平房仓稻谷通风、环流一体化系统强力环流+空调控温降温低温储粮度夏试验*

揣宗赫，史钢强

（中央储备粮哈尔滨直属库有限公司，哈尔滨 150069）

新型粮仓通风、环流一体化系统已经在降温通风和强力环流方面进行了广泛的验证试验，但还没有对稻谷进行实仓试验，和空调的结合试验也没有进行。试验仓同时具备品种稻谷，空调系统和通风、环流一体化系统，为本次试验提供了硬件条件。

1 试验仓通风、环流一体化系统组成

试验仓为简易平房仓，其通风、环流一体化系统主要由双向混流风机、通风环流转换箱、环流管及风机自动控制装置组成。该系统应用非常简捷，打开通风笼口盖板和窗户即可双向通风降粮温；关闭通风笼口盖板和窗户即可双向环流控粮温。此系统有三种通风模式。①降粮温通风模式，关闭环流管，打开通风笼盖板，双向混流风机压入或吸出完成降粮温通风；②环流控制模式，关闭通风笼口盖板，打开环流管，双向混流风机压入或吸出，环流通风则为上行或下行通风（图1）；③“尾气”回收增湿模式通风，打开通风笼口盖板和环流管，双向混流风机压入式通风，在混流风机的负压端，通过环流管会吸收一部分粮堆内排出的高温高湿气体，混合外界低温低湿空气压入粮堆，达到部分增温增湿通风作用。

图1 压入式环流控温通风模式

2 试验方法

2.1 通风形式

试验采用了连续式压入式环流通风形式，风机

*基金项目：“十三五”国家重点研发计划，课题编号：2016YFD0401605

收稿日期：2021-12-09

作者简介：揣宗赫，男，本科，助理工程师，从事粮食检测与储藏工作。采用人工手动控制。

2.2 试验仓条件

选择哈尔滨直属库平房仓107仓。该试验仓具备镁菱板吊顶式保温隔热层，门窗和通风笼口均设有保温层改造。

试验仓粮堆，长63.54 m，宽20.46 m，装粮线高4.46 m。储存黑龙江产稻谷3 397 t，生产年限为2019年，等级2等，水分14.3%,杂质0.5%。

2.3 双向混流风机配置

试验仓采用4台上海理通双向混流式管道风机，电机功率4.0 kW，风机型号SWF-Ⅲ型，流量11800～5 900 m3/h，全压580～960 Pa。

3 试验控制效果

3.1 粮堆控温控湿监测方法

为准确监测107仓环流通风期间粮堆内粮温粮湿情况，特别制造了5根粮温粮湿检测探子，探测粮堆深度分别为0.0 m、1.0 m、1.5 m和2.0 m深。该粮温粮湿检测探子会自动记录数据，最大记录数据量为40万组，自动记录时间间隔为1 h，从2019年12月10日10时开始记录,截止到2020年8月31日23时,共收集数量29 882组仓温仓湿及粮堆温湿度数据，数据量非常大。

3.2 试验仓过夏前粮堆温湿度变化情况

试验仓冬季入仓,储存了充足的冷源，但按照传统的储存方式，为提高储粮的稳定性，在春季的3月要对新粮进行均温均质的通风。但这种做法对有强力内环流的仓房来说，就是一个严重的浪费，既消耗了大量的粮堆冷资源，浪费了大量的电力，同时还造成通风的失水，而春季干燥，失水特别严重。综合考虑，取消春季通风的均温均质通风，密切观察粮堆内温湿度变化情况，即使有粮情变化，也是采用强力内环流通风方式解决。

从图2可以看出，仓温和气温的趋势性非常好，说明试验仓有一定的保温隔热能力但还不够完善，到5月末，仓温已经超过20℃，这说明不依靠空调的制冷是无法将仓温持续控制在20℃以下的。气湿的变化幅度很大，主要受天气的昼夜温差变化和降雨量影响。而仓湿的变化却很小，说明试验仓有很好的气密性。增加了降雨量参数，是因为每年过夏只有2次或3次压入式强力环流通风机会，选择的时机至关重要，最佳的天气是雨天。

图2 2019年12月10日至2020年5月31日气温气湿仓温仓湿降雨量变化图

从图3可以看出,0.0 m的粮温粮湿变化趋势比较稳定,幅度更小，与仓温仓湿的趋势基本一致。

图3 2019年12月10日至2020年5月31日0.0 m粮温粮湿变化图

从图4可以看出,随着气温的逐渐升高,4月中期开始,1.0 m粮湿开始反复波动，由50%升高到60%以上，储存安全性呈下降的趋势。这是稻谷基础水分高于其它品种的显著特点。

图4 2019年12月10日至2020年5月31日1.0 m粮温粮湿变化图

从图5可以看出,从2020年4中旬开始,2.0 m粮湿开始反复波动并呈升高趋势,随后变化幅度逐渐缩小并趋于稳定，这点可能与4月大风天气,粮堆内部微气流扰动影响有关。2.0 m粮温变化不大,基本稳定在0℃附近。

图5 2020年2月2日至5月31日2.0 m粮温粮湿变化图

3.3 试验仓过夏期间粮堆温湿度变化情况

试验仓于2020年6月17日开始进行空调制冷控温,温度设置为20℃,随后仓温稳定地控制在20℃左右。

为验证强力压入式内环流通风和空调的降粮温能力，试验仓于8月14日停止空调运行，可以看到仓温逐渐回升，进而提高上层粮温,为环流和空调降粮温做准备（如图6）。2020年8月26日18时，开启强力压入式内流通风+空调降粮温操作，共进行16 h。开启内环流通风前，先进行空调降仓温操作，设置温度为17℃，这也是空调能够设置的最低温度，等仓温降至最低时再启动强力内环流通风，将最低仓温空气引入粮堆，再利用粮堆自身的冷资源，实现降温通风。

图6 2020年6月1日至8月31日气温气湿降雨量仓温仓湿变化图

从图7可以看出，0.0 m粮温有两次显著下降，分别是内环流和空调协同降粮温操作的时间。

图7 2020年6月1日至8月31日0.0 m粮温粮湿变化图

从图8可以看出,内环流+空调通风运行期间,0.0 m粮温由18℃下降到11.3℃,下降了6.7℃。0.0 m粮湿由60.7%下降至45.4%,下降了15.3%。

图8 2020年6月22日内环流+空调降粮温通风0.0 m粮温粮湿变化图

图9中，前5 h仅开空调,0.0 m粮温由23.5℃下降至17.8℃。随后开启内环流通风，空调不停止运行。此时的通风为降粮温模式，引入的低温气体是仓温空气。0.0 m的粮温和粮湿都经历上升、下降过程,与常规压入式通风规律基本相同。

图9 2020年8月26日内环流+空调降粮温通风0.0 m粮温粮湿变化图

从图10可以看出,1.0处粮温由11.5℃下降至3.5℃,下降了8.0℃。

图10 2020年6月22日内环流+空调降粮温通风1.0 m粮温粮湿变化图

从图11、图12可以看出,压入式强力内环流+空调虽然能够将上层粮食的温度和湿度大幅下降,但吸入的制冷空气温度最低也只有17~19℃,相对于底层粮温也是偏高的,所以产生了粮温上升的现象。但如果我们采用逆向思维和底线思维去看这个问题，即使温度再高不会超过19℃，而且该仓配置的强力内环流通风系统,可克服粮堆内60℃温差而不结露,不会对粮食储存安全造成任何影响,这点在实践中已经得到反复证明,完全可以达到低温仓的要求，这点跟粮堆有没有冷源没有必然联系，这也是可用于全国粮仓的原因。其次，还需要制冷能力更强的空调或采用新型地源热泵空调等新能源空调，不断降低空调的制冷成本，为将来的广泛应用打下坚实的基础。

图11 2020年6月1日至8月31日2.0 m粮温粮湿变化图

图12 试验仓107仓2020年6月~8月电子检温系统粮温变化曲线图

经检测，试验仓压入式环流通风总风量达到28 080 m3/h,单台风机风量达到7 020 m3/h,单位通风量为8.3 m3/（h·t），已经达到通风降温单位通风量的一半以上，可以克服粮堆内的60℃温差而不结露。

3.4 连续压入式环流通风经济效果分析

由表1计算的环流通风费用为0.30元/（t·年）。空调的运行电耗目前无法统计，电表误差较大。新粮每年3月的均温均质通风一般进行3 d即72 h，远远超过试验仓夏季环流通风的时间64 h,综合效益非常显著。

表1 107仓环流通风过夏电费计算表

4 总结

平房仓通风、环流一体化系统融合了当前先进风机制造技术，克服了离心式通风机电耗高，失水严重的弊端，同时克服了缓式通风通风期长，通风后粮情状态不佳，对仓房和吊顶的破坏作用大，对仓房气密性质量要求高的弊端，让通风和环流通风技术向前迈进了一大步，也为未来的储粮通风技术发展指明了方向。在通风技术上，实现了保水通风、环流通风且操作便利，避免了离心通风的移动困难和现场接线烦恼，极大地降低了粮食保管员的劳动强度，是广大基层最受欢迎的技术，一次投入长期使用。该试验进一步证明了通风、环流一体化系统+空调有很强的粮堆降温能力，这点在全国可用，且没有南北差异，是未来可堪重任的先进储粮技术。