改造现有仓房、满足糙米低温储存试点工程

1、.PAGE ：.；一种新的平房仓散装粮低温方式的讨论 徐玉斌徐玉斌, 国家粮食贮藏局无锡科研设计院,高级工程师,通风空调、制冷及仓储技术的设计与研讨。江苏省无锡市惠河路186号，邮政编码：214035，： HYPERLINK mailto:J85860526163.con J85860526163.con 国家粮食贮藏局无锡科研设计院 摘要 粮食低温仓是指粮温15的粮仓。超越15的储粮占仓内总储量的比例，可用不保证率B来表示。现有的低温方式主要有二种：1冬季利用仓外冷风通风将储粮降温，利用保温、封锁、粮面保温覆盖和粮面上部通风坚持低温的方式，该方式在华北地域维持不保证率B低于15%和冬冷夏热地

2、域坚持粮食平均温度低于15是困难的，虽然该方式投资及运转费用最低，但是以不保证率B高为代价，有些地域甚至无法实现低温储粮。2采用谷物冷却机的低温方式，该方式虽然在短时间可降低不保证率B，但不能维持不保证率B，短时间内不保证率B仍会提高，且投资和能耗均较大。新的低温方式的任务原理是：冬季采用通风将储粮降温，在仓外气温高于15时，将传入仓内的热量即时的排出仓外，为此须设置固定制冷安装，并与相应的风道、控制等构成制冷系统。制冷系统不对仓内谷物降温，只是将进入粮堆的热量排除仓外，因此假设仓体维护构造保温较好，粮面用柔性的保温层覆盖，制冷量较小，相应的风量也较小。新的低温方式按不同的B有三种方法：1方法

3、一，可实现不保证率B5%。2方法二，可实现不保证率B10%。3方法三，可实现不保证率B20%。新的低温方式可实现平房仓内散装粮的全年温度的控制，是更积极、自动的方式；可在冬冷夏热地域将粮食平均温度坚持在15以下；新的低温方式与谷物冷却方式的功能不同，与采用谷物冷却机复冷相比，新的低温方式运转费用更低、效果更好、低温时间更长；新的低温方式在技术上难度不大；新的低温方式有三种不同的方法，可以根据不同的要求选择，方式灵敏；制冷安装构成简单，制冷设备容量不大，投资较低。关键词 低温贮藏 不保证率B 新的低温方式低温储粮具有绿色环保、延缓储粮陈化、保质保鲜、防止虫害和微生物繁殖等特点，可延伸贮藏时间，降

4、低储粮保管费用，如采用自然低温获得的冷源，具有运转费用低、运用方便的优点，因此，低温储粮普遍遭到注重，成为平安储粮的主要手段。特别是水稻、糙米、花生等耐储性差的种类，低温具有更重要的意义。随着人民生活程度的提高，对食质量量有了更高的要求。国家推行优良种类的种植和优质优价的政策，国际市场对环保、绿色、安康食品的需求，都为低温贮藏提供了良好的前景。平房仓散装储粮方式是粮食贮藏行业的主要方式，散装粮的低温贮藏方式是许多粮食仓储企业运用的方法。现有的低温方式主要有二种：1冬季利用仓外冷风通风将储粮降温，利用保温、封锁、粮面保温覆盖和粮面上部通风坚持低温的方式，简称为冬季降温+保温密闭方式。2采用谷物冷

5、却机的降温方式，简称谷冷却机低温方式。这二种方式都有各自的特点，也存在缺乏和局限。1 现有散装粮低温方式及特点1.1低温仓的是指粮温15的粮仓。超越15的储粮占仓内总储量的比例，可用不保证率B来表示。低温仓的衡量规范不仅指平均粮温的高低，还需看不保证率B的大小。B值的不同，对贮藏的技术手段要求也不同。2冬季降温+保温密闭方式1.2.1蓄冷量对低温贮藏的影响3冬季贮藏的谷物,可利用仓外气温较低时用通风方式将谷物降低到较低温度。在冬冷夏热地域普通可将粮温降到5以下，“三北地域的粮温可降的更低。对低温库平均粮温15，其蓄冷量Q可按下式计算：式中 Q-蓄冷量 ，KJ；Cp-谷物比热， KJ/Kg. ；

6、G-谷物储存量 ，Kg；t-谷物平均粮温，； 蓄冷量与谷物的种类、平均温度和贮藏量有关。在同样温度和储存空间条件下，小麦比水稻蓄冷量大，温升速度更慢；粮温越低，蓄冷量越大。蓄冷量Q的意义为：在同样条件下维护构造、气候、管理方法等蓄冷量越大，储粮平均温度升幅就越小。在答应的情况下，适当降低粮温有利于低温贮藏。对21m跨，廒间长30m，粮堆高6m的平房仓，稻谷储量约为1975t，稻谷比热约为1.84 KJ/Kg. ，平均粮温降至0 的仓内蓄冷量为5.45x107KJ，相当于制冷量15140KW，蓄冷量很可观。1.2.2粮温变化规律 按热力学规律，热量自动由高温向低温转移。当仓外气温高于仓内粮温时，

7、仓内储粮温度会升高。储粮温度首先是与墙体接触部位和粮面开场升高的，由于粮食导热系数较低稻谷约=0.11W/m. ，储粮内外出现较大温差，构成“外热内冷景象1。不同方向的墙体和粮面的储粮温度变化是不同的，这是由于作用在不同位置的综合温度tz及维护构造热阻R不同，tz可用以下公式计算： 式中tz-思索了气温、太阳辐射强度等要素的综合温度，；tp-日平均温度，；-不同资料的外外表对太阳辐射热的吸收系数；J-太阳辐射强度，W/m；w-维护构造外外表与仓外空气间的换热系数。 不同方向和时间的J是不同的。如北纬30地域在透明度等级3的 条件下，各方向日平均太阳辐射强度分别为:东面-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。程度方向太阳辐射强度比其它方向大的多，这解释了程度方向对粮面温度的影响要大的多。仓外气温对仓内储粮的影响是个复杂的过程，但粮温各变化趋势是明显的。 仓内贮藏的谷物是由粮粒和空气所组成，但不是谷物和空气影响的叠加，还有微气流的影响，特别是靠外墙侧微气流的影响较大。而微气流受维护构造、粮食种类和水分、温差的影响，因此，粮堆的传热较为复杂。周围和程度粮温的变化程度与仓外气温变化、维护构造、管理方式、蓄冷量等要素有关。对周围的墙体适当的保温，可降低墙体内外表的温度，减小粮温升幅。对粮面，粮面上的合理通风和保温层覆盖，可有效的减

9、小粮温升幅。粮面的适当通风起减小太阳辐射等效温升J/的作用。按河北三河库的数据4，距外墙0.5m处，东、南、西、北面平均粮温高于15的天数分别为110天、110天、85天、90天，距粮面0.3m处的平均粮温高于15的天数为140天-170天，最高粮温可达29.5。在冬冷夏热地域周围和程度粮温高于15的时间会更长、区域会更大，距外墙的间隔 会更远。 粮温超越15的区域有能够出现虫害和微生物的异常活动，对粮食质量的影响需进一步的研讨。但超温的区域对粮食的贮藏是不利的。对华北地域，如周围距外墙1m，程度方向距粮面1m处粮温超越15，对21m跨，廒间长30m，粮堆高6m的平房仓，其不保证率B约30%，

10、对冬冷夏热地域如距外墙1.5m，程度方向距粮面1.5m处粮温超越15, 其不保证率B约42%，占的比例都较大，虽然对华北地域在采取一定技术和管理措施后粮食平均温度可低于15，但不保证率B仍较高，而冬冷夏热地域普通只能到达准低温以上的平均温度。 实际和实际计算均阐明，仅靠冬季降温+保温密闭方式在华北地域维持不保证率B低于15%和冬冷夏热地域坚持粮食平均温度低于15是困难的，虽然冬季降温+保温密闭方式投资最低，运转费用最低，但是以不保证率B高为代价，有些地域甚至无法实现低温储粮。1.3谷冷却机低温方式 谷物冷却机为人工制冷用于谷物降温的公用设备2，普通用于仓外气温较高，仓内储粮需降温的应急场所，也

11、可用于经冬季通风降温，周边及程度粮面储粮温升再复冷降温。该方式的优点是可在仓外气温较高条件下作业，但缺陷是：1谷物冷却机普通是利用通风道对整仓进展降温作业，而外热内冷仅需对部分进展处置，所需风量较小。运用谷冷机降低了冷却效率，加大了空气循环量和动力耗费。2谷物冷却机是挪动运用的，冷却作业后谷物粮温迅速上升，即不适宜储粮需维持一定仓温的场所。如某仓在6月份用谷物冷却机降温实验5，平均降温4.32，单位能耗0.424KWh/t. ，一个月后平均降温上升3，即近69.4%冷量散失，表层的温升幅度更高。另外由于仓外温度较高，为提高制冷效率，谷冷机普通不宜将粮温降的过低，周围的粮温很难维持低于153投资

12、和运转费用均较大。 谷冷却机低温方式虽然在短时间可降低不保证率B，但不能维持不保证率B，短时间内不保证率B仍会提高，且投资和能耗均较大。2 新的低温方式 针对上述二种低温方式的缺乏，为最大限制的降低不保证率B，节省运转费用，并技术上可行，本文提出一种新的散装平房仓低温方式。2.1新的低温方式的任务原理及方法 新的低温方式的任务原理是：冬季采用通风将储粮降温，在仓外气温高于15时，将传入仓内的热量即时的排出仓外，为此须设置固定制冷安装，并与相应的风道、控制等构成制冷系统。制冷系统不对仓内谷物降温，只是将进入粮堆的热量排除仓外，因此假设仓体维护构造保温较好，粮面用柔性的保温层覆盖3，制冷量较小，相

13、应的风量也较小。 根据不同的不保证率B ，新的低温方式可有三种不同的做法： 2.1.1 方法一：实现不保证率B5% 在仓壁周围设可接受粮食测压力的钢制风道，下送风，上回风；粮面上200mm处设多组送、回风PVC管道。由于送风温度较低，墙体需添加保温资料，粮面用柔性的保温层覆盖再盖塑料薄膜，以减少热量的传入。见图一该方法可将仓壁周围粮温完全控制在15以内，但粮面下约300mm粮温能够超越15，故不保证率约B5，可以以为是完全的散装低温仓。2.1.2 方法二：实现不保证率B10% 在仓壁周围设多组PVC风道，下送风，上回风；粮面上做法与方法一。见图二。按该方法仓壁周围300mm粮温暖粮面下约300

14、mm粮温能够超越15，故不保证率约B10%。2.1.3 方法三：实现不保证率B20% 仅在粮面设多组PVC送回风道，粮面上做法与方法一一样。按该方法仓壁周围超越1000mm粮温暖粮面下约300mm粮温能够超越15，故不保证率约B20%。气温越高的地域，不保证率越高。江苏昆山在早些时候曾做过实验：在冬季将粮食温度降到5以下，在粮面上部安装空调器，平均粮温可维持在14。方法三与昆山接近，但效果更好，运转费用更低，其意义是在冬暖夏热地域按方法三可将平均粮温控制在15以内。 三种方法由于不保证率B的不同，效果、投资和运转费用均不同。2.2新的低温方式的运转费用分析为便于分析，以21m跨，廒间长30m，

15、粮堆高6m的拱板平房仓为例，以南京地域的气候资料为室外空气计算参数,对新的低温方式的运转费用作分析。2.2.1计算条件2.2.1.1 按南京地域的气候条件，平均温度高于15的月份为5、6、7、8、9、10，共6个月。各月份平均温度见表一：表一5月6月7月8月9月10月平均温度()19.924.528.027.822.716.92.2.1.2 为减少制冷负荷，降低运转费用，对运用方法一、二墙体应保温。在外墙加50mm挤塑聚苯板，保温后外墙热阻值约为2.5m./W。 粮面上覆盖50mm阻燃聚乙烯板，再覆塑料薄膜，热阻值约为1.36m./W。拱板仓顶普通建立时已有保温层，粮面上部设通风机，可即时排除

16、粮面上部积热。2.2.2三种方法的运转费用 2.2.2.1 方法一制冷量及月用电量 表二5月6月7月8月9月10月合计制冷量(KW)5.248.5511.0310.97.192.86月用电量(KWh)1813286336943772240899015740注：1为简化计算，仓外气温按平均综合温度计算。2太阳辐射强度W/m按GB50176-93中南京地域的气候气候资料选用，并对部分月份太阳辐射强度进展适当修正。3制冷能效比按2.15W/W。2.2.2.2 方法二制冷量及月用电量 表三 5月 6月 7月 8月 9月 10月 合计制冷量(KW) 4.316.849.068.62 5.952.59月用

17、电量(KWh)1491 2290 30342982 1993897126872.2.2.3 方法三制冷量及月用电量 表四5月6月7月8月9月10月合计制冷量(KW)3.025.116.656.574.311.73月用电量(KWh)1045171122272273144359992982.2.2.4 表二、三、四数据由计算获得，具有一定的准确性。21m跨，廒间长30m拱板仓，运用方法一不保证率B5%，6个月的总用电量为15740KWh，水稻吨粮用电量约7.97 KWh/t；方法二不保证率B10%，6个月的总用电量为12678KWh，水稻吨粮用电量约6.42 KWh/t；方法三不保证率B20%，6

18、个月的总用电量为9298KWh，水稻吨粮用电量约4.71 KWh/t，该用电量与谷物冷却机在冬冷夏热地域储粮一次降温10的用电量相近。 计算中可得出维护构造的保温对降低运转本钱很重要，特别是粮面的保温应予特别注重。保温暖运转费用可经过优化确定合理的关系。2.3新的低温方式添加费用的估算 三种低温方法的功能不同，添加的内容也不同，费用估算分别为：2.3.1方法一费用估算 方法一需求添加的内容为：1墙体添加保温，资料加施工费用约120元/m，共9.95万元；2粮面覆盖保温层费用约25元/m，共1.52万元；3按回风温度t=15，相对湿度=50%，每套制冷量Q=3.4KW，按7月份最大制冷量配置4套

19、，每套价钱约1.0万元公用设备，共4.0万元；4沿外墙添加钢制风道2mm钢板制造及风道费用约6.5万元。 方法一需添加费用合计约21.97万元，单位面积造价为349元/m。2.3.2方法二费用估算 方法二需求添加的内容为：墙体添加保温与粮面覆盖保温层费用与方法一一样；按7月份最大制冷量配置3套制冷设备，共3.0万元；风道费用约0.6万元。方法二需添加费用合计约15.07万元，单位面积造价为239元/m。2.3.3方法三费用估算 方法三需求添加的内容为：粮面覆盖保温层费用与方法一一样；按7月份最大制冷量配置3套制冷设备，共3.0万元；风道费用约0.3万元。 方法三需添加费用合计约4.82万元，单位面积造价为77元/m。2.4新的低温方式的技术难点 新的低温方式主要技术难点有二个1适用于粮仓低温贮藏固定制冷安装；2布置在粮堆内的送、回风管道的流动和传热规律。2.4.1粮仓低温贮藏固定制冷安装粮仓低温贮藏固定制冷安装分为室内、室外机，室内机根据要求可安装在仓内或仓外，室外机安装在仓外。固定制冷安装采用风冷。为降低制冷安装去湿性和防止出风口相对湿度过高，空气处置采用小焓差设计；制冷安装内的