改造現(xiàn)有倉房、滿足糙米低溫儲存試點工程

1、.PAGE ：.；一種新的平房倉散裝糧低溫方式的討論 徐玉斌徐玉斌, 國家糧食貯藏局無錫科研設(shè)計院,高級工程師,通風(fēng)空調(diào)、制冷及倉儲技術(shù)的設(shè)計與研討。江蘇省無錫市惠河路186號，郵政編碼：214035，： HYPERLINK mailto:J85860526163.con J85860526163.con 國家糧食貯藏局無錫科研設(shè)計院 摘要 糧食低溫倉是指糧溫15的糧倉。超越15的儲糧占倉內(nèi)總儲量的比例，可用不保證率B來表示?，F(xiàn)有的低溫方式主要有二種：1冬季利用倉外冷風(fēng)通風(fēng)將儲糧降溫，利用保溫、封鎖、糧面保溫覆蓋和糧面上部通風(fēng)堅持低溫的方式，該方式在華北地域維持不保證率B低于15%和冬冷夏熱地

2、域堅持糧食平均溫度低于15是困難的，雖然該方式投資及運轉(zhuǎn)費用最低，但是以不保證率B高為代價，有些地域甚至無法實現(xiàn)低溫儲糧。2采用谷物冷卻機的低溫方式，該方式雖然在短時間可降低不保證率B，但不能維持不保證率B，短時間內(nèi)不保證率B仍會提高，且投資和能耗均較大。新的低溫方式的任務(wù)原理是：冬季采用通風(fēng)將儲糧降溫，在倉外氣溫高于15時，將傳入倉內(nèi)的熱量即時的排出倉外，為此須設(shè)置固定制冷安裝，并與相應(yīng)的風(fēng)道、控制等構(gòu)成制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)不對倉內(nèi)谷物降溫，只是將進入糧堆的熱量排除倉外，因此假設(shè)倉體維護構(gòu)造保溫較好，糧面用柔性的保溫層覆蓋，制冷量較小，相應(yīng)的風(fēng)量也較小。新的低溫方式按不同的B有三種方法：1方法

3、一，可實現(xiàn)不保證率B5%。2方法二，可實現(xiàn)不保證率B10%。3方法三，可實現(xiàn)不保證率B20%。新的低溫方式可實現(xiàn)平房倉內(nèi)散裝糧的全年溫度的控制，是更積極、自動的方式；可在冬冷夏熱地域?qū)⒓Z食平均溫度堅持在15以下；新的低溫方式與谷物冷卻方式的功能不同，與采用谷物冷卻機復(fù)冷相比，新的低溫方式運轉(zhuǎn)費用更低、效果更好、低溫時間更長；新的低溫方式在技術(shù)上難度不大；新的低溫方式有三種不同的方法，可以根據(jù)不同的要求選擇，方式靈敏；制冷安裝構(gòu)成簡單，制冷設(shè)備容量不大，投資較低。關(guān)鍵詞 低溫貯藏 不保證率B 新的低溫方式低溫儲糧具有綠色環(huán)保、延緩儲糧陳化、保質(zhì)保鮮、防止蟲害和微生物繁殖等特點，可延伸貯藏時間，降

4、低儲糧保管費用，如采用自然低溫獲得的冷源，具有運轉(zhuǎn)費用低、運用方便的優(yōu)點，因此，低溫儲糧普遍遭到注重，成為平安儲糧的主要手段。特別是水稻、糙米、花生等耐儲性差的種類，低溫具有更重要的意義。隨著人民生活程度的提高，對食質(zhì)量量有了更高的要求。國家推行優(yōu)良種類的種植和優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的政策，國際市場對環(huán)保、綠色、安康食品的需求，都為低溫貯藏提供了良好的前景。平房倉散裝儲糧方式是糧食貯藏行業(yè)的主要方式，散裝糧的低溫貯藏方式是許多糧食倉儲企業(yè)運用的方法?，F(xiàn)有的低溫方式主要有二種：1冬季利用倉外冷風(fēng)通風(fēng)將儲糧降溫，利用保溫、封鎖、糧面保溫覆蓋和糧面上部通風(fēng)堅持低溫的方式，簡稱為冬季降溫+保溫密閉方式。2采用谷物冷

5、卻機的降溫方式，簡稱谷冷卻機低溫方式。這二種方式都有各自的特點，也存在缺乏和局限。1 現(xiàn)有散裝糧低溫方式及特點1.1低溫倉的是指糧溫15的糧倉。超越15的儲糧占倉內(nèi)總儲量的比例，可用不保證率B來表示。低溫倉的衡量規(guī)范不僅指平均糧溫的高低，還需看不保證率B的大小。B值的不同，對貯藏的技術(shù)手段要求也不同。2冬季降溫+保溫密閉方式1.2.1蓄冷量對低溫貯藏的影響3冬季貯藏的谷物,可利用倉外氣溫較低時用通風(fēng)方式將谷物降低到較低溫度。在冬冷夏熱地域普通可將糧溫降到5以下，“三北地域的糧溫可降的更低。對低溫庫平均糧溫15，其蓄冷量Q可按下式計算：式中 Q-蓄冷量 ，KJ；Cp-谷物比熱， KJ/Kg. ；

6、G-谷物儲存量 ，Kg；t-谷物平均糧溫，； 蓄冷量與谷物的種類、平均溫度和貯藏量有關(guān)。在同樣溫度和儲存空間條件下，小麥比水稻蓄冷量大，溫升速度更慢；糧溫越低，蓄冷量越大。蓄冷量Q的意義為：在同樣條件下維護構(gòu)造、氣候、管理方法等蓄冷量越大，儲糧平均溫度升幅就越小。在答應(yīng)的情況下，適當(dāng)降低糧溫有利于低溫貯藏。對21m跨，廒間長30m，糧堆高6m的平房倉，稻谷儲量約為1975t，稻谷比熱約為1.84 KJ/Kg. ，平均糧溫降至0 的倉內(nèi)蓄冷量為5.45x107KJ，相當(dāng)于制冷量15140KW，蓄冷量很可觀。1.2.2糧溫變化規(guī)律 按熱力學(xué)規(guī)律，熱量自動由高溫向低溫轉(zhuǎn)移。當(dāng)倉外氣溫高于倉內(nèi)糧溫時，

7、倉內(nèi)儲糧溫度會升高。儲糧溫度首先是與墻體接觸部位和糧面開場升高的，由于糧食導(dǎo)熱系數(shù)較低稻谷約=0.11W/m. ，儲糧內(nèi)外出現(xiàn)較大溫差，構(gòu)成“外熱內(nèi)冷景象1。不同方向的墻體和糧面的儲糧溫度變化是不同的，這是由于作用在不同位置的綜合溫度tz及維護構(gòu)造熱阻R不同，tz可用以下公式計算： 式中tz-思索了氣溫、太陽輻射強度等要素的綜合溫度，；tp-日平均溫度，；-不同資料的外外表對太陽輻射熱的吸收系數(shù)；J-太陽輻射強度，W/m；w-維護構(gòu)造外外表與倉外空氣間的換熱系數(shù)。 不同方向和時間的J是不同的。如北緯30地域在透明度等級3的 條件下，各方向日平均太陽輻射強度分別為:東面-183 W/m；南面-8

8、8 W/m；西面-183 W/m；北面-88 W/m；程度-355 W/m。程度方向太陽輻射強度比其它方向大的多，這解釋了程度方向?qū)Z面溫度的影響要大的多。倉外氣溫對倉內(nèi)儲糧的影響是個復(fù)雜的過程，但糧溫各變化趨勢是明顯的。 倉內(nèi)貯藏的谷物是由糧粒和空氣所組成，但不是谷物和空氣影響的疊加，還有微氣流的影響，特別是靠外墻側(cè)微氣流的影響較大。而微氣流受維護構(gòu)造、糧食種類和水分、溫差的影響，因此，糧堆的傳熱較為復(fù)雜。周圍和程度糧溫的變化程度與倉外氣溫變化、維護構(gòu)造、管理方式、蓄冷量等要素有關(guān)。對周圍的墻體適當(dāng)?shù)谋?，可降低墻體內(nèi)外表的溫度，減小糧溫升幅。對糧面，糧面上的合理通風(fēng)和保溫層覆蓋，可有效的減

9、小糧溫升幅。糧面的適當(dāng)通風(fēng)起減小太陽輻射等效溫升J/的作用。按河北三河庫的數(shù)據(jù)4，距外墻0.5m處，東、南、西、北面平均糧溫高于15的天數(shù)分別為110天、110天、85天、90天，距糧面0.3m處的平均糧溫高于15的天數(shù)為140天-170天，最高糧溫可達29.5。在冬冷夏熱地域周圍和程度糧溫高于15的時間會更長、區(qū)域會更大，距外墻的間隔 會更遠。 糧溫超越15的區(qū)域有能夠出現(xiàn)蟲害和微生物的異?；顒?，對糧食質(zhì)量的影響需進一步的研討。但超溫的區(qū)域?qū)Z食的貯藏是不利的。對華北地域，如周圍距外墻1m，程度方向距糧面1m處糧溫超越15，對21m跨，廒間長30m，糧堆高6m的平房倉，其不保證率B約30%，

10、對冬冷夏熱地域如距外墻1.5m，程度方向距糧面1.5m處糧溫超越15, 其不保證率B約42%，占的比例都較大，雖然對華北地域在采取一定技術(shù)和管理措施后糧食平均溫度可低于15，但不保證率B仍較高，而冬冷夏熱地域普通只能到達準低溫以上的平均溫度。 實際和實際計算均闡明，僅靠冬季降溫+保溫密閉方式在華北地域維持不保證率B低于15%和冬冷夏熱地域堅持糧食平均溫度低于15是困難的，雖然冬季降溫+保溫密閉方式投資最低，運轉(zhuǎn)費用最低，但是以不保證率B高為代價，有些地域甚至無法實現(xiàn)低溫儲糧。1.3谷冷卻機低溫方式 谷物冷卻機為人工制冷用于谷物降溫的公用設(shè)備2，普通用于倉外氣溫較高，倉內(nèi)儲糧需降溫的應(yīng)急場所，也

11、可用于經(jīng)冬季通風(fēng)降溫，周邊及程度糧面儲糧溫升再復(fù)冷降溫。該方式的優(yōu)點是可在倉外氣溫較高條件下作業(yè)，但缺陷是：1谷物冷卻機普通是利用通風(fēng)道對整倉進展降溫作業(yè)，而外熱內(nèi)冷僅需對部分進展處置，所需風(fēng)量較小。運用谷冷機降低了冷卻效率，加大了空氣循環(huán)量和動力耗費。2谷物冷卻機是挪動運用的，冷卻作業(yè)后谷物糧溫迅速上升，即不適宜儲糧需維持一定倉溫的場所。如某倉在6月份用谷物冷卻機降溫實驗5，平均降溫4.32，單位能耗0.424KWh/t. ，一個月后平均降溫上升3，即近69.4%冷量散失，表層的溫升幅度更高。另外由于倉外溫度較高，為提高制冷效率，谷冷機普通不宜將糧溫降的過低，周圍的糧溫很難維持低于153投資

12、和運轉(zhuǎn)費用均較大。 谷冷卻機低溫方式雖然在短時間可降低不保證率B，但不能維持不保證率B，短時間內(nèi)不保證率B仍會提高，且投資和能耗均較大。2 新的低溫方式 針對上述二種低溫方式的缺乏，為最大限制的降低不保證率B，節(jié)省運轉(zhuǎn)費用，并技術(shù)上可行，本文提出一種新的散裝平房倉低溫方式。2.1新的低溫方式的任務(wù)原理及方法 新的低溫方式的任務(wù)原理是：冬季采用通風(fēng)將儲糧降溫，在倉外氣溫高于15時，將傳入倉內(nèi)的熱量即時的排出倉外，為此須設(shè)置固定制冷安裝，并與相應(yīng)的風(fēng)道、控制等構(gòu)成制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)不對倉內(nèi)谷物降溫，只是將進入糧堆的熱量排除倉外，因此假設(shè)倉體維護構(gòu)造保溫較好，糧面用柔性的保溫層覆蓋3，制冷量較小，相

13、應(yīng)的風(fēng)量也較小。 根據(jù)不同的不保證率B ，新的低溫方式可有三種不同的做法： 2.1.1 方法一：實現(xiàn)不保證率B5% 在倉壁周圍設(shè)可接受糧食測壓力的鋼制風(fēng)道，下送風(fēng)，上回風(fēng)；糧面上200mm處設(shè)多組送、回風(fēng)PVC管道。由于送風(fēng)溫度較低，墻體需添加保溫資料，糧面用柔性的保溫層覆蓋再蓋塑料薄膜，以減少熱量的傳入。見圖一該方法可將倉壁周圍糧溫完全控制在15以內(nèi)，但糧面下約300mm糧溫能夠超越15，故不保證率約B5，可以以為是完全的散裝低溫倉。2.1.2 方法二：實現(xiàn)不保證率B10% 在倉壁周圍設(shè)多組PVC風(fēng)道，下送風(fēng)，上回風(fēng)；糧面上做法與方法一。見圖二。按該方法倉壁周圍300mm糧溫暖糧面下約300

14、mm糧溫能夠超越15，故不保證率約B10%。2.1.3 方法三：實現(xiàn)不保證率B20% 僅在糧面設(shè)多組PVC送回風(fēng)道，糧面上做法與方法一一樣。按該方法倉壁周圍超越1000mm糧溫暖糧面下約300mm糧溫能夠超越15，故不保證率約B20%。氣溫越高的地域，不保證率越高。江蘇昆山在早些時候曾做過實驗：在冬季將糧食溫度降到5以下，在糧面上部安裝空調(diào)器，平均糧溫可維持在14。方法三與昆山接近，但效果更好，運轉(zhuǎn)費用更低，其意義是在冬暖夏熱地域按方法三可將平均糧溫控制在15以內(nèi)。 三種方法由于不保證率B的不同，效果、投資和運轉(zhuǎn)費用均不同。2.2新的低溫方式的運轉(zhuǎn)費用分析為便于分析，以21m跨，廒間長30m，

15、糧堆高6m的拱板平房倉為例，以南京地域的氣候資料為室外空氣計算參數(shù),對新的低溫方式的運轉(zhuǎn)費用作分析。2.2.1計算條件2.2.1.1 按南京地域的氣候條件，平均溫度高于15的月份為5、6、7、8、9、10，共6個月。各月份平均溫度見表一：表一5月6月7月8月9月10月平均溫度()19.924.528.027.822.716.92.2.1.2 為減少制冷負荷，降低運轉(zhuǎn)費用，對運用方法一、二墻體應(yīng)保溫。在外墻加50mm擠塑聚苯板，保溫后外墻熱阻值約為2.5m./W。 糧面上覆蓋50mm阻燃聚乙烯板，再覆塑料薄膜，熱阻值約為1.36m./W。拱板倉頂普通建立時已有保溫層，糧面上部設(shè)通風(fēng)機，可即時排除

16、糧面上部積熱。2.2.2三種方法的運轉(zhuǎn)費用 2.2.2.1 方法一制冷量及月用電量 表二5月6月7月8月9月10月合計制冷量(KW)5.248.5511.0310.97.192.86月用電量(KWh)1813286336943772240899015740注：1為簡化計算，倉外氣溫按平均綜合溫度計算。2太陽輻射強度W/m按GB50176-93中南京地域的氣候氣候資料選用，并對部分月份太陽輻射強度進展適當(dāng)修正。3制冷能效比按2.15W/W。2.2.2.2 方法二制冷量及月用電量 表三 5月 6月 7月 8月 9月 10月 合計制冷量(KW) 4.316.849.068.62 5.952.59月用

17、電量(KWh)1491 2290 30342982 1993897126872.2.2.3 方法三制冷量及月用電量 表四5月6月7月8月9月10月合計制冷量(KW)3.025.116.656.574.311.73月用電量(KWh)1045171122272273144359992982.2.2.4 表二、三、四數(shù)據(jù)由計算獲得，具有一定的準確性。21m跨，廒間長30m拱板倉，運用方法一不保證率B5%，6個月的總用電量為15740KWh，水稻噸糧用電量約7.97 KWh/t；方法二不保證率B10%，6個月的總用電量為12678KWh，水稻噸糧用電量約6.42 KWh/t；方法三不保證率B20%，6

18、個月的總用電量為9298KWh，水稻噸糧用電量約4.71 KWh/t，該用電量與谷物冷卻機在冬冷夏熱地域儲糧一次降溫10的用電量相近。 計算中可得出維護構(gòu)造的保溫對降低運轉(zhuǎn)本錢很重要，特別是糧面的保溫應(yīng)予特別注重。保溫暖運轉(zhuǎn)費用可經(jīng)過優(yōu)化確定合理的關(guān)系。2.3新的低溫方式添加費用的估算 三種低溫方法的功能不同，添加的內(nèi)容也不同，費用估算分別為：2.3.1方法一費用估算 方法一需求添加的內(nèi)容為：1墻體添加保溫，資料加施工費用約120元/m，共9.95萬元；2糧面覆蓋保溫層費用約25元/m，共1.52萬元；3按回風(fēng)溫度t=15，相對濕度=50%，每套制冷量Q=3.4KW，按7月份最大制冷量配置4套

19、，每套價錢約1.0萬元公用設(shè)備，共4.0萬元；4沿外墻添加鋼制風(fēng)道2mm鋼板制造及風(fēng)道費用約6.5萬元。 方法一需添加費用合計約21.97萬元，單位面積造價為349元/m。2.3.2方法二費用估算 方法二需求添加的內(nèi)容為：墻體添加保溫與糧面覆蓋保溫層費用與方法一一樣；按7月份最大制冷量配置3套制冷設(shè)備，共3.0萬元；風(fēng)道費用約0.6萬元。方法二需添加費用合計約15.07萬元，單位面積造價為239元/m。2.3.3方法三費用估算 方法三需求添加的內(nèi)容為：糧面覆蓋保溫層費用與方法一一樣；按7月份最大制冷量配置3套制冷設(shè)備，共3.0萬元；風(fēng)道費用約0.3萬元。 方法三需添加費用合計約4.82萬元，單位面積造價為77元/m。2.4新的低溫方式的技術(shù)難點 新的低溫方式主要技術(shù)難點有二個1適用于糧倉低溫貯藏固定制冷安裝；2布置在糧堆內(nèi)的送、回風(fēng)管道的流動和傳熱規(guī)律。2.4.1糧倉低溫貯藏固定制冷安裝糧倉低溫貯藏固定制冷安裝分為室內(nèi)、室外機，室內(nèi)機根據(jù)要求可安裝在倉內(nèi)或倉外，室外機安裝在倉外。固定制冷安裝采用風(fēng)冷。為降低制冷安裝去濕性和防止出風(fēng)口相對濕度過高，空氣處置采用小焓差設(shè)計；制冷安裝內(nèi)的