低溫儲糧綜合控溫設計探討

李云霄 葉堅 王永巍 張育濮 朱金秋

摘 要：本文分析了國內不同倉型低溫儲糧時糧溫超標的部位及原因，并分別從糧層表面和圍護墻體兩方面提出相應的控溫措施，為實現綠色高效節能低溫儲糧提供參考。

關鍵詞：低溫儲糧;隔熱保冷;糧面;墻體

Abstract：According to different types of warehouses in China， this paper analyzes the positions and causes of grain temperature exceeding the standard during low-temperature grain storage， and puts forward corresponding temperature control measures from the surface of grain layer and enclosure wall， which provides reference for realizing green， efficient and energy-saving low-temperature grain storage.

Key words：Low-temperature grain storage; Heat insulation; Grain surface; Wall

隨著我國經濟、科技的發展以及環保要求的提高，我國糧食倉儲行業也迎來了一系列變革。人們的膳食觀念也在不斷改變，即逐步從原來的“溫飽型”向“營養型、健康型和多樣化”轉變，人們已經由吃得飽轉變為吃得好，吃得安全，吃得營養。所以實施綠色儲糧對糧食儲備保管的作用愈發重要，它不僅是社會發展的需要，也是糧食儲藏發展和人們生活水平提高的需要，是確保儲糧安全、衛生、環保的必然選擇和要求。低溫儲糧作為綠色儲糧中的重要環節，因其具有可有效減少蟲害發生、合理提高安全儲糧水分、改善糧食加工工藝品質、增加儲存、加工及銷售環節的綜合效益等多方面優點，所以其在糧食儲存保管中的推廣應用顯得愈發迫切。

低溫儲糧要求倉內糧食平均溫度不超過15 ℃，局部最高溫度不超過20 ℃。從目前全國大部分地區糧食儲備庫調研數據來看，其倉內糧食平均溫度均能控制在15 ℃，但高溫季節糧層表面及墻體四周50 cm范圍內糧溫較高，可達30 ℃左右，所以要實現低溫儲糧，控制糧倉此部分糧溫是成功的關鍵。設計需從此塊入手，制定解決措施。

1 糧層表面控溫措施

《糧油儲藏技術規范》規定，用于低溫儲藏倉房的倉蓋傳熱系數需滿足：第五、七生態儲糧區x≤0.35 W/（m2·K）;第四、六生態儲糧區≤0.40 W/（m2·K）;第一、二和三生態儲糧區≤0.5 W/（m2·K）。

1.1 倉蓋設計形式

1.1.1 普通倉型

對于傳熱系數達不到規范要求的折線型屋架形式、雙T板形式的平房倉，設計可通過增加倉內吊頂的形式來降低傳熱系數，吊頂保溫材料可選用硬質聚氨脂發泡，其在密度為35～40 kg·m-3時，導熱系數僅為0.018～0.024 W/（m2?K），閉孔率在90%以上，熱工性能好、重量輕、防潮、防水性能好，在不影響倉蓋結構安全的前提下，是非常理想的糧倉隔熱保冷材料。

1.1.2 自然通風屋面設計

自然通風屋面是采用雙層屋面或在原拱板倉的倉蓋基礎上增設自然通風通道，并利用煙囪效應形成屋面間空氣自然對流，來降低糧面溫度。經實測此屋蓋形式比普通倉蓋形式的倉房，糧面上層溫度可有效降低5 ℃以上，降溫效果明顯。為進一步降低低溫儲糧能耗，設計可在雙層屋面的內屋面上表面或拱板倉拱腔底板上表面設50 mm厚硬質聚氨酯發泡保溫材料，來增加屋蓋隔熱保冷效果。

1.2 倉頂控溫措施

1.2.1 倉頂噴霧降溫

隨著全國各地對海綿城市建設要求的提高，在糧庫項目總平面設計中對雨水資源的回收利用也越來越重要。平房倉70%的外界輻射熱是通過屋頂傳導至倉內糧面空間，而噴霧降溫系統可利用收集的雨水給倉頂進行噴霧降溫。在糧庫項目設計時可考慮利用蓄水池將庫內雨水收集澄清過濾，并在倉房屋頂設置噴霧降溫系統，利用水泵加壓將收集過濾后的雨水通過管道運送至倉頂，經布置的管道噴頭將水均勻地噴灑在倉頂，水經蒸騰作用帶走倉頂積熱，理論上講，噴霧降溫所需的能量是克服水的表面張力增大所需要的能量，1 m3水變成10 μm3時，其表面張力所需要的能量約43 200 J，而蒸發潛熱高達22億J，其理論能效比高達5萬，而空調受熱力學定律的限制，30 ℃時降溫5 ℃的理論高能效比約是60。所以倉頂采用噴淋降溫具有無可比擬的節能和降溫效果。此方式綠色高效，可有效降低糧面倉溫4～6 ℃[1]，外界氣溫越高，降溫效果越明顯。噴霧降溫系統設計可根據管道輸送長度、以及降溫的面積合理布置噴頭數量。布置形式如圖1、圖2所示。

1.2.2 糧面空調控溫

為進一步降低高溫季節倉內上層糧面溫度，使其維持在15 ℃以下，可設置糧面空調進行空間補冷。空調宜選用循環式空調一體機，空調冷氣通過倉內布置的風管均勻輸送至倉內。目前國內空調根據其換熱方式不同可分為風冷型、水冷型和淺層地能型式。

風冷型空調利用風扇散熱，結構形式相對簡單，布置形式靈活，使用最為普遍。

水冷型空調換熱可采用地下水源、地表水源或庫區收集處理后的雨水，其能效比高，制冷效果好，能耗相比風冷型空調可節能30%～40%，對于設置雨水綜合利用以及倉頂噴霧降溫的糧庫，可綜合運用水冷空調為糧堆及糧面進行進一步的補冷降溫，達到高效節能低溫儲糧的目的。

淺層地能型空調是采用地下深井埋管的方式，利用地表下方100 m左右深度相對恒定的18 ℃地熱源為空調進行換熱。此類型空調適用于地熱資源相對豐富的地區，其每臺空調需配置多處換熱井，系統配置相對復雜，后期管道維護較難。

2 圍護墻體控溫措施

《糧油儲藏技術規范》規定，用于低溫儲藏的糧倉墻體，其傳熱系數要求需滿足：第五、七生態儲糧區，在0.46～0.52 W/（m2·K）;第四、六生態儲糧區區，在0.53～0.58 W/（m2·K）;第一、二和三生態儲糧區區，在0.59～0.70 W/（m2·K）。

對墻體導熱系數達不到上述要求的，設計可考慮采用：①在墻體內（外）表面設置20～50 mm的硬質聚氨脂發泡保溫層，以降低墻體導熱系數。②外墻采用隔熱反射涂料，減緩熱輻射，降低墻體導熱系數。③設計采用雙層墻體，利用墻體間空氣層作為隔熱保冷介質，必要時墻體間可增設硬質聚氨脂發泡保溫層。④高溫季節可在雙層墻體間通過空調補充冷氣，來降低倉內墻壁周邊糧食溫度。⑤可設置內環流控溫系統，使倉內糧堆冷心冷源通過環流系統沿墻壁四周進行均溫環流，以降低倉內墻壁周邊糧食溫度。

3 結論

綜上所述，在進行低溫糧庫設計時，設計人員可因地制宜，綜合采用以上措施進行倉房設計，以實現綠色高效節能低溫儲糧。

參考文獻：

[1]李明龍，榮華生，向 靜，等.平房倉倉頂噴水控溫儲糧實驗[J].糧食科技與經濟，2014，39（6）：43，69.