內(nèi)環(huán)流控溫與空調(diào)控溫應(yīng)用效果對比

◎ 劉建嶺，楊 堃，樊 峰（中央儲備糧開封直屬庫有限公司蘭考分公司，河南 開封 475000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，各行各業(yè)很多技術(shù)實現(xiàn)了從理論到實際的應(yīng)用。糧食儲藏行業(yè)經(jīng)過近十年的發(fā)展，一批新技術(shù)理論如空調(diào)控溫、內(nèi)環(huán)流控溫、氮氣氣調(diào)、惰性粉防治害蟲等得到了完善，并得到了應(yīng)用普及[1]?？照{(diào)控溫技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)低溫儲糧，有效延緩糧食品質(zhì)劣變[2]；內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù)的出現(xiàn)，為高大平房倉實現(xiàn)準(zhǔn)低溫儲糧、提高綠色儲糧技術(shù)水平提供了新的選擇[3]。中央儲備糧開封直屬庫有限公司蘭考分公司糧庫于2018年和2020年分別完成了空調(diào)控溫技術(shù)和內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的應(yīng)用安裝，起到了良好的控溫效果。糧堆溫度變化受到倉溫變化影響，倉溫受到外溫變化影響，外溫不受人為干預(yù)，因此控制糧溫的最好辦法是控制倉溫，有效控制倉溫就可以有效控制糧溫，且保溫隔熱設(shè)施越完善，控溫效果越好。糧食倉房良好的隔熱性能是保證倉內(nèi)外溫差的基礎(chǔ)，是限制和減少由倉房圍護(hù)結(jié)構(gòu)而傳入熱量的關(guān)鍵，尤其是在夏季，隔熱結(jié)構(gòu)的好壞，直接影響著糧溫的波動情況及冷卻降溫設(shè)備的操作運行時間，即隔熱結(jié)構(gòu)的完善與否在很大程度上決定了低溫儲糧效果及低溫儲糧的經(jīng)濟(jì)性[4]。

1 材料與方法

1.1 試驗倉房

兩倉房為同一批次建造的高大平房倉，其中內(nèi)環(huán)流控溫倉房為1號倉，空調(diào)控溫倉房為6號倉，兩倉倉頂采用彩鋼瓦材料，并噴涂聚氨酯作為隔熱材料，其主要參數(shù)見表1。

表1 倉房主要條件表

1.2 儲糧基本情況

兩倉儲糧為2019年同一時期收獲的小麥，其主要參數(shù)見表2。

表2 儲糧情況表

1.3 儀器與設(shè)備

內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)：型號為HLXZ-2，單機(jī)功率1.5 kW，鄭州華糧科技股份有限公司；空調(diào)控溫系統(tǒng)：型號為TS-LS051，單機(jī)功率5.7 kW，河南天碩機(jī)電設(shè)備工程有限公司；糧情測控系統(tǒng)：河南同創(chuàng)高科有限公司；溫濕度計：型號為JXHTC-1，深圳市杰興電子科技有限公司；電表：三相四線電子式有功電能表，型號為DTS825，上海人民儀表有限公司。

1.4 試驗方法

較小的熱導(dǎo)率決定了糧堆是熱的不良導(dǎo)體。糧堆對熱的傳入、輸出都很緩慢[5]。所以中下層糧堆很難受到倉溫的影響，倉溫主要影響糧堆表層溫度，所以本試驗僅對倉溫和表層糧溫進(jìn)行比較分析。

（1）1號倉試驗方法。1號倉南北兩側(cè)共8個通風(fēng)口，每個通風(fēng)口有一臺內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)，通風(fēng)道分布為1機(jī)3道；在2021年1月份進(jìn)行蓄冷通風(fēng)作業(yè)，使其最高糧溫降低到8.7 ℃；最低糧溫降低到2.3 ℃；平均糧溫降低到5.8 ℃。在2021年7月1日份開啟8臺內(nèi)環(huán)風(fēng)機(jī)，開機(jī)前其最高糧溫28.2 ℃，最低糧溫7.1 ℃，平均糧溫15.2 ℃；設(shè)定內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)啟動溫度為25 ℃，目標(biāo)溫度為22 ℃，第一次測量溫度為開機(jī)前一天，連續(xù)記錄倉溫和糧溫15 d，并記錄用電量計算單位能耗，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

（2）6號倉試驗方法。6號倉共有3臺空調(diào)設(shè)備，在2021年1月進(jìn)行蓄冷通風(fēng)，使其最高糧溫降低到9.6 ℃，最低糧溫降低到1.9 ℃，平均糧溫降低到5.7 ℃?？紤]功率等因素，2021年7月1日開啟3臺空調(diào)，開機(jī)前其最高糧溫28.7 ℃，最低糧溫6.2 ℃，平均糧溫14.8 ℃；設(shè)定空調(diào)啟動溫度為25 ℃，目標(biāo)溫度為22 ℃；第一次測量溫度為開機(jī)前一天，連續(xù)記錄倉溫和糧溫15 d，并記錄用電量計算單位能耗，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 倉溫變化

由圖1可知，采用空調(diào)控溫系統(tǒng)的倉房降溫幅度比采用內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的倉房降溫幅度大，空調(diào)控溫系統(tǒng)可以有效控制倉溫在21 ℃左右，而內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)只能控制倉溫在24 ℃左右，甚至無法達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)溫度。

圖1 倉溫變化趨勢圖

原因分析：內(nèi)環(huán)流控溫是利用糧堆本身的冷心來降低倉溫，不能通過自身產(chǎn)生所需的低溫，且由于當(dāng)?shù)貧夂蚝蛡}房隔熱性能等原因，過了低溫季節(jié)以后，倉內(nèi)糧溫開始回升，冷心變小，內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)開啟后，隨著冷心的消耗，冷心溫度進(jìn)一步提高，導(dǎo)致從糧堆底部抽送到糧倉內(nèi)的冷風(fēng)溫度達(dá)不到很好的降低倉溫效果。

2.2 糧溫變化

由圖2可知，采用空調(diào)控溫的倉房表層糧溫的降幅大于采用內(nèi)環(huán)流控溫的倉房表層糧溫的降幅，空調(diào)控溫可以把表層糧溫控制在23 ℃左右，而內(nèi)環(huán)流控溫只能把表層糧溫控制在25 ℃左右，空調(diào)控溫效果明顯好于內(nèi)環(huán)流控溫效果。

圖2 上層糧溫變化趨勢圖

原因分析：隨著冷心的逐漸消耗，內(nèi)環(huán)流控溫持續(xù)性較差，導(dǎo)致倉溫降低效果變差，進(jìn)而影響表層糧溫的下降效果。

2.3 能耗

倉房控溫能耗按式（1）計算：

式中：δ-單位能耗，單位為kW·h·t-1；∑E-總耗電量，單位為kW·h；G-應(yīng)用技術(shù)的倉房的糧食質(zhì)量，單位為t。

經(jīng)連續(xù)15 d試驗，內(nèi)環(huán)流控溫倉房共消耗電能3 640 kW·h；空調(diào)控溫倉房工消耗電能3 984 kW·h，1倉單位能耗為0.47 kW·h·t-1；6倉單位能耗為0.52 kW·h·t-1。

內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)雖然功率小，但是相對于空調(diào)倉來說并沒有特別省電。原因在于內(nèi)環(huán)流控溫倉房不能達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)溫度，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)一直不停機(jī)工作從而造成能耗偏高；空調(diào)功率雖然大，但是比較容易達(dá)到設(shè)定溫度，達(dá)到設(shè)定溫度后會自動停機(jī)，從而節(jié)約能耗。

3 結(jié)論

由實驗結(jié)果分析可得，內(nèi)環(huán)流控制倉溫效果沒有空調(diào)控制倉溫效果好，在相同條件下空調(diào)控溫可以把倉溫降低到目標(biāo)值；內(nèi)環(huán)流控制表層糧溫效果沒有空調(diào)控制表層糧溫效果好，在相同條件下空調(diào)控溫可以把表層糧溫降的更低；內(nèi)環(huán)流控溫比空調(diào)控溫實際耗電量低，但是差別不是太明顯。