不同小功率軸流風機降溫通風試驗及影響因素分析

顏崇銀 郁忠 張華裔 李鑫 顧則賓 肖輝 沈勇 王海濤 高新勇

摘要：使用高大平房倉上固定安裝的小功率軸流風機（排風扇），在秋冬季對儲糧倉房進行降溫通風試驗。結果表明，在倉房氣密性良好的條件下，小功率軸流風機采取上行式通風方式，具有操作簡便，降溫均勻，單位能耗低，儲糧水分散失少等優點；提高了糧食儲藏穩定性，符合儲備糧管理“節能降耗”的要求，具有推廣應用價值。在降溫通風過程中，諸如倉房的氣密性、糧堆高度、通風階段的大氣條件、計量或測算用電量方式方法是否正確，以及保管員能否做到規范操作、履職盡責等，都是影響其降溫通風的重要因素。

關鍵詞：高大平房倉；軸流風機；降溫通風；影響因素

中圖分類號：TH432 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20220417

Experiments on Cooling and Ventilation of Axial Flow Fan with Different Low Power and Discussion on Influencing Factors

Yan Chongyin1， Yu Zhong1， Zhang Huayi2， Li Xin2， Gu Zebin2， Xiao Hui2， Shen Yong2， Wang Haitao1， Gao Xinyong2

（ 1. Sinograin Suqian Depot Co.， Ltd.， Suqian， Jiangsu 223800； 2. Sucheng Branch， Sinograin Suqian Depot Co.， Ltd.， Suqian， Jiangsu 223800 ）

Abstract： Using the low-power axial fan （exhaust fan） fixedly installed on the tall bungalow to conduct cooling and ventilation tests on the grain storage warehouse in autumn and winter. The results showed that under the condition of good air tightness in the warehouse， the low-power axial flow fan adopts the upward ventilation mode， which has the advantages of simple operation， uniform cooling， less energy consumption per unit， less loss of stored grain water； and improves the stability of grain storage， in line with the requirements of "energy saving and consumption reduction" for grain reserve management and has the value of promotion and application. In the process of cooling and ventilation， the air tightness of the warehouse， the height of the grain pile， the atmospheric conditions in the ventilation stage， the calculation method of electricity consumption， the standardized operation and the professionalism of the custodian are all important factors that affect the cooling and ventilation effect.

Key words： tall bungalow， axial flow fan， cooling and ventilation， influencing factors

在秋冬季節，對儲糧倉房進行機械通風作業，可以降低糧食的溫度，使糧堆處于低溫狀態，改善了儲糧生態環境，提高了儲糧的穩定性，可以達到抑制害蟲生長、延緩糧食品質劣變的目的。

中儲糧宿遷直屬庫有限公司宿城分公司地處江蘇省北部宿遷市宿城區，毗鄰京杭大運河，屬暖溫帶季風氣候區，四季分明，冬冷夏熱，年平均日照2 271 h，年平均氣溫14.2 ℃左右，一月均溫等于或低于0 ℃，冬季夜間最低氣溫在-7 ℃左右，大氣濕度在50%左右，適合降溫通風的時間（跨度），每年大約3個月。為達到中央儲備糧安全儲存目的，中儲糧宿遷直屬庫有限公司宿城分公司采用軸流風機（分別為1.1、2.2 kW）與混流風機（3.0 kW），在秋冬季對供試倉儲糧進行通風降溫對比試驗，探索小功率軸流風機對儲糧降溫通風的效果，以期獲取行之有效的節能降耗（保水）通風技術應用方法。

1 材料與方法

1.1 供試倉房情況

試驗倉房為宿遷直屬庫有限公司宿城分公司17號倉、9號倉，對照倉房為8號倉。17號倉是2011年新建的背靠背高大平房倉，9號倉與8號倉是2001年新建的高大平房倉。

供試3個倉房均東西走向，兩個通風口、兩機8風道；3個倉均有一個（山墻）查糧小門，在查糧小門一側都安裝了一臺軸流風機（排風扇）；倉門是標準的糧倉用保溫密閉門，內側安裝一組8 cm厚泡沫隔熱保溫板（組合式結構便于拆卸和組裝固定）；倉窗是標準的糧倉用保溫密閉窗，為提高倉房氣密性，窗內安裝“三防保溫氣密窗”。供試倉基本情況見表1。

1.2 供試倉儲糧情況

供試倉儲存的糧食為2020年或2019年收獲并于同年11月入庫的中晚秈稻。各倉通風前儲糧基本情況見表2。

1.3 儀器設備

TLZX-V3.0型糧情電子檢測系統：南京朝夕工程技術有限公司；LDS-3D型綠洲牌快速測水儀：上海青浦綠洲檢測儀器有限公司；JQYS1600W-G型糧倉深層扦樣器：中儲糧成都儲藏研究院有限公司；JFSD-100型飛穗牌粉碎機：上海嘉定糧油檢測儀器廠；FA2004型萬分之一電子天平：上海良平儀器儀表有限公司；JC101-1A型數顯鼓風干燥箱：上海滬驗儀器有限公司；T35-5.6型1.1 kW軸流風機、T35-6.3型2.2 kW軸流風機、HLT-5.5型3.0 kW混流風機：揚中靈平風機制造有限公司。

1.4 方法

1.4.1 通風時機的選擇

用糧情電子檢測系統檢測試驗倉房糧溫，通風前要先根據當地氣象部門預報的天氣狀況擇機通風，即外溫與糧溫溫差≥7 ℃、大氣相對濕度≤80%，通風進行時的溫差要≥4 ℃，人工開啟軸流風機或混流風機。通風過程中，要防止糧堆出現結露等危及儲糧安全的現象發生，根據供試倉糧食水分和溫度從露點溫度檢查表[1] 中可快速查到露點近似值，作為判斷是否開啟風機進行通風降溫的重要依據之一。

1.4.2 混流風機通風情況

通風模式為：干冷空氣—風機口—氣流分配箱—地上籠—糧層—倉內空間—倉窗—倉外大氣。

2021年12月12日開始，使用HLT-5.5型3 kW混流風機2臺，單臺風機風量7 178～11 993 m3/h，風壓486～670 Pa，對供試倉8號倉晚秈稻谷進行通風降溫，采用上行式間歇通風方式，于2021年12月28日結束通風。

1.4.3 小功率軸流風機通風情況

通風模式為：干冷空氣—通風口—氣流分配箱—地上籠—糧層—倉內空間—軸流風機—倉外大氣。

通風前，先打開通風口，在通風洞口安裝防鼠雀網，上部門窗及倉內“三防保溫氣密窗”要全部密閉。2021年11月22日，同時開啟2個試驗倉（17號倉、9號倉）軸流風機，采用上行式間歇通風方式。試驗倉17號倉于2022年1月15日結束通風，試驗倉9號倉于2021年12月28日結束通風。

1.4.4 糧食水分測定

按照平房倉分區設點規定和要求，供試倉每倉設2區8個扦樣點，定點分層（分上、中、下三層）扦取統倉樣品，采用105 ℃恒質法檢測糧食水分。

2 結果及分析

2.1 不同小功率軸流風機通風效果比較

17號倉測溫電纜分布為7列6行5層，計210個溫度傳感器；9號倉測溫電纜分布為8列5行4層，計160個溫度傳感器。在通風過程中，通過糧情電子檢測系統可以直觀反映出：溫差越大，降速越快；溫差越小，降速越慢。另外，通過溫度檢測還發現：軸流風機下部的糧堆以及通風道附近的糧堆其降溫速度較快；而兩風道中間的糧堆底部以及糧堆內雜質聚集區等部位降溫速度較慢，通風結束后，糧堆內溫度相對較高的點一般分布在上述部位。

2021年12月30日17號倉糧溫檢測顯示，軸流風機下部的糧溫檢測點位于1列1行附近，其4層糧溫是3.4 ℃、5層糧溫是-2.3 ℃，而在同列的6行4層糧溫是4.4 ℃、5層糧溫是-0.6 ℃；2021年12月28日9號倉糧溫檢測顯示，軸流風機下部的糧溫檢測點位于1列3行附近，其3層糧溫是0.4 ℃、4層糧溫是-1.2 ℃，而在同列的5行3層糧溫是3.1 ℃、4層糧溫是-0.8 ℃。此例可以說明軸流風機下部的糧堆，其底部降溫速度比同列其他行的糧堆底部降溫速度較快。

從表3、表4可以看出，17號倉累計通風296 h，單倉耗電496 kW· h，平均糧溫由通風前的11.3 ℃下降至通風后的3.9 ℃，降幅7.4 ℃，通風結束后，最高糧溫7.1 ℃、最低糧溫-1.1 ℃；9號倉累計通風277 h，單倉耗電297 kW·h，平均糧溫由通風前的12.3 ℃下降至通風后的3.6 ℃，降幅8.7 ℃，通風結束后最高糧溫7.9 ℃、最低糧溫-3.8 ℃，兩倉均無通風死角。對照倉8號倉累計通風143 h，單倉耗電644 kW·h，平均糧溫由通風前的13.3 ℃下降至通風后的3.4 ℃，降幅9.9 ℃，通風結束后，最高糧溫6.4 ℃、最低糧溫-2.9 ℃，未出現通風死角現象。

試驗結果表明，在高大平房倉使用不同型號小功率軸流風機、混流風機進行上行式（間歇）通風降溫，3種型號的風機都能達到通風降溫效果；即使是糧堆高度7.13 m的17號倉也能將糧溫降至5.0 ℃左右，甚至更低，利于糧食安全儲藏。

2.2 能耗比較分析

經計算可得出，使用1.1 kW軸流風機（9號倉）的單位能耗（0.014 kW·h/（℃·t））是2.2 kW軸流風機（17號倉）單位能耗（0.022 kW·h/℃）的64%，是3 kW混流風機（8號倉）單位能耗（0.030 kW·h/℃）的47%；即1.1 kW軸流風機與2.2 kW軸流風機相比單位能耗降抵約36%，與3 kW混流風機相比單位能耗降抵約53%。

17號倉糧堆高度（7.13 m）>9號倉糧堆高度（5.77 m），糧堆高度可能與其通風效果、通風時間的延長及單位能耗的增加存在一定的關聯性。

2.3 儲糧降水情況分析

各試驗倉平均水分均有0.1%～0.3%的下降，降水的數值大小與同期使用的風機功率呈正比關系，見表3。

2.4 儲糧降溫均勻性分析

各試驗倉通風結束（1周）后，平均糧溫均低于4.0 ℃，除底層糧溫（冷心）較其他層溫差略大外，其他層糧溫之間溫差都比較小，供試3個倉最高點糧溫均未超過8.0 ℃，其中17號倉7.1 ℃、9號倉7.9 ℃、8號倉6.4 ℃。17號倉和9號倉糧堆溫度梯度<1 ℃/m糧層厚度，8號倉1層和2層之間，糧堆溫度梯度達到1.3 ℃/m糧層厚度，略大于結束降溫機械通風的條件規定，即：糧堆溫度梯度≥1 ℃/m糧層厚度的技術要求，但對儲糧安全沒有實質性影響。

2.5 影響小功率軸流風機降溫通風效果的因素分析

2.5.1 倉房的氣密性對小功率軸流風機降溫通風效果至關重要

利用小功率軸流風機通風降溫能否取得預期的降溫與低耗效果，倉房的氣密性至關重要；在應用混流風機與離心風機降溫通風時，對倉房的氣密性則沒有太嚴格要求[2-3]。因此，在小功率軸流風機降溫通風前和（間歇通風）停機時，要加強對試驗倉門窗和墻體的檢查。在相同的大氣溫濕度和同型號的風機條件下，倉房的氣密性直接關系到降溫通風能否取得預期的效果，并決定通風時間的長短、耗電量的大小以及單位能耗的高低。

若倉房氣密性差，不宜采用小功率軸流風機上行式負壓通風方式降溫，否則將浪費能源，且很難達到預期的降溫目的[4]。

2.5.2 通風階段的大氣條件

通風時的溫差條件與通風效率、通風機會有密切的關系，《儲糧機械通風技術規程》（LS/T 1202—2002）規定，我國除亞熱帶地區以外，開始通風時的氣溫低于糧溫的溫差不小于8 ℃，通風進行時的溫差要不低于4 ℃。當大氣溫度、濕度符合條件時，則允許啟動通風機通風，否則暫停通風，進入等待狀態[5]。

為了抓住冷空氣或寒流影響當地的有利天氣條件，要及時開機通風。同時，也要注意晝夜溫差的變化，避免盲目通風。要趕在氣溫回升、溫差變小的時候主動停機，減少或盡量避免風機做低效、無效通風作業。低效、無效通風直接關系到通風糧倉的能耗總量、噸糧耗電和單位能耗大小等。另外，適宜通風的階段，通常是夜間氣溫要明顯低于白天且大氣濕度往往又高于白天，這時使用小功率軸流風機或混流風機通風作業，在盡可能減少儲糧水分損失的同時，能最大限度地避免低效、無效通風、甚至是有害通風[6]。為此，提倡在外溫適宜時要盡可能采用“夜開晝停”間歇式通風方式。

2.5.3 準確計量或科學測（推）算用電量

供試倉通風作業前，在倉房配電柜或專用配電車箱體內安裝一只三相電度表，用來計量風機通風作業過程中的實際耗電量。避免人為地按照通風時間的長短、風機銘牌上標注功率的大小，簡單地計算出該倉通風機在降溫通風過程中產生的耗電量。在（間歇式）通風過程中，經過2～3次跟蹤測試，很容易計算出某型號風機的效率值（有的風機在銘牌上標注該型風機效率），經過實際測量，風機在通風作業過程中產生的耗電量，正常要小于該型風機銘牌上的標注功率×通風時間所得到的（理論）用電量。通風過程中只有實際測量，才能避免因計算錯誤（疏失）而導致的試驗結論不夠嚴謹或結果偏頗的情況發生。以表4為例，如果按照風機銘牌上標注的功率與通風時長的乘積，由此計算出的各個供試倉的單倉耗電量、單位能耗、噸糧耗電等情況，則與表4的數據有所差別，見表5。

2.5.4 人為因素對降溫通風效果的影響

人為因素對通風降溫所產生的認識誤區，要加以擯棄，掌握正確的機械通風技能，做到膽大心細、應用規范。

即在客觀上，對儲糧機械降溫通風技能的正確應用不懂且又不承認。儲糧機械降溫通風是一門實踐性與科學性很強的儲糧應用技術。有的保管員平時不注重理論與實踐的融合學習和知識的積累，沒有較豐富的保糧經驗，因而有的人會被業務平庸的“師傅”“善意”誤導，或將“道聽途說”來的不正確的通風方法當作是正確的通風方法，因而在認知中先入為主，將錯誤的機械通風思維模式牢記在心且根深蒂固。即：通風時只要開機就不能停機，否則會造成通風不徹底、形成糧堆結露等錯誤觀念。在個別儲糧企業，有時會有不規范的通風作業案例發生，例如：某天（中午）外溫上升幅度已很大，已經不符合降溫通風時最基本的溫差要求，但保管員扔不愿意停機（總認為風機一停，糧堆就會發生結露）。

結露現象的產生與消失是有科學依據和經驗規律可循的[7]，在儲糧降溫通風過程中是否會發生結露，其實不用過度當心，更不能成為“該停機而不停機”的借口和理由。

在個別糧食企業，有的保管員沒有形成三勤（眼勤、手勤、腿勤）的好習慣，職業操守不高。特別是在通風作業過程中，對倉內糧情和大氣條件（外溫、外濕）的變化，主觀上未能積極關注，以致行動上也沒有采取有效應對措施。比如：天氣預報顯示，當地在22時以后，氣溫才比較適合降溫通風作業要求，但有的保管員由于工作責任心不強或有圖省事心里，在18—19時就開機通風，思想上還片面地認為，早開或晚開幾小時對通風效果沒有什么大的影響；還有，根據天氣預報，次日10時左右，氣溫將較快回升，屆時將不適合繼續降溫通風作業，但相關倉保管員既不適時關注糧溫情況也不關心天氣變化，繼續開機通風。這樣的通風方式不僅浪費了電能，增加了單位能耗，還會額外加大儲糧損耗；已經降低的（糧層）溫度有可能又被風機通風升高，使糧堆內糧層溫度起起伏伏，沒能在較短的時間內，較經濟地達到預期的降溫通風目的。

為此，機械通風的應用，保管員或其他操作人員要善于理論聯系實際、規范操作、履職盡責，方能使儲糧降溫通風達到節能、高效、降耗之目的。

2.6 通風過程中，要正確理解糧堆結露現象并有效避免嚴重結露現象發生

引起儲糧結露的主要原因是糧堆不同部位之間出現溫差[8]。溫差愈大，儲糧結露愈嚴重。此外糧食或油料含水量的高低對儲糧結露也有一定影響，高水分糧在溫差較小的情況下也可能發生結露，只有達到露點，才能結露。為此，掌握使用露點溫度檢查表，對儲糧降溫通風，可起到去繁化簡、事半功倍的效果。

如果通風時糧溫與外溫相差較大，開機時間最好選在中午（此時氣溫較高），待太陽照射使倉房空間溫度適當升高后再進行，可減少結露現象的發生。如果初始階段發生結露時，應根據其發生部位和嚴重程度而采取正確有效的措施及時處理，消除儲糧隱患。對于發生于糧堆表層的輕微出汗和結露，應持續機械通風或結合翻倒糧面，結露現象隨著通風時間的延長將會自動消失[9]。

大氣溫度的降低對一個區域（地方）的影響，往往是一個漸進式的過程。因此，可以將通風降溫作業分成彼此聯系的2～3個階段來進行，即利用露點溫度檢查表，根據糧食水分和溫度的對應關系可查到露點近似值，確定通風的大氣條件，限制不利的通風副作用，確保儲糧的安全。當外溫與糧堆溫度相差8 ℃左右時即開始通風，隨著外溫繼續下行，在連續（間歇）通風過程中，糧堆產生結露的情況將基本不會發生。

為此，提倡在適宜的溫差條件下即進行通風降溫，而不主張并反對：在糧溫與外溫相差大大超過結露溫差時，且還錯誤地堅持“溫差越大、通風效果越好”的不正確降溫通風方式方法；理論與實踐已證明，在糧溫與外溫溫差在15 ℃左右（或溫差更大）時，才開始進行降溫通風作業，糧堆極容易產生嚴重的結露現象，會給儲糧帶來安全隱患。

3 結 論

只要當地氣候條件和倉房的氣密性能滿足降溫通風的要求，應用高大平房倉安裝的小功率軸流風機進行低壓緩速降溫通風，即使是糧堆高度達到7.13 m的17號試驗倉，也能達到預期的降溫目的，且單位能耗、噸糧耗電與供試倉使用的混流風機相比能耗更低。

小功率軸流風機上行式負壓降溫通風與混流風機相比，能減少糧堆水分損失，即較低的空氣流動速率能防止不必要的水分散失，對保持儲糧品質，提高經濟效益具有現實意義。

應用小功率軸流風機緩速降溫通風不足之處是所需通風時間（相對）較長，但具有操作簡便、節能、省力等優點。尤其是對保管年限一年以上的糧食或計劃在次年春夏兩季輪出的陳糧，應用小功率軸流風機進行緩速通風則更適合，且符合對儲備糧管理“節能降耗”的要求，具有推廣應用價值。

參 考 文 獻

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[3] 張海紅.糧庫機械通風系統的數值模擬研究[J].糧食科技與經濟，2010，35（3）：25-27.

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