不同糧種的空調(diào)控溫儲藏應用效果對比試驗

王平坪 吳俊友 許海峰 夏露 曹慶玲 施永華 唐山

[摘要]本文通過空調(diào)控溫儲糧技術(shù)在高溫高濕區(qū)和中溫高濕區(qū)的應用試驗，分析了不同糧種空調(diào)控溫效果的差異性，揭示了高溫高濕和中溫高濕儲糧區(qū)空調(diào)控溫應用中存在的問題及需要進一步深入研究的內(nèi)容，旨在為空調(diào)控溫新工藝的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

[關(guān)鍵詞]高溫高濕區(qū);中溫高濕區(qū);空調(diào)控溫;糧種;儲藏

中圖分類號：S379 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

按照中國儲糧生態(tài)區(qū)域劃分，第五儲糧區(qū)（夏季普遍高溫，5—9月常出現(xiàn)高于35℃的酷熱天氣，年平均相對濕度70%～85%）和第七儲糧區(qū)（長夏無冬，夏長6～9個月，7月均溫23℃～28℃，年均相對濕度80%左右）因其區(qū)域的生態(tài)特點，安全儲糧難度大，問題多[1]。將空調(diào)控溫技術(shù)用于稻谷、大豆、玉米等不耐高溫儲糧品種度夏期間的溫度、品質(zhì)控制，已在很多糧庫取得了不錯的應用效果[2-5]。本研究通過對第五儲糧區(qū)和第七儲糧區(qū)空調(diào)控溫實倉應用的分析，比較在相同空調(diào)運行參數(shù)條件下不同糧種的控溫效果的差異，以探索空調(diào)控溫效果與儲糧品種的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 試驗倉房

本試驗在高溫高濕區(qū)的?？谥睂賻?、中溫高濕區(qū)的溫州直屬庫和資陽直屬庫開展，倉房類型均為高大平房倉，涉及的儲糧種類包括稻谷、玉米和大豆，詳細情況見表1。

1.2 空調(diào)設(shè)備

3個直屬庫試驗倉房的空調(diào)配置情況見表2。

1.3 試驗方法

1.3.1 倉房隔熱處理

糧食入倉前，對倉壁及倉頂進行隔熱處理，詳見表1?？照{(diào)運行期間，所有窗戶和軸流風機口使用加厚阻燃泡沫板、薄膜等材料密閉，減少冷氣空氣傳遞，在倉內(nèi)形成相對密閉隔熱的空間。

?？趲斓脑囼瀭}為氣調(diào)倉房，使用靜態(tài)隔熱和動態(tài)隔熱相結(jié)合的形式，在原有倉頂?shù)幕A(chǔ)上又增加了一層彩鋼板屋頂，同時在糧面上選用0.12mm的復合薄膜密閉，按照氣調(diào)儲糧要求，定期充氣、補氣，使倉內(nèi)一直維持有氣囊的狀態(tài)，形成隔熱層。

1.3.2 空調(diào)控制倉溫

各庫根據(jù)實踐經(jīng)驗、氣溫、倉溫和糧情等因素確定空調(diào)的開機時間、停機時間、運行時段等空調(diào)運行參數(shù)，詳見表3。

1.3.3 糧情檢測

采用糧情檢測系統(tǒng)對所有供試倉房的溫度變化情況進行全程監(jiān)測和記錄，測溫布點按照《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范》（GB/T 29890—2013）執(zhí)行，每個倉房使用4根測溫電纜，垂直方向設(shè)置3個測溫層，每一層設(shè)置12個測溫點。使用普通溫度計和數(shù)顯式溫濕度計對外溫和倉溫進行測定。

糧情檢測每周2次，每次測定選擇8：00—9：00時間段進行，注意觀察各測溫點的數(shù)據(jù)，出現(xiàn)較多溫度異常點時盡快檢查和更換溫度傳感器，以保證數(shù)據(jù)的準確性。

2 結(jié)果與分析

2.1 ?？趲炜照{(diào)控溫應用效果

對空調(diào)配置相同的倉房控溫效果進行比較，對比結(jié)果見圖1和圖2。

在2018年和2019年空調(diào)運行期間，HK01倉和HK07倉的倉溫及糧堆表層均溫變化規(guī)律一致。倉溫變化差別很小，變化范圍在0℃～1.2℃。表層糧溫差別相對明顯，HK07倉的表層均溫兩年均高于HK01倉。玉米2018年1月入倉時基礎(chǔ)糧溫控制得較低，隨著儲藏時間的增加，HK07全倉均溫的增幅明顯大于HK01倉，儲藏第二年的4月份，HK07倉的全倉均溫開始高于HK01倉。HK12倉同樣是2018年1月玉米入倉，但其2018年的倉溫及表層糧溫波動較大，經(jīng)過一年的儲藏后，2019年呈現(xiàn)出比較穩(wěn)定的變化趨勢，且表層均溫略高于HK09倉，全倉均溫由2018年低于稻谷倉變化為2019年略高于稻谷倉。

2.2 溫州庫空調(diào)控溫應用效果

溫州庫同樣是對空調(diào)配置相同的倉房控溫效果進行比較，結(jié)果見圖3和圖4。

WZ01倉和WZ12倉倉溫值差異不大，2017年空調(diào)運行期間兩次的倉溫交替變化，2018年6月和9月WZ01倉運行空調(diào)時表層均溫略低于WZ12倉。兩年儲藏期內(nèi)，WZ12倉的全倉均溫一直略高于WZ01倉，2017年WZ01倉和WZ12倉的全倉均溫分別在20.0℃和20.5℃以下，2018年兩倉均溫分別在18.4℃和21.3℃以下。

WZ19倉和WZ20倉存放的都是儲藏難度較大的糧種，均為2017年入倉。兩倉的倉溫、表層均溫及全倉均溫的變化規(guī)律基本一致，WZ19倉2019年8月底開啟空調(diào)后，倉溫及表層均溫均出現(xiàn)較大降幅下降且溫度值低于WZ20倉。2018年和2019年WZ19倉的全倉均溫最高值分別為20.2℃和20.6℃，WZ20倉分別為20.6℃和21.5℃。

2.3 資陽庫空調(diào)控溫應用效果

資陽庫2個試驗倉ZY02倉和ZY06倉在相同的倉房條件和空調(diào)配置條件下，三溫變化情況見圖5。由于ZY02倉2016年10月入糧，ZY06倉2018年9月出庫，因此圖5展示2017年1月至2018年8月的倉溫及糧情變化。

ZY02倉和ZY06倉的倉溫、表層糧溫及全倉均溫的變化規(guī)律基本一致，倉溫和表層糧溫的波動相對較大，全倉均溫呈現(xiàn)平穩(wěn)的變化。ZY02倉儲藏期內(nèi)的倉溫值85%以上都低于23℃，ZY06倉儲藏期內(nèi)的倉溫值85%以上都低于22℃，兩倉的表層均溫基本控制在23℃以下，全倉均溫在19.6℃以下，達到了準低溫儲藏的標準。2017年兩倉的表層均溫與全倉均溫相差不大，2018年兩者的差距變大，全倉均溫比2017年同時期低了2℃左右。

2.4 空調(diào)運行能耗分析

三個直屬庫試驗倉的空調(diào)運行能耗情況見表4。

海口庫因高溫時間長，空調(diào)運行時間也比較長，因此總能耗也比較大。其次是資陽庫，2018年運行總時間僅次于海口庫，總能耗也僅次于海口庫。溫州庫空調(diào)開啟時間相對較短，總能耗也是最低的?？照{(diào)運行的單位時間噸糧電耗與總能耗相反，海口庫相對較低，溫州庫反而是最高的。因各地電價的差異（?？趲臁刂輲?、資陽庫分別為0.85元/kW·h、0.89元/kW·h、0.48元/kW·h），噸糧成本與能耗未成正相關(guān)，資陽庫因為電價最低，所以噸糧成本總體最低，其次是溫州庫，?？趲焓亲罡叩摹?/p>

3 討論與總結(jié)

3.1 高溫高濕儲糧區(qū)的控溫效果比較

高溫高濕區(qū)因其區(qū)域特點儲糧難度大，各單位在儲糧實踐中一直致力于探索控制糧堆溫度、解決“熱皮”難題的控溫技術(shù)及其應用。近年來的探索顯示，采用空調(diào)控溫技術(shù)可以有效解決糧堆表層升溫過快、品質(zhì)下降較快的問題。珠海庫2009—2010年開展了空調(diào)控溫試驗，8—10月期間運行空調(diào)，空調(diào)溫度設(shè)置在23℃～24℃，倉溫可以控制在25℃。2013年海口庫的玉米儲藏實倉研究表明，5—10月份啟用空調(diào)可以減小表層糧溫的變化幅度，表層均溫值比未啟用空調(diào)的倉房低5℃左右，控溫效果明顯。

本試驗中，對2018—2019年海口庫采用空調(diào)控溫技術(shù)儲藏稻谷和玉米的應用效果進行了研究。2018年儲藏稻谷倉（HK01倉和HK09倉）的空調(diào)溫度為26℃時，倉溫基本控制在29℃以下，在2019年空調(diào)開機溫度提升2℃的情況下，稻谷倉的總體倉溫值仍低于2018年;HK01倉兩年同期的表層均溫基本都在27℃以下，而空調(diào)數(shù)量較少的HK09倉2019年表層均溫比2018年增加1℃左右。2018年玉米倉（HK07倉和HK12倉）的空調(diào)溫度為25℃時，空調(diào)開啟期間倉溫最高值為29.3℃，表層均溫比稻谷倉高2℃左右，全倉均溫上升幅度較大，因2019年空調(diào)開機溫度增加了2℃，兩倉的表層均溫2019年均有所增加，全倉均溫最高值也比2018年增加了約2℃。在倉房條件、糧種、空調(diào)型號及空調(diào)運行條件相同的條件下，HK07倉運行6臺空調(diào)對表層糧溫的控制效果不及HK12倉運行3臺的，兩者相差約1℃，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有待深入分析。從儲藏糧種的角度分析，玉米倉（HK07倉、HK12倉）表層均溫總體高于稻谷倉（HK01倉、HK09倉），在全倉均溫基礎(chǔ)值遠低于稻谷倉的情況下，2018年全倉均溫提升較快，2019年逐漸超過了稻谷倉，這種溫度的變化與玉米糧粒本身的化學組成有一定關(guān)系。

3.2 中溫高濕儲糧區(qū)的控溫效果比較

溫州庫WZ01倉（玉米倉）和WZ12倉（稻谷倉）在2017年6月至2018年10月儲藏期內(nèi)，約50%的時間倉溫在25℃以上，表層均溫的最高值分別達到27.3℃和27.5℃，每年的8—9月份表層均溫都在25℃以上，WZ01倉儲藏期內(nèi)全倉均溫在20℃以下，WZ12倉全倉均溫最高值為21.3℃。WZ19倉（大豆倉）和WZ20倉（玉米倉）2018年儲藏期內(nèi)倉溫、表層均溫、全倉均溫的變化基本一致且數(shù)值接近;2019年空調(diào)開啟后，大豆倉的倉溫及表層糧溫迅速下降并低于玉米倉，即使玉米倉約兩個月前就已經(jīng)啟用空調(diào)，但玉米倉倉溫及表層糧溫的控制效果并不理想，空調(diào)運行期間倉溫及表層均溫都達到了2019年的最高溫度值。從儲糧角度來看，在相同的倉房及空調(diào)配置條件下，稻谷倉的全倉均溫大于玉米倉，玉米倉全倉均溫大于大豆倉。因稻谷倉、玉米倉、大豆倉試驗期間空調(diào)啟用的時間都不一致，糧種對空調(diào)控溫效果的影響程度還需進一步通過試驗驗證。溫州庫4個試驗倉中有3個都在2018年7—8月份開展了熏蒸殺蟲，從三溫變化曲線來看，WZ01倉（熏蒸）和WZ12倉（未熏蒸）倉溫在7—8月份基本無差異，即停機熏蒸與8月份空調(diào)仍正常運行差異不大，而WZ19倉和WZ20倉熏蒸期間表層糧溫顯著上升。高溫季節(jié)的熏蒸作業(yè)與空調(diào)控溫作業(yè)不能同時進行，熏蒸期間空調(diào)的停用會導致倉溫及表層糧溫快速上升，而可與空調(diào)同時作業(yè)的氣調(diào)防蟲技術(shù)在中溫高濕地區(qū)使用又不普遍，因此，解決熏蒸與空調(diào)作業(yè)沖突的問題，建立適合中溫高濕儲糧區(qū)的空調(diào)控溫模式，在保證空調(diào)控溫效果的同時實現(xiàn)對儲糧害蟲的防控，是今后該儲糧區(qū)空調(diào)控溫技術(shù)應用研究的重點。

資陽庫空調(diào)控溫效果比較理想，通過秋冬通風降溫蓄冷和空調(diào)控溫的結(jié)合，基本實現(xiàn)了不熏蒸。2個試驗倉的倉溫基本都控制在25℃以下，表層均溫在23℃以下，全倉均溫在20℃以下?？照{(diào)運行期間，玉米倉（ZY06）的倉溫及表層均溫下降，略低于稻谷倉（ZY02），全倉均溫變化趨勢一致且數(shù)值接近，溫度差在1℃以內(nèi)。資陽庫試驗倉良好的控溫效果與倉房結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，試驗倉1m厚的空心倉墻隔熱效果非常好，再加上對倉頂及孔洞的有效處理，整個倉房的保溫隔熱效果達到了較好的水平，因此也就保證了儲藏期內(nèi)整個糧倉的溫控效果。

3.3 空調(diào)控溫與能耗

采用空調(diào)技術(shù)控制倉溫及糧溫的同時，能耗問題也是應用的關(guān)鍵點。泰安直屬庫通過試驗得出，24h開啟、白天高溫段開啟和夜間開啟三種方式都能達到一定的控溫效果，其中夜間開（下轉(zhuǎn)第頁）

（上接第頁）啟方式費用較低[6]。張來林等[7]通過研究認為采用連續(xù)運行方式空調(diào)控溫效果更好，試驗中溫度設(shè)置為23℃和17℃的兩個倉房能耗基本相同。就空調(diào)類型而言，專用空調(diào)的能耗略低于一般空調(diào)，且投資綜合成本小于一般空調(diào)[8]。從本試驗中3個直屬庫的試驗情況來看，倉房隔熱性能、空調(diào)類型、運行方式都是影響空調(diào)控溫作業(yè)能耗的重要因素，不同地區(qū)在實踐中可通過對不同運行時段能耗的深入探索，尋找最適合的方式，從而在達到控溫目的的前提下實現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.4 小 結(jié)

通過對不同儲糧生態(tài)區(qū)試驗倉的空調(diào)控溫應用進行分析，得出以下結(jié)論：

（1）空調(diào)控溫儲糧在高溫高濕儲糧區(qū)和中溫高濕儲糧區(qū)的應用效果都比較顯著。在高溫高濕區(qū)相同的實驗條件下，玉米倉的全倉均溫變化幅度較大，且表層溫度高于稻谷倉。在中溫高濕區(qū)相同的實驗條件下，不同糧種的表層均溫差異不明顯，全倉均溫變化趨勢基本一致。

（2）中溫高濕區(qū)普遍存在高溫季節(jié)熏蒸殺蟲與空調(diào)控溫作業(yè)的沖突，熏蒸期間空調(diào)停用倉溫及表層糧溫會迅速反彈，影響總體控溫效果。資陽庫的應用結(jié)果表明，維護倉房良好的隔熱效果是實現(xiàn)糧溫全年平緩變化的重要保障，糧倉儲藏期內(nèi)穩(wěn)定的低溫保持效果可達到不熏蒸即可控制蟲害的效果。

（3）各庫有必要開展不同運行參數(shù)的控溫試驗，結(jié)合控溫效果、能耗及成本分析，確定各庫最佳的空調(diào)運行參數(shù)范圍，實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低運行成本。

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