“空調控溫+輻射制冷”控溫技術儲糧試驗*

張曉培

(廣西融安糧食儲備庫有限公司 545000)

廣西壯族自治區屬我國第七儲糧生態區,如何在高溫高濕的自然環境下進行有效的低溫儲藏一直是綠色科學儲糧的重要研究方向[1]。大氣溫度直接影響倉內空間溫度,夏季儲糧難度系數大,因此,我公司進行了輻射制冷隔熱改造[2]。輻射制冷是一種備受關注的新型降溫方式[3],零能耗輻射制冷超導材料在地球表面和外太空之間,通過發射特定波段(8 μm～13 μm)不被大氣吸收的紅外線,搭設一個高效熱量輸送通道,實現輻射制冷[4]。零能耗輻射制冷超導材料的大氣窗口發射率達92%,輻射制冷性能優異,外表面溫度可以降低25℃～35℃。為進一步提高輻射制冷應用效果,我庫探索“空調控溫+輻射制冷”綜合技術在稻谷儲藏中的應用。通過采用糧倉專用空調,向輻射制冷倉房內循環送風輸入冷源,達到控溫儲糧、節能降耗的目的,取得了較好的效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 倉房及儲糧基本情況 試驗倉和對照倉均為高大平房倉,長30 m,寬20 m,糧堆高6 m,設計倉容2500 t。儲糧情況見表1。

表1 試驗倉房糧食情況

1.1.2 試驗設備基本情況 糧倉專用空調,型號YSWKF-30-J;遠程溫濕度采集儀,型號S10A;糧情測控系統;101-1型電熱鼓風恒溫干燥箱,型號101-1;錘式旋風磨,型號JXFM110;分析天平,型號ESJ120-4。

1.2 試驗方法

1.2.1 輻射制冷隔熱改造 在倉頂和門窗鋪設輻射制冷反射膜,倉墻噴涂輻射制冷白色涂料。改造后,試驗倉房的倉頂表面溫度一直低于外界環境溫度4℃左右,變化范圍為2℃～6℃,且基本不高于35℃。在未使用制冷設備進行輔助降溫的情況下,倉溫一直維持在30℃～31.0℃。

1.2.2 糧倉專用空調 在試驗倉使用1臺抗磷化氫熏蒸、抗灰塵的新型糧倉專用空調。該設備制冷量30 kW,滿負荷功率11 kW,標準工況送風量9000 m3/h,風機全壓580 Pa,冷凝風量13200 m3/h,總裝機功率13.12 kW。

空調運行時間分為兩個階段,空調設定溫度與倉溫溫差不超過6℃。第一階段:空調設置溫度為20℃,24 h連續開機;第二階段:空調設置溫度為16℃,開機時間為當天18:00至次日8:00。在開機期間均開啟環流風機均衡糧溫。

1.2.3 電子測溫 使用遠程溫濕度采集儀和糧情測控系統對倉溫及糧溫進行實時監控,試驗期間每天檢測糧溫,收集相關數據,實時跟蹤表層糧溫、整倉糧溫及倉溫的變化情況。

1.2.4 能耗記錄 試驗期間每天記錄試驗倉、對照倉的電表讀數,計算用電量。

1.2.5 扦樣方法 參照GB/T 5491-1985、國糧發[2010]190號、質檢辦便函[2011]5號的方法進行取樣。分上、中、下三層,每層取倉房四周、中心5個點和整倉樣品,共16個樣品。試驗前后各扦樣一次進行檢測,跟蹤稻谷質量品質變化情況。扦樣點分布見圖1。

圖1 試驗倉扦樣點俯視示意圖

1.2.6 稻谷品質檢驗方法 根據GB/T 5009.3-2016進行水分檢測,GB/T 20569-2006附錄A進行脂肪酸值檢測。

2 結果與分析

2.1 外溫與最高倉溫變化情況

由圖2可知,外界持續處于高溫狀態,對照倉的最高倉溫比試驗倉高5.2℃～12.2℃。經過補充冷源,試驗倉最高倉溫逐漸下降并恒定在20℃左右。

圖2 最高倉溫變化趨勢圖

2.2 糧堆溫度變化情況

由圖3可知,試驗倉表層平均糧溫下降3.1℃,對照倉表層平均糧溫上升2.5℃;試驗倉整倉平均糧溫上升0.8℃,對照倉整倉平均糧溫上升2.1℃。

圖3 糧溫變化趨勢圖

2.3 稻谷品質變化情況

由表2可知,取樣點1、2、5水分減量在0.1個百分點～0.5個百分點,取樣點2上層、取樣點5下層均下降0.5個百分點;取樣點3、4,水分不減反增,水分含量上升0.1個百分點～0.4個百分點。取樣點1、3、4的脂肪酸值上升1.0～2.4個單位,取樣點2、5脂肪酸值出現下降。

表2 試驗倉稻谷水分、脂肪酸值變化情況表

2.4 經濟效益分析

按照電費1.0元/kW·h計算,試驗倉專用空調運行費用5260元,噸糧費用2.66元/t。對照倉未使用空調控溫,采用常規軸流風機排出空間積熱,運行費用為201元,噸糧費用為0.1元/t。

3 結論與討論

3.1 度夏期間,試驗倉最高倉溫控制在20℃左右,整倉平均糧溫升高約0.8℃,“空調控溫+輻射制冷”倉房倉溫下降明顯,糧溫上升幅度有效降低?！翱照{控溫+輻射制冷”技術可以有效控制倉溫糧溫。

3.2 空調出風口送風覆蓋的位置水分降低,未覆蓋的位置水分有所上升,但總體水分保持穩定。脂肪酸值呈現出相反的結果,出風口覆蓋的位置脂肪酸值有所下降,未覆蓋的位置脂肪酸值有所上升,總體保持穩定。送風口的覆蓋范圍對水分和脂肪酸值產生了不同程度的影響。

3.3 在夏季采用“空調控溫+輻射制冷”可以達到控溫效果,噸糧成本在2.66元/t。雖開啟了環流系統均衡糧溫,但如何利用好糧堆“冷心”進一步降低能耗,需要進一步探討。