華南地區大米冷凝控溫儲藏的效益分析

王晨陽 黃信 曾勇 余少張 陳喜江 王建

摘要：空調控溫儲糧是在高溫季節開啟空調，控制倉內空間和上層糧食溫度，進而控制糧食呼吸強度，延緩糧食品質變化的綠色儲糧技術。文章以加裝隔熱板的平房倉為對象，使用冷凝機對倉房溫度進行控制，分析了控溫期間倉溫、外溫、糧溫和開門作業時長等與單位能耗之間的關系，探討了華南地區大米冷凝控溫儲藏的經濟性。研究結果表明，在冷凝控溫過程中，耗電量與外界溫度和開門作業時長密切相關，企業需根據外界溫度及時調整冷凝設定溫度，同時減少進出倉作業時長，從而實現準低溫儲存，提高企業控溫儲糧經濟性。

關鍵詞：大米儲藏；冷凝控溫；糧溫；倉溫；外溫；作業時長；經濟性

中圖分類號：TS205 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210319

低溫儲糧是當今世界公認最為綠色的儲糧技術，低溫儲糧不僅能夠抑制有害生物的繁殖，還能延緩糧食品質劣變。華南地區常年高溫，不利于糧食儲藏。由于低溫儲糧成本高，大多糧食倉儲和加工企業采用控溫儲糧技術。使用空調控溫可以降低倉溫與糧溫，張會娜等[1]認為低溫可以阻礙害蟲的新陳代謝、抑制酶活性和使細胞原生質脫水的機制來抑制害蟲生長，減少因害蟲造成的糧食損耗。于金旺等[2]認為控溫儲糧可以減少化學藥劑的使用，從而使儲糧品質得到更好的保護。大米沒有外殼保護，營養物質直接暴露于外，對外界溫度、濕度的影響比較敏感；同時，因其具有食品的屬性，在儲藏過程中不能出現害蟲，需采用控溫儲糧技術進行儲藏。沈波等 [3]、姜立均等 [4]、王麗娜等 [5]使用冷凝機對倉溫及糧堆上層進行降溫，有效延緩了大米品質劣變及蟲害的發生。因此，實施控溫儲糧具有極其重要的意義[6]。本研究擬采用冷凝控溫技術儲藏大米，考察控溫期間倉溫、外溫、糧溫和開門作業時長與單位能耗之間的關系，以期為華南地區濕熱環境下的準低溫儲糧提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 控溫倉房及儲糧情況

控溫平房倉及其儲糧情況見表1。

1.2 倉房改造

根據文獻[7]對倉房進行隔熱保冷改造，倉房內墻及倉頂加裝雙面彩鋼聚氨酯夾芯板，隔熱板規格及屬性為夾芯板厚50 mm，單面彩鋼板厚0.426 mm，防火等級B1，保溫容重38～42 kg/m3，導熱系數為0.018～0.024 W/（m·K）。

1.3 制冷機組配置

倉房裝配GNJ-QF10CG/D型冷凝機6臺，其工作負荷及功率情況見表2。

1.4 實驗方法

冷凝機分別安裝在倉房外側的東北面和西南面，每側各3臺。冷凝機具有變頻功能，當倉溫高于設定溫度3 ℃時，冷凝機工作將倉溫降低到設定溫度附近，之后開始變頻降低壓縮機功率，使壓縮機處于低功率狀態。

冷凝機配備專用電表，倉溫及外溫取當天平均值。根據實際需求，控溫期間開啟3臺冷凝機，運行滿一個月后改換另3臺冷凝機。將冷凝機從1～6進行編號（見圖1），控溫期間開啟1、3、5號冷凝機或2、4、6號冷凝機。3臺冷凝機運行期間溫度設定一致，控溫期間3—5月份設定為15 ℃，6—7月份設定為16.5 ℃，8—12月設定為15 ℃，觀察并記錄控溫期間冷凝機耗電量。

2 結果與分析

2.1 控溫效果分析

分析3—7月控溫期間不同月份單位能耗與室外均溫（外溫）及作業時長關系。3月份的單位能耗最高出現在28日，為14.67 kW/h，當天外溫為16 ℃，并有5 h的作業時長，且在此前9 d均有進出倉作業，連續的開門作業使得倉溫難以維持穩定，冷凝機需要不斷工作來降低倉溫，導致耗電量增加。單位能耗最低出現在18日，為3.33 kW/h，當天外溫為23 ℃，相鄰數天均無進出倉作業，不存在倉內外冷熱空氣對流，所以耗電量較少。4月份的單位能耗最高出現于8日，為9.63 kW/h，當天作業時長2 h，外溫25 ℃。單位能耗最低出現于3日，為2.08 kW/h，當天無作業，外溫17 ℃。開門作業會導致倉內外冷熱空氣對流，使得倉溫升高，冷凝機運行降溫導致了耗電量增加。而較高的外溫不利于冷凝機向倉外排熱，大大降低了冷凝機的工作效率，使得耗電量增加。所以較長的作業時間和較高的外溫都使得耗電量增加。5月份無進出倉作業，觀察期間單位能耗最高出現于8日，為8.25 kW/h，當天外溫29.5 ℃。單位能耗最低出現于23日，為5.46 kW/h，當天外溫27 ℃。高溫環境不利于冷凝機對外排熱，導致了壓縮機工作效率大大降低，從而使得耗電量增加。低溫環境下冷凝機排出的熱可以更快地被環境吸收，這使得壓縮機工作效率大大提高，耗電量也大為降低。此外，當外溫一定時，不同運行狀態下的冷凝機也會造成耗電量的不同，具體表現為壓縮機滿功率運行時耗電量大，變頻到低功率狀態時耗電量少。所以，高溫環境和處于滿功率運行下的冷凝機都會使耗電量增加。6月份無進出倉作業，觀察期間單位能耗最高出現于14日，為12.13 kW/h，當天外溫30 ℃。單位能耗最低出現于7日，為3.54 kW/h，當天外溫27 ℃。與5月類似，較高的外溫不利于排熱進而導致耗電量增加，而壓縮機運行狀態不同也會導致其耗電量不同。7月份的單位能耗最高出現于18日，為16.5 kW/h，當天外溫為31 ℃。單位能耗最低出現于20日，為7.33 kW/h，外溫也為31 ℃。較高的外溫導致了耗電量整體的增加，此外具有變頻功能的壓縮機在滿功率運行時也會使耗電量增加，變頻功能會使相同外溫環境下的冷凝機具有不同的耗電量。

耗電量方面，在冷凝機運行期間，耗電量最高為7月份的8 804 kW·h，最低為12月份的1 900 kW·h。冷凝機耗電量因外溫、作業時長及壓縮機運行狀態的不同而產生較大差異。

2.2 與未安裝冷凝機的倉房進行對比分析

經過10個月的控溫觀察，在配備了冷凝機的條件下，可以將倉溫控制在一定的低溫狀態。當設定溫度為15.0 ℃時，3月份外溫為21 ℃左右時，可以維持室內溫度在16.5 ℃左右；4月份外溫為21.5 ℃左右時，可以維持倉溫在16.2 ℃左右；5月份外溫為28 ℃左右時，可以維持室內溫度在17.4 ℃左右；6月份設定冷凝目標溫度為16.5 ℃，在外溫為29 ℃左右時，可以維持倉溫在18.1 ℃左右；7月份外溫為31 ℃左右時，可以維持倉內溫度在20 ℃左右；在8—12月，設定目標倉溫為15 ℃時，可使倉溫可維持在17 ℃左右。

為了直觀地看出冷凝機在維持準低溫過程中所發揮的作用，將未安裝冷凝機的P9倉與已安裝冷凝機的P10倉進行對比。如圖2和圖3所示，加裝了冷凝機后，在外溫達到30 ℃以上時仍可以使倉溫維持在20 ℃左右，且其中一多半時間可以將倉溫維持在20 ℃以下，這種低溫環境有利于糧食的儲存，尤其對于成品大米而言。

2.3 經濟成本

控溫倉房存放成品大米2 500 t，控溫期間能耗最高的為7月份，日均耗電量284 kW·h，取工業用電費用1元/（kW·h），該月控溫成本為284元/d；能耗最低的為12月份，日均耗電量為62 kW·h，控溫成本為62元/d。由此可以計算出每月控溫成本，即3月份控溫儲糧成本為200元/d；4月份控溫儲糧成本為150元/d；5月份控溫儲糧成本為134元/d；6月份控溫儲糧成本為203元/d；7月份控溫儲糧成本為284元/d；8月份控溫儲糧成本為214元/d；9月份控溫儲糧成本為282元/d；10月份控溫儲糧成本為197元/d；11月份控溫儲糧成本為189元/d；12月份控溫儲糧成本為62元/d。記錄控溫期間總耗電量為57 783 kW·h，得出控溫成本為57 783元，控溫期間每天的控溫成本為189元，即噸糧控溫儲存成本為0.08元/d，經濟成本較低。

3 結論與建議

3.1 結論

① 冷凝機耗電量與外溫及作業時長呈正相關，外溫越高作業時長越長，耗電量相應也就越高。② 變頻功能會影響每個記錄時間段內冷凝機的耗電量，在無進出倉作業期間也可使其在外溫較低時所耗電量高于外溫較高時的耗電量。③ 具有變頻功能的冷凝機能夠根據倉溫的變化來調節壓縮機功率，低功率狀態能夠降低控溫期間的能耗。④ 配置冷凝機與隔熱板的倉房可以使倉溫長期處于較低水平，該環境有利于成品糧的儲藏。

3.2 建議

加裝隔熱板與冷凝機的倉房，能使倉溫長期處于準低溫水平，這為成品大米的儲存提供了理想的環境。較高的外溫會導致冷凝機的耗電量升高，所以冷凝機外機應安裝在陰涼通風的位置。為降低由于倉內外空氣對流造成的倉溫升高，可在隔熱門的四周加裝橡膠密封條，也可鋪設地臺使隔熱門與地面接觸更加充分，增大倉房整體的密閉度?？販仄陂g冷凝機的耗電量與外溫和進出倉作業時長呈正相關，為降低耗電量，提高儲糧經濟效益，在控溫期間應減少人員進出倉次數，合理控制進出倉的作業時長，進倉后隔熱門應及時關閉到較小縫隙，減少由于倉溫升高造成的能耗增加。

參 考 文 獻

[1]張會娜，呂建華，白旭光，等.控溫對儲糧害蟲防治作用的研究和應用進展[J].農業災害研究，2014，4（11）：30-34.

[2]于金旺，袁旭光，劉增廣.控溫儲藏與常規儲藏的對比分析[J].糧食科技與經濟，2020，45（7）：76-77.

[3]沈波，梁青保，曾遠青，等.華南地區空調控溫儲存大米技術研究[J].糧食儲藏，2011，40（6）：31-33.

[4]姜立均，宋立新，彭里.空調控溫準低溫儲糧技術實驗探討[J].糧食科技與經濟，2018，43（11）：63-65.

[5]王麗娜.高溫高濕地區物流倉高水分大米冷凝控溫儲藏可行性研究[D].鄭州：河南工業大學，2014：24-28.

[6]譚云鶴.珠海地區平房倉經濟控溫儲糧模式研究[D].鄭州：河南工業大學，2015：13-22.

[7]王平坪，王波，胡玉林，等.平房倉空調控溫儲藏稻谷應用工藝分析[J].糧食科技與經濟，2020，45（8）：65-70+94.

Air-Conditioning and Temperature-Controlled Storage of Rice in South China

Wang Chenyang， Huang Xin， Zeng Yong， Yu Shaozhang， Chen Xijiang， Wang Jian

（ Changping Grain Depot， Guangdong South China Grain Trading Center Co.， Ltd.， Dongguan， Guangdong 523560 ）

Abstract： Air controlled temperature storage grain is a green grain storage technology that turns on air conditioning in high temperature season， controls the temperature of the space in the warehouse and the upper grain， and then controls the respiration intensity of grain and delays the change of grain quality. This paper takes the bunker with heat insulation board as the object， uses the condensing machine to control the temperature of the bunker， analyzes the relationship between the temperature of the bunker， the outside temperature， the duration of the grain temperature and the unit energy consumption during the temperature control period， and discusses the economy of rice condensing and temperature control storage in South China. The research results show that， in the process of condensing temperature control， the power consumption is closely related to the external temperature and opening operation time. Enterprises need to adjust the condensing setting temperature in time according to the external temperature and reduce the operation time in and out of the warehouse， so as to realize the quasi-low temperature storage and improve the economy of grain temperature control and storage.

Key words： condensing temperature control， warehouse temperature， outside temperature， homework time， grain storage quality， economy