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      田字型不同方位倉房傳熱情況對比分析

      2022-03-04 08:36:44邵東風張新民
      現(xiàn)代食品 2022年2期
      關鍵詞:糧溫倉房儲糧

      ◎ 邵東風,欒 坤,張新民,李 葉

      (中央儲備糧永城直屬庫有限公司,河南 永城 476600)

      河南省永城市位于河南省最東部,地處豫魯蘇皖4省結合部,屬于華北中溫干燥儲糧區(qū)[1]。全境屬濕潤的暖溫帶季風氣候,冬冷夏熱,冬長于夏。永城直屬庫馬橋分庫的倉房是2009年所建的田字型倉房,4棟倉房組合成1棟大倉房,分別坐落東南、西南、東北、西北4個方位。由于倉房的特殊性,內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)運用比較有利,進行氣密性隔熱性改造后,結合內(nèi)環(huán)流控溫技術,能夠?qū)崿F(xiàn)準低溫儲糧。為貫徹落實“藏糧于技”戰(zhàn)略,堅持“綠色、保質(zhì)、減損、增效”發(fā)展方向,大力推進科技儲糧技術應用,提高科技儲糧使用率以及使用效果,通過對數(shù)據(jù)進行分析比較,制定合理的通風蓄冷、內(nèi)環(huán)流控溫方案,使糧食能夠安全度夏的前提下,節(jié)約成本,提質(zhì)增效,不用或少用化學藥劑,避免或減少污染,實現(xiàn)綠色儲糧。

      1 材料與方法

      1.1 供試倉房

      試驗倉房選取中央儲備糧永城直屬庫馬橋分庫1~4號倉房,始建于2009年,鋼筋混凝土結構。倉型為4棟30 m×60 m的獨立倉房,組合成1棟60 m×120 m的大倉房1號倉位于東南方位、2號位于西南方位、3號倉位于東北方位、4號倉位于西北方位(圖1)。設計倉容9 000 t,倉門3個,均采用新型擋糧門,用5 mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板密閉,窗戶10個,為雙層密閉窗。倉房內(nèi)部糧面以上墻體及倉頂噴涂聚氨酯,糧面壓蓋透氣毯,倉內(nèi)鋪設一機三道地上籠通風系統(tǒng),通風途徑比為1∶1.5,安裝了內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)。

      圖1 倉房位置平面圖

      1.2 試驗倉房儲糧情況

      試驗倉房儲糧情況如表1所示。

      表1 試驗倉房儲糧情況表

      1.3 試驗設備

      內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng),由通風道、通風保溫隔熱管、環(huán)流風機、集成控制箱構成。保溫隔熱管由雙層不銹鋼管,中間填充隔熱材料組成。環(huán)流風機為三相異步防爆電動機,功率0.75 kW。集成控制箱可以根據(jù)倉內(nèi)溫度設定啟動關閉風機。通風道為倉房地上籠通風系統(tǒng),采用一機三道通風系統(tǒng),通風途徑比1.5∶1,總共3個通風口,累計9個通風支道,倉房墻面裝有6個軸流風機,型號Y90L-2,功率2.2 kW,地籠口處采用功率為7.5 kW、型號為Y132M-4的軸流風機。天碩糧情無線測溫系統(tǒng)由一臺計算機、測控主機、測控分機、分線器、測溫電纜構成,測溫電纜由6列13行4層312個測溫點以及一個溫濕度感應器構成。

      1.4 試驗方法

      1.4.1 秋冬季蓄冷

      在每年11月到次年2月分階段進行通風降溫作業(yè)。第一階段,選擇合適的天氣,打開窗戶利用自然通風排除倉內(nèi)積熱,當外界溫度小于平均糧溫8 ℃以上時,打開地籠通風口關閉窗戶,并開啟倉房山墻上的6臺風機進行通風降溫。根據(jù)糧情測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù),當外界溫度小于平均糧溫4 ℃以內(nèi)時結束第一階段通風。第二階段,抓住有利低溫天氣,通過在地籠口加裝風機,在夜間進行通風降溫,使4個倉房的糧食平均溫度迅速降到5 ℃,最高糧溫10 ℃以下,并保證4個倉房的平均糧溫相差±0.5 ℃結束通風。

      1.4.2 通風后管理

      通風結束后及時關閉窗戶、排風扇口,拆下地籠口風機,用隔熱板對地籠口進行隔熱密閉處理,對門窗用10 cm厚硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫板堵塞并用塑料薄膜進行密封,并對糧食進行透氣毯壓蓋。

      1.4.3 檢測糧溫倉溫

      利用糧情測溫系統(tǒng),每周固定時間上午9:00左右檢測在氣溫上升期間的糧食溫度、倉房溫度、倉房濕度的變化,并記錄數(shù)據(jù)。

      1.4.4 內(nèi)環(huán)流通風控溫

      在每年6—9月,氣溫會影響倉溫迅速提高,開啟內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)降低倉房溫度,實現(xiàn)準低溫儲糧,限制有害生物體的生長、繁育,延緩糧食品質(zhì)陳化,達到糧食安全儲藏的目的[2]。內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)設定為自動模式,采用分段開啟模式,6月份,內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)啟動溫度設置為25 ℃,停止溫度設置為23 ℃;7、8月份,開啟關閉溫度設為26 ℃、24 ℃;9月份,開啟關閉溫度設為26 ℃、23 ℃[3]。同時記錄4個倉房系統(tǒng)開啟的時間以及糧溫、倉溫的變化。

      2 結果與分析

      2.1 不同方位倉房最高糧溫比較

      由圖2可知,在2月、3月最高糧溫變化較小,當進入4月份時,外界氣溫迅速回升,倉內(nèi)最高糧溫也快速上升。2號倉房在初始最高糧溫較低的情況下,最終溫度上升到最高,4號倉房相較于其他3個倉房整體糧溫上升較慢,2號倉的溫度波動較大,受外界的溫度影響較大。

      圖2 不同方位倉房在溫度上升期間最高糧溫的變化情況圖

      2.2 不同方位倉房平均糧溫比較

      由圖3可知,平均糧溫在初始溫度相差±0.5 ℃后,在2月2日至6月22日4個倉房整體平均糧溫隨著外界溫度回升呈平穩(wěn)上升趨勢。但2號倉平均糧溫上升最快,3號倉上升最慢,在6月21日時溫度相差1.9 ℃,1號倉前期上升較慢,但在5月份氣溫高時溫度上升迅速增加。在外界氣溫較高時,4號倉房的糧溫變化比1號、3號快,說明4號倉房經(jīng)外界通過圍護結構傳進倉內(nèi)的熱量較多,推測原因為氣溫日變的最高值發(fā)生在午后14:00前后[4],陽光直接照射4號倉的西側(cè)。最終平均糧溫2號倉>4號倉>1號倉>3號倉。

      圖3 不同方位倉房在溫度上升期間期平均糧溫的變化情況圖

      2.3 不同方位倉房溫度比較

      由圖4可知,總體來看倉房的溫度波動較大,3號倉相對波動較小,受外界的氣溫影響較小,2號倉波動較大,受外界影響較大。倉溫變化主要受氣溫的影響,受圍護結構即倉房隔熱性的影響[5],整體倉房的隔熱性有待提高。1號、4號倉房溫度波動幅度處于2號和3號之間。

      圖4 不同方位倉房在溫度上升期間期倉房溫度的變化情況圖

      2.4 不同方位倉房內(nèi)環(huán)流控溫效果比較

      由表2可知,2號倉內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)啟動時間最長,且平均糧溫上升最多。消耗倉內(nèi)冷心冷源最多,3號倉內(nèi)環(huán)流啟動時間最短,平均糧溫上升最少。說明在不同方位的倉房,受外界溫度的影響不相同,位于西南方位的2號倉房外界傳導的熱量最多,需要冷源最多,4號倉與1號倉次之,位于東北方位的3號倉房受熱最少。

      表2 試驗倉冬季蓄冷后糧食溫度變化情況表

      3 結論

      不同方位的倉房經(jīng)外界通過圍護結構傳進倉內(nèi)的熱量不同,運用內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)實現(xiàn)低溫儲糧的難度不同,制定相應的內(nèi)環(huán)流控溫方案,可以實現(xiàn)低溫儲糧,不用或少用化學熏蒸藥劑,實現(xiàn)綠色儲糧。

      通過4個倉房通風后溫度變化比較,以及運用內(nèi)環(huán)流控溫效果對比,可以明確了解位于西南方位2號倉房經(jīng)外界通過圍護結構傳進倉內(nèi)的熱量較多,倉房溫度、糧食溫度上升較快;3號倉房經(jīng)外界通過圍護結構傳進倉內(nèi)的熱量較小,倉房溫度、糧食溫度上升較慢。在冬季通風蓄冷時可以針對性的制定相應的作業(yè)方案節(jié)約用電成本。但倉房受外界氣溫影響還是較大,有待進一步進行密閉隔熱改造,根據(jù)這次研究,制定合理的施工方案,節(jié)約施工成本。

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