shù)的發(fā)展方向。在常規(guī)儲糧實踐中,我們發(fā)現(xiàn),經(jīng)過冬季自然通風(fēng)實現(xiàn)低溫儲藏的糧食,在高溫季節(jié)(每年4月~9月),糧堆表層和靠近倉壁0.5 m~1 m糧層的溫度會快速回升,形成了一個四周及糧面溫度高,糧堆中心溫度低的情況,即“熱皮冷心”現(xiàn)象,這已經(jīng)成為糧庫散裝糧全倉實現(xiàn)低溫儲藏的核心難題,本試驗有針對性地創(chuàng)新開發(fā)周際精準(zhǔn)控溫系統(tǒng),探索實現(xiàn)全倉低溫儲糧可能性。
在糧堆底部四周布置周際通風(fēng)管路,與倉外環(huán)流設(shè)備連接,在糧堆四周形成上下的氣流通路,并給以外部制冷,在不破壞糧堆“冷心”情況下,實現(xiàn)糧堆四周的精準(zhǔn)降溫,達(dá)到高效控溫的目的。
在現(xiàn)有地上籠通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,在糧堆底部四周(距墻20 cm)布設(shè)周際地上通風(fēng)籠(中山墻處不布設(shè)),優(yōu)化原地上籠的空氣分配箱,兩側(cè)增加2個空氣分配口,各分配口具備開關(guān)功能,周際地上通風(fēng)管道連接空氣分配箱。
利用薄膜覆蓋糧面,留出距墻50 cm,形成與糧堆底部四周布設(shè)周際地上通風(fēng)籠相對應(yīng)的氣流通路。
利用現(xiàn)有倉內(nèi)空調(diào),對糧堆空間進(jìn)行降溫。
將原有倉外環(huán)流風(fēng)機連接環(huán)流回風(fēng)管和通風(fēng)口(參照環(huán)流風(fēng)機反向連接方式),通過環(huán)流風(fēng)機將倉內(nèi)空間冷空氣通過負(fù)壓吸入糧堆四周,熱空氣通過環(huán)流回風(fēng)管送回倉內(nèi)空間,實現(xiàn)對糧堆四周的精準(zhǔn)降溫。倉外回風(fēng)裝置連接見圖1,地坪管道鋪設(shè)見圖2,糧面薄膜鋪設(shè)見圖3。
圖1 倉外回風(fēng)裝置連接示意圖
圖2 地坪管道鋪設(shè)
圖3 糧面薄膜鋪設(shè)
12號倉、02號倉均為同一年建成的平房倉,兩倉倉容、風(fēng)道設(shè)置及空調(diào)安裝完全相同。其中12號倉為試驗倉,對通風(fēng)管道進(jìn)行了改造,02號倉為對照倉,兩倉具體情況見表1。
表1 試驗倉房及儲糧情況
3.2.1 環(huán)流風(fēng)機(見表2)
表2 環(huán)流風(fēng)機參數(shù)
3.2.2 制冷設(shè)備(見表3)
表3 兩倉使用制冷設(shè)備參數(shù)
3.2.3 糧情測控系統(tǒng) 河南產(chǎn)多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)V8.0。
本試驗低溫技術(shù)指標(biāo):試驗倉整個度夏過程實現(xiàn)全倉平均糧溫≤15℃,倉周和上層平均糧溫≤20℃,全倉最高糧溫點≤22℃。
當(dāng)倉內(nèi)溫度高于22℃,開啟糧堆空間部位空調(diào),控制上層糧溫,溫度設(shè)置18℃。當(dāng)表層四周平均糧溫高于20℃,開啟環(huán)流風(fēng)機,每2 h測定一次糧溫變化,直至四周糧溫均勻,四周平均糧溫低于18℃,無高于22℃點,關(guān)閉環(huán)流風(fēng)機。
當(dāng)室外自然冷源溫度低于空調(diào)設(shè)定溫度時,采取自然冷源降溫,當(dāng)日平均氣溫低于糧堆平均溫度時,試驗結(jié)束。
用糧情測控系統(tǒng)監(jiān)測糧溫,非試驗期間,每周兩次監(jiān)測糧溫。啟動試驗后,每2 h監(jiān)測一次糧溫,并做好記錄工作。
試驗倉安裝智能電表進(jìn)行用電能耗監(jiān)測,并每日統(tǒng)計試驗?zāi)芎摹?/p>
從圖4~圖7對比看出,試驗倉通過控溫有效延緩溫度上升,倉溫、平均糧溫、上層糧溫、上層周邊糧溫6月~9月的的溫升都沒有超過3℃。但6月~7月試驗倉在延緩溫度上升上較對照倉沒有體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,隨著8月高溫季節(jié)來臨,試驗倉對于周際的控溫效果開始顯現(xiàn)。
圖4 倉溫對比圖
圖5 平均糧溫對比圖
圖6 上層平均糧溫對比圖
圖7 上層周邊糧溫對比圖
試驗倉試驗期間未發(fā)生蟲害情況,實現(xiàn)免熏蒸。對照倉8月中旬出現(xiàn)蟲害,8月16日采取熏蒸作業(yè)。
6.1 本試驗自制的周際精準(zhǔn)控溫系統(tǒng)能有效控制糧堆四周的糧溫,緩解“熱皮”現(xiàn)象,同時不破壞糧堆“冷心”,實現(xiàn)精準(zhǔn)控溫。周際精準(zhǔn)控溫系統(tǒng)制作簡單,投入小,易操作,拓展現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)的使用功能,巧妙利用薄膜的密閉和張開程度,實現(xiàn)對通風(fēng)量的調(diào)整,下步在局部冬季通風(fēng)、熏蒸環(huán)流等倉儲作業(yè)也可實施運用。
6.2 本試驗的降溫效果雖然未達(dá)到設(shè)定目標(biāo),但顯著降低糧堆四周的糧溫,特別是上層四周的糧溫;減小了糧堆溫度梯度差,特別上層四周糧溫與空調(diào)控溫的倉內(nèi)上層空間之間的溫度差;在倉溫維持18℃的情況下,未出現(xiàn)結(jié)露等儲糧安全隱患,為進(jìn)一步降低糧堆上層溫度提供可能,增加實現(xiàn)免熏蒸可能性。
6.3 本試驗有效保護(hù)糧堆“冷心”,盡可能實現(xiàn)糧堆溫度穩(wěn)定,保持糧堆生態(tài)穩(wěn)定性,相較于谷冷機的整體通風(fēng)降溫有助于降低能耗和水分散失。
7.1 本試驗自制的周際精準(zhǔn)控溫系統(tǒng)未經(jīng)科學(xué)計算,通風(fēng)均勻性還有不足。下步可以針對倉房進(jìn)行科學(xué)設(shè)計和風(fēng)量測定,不過夏季控溫通風(fēng)需要考慮墻面熱傳導(dǎo)不同,風(fēng)管通風(fēng)量設(shè)計難度較大。
7.2 由于夏季控溫通風(fēng)溫差較小,選擇小風(fēng)量的風(fēng)機降溫效果不明顯,大風(fēng)量的風(fēng)機能耗增加比較明顯,選擇合適風(fēng)機也是后期試驗的改進(jìn)點。
7.3 此次試驗?zāi)芎妮^大,主要是控溫溫度目標(biāo)降低以后,控溫的溫度差明顯增大,倉外熱傳導(dǎo)和空調(diào)制冷強度呈現(xiàn)拋物線增長。由于控溫制冷全部依靠倉內(nèi)空間部位空調(diào),所以空間部分的隔熱尤為重要。同時周際精準(zhǔn)控溫系統(tǒng)在高溫來臨之前效果不明顯,可以選擇更加科學(xué)經(jīng)濟的啟動時間,減低能耗。
7.4 由于空調(diào)使用時間變長和制冷量需求增加,空調(diào)的節(jié)能降耗便更有成效,本次試驗采用水冷型空調(diào),制冷量選擇30 kW,由于是新開發(fā)的空調(diào),且其他影響因素較多,沒有取得有效節(jié)能數(shù)據(jù)。但可以預(yù)見選擇更加節(jié)能的水冷型空調(diào)在低溫儲糧運用中經(jīng)濟效益將更加明顯。同時空調(diào)冷風(fēng)不斷穿透糧堆帶走水分,今后空調(diào)的保水性能將成為糧庫專用空調(diào)的重要參數(shù)指標(biāo)。