內環流控溫與空調控溫應用效果對比

◎ 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）

隨著我國經濟和科技的發展，各行各業很多技術實現了從理論到實際的應用。糧食儲藏行業經過近十年的發展，一批新技術理論如空調控溫、內環流控溫、氮氣氣調、惰性粉防治害蟲等得到了完善，并得到了應用普及[1]。空調控溫技術的應用能夠實現準低溫儲糧，有效延緩糧食品質劣變[2]；內環流控溫儲糧技術的出現，為高大平房倉實現準低溫儲糧、提高綠色儲糧技術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年分別完成了空調控溫技術和內環流控溫技術的應用安裝，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，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外溫差的基礎，是限制和減少由倉房圍護結構而傳入熱量的關鍵，尤其是在夏季，隔熱結構的好壞，直接影響著糧溫的波動情況及冷卻降溫設備的操作運行時間，即隔熱結構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濟性[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，其中內環流控溫倉房為1號倉，空調控溫倉房為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，其主要參數見表2。

表2 儲糧情況表

1.3 儀器與設備

內環流控溫系統：型號為HLXZ-2，單機功率1.5 kW，鄭州華糧科技股份有限公司；空調控溫系統：型號為TS-LS051，單機功率5.7 kW，河南天碩機電設備工程有限公司；糧情測控系統：河南同創高科有限公司；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

較小的熱導率決定了糧堆是熱的不良導體。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行比較分析。

（1）1號倉試驗方法。1號倉南北兩側共8個通風口，每個通風口有一臺內環流風機，通風道分布為1機3道；在2021年1月份進行蓄冷通風作業，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臺內環風機，開機前其最高糧溫28.2 ℃，最低糧溫7.1 ℃，平均糧溫15.2 ℃；設定內環流風機啟動溫度為25 ℃，目標溫度為22 ℃，第一次測量溫度為開機前一天，連續記錄倉溫和糧溫15 d，并記錄用電量計算單位能耗，進行數據分析。

（2）6號倉試驗方法。6號倉共有3臺空調設備，在2021年1月進行蓄冷通風，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 ℃。考慮功率等因素，2021年7月1日開啟3臺空調，開機前其最高糧溫28.7 ℃，最低糧溫6.2 ℃，平均糧溫14.8 ℃；設定空調啟動溫度為25 ℃，目標溫度為22 ℃；第一次測量溫度為開機前一天，連續記錄倉溫和糧溫15 d，并記錄用電量計算單位能耗，進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 倉溫變化

由圖1可知，采用空調控溫系統的倉房降溫幅度比采用內環流控溫系統的倉房降溫幅度大，空調控溫系統可以有效控制倉溫在21 ℃左右，而內環流控溫系統只能控制倉溫在24 ℃左右，甚至無法達到設定的目標溫度。

圖1 倉溫變化趨勢圖

原因分析：內環流控溫是利用糧堆本身的冷心來降低倉溫，不能通過自身產生所需的低溫，且由于當地氣候和倉房隔熱性能等原因，過了低溫季節以后，倉內糧溫開始回升，冷心變小，內環流風機開啟后，隨著冷心的消耗，冷心溫度進一步提高，導致從糧堆底部抽送到糧倉內的冷風溫度達不到很好的降低倉溫效果。

2.2 糧溫變化

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

圖2 上層糧溫變化趨勢圖

原因分析：隨著冷心的逐漸消耗，內環流控溫持續性較差，導致倉溫降低效果變差，進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-應用技術的倉房的糧食質量，單位為t。

經連續15 d試驗，內環流控溫倉房共消耗電能3 640 kW·h；空調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。

內環流風機雖然功率小，但是相對于空調倉來說并沒有特別省電。原因在于內環流控溫倉房不能達到設定的目標溫度，導致內環流風機一直不停機工作從而造成能耗偏高；空調功率雖然大，但是比較容易達到設定溫度，達到設定溫度后會自動停機，從而節約能耗。

3 結論

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