低溫儲(chǔ)糧綜合控溫設(shè)計(jì)探討

李云霄 葉堅(jiān) 王永巍 張育濮 朱金秋

摘 要：本文分析了國(guó)內(nèi)不同倉(cāng)型低溫儲(chǔ)糧時(shí)糧溫超標(biāo)的部位及原因，并分別從糧層表面和圍護(hù)墻體兩方面提出相應(yīng)的控溫措施，為實(shí)現(xiàn)綠色高效節(jié)能低溫儲(chǔ)糧提供參考。

關(guān)鍵詞：低溫儲(chǔ)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(guó)經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展以及環(huán)保要求的提高，我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)也迎來(lái)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(lái)的“溫飽型”向“營(yíng)養(yǎng)型、健康型和多樣化”轉(zhuǎn)變，人們已經(jīng)由吃得飽轉(zhuǎn)變?yōu)槌缘煤?，吃得安全，吃得營(yíng)養(yǎng)。所以實(shí)施綠色儲(chǔ)糧對(duì)糧食儲(chǔ)備保管的作用愈發(fā)重要，它不僅是社會(huì)發(fā)展的需要，也是糧食儲(chǔ)藏發(fā)展和人們生活水平提高的需要，是確保儲(chǔ)糧安全、衛(wèi)生、環(huán)保的必然選擇和要求。低溫儲(chǔ)糧作為綠色儲(chǔ)糧中的重要環(huán)節(jié)，因其具有可有效減少蟲(chóng)害發(fā)生、合理提高安全儲(chǔ)糧水分、改善糧食加工工藝品質(zhì)、增加儲(chǔ)存、加工及銷售環(huán)節(jié)的綜合效益等多方面優(yōu)點(diǎn)，所以其在糧食儲(chǔ)存保管中的推廣應(yīng)用顯得愈發(fā)迫切。

低溫儲(chǔ)糧要求倉(cāng)內(nèi)糧食平均溫度不超過(guò)15 ℃，局部最高溫度不超過(guò)20 ℃。從目前全國(guó)大部分地區(qū)糧食儲(chǔ)備庫(kù)調(diào)研數(shù)據(jù)來(lái)看，其倉(cāng)內(nèi)糧食平均溫度均能控制在15 ℃，但高溫季節(jié)糧層表面及墻體四周50 cm范圍內(nèi)糧溫較高，可達(dá)30 ℃左右，所以要實(shí)現(xiàn)低溫儲(chǔ)糧，控制糧倉(cāng)此部分糧溫是成功的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)需從此塊入手，制定解決措施。

1 糧層表面控溫措施

《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，用于低溫儲(chǔ)藏倉(cāng)房的倉(cāng)蓋傳熱系數(shù)需滿足：第五、七生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)x≤0.35 W/（m2·K）;第四、六生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)≤0.40 W/（m2·K）;第一、二和三生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)≤0.5 W/（m2·K）。

1.1 倉(cāng)蓋設(shè)計(jì)形式

1.1.1 普通倉(cāng)型

對(duì)于傳熱系數(shù)達(dá)不到規(guī)范要求的折線型屋架形式、雙T板形式的平房倉(cāng)，設(shè)計(jì)可通過(guò)增加倉(cāng)內(nèi)吊頂?shù)男问絹?lái)降低傳熱系數(shù)，吊頂保溫材料可選用硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡，其在密度為35～40 kg·m-3時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)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(cāng)蓋結(jié)構(gòu)安全的前提下，是非常理想的糧倉(cāng)隔熱保冷材料。

1.1.2 自然通風(fēng)屋面設(shè)計(jì)

自然通風(fēng)屋面是采用雙層屋面或在原拱板倉(cāng)的倉(cāng)蓋基礎(chǔ)上增設(shè)自然通風(fēng)通道，并利用煙囪效應(yīng)形成屋面間空氣自然對(duì)流，來(lái)降低糧面溫度。經(jīng)實(shí)測(cè)此屋蓋形式比普通倉(cāng)蓋形式的倉(cāng)房，糧面上層溫度可有效降低5 ℃以上，降溫效果明顯。為進(jìn)一步降低低溫儲(chǔ)糧能耗，設(shè)計(jì)可在雙層屋面的內(nèi)屋面上表面或拱板倉(cāng)拱腔底板上表面設(shè)50 mm厚硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡保溫材料，來(lái)增加屋蓋隔熱保冷效果。

1.2 倉(cāng)頂控溫措施

1.2.1 倉(cāng)頂噴霧降溫

隨著全國(guó)各地對(duì)海綿城市建設(shè)要求的提高，在糧庫(kù)項(xiàng)目總平面設(shè)計(jì)中對(duì)雨水資源的回收利用也越來(lái)越重要。平房倉(cāng)70%的外界輻射熱是通過(guò)屋頂傳導(dǎo)至倉(cāng)內(nèi)糧面空間，而噴霧降溫系統(tǒng)可利用收集的雨水給倉(cāng)頂進(jìn)行噴霧降溫。在糧庫(kù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)可考慮利用蓄水池將庫(kù)內(nèi)雨水收集澄清過(guò)濾，并在倉(cāng)房屋頂設(shè)置噴霧降溫系統(tǒng)，利用水泵加壓將收集過(guò)濾后的雨水通過(guò)管道運(yùn)送至倉(cāng)頂，經(jīng)布置的管道噴頭將水均勻地噴灑在倉(cāng)頂，水經(jīng)蒸騰作用帶走倉(cāng)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(shí)，其表面張力所需要的能量約43 200 J，而蒸發(fā)潛熱高達(dá)22億J，其理論能效比高達(dá)5萬(wàn)，而空調(diào)受熱力學(xué)定律的限制，30 ℃時(shí)降溫5 ℃的理論高能效比約是60。所以倉(cāng)頂采用噴淋降溫具有無(wú)可比擬的節(jié)能和降溫效果。此方式綠色高效，可有效降低糧面?zhèn)}溫4～6 ℃[1]，外界氣溫越高，降溫效果越明顯。噴霧降溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)可根據(jù)管道輸送長(zhǎng)度、以及降溫的面積合理布置噴頭數(shù)量。布置形式如圖1、圖2所示。

1.2.2 糧面空調(diào)控溫

為進(jìn)一步降低高溫季節(jié)倉(cāng)內(nèi)上層糧面溫度，使其維持在15 ℃以下，可設(shè)置糧面空調(diào)進(jìn)行空間補(bǔ)冷?？照{(diào)宜選用循環(huán)式空調(diào)一體機(jī)，空調(diào)冷氣通過(guò)倉(cāng)內(nèi)布置的風(fēng)管均勻輸送至倉(cāng)內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)空調(diào)根據(jù)其換熱方式不同可分為風(fēng)冷型、水冷型和淺層地能型式。

風(fēng)冷型空調(diào)利用風(fēng)扇散熱，結(jié)構(gòu)形式相對(duì)簡(jiǎn)單，布置形式靈活，使用最為普遍。

水冷型空調(diào)換熱可采用地下水源、地表水源或庫(kù)區(qū)收集處理后的雨水，其能效比高，制冷效果好，能耗相比風(fēng)冷型空調(diào)可節(jié)能30%～40%，對(duì)于設(shè)置雨水綜合利用以及倉(cāng)頂噴霧降溫的糧庫(kù)，可綜合運(yùn)用水冷空調(diào)為糧堆及糧面進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)冷降溫，達(dá)到高效節(jié)能低溫儲(chǔ)糧的目的。

淺層地能型空調(diào)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(duì)恒定的18 ℃地?zé)嵩礊榭照{(diào)進(jìn)行換熱。此類型空調(diào)適用于地?zé)豳Y源相對(duì)豐富的地區(qū)，其每臺(tái)空調(diào)需配置多處換熱井，系統(tǒng)配置相對(duì)復(fù)雜，后期管道維護(hù)較難。

2 圍護(hù)墻體控溫措施

《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，用于低溫儲(chǔ)藏的糧倉(cāng)墻體，其傳熱系數(shù)要求需滿足：第五、七生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)，在0.46～0.52 W/（m2·K）;第四、六生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)區(qū)，在0.53～0.58 W/（m2·K）;第一、二和三生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)區(qū)，在0.59～0.70 W/（m2·K）。

對(duì)墻體導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)不到上述要求的，設(shè)計(jì)可考慮采用：①在墻體內(nèi)（外）表面設(shè)置20～50 mm的硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡保溫層，以降低墻體導(dǎo)熱系數(shù)。②外墻采用隔熱反射涂料，減緩熱輻射，降低墻體導(dǎo)熱系數(shù)。③設(shè)計(jì)采用雙層墻體，利用墻體間空氣層作為隔熱保冷介質(zhì)，必要時(shí)墻體間可增設(shè)硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡保溫層。④高溫季節(jié)可在雙層墻體間通過(guò)空調(diào)補(bǔ)充冷氣，來(lái)降低倉(cāng)內(nèi)墻壁周邊糧食溫度。⑤可設(shè)置內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)，使倉(cāng)內(nèi)糧堆冷心冷源通過(guò)環(huán)流系統(tǒng)沿墻壁四周進(jìn)行均溫環(huán)流，以降低倉(cāng)內(nèi)墻壁周邊糧食溫度。

3 結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行低溫糧庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可因地制宜，綜合采用以上措施進(jìn)行倉(cāng)房設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)綠色高效節(jié)能低溫儲(chǔ)糧。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明龍，榮華生，向 靜，等.平房倉(cāng)倉(cāng)頂噴水控溫儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2014，39（6）：43，69.