戚 浩 吳東亮 林 云

(1 中國儲備糧管理集團有限公司福建分公司 350007)(2 中央儲備糧廈門直屬庫有限公司 361026)(3 上海云傲機電科技有限公司 201615)

隨著充氮氣調(diào)、空調(diào)控溫等綠色儲糧技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及糧庫對節(jié)能高效儲糧的追求[1]，控溫氣調(diào)技術(shù)應(yīng)運而生，這就對糧倉專用空調(diào)的制冷效果、氣密、隔熱等性能提出了更高的要求。為追求綠色儲糧更節(jié)能、更高效，我?guī)熘攸c對糧倉專用空調(diào)的制冷效果、氣密性進行了技術(shù)性升級改造。

1 試驗條件

1.1 氣候條件

中央儲備糧廈門直屬庫有限公司(以下簡稱廈門庫)位于東南沿海地區(qū)，年平均氣溫21℃，冬季溫暖濕潤、夏季高溫高濕。

1.2 倉房條件

試驗倉均為淺圓倉；內(nèi)徑24 m，裝糧線高25.82 m，設(shè)計倉容為8300 t；倉墻和倉頂均為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，厚度28 cm。試驗糧食基本情況見表1。

表1 儲糧情況

1.3 試驗設(shè)備

1.3.1 智能充氮系統(tǒng) 產(chǎn)氣量為400 Nm3/h的變壓吸附式制氮機組，產(chǎn)氣濃度為99.5%。

1.3.2 數(shù)字測溫系統(tǒng) 型號VER 9.4-20140815。

1.3.3 糧倉專用空調(diào) 型號YGLA-022DA/A，制冷量22.8 kW，功率9.1 kW。

1.3.4 環(huán)流風(fēng)機 深圳生產(chǎn)，型號HF-250PE，額定功率255 W。

1.3.5 氧氣濃度檢測儀 型號X-am5000。

2 升級改造方法

2.1 制冷效果提升方法

為提高空調(diào)制冷效果，同時做好節(jié)能降耗，在現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上，對空調(diào)機組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行微調(diào)，將蒸發(fā)器在機組內(nèi)的擺放位置由“臥式”改為“立式”，增大了進風(fēng)口過濾網(wǎng)的面積，減小送風(fēng)側(cè)阻力，提高風(fēng)量，有效解決因風(fēng)道臟堵而造成的蒸發(fā)溫度過低、易結(jié)霜，空調(diào)效率變低，能耗損失過大，制冷量降低問題。

2.2 氣密性提升方法

為提高空調(diào)氣密性，在現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上，對空調(diào)機組的回風(fēng)箱進行氣密改造，使用5 mm pp板，在倉頂空調(diào)內(nèi)部加做一個密閉箱體，把濾網(wǎng)，蒸發(fā)器和風(fēng)機完全包裹在箱體內(nèi)部，在箱體一側(cè)預(yù)留一個法蘭門，方便后期風(fēng)設(shè)備維修。改造后整個降溫過程都處在密閉空間里，大大提高了機組的氣密性。

3 升級改造結(jié)果

將蒸發(fā)器在機組內(nèi)的擺放位置由“臥式”改為“立式”后，增大了進風(fēng)口過濾網(wǎng)的面積，由原來的20 cm×100 cm改成100 cm×100 cm，進風(fēng)面積增加了4倍，風(fēng)量大大增加。如圖1所示，為改造前后對比圖。

回風(fēng)箱氣密改造后，目前氣密性最佳值可達(dá)到500 Pa降至250 Pa的半衰期為909 s。遠(yuǎn)大于淺圓倉實倉氣密性規(guī)定(實倉氣密性應(yīng)滿足500 Pa降至250 Pa的半衰期≥240 s)。改造前后對比如圖2所示。

圖2 回風(fēng)箱改造前后對比圖

3.1 改造后空調(diào)的使用效果

改造結(jié)束后，將空調(diào)改造倉和未改造倉的各性能進行對比。

3.1.1 制冷性能 倉房空間體積約2000 m3，在空調(diào)未開啟的情況下，倉溫能達(dá)到33℃，在改造前，空調(diào)開啟后倉溫能控制在26℃左右。在改造后，空調(diào)開啟后倉溫能控制在21℃左右，遠(yuǎn)超過倉房控溫需求。同時我?guī)觳捎靡慌_8 P空調(diào)，相比較其他同類型倉房，空調(diào)功率一般都要12 P～15 P的才能滿足倉房控溫要求，大大節(jié)省了能耗。

3.1.2 氣密性能 在糧倉專用空調(diào)未改造前，空調(diào)氣密性條件不滿足氣調(diào)期間開啟使用；改造后，氣調(diào)期間開啟空調(diào)氮氣濃度可以維持在98%以上，并且延長了氣調(diào)周期。解決了淺圓倉夏季整倉氣調(diào)控溫難的問題。

3.2 實倉使用效果

在冬季機械通風(fēng)結(jié)束后，采用下充上排的方式對三個供試倉房進行充氮氣調(diào)。當(dāng)倉溫高于23℃時，XM203倉夜間0:00～6:00進行空調(diào)控溫；另外，當(dāng)XM203倉外圈表層糧溫高于26℃時，開啟內(nèi)環(huán)流風(fēng)機，降低糧堆外圈糧溫，外圈表層糧溫低于23℃時，停止環(huán)流。XM302倉氣調(diào)期間沒有進行控溫。供試倉房各項技術(shù)操作見表2。

表2 供試倉房技術(shù)操作

東南沿海地區(qū)淺圓倉夏季整倉氣調(diào)控溫難一直是難以解決的問題，市場上的空調(diào)設(shè)備都不符合當(dāng)前的使用要求。樣機改造后，空調(diào)不僅達(dá)到了氣密性的使用條件，而且還大大提升了制冷效果。根據(jù)試驗，將改造完的XM203號倉與未改造完的XM302號倉進行對比。參數(shù)如表3所示。經(jīng)統(tǒng)計，改造倉在氣調(diào)期間開啟空調(diào)氮氣濃度不僅都達(dá)到了98%以上，甚至最高濃度還比未開啟空調(diào)的氣調(diào)倉還高。改造倉開啟空調(diào)后平均糧溫得到了有效控制，不僅延長了氣調(diào)時間，還減少了谷冷降溫的使用頻率，在節(jié)能降耗方面又邁出了一步。

表3 改造倉與為改造倉氣調(diào)參數(shù)對比

3.3 成本及效益分析

廈門庫糧倉專用空調(diào)技術(shù)升級改造平均費用為8000元/臺。各供試倉房充氮需要55 h左右，制氮系統(tǒng)運行功率為120 kW，單倉充至氮氣濃度達(dá)到98%需耗能6600 kW·h?？照{(diào)運行功率為9 kW，夜間單次運行需耗能54 kW·h；兩臺內(nèi)環(huán)流風(fēng)機運行10 h耗能5 kW·h。本次試驗期間，XM203空調(diào)共運行84次，單次運行6 h，內(nèi)環(huán)流風(fēng)機運行20次，單次運行6 h。谷冷機功率為60 kW，XM302倉氣調(diào)結(jié)束后谷冷降溫共耗能9730 kW·h；XM302倉從7月2日開始進行空調(diào)控溫，單次運行6 h，共運行35次。保管能耗如表4所示，控溫氣調(diào)技術(shù)的應(yīng)用可以明顯降低噸糧成本，同時讓氣調(diào)周期延長42 d，大幅度提升了氣調(diào)殺蟲效果。根據(jù)試驗結(jié)果顯示進行一次有效殺蟲的控溫氣調(diào)過程，改造后的糧倉專用空調(diào)在控溫氣調(diào)過程中發(fā)揮了非常大的作用，降低了噸糧成本，延長氣調(diào)周期，大幅提升了氣調(diào)殺蟲效果。此外，控溫氣調(diào)技術(shù)的應(yīng)用，減少了淺圓倉薄膜氣囊密閉產(chǎn)生的費用[2]。這表明，升級改造后的糧倉專用空調(diào)在控溫氣調(diào)技術(shù)的應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟效益。

表4 保管能耗

4 應(yīng)用前景

糧倉專用空調(diào)技術(shù)升級改造可為東南沿海地區(qū)控溫氣調(diào)技術(shù)應(yīng)用夯實基礎(chǔ)，也為東南沿海地區(qū)淺圓倉進口大豆長期安全儲藏提供了試驗依據(jù)，在促進東南沿海地區(qū)糧食安全度夏的過程中，還大大降低了能耗。