張曉培

(廣西融安糧食儲備庫有限公司 545000)

廣西壯族自治區(qū)屬我國第七儲糧生態(tài)區(qū),如何在高溫高濕的自然環(huán)境下進(jìn)行有效的低溫儲藏一直是綠色科學(xué)儲糧的重要研究方向[1]。大氣溫度直接影響倉內(nèi)空間溫度,夏季儲糧難度系數(shù)大,因此,我公司進(jìn)行了輻射制冷隔熱改造[2]。輻射制冷是一種備受關(guān)注的新型降溫方式[3],零能耗輻射制冷超導(dǎo)材料在地球表面和外太空之間,通過發(fā)射特定波段(8 μm～13 μm)不被大氣吸收的紅外線,搭設(shè)一個(gè)高效熱量輸送通道,實(shí)現(xiàn)輻射制冷[4]。零能耗輻射制冷超導(dǎo)材料的大氣窗口發(fā)射率達(dá)92%,輻射制冷性能優(yōu)異,外表面溫度可以降低25℃～35℃。為進(jìn)一步提高輻射制冷應(yīng)用效果,我?guī)焯剿鳌翱照{(diào)控溫+輻射制冷”綜合技術(shù)在稻谷儲藏中的應(yīng)用。通過采用糧倉專用空調(diào),向輻射制冷倉房內(nèi)循環(huán)送風(fēng)輸入冷源,達(dá)到控溫儲糧、節(jié)能降耗的目的,取得了較好的效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 倉房及儲糧基本情況 試驗(yàn)倉和對照倉均為高大平房倉,長30 m,寬20 m,糧堆高6 m,設(shè)計(jì)倉容2500 t。儲糧情況見表1。

表1 試驗(yàn)倉房糧食情況

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備基本情況 糧倉專用空調(diào),型號YSWKF-30-J;遠(yuǎn)程溫濕度采集儀,型號S10A;糧情測控系統(tǒng);101-1型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱,型號101-1;錘式旋風(fēng)磨,型號JXFM110;分析天平,型號ESJ120-4。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 輻射制冷隔熱改造 在倉頂和門窗鋪設(shè)輻射制冷反射膜,倉墻噴涂輻射制冷白色涂料。改造后,試驗(yàn)倉房的倉頂表面溫度一直低于外界環(huán)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(shè)備進(jìn)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(diào) 在試驗(yàn)倉使用1臺抗磷化氫熏蒸、抗灰塵的新型糧倉專用空調(diào)。該設(shè)備制冷量30 kW,滿負(fù)荷功率11 kW,標(biāo)準(zhǔn)工況送風(fēng)量9000 m3/h,風(fēng)機(jī)全壓580 Pa,冷凝風(fēng)量13200 m3/h,總裝機(jī)功率13.12 kW。

空調(diào)運(yùn)行時(shí)間分為兩個(gè)階段,空調(diào)設(shè)定溫度與倉溫溫差不超過6℃。第一階段:空調(diào)設(shè)置溫度為20℃,24 h連續(xù)開機(jī);第二階段:空調(diào)設(shè)置溫度為16℃,開機(jī)時(shí)間為當(dāng)天18:00至次日8:00。在開機(jī)期間均開啟環(huán)流風(fēng)機(jī)均衡糧溫。

1.2.3 電子測溫 使用遠(yuǎn)程溫濕度采集儀和糧情測控系統(tǒng)對倉溫及糧溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,試驗(yàn)期間每天檢測糧溫,收集相關(guān)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)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(yàn)期間每天記錄試驗(yàn)倉、對照倉的電表讀數(shù),計(jì)算用電量。

1.2.5 扦樣方法 參照GB/T 5491-1985、國糧發(fā)[2010]190號、質(zhì)檢辦便函[2011]5號的方法進(jìn)行取樣。分上、中、下三層,每層取倉房四周、中心5個(gè)點(diǎn)和整倉樣品,共16個(gè)樣品。試驗(yàn)前后各扦樣一次進(jìn)行檢測,跟蹤稻谷質(zhì)量品質(zhì)變化情況。扦樣點(diǎn)分布見圖1。

圖1 試驗(yàn)倉扦樣點(diǎn)俯視示意圖

1.2.6 稻谷品質(zhì)檢驗(yàn)方法 根據(jù)GB/T 5009.3-2016進(jìn)行水分檢測,GB/T 20569-2006附錄A進(jìn)行脂肪酸值檢測。

2 結(jié)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(xù)處于高溫狀態(tài),對照倉的最高倉溫比試驗(yàn)倉高5.2℃～12.2℃。經(jīng)過補(bǔ)充冷源,試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(zhì)變化情況

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

表2 試驗(yàn)倉稻谷水分、脂肪酸值變化情況表

2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

按照電費(fèi)1.0元/kW·h計(jì)算,試驗(yàn)倉專用空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用5260元,噸糧費(fèi)用2.66元/t。對照倉未使用空調(diào)控溫,采用常規(guī)軸流風(fēng)機(jī)排出空間積熱,運(yùn)行費(fèi)用為201元,噸糧費(fèi)用為0.1元/t。

3 結(jié)論與討論

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

3.2 空調(diào)出風(fēng)口送風(fēng)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(wěn)定。脂肪酸值呈現(xiàn)出相反的結(jié)果,出風(fēng)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(wěn)定。送風(fēng)口的覆蓋范圍對水分和脂肪酸值產(chǎn)生了不同程度的影響。

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