高大平房仓空调室外机加装遮阳网节能改造*

2021-04-15曹德银马振军薛志立白国伟张奥奇林梦薇

粮食储藏 2021年1期

曹德银马振军薛志立白国伟张奥奇林梦薇

(中央储备粮焦作直属库有限公司 454171)

随着科技的发展与时代的进步，我国现代化粮仓建设的脚步日益加快，低温储粮技术作为我国现代化粮食储藏技术的重要组成部分正在被越来越多的粮仓推广使用。空调控温技术作为低温储粮的重要一环，因其便捷的操作和较强的适应性而被各大粮库广泛应用。空调控温技术的广泛应用除了带来仓温的降低外，也带来了一系列的能耗问题。

空调控温技术的能耗主要来自于空调室外机冷却氟利昂所带来的能量消耗，中央储备粮焦作直属库有限公司通过在空调外机上加装一套遮阳系统使得太阳直射空调外机的热量和周围空气温度变低，从而起到了节能降耗的作用，效果显著。

1 原理

1.1 空调控温储粮原理

空调控温储粮技术指利用空调控制仓温和粮堆上层粮温的上升，使仓房内部达到低温(15℃)或准低温(20℃)条件，从而实现低温储粮目的的现代化储粮技术。

空调控温储粮技术有诸多优点，如：能有效抑制粮堆生物体的生命活动，减少粮食损失；延缓粮食品质劣变，保障粮食品质；减少微生物危害，抑制虫害过早发生；减少化学药剂的使用，避免或减少污染，保持储粮卫生等。空调控温技术目前被认为是一种比较安全、经济、绿色的储粮技术，一直是粮食行业重点推广和使用的对象。

1.2 空调机工作原理

空调在制冷工作中，压缩机会将气态的制冷剂压缩，变为高温高压的气态后送至冷凝器进行冷却，经冷却后变成中温高压的液态制冷剂进入干燥瓶进行过滤去湿，中温液态的制冷剂经膨胀阀(节流部件)节流降压，变成低温低压的气液混合体(液体多)，经过蒸发器吸收空气中的热量而汽化，变成气态,然后再回到压缩机继续压缩，持续循环进行制冷。在这一循环中，压缩机压缩氟利昂与冷凝器冷却氟利昂所需的能量便是影响耗电量的主要原因，空调外机换热器中的氟利昂与外界的温差则会直接影响这一因素。

1.3 空调外机遮阳网节能降耗原理

在空调外机外侧加装一层黑色的遮阳网，可以有效阻挡太阳辐射并吸收辐射热量，降低空调外机受太阳直射所带来的能量上升，同时可以降低氟利昂冷却介质(空气)的温度，继而降低空调压缩冷却氟利昂所需的能量，从而达到节能降耗的作用。

并且遮阳网因其疏松多孔的结构，在不影响空调外机通风散热效果的基础上还具有防尘阻灰的效果，能大大减轻换热器的堵塞程度，确保换热器的换热效果。除此之外，遮阳网还能降低空调外机受太阳暴晒的强度，从而延长机械使用寿命。

1.4 研究意义

空调控温作为现在应用最广的低温储粮技术之一，其能耗的降低势必会大大减少企业储粮成本，提高储粮效益，也更贴合我国关于节能减排的号召，促进行业良性发展。

2 材料和方法

2.1 试验仓房基本情况

我库两个玉米仓均采用空调控温储粮技术，分别为11号仓和12号仓。12号仓为试验仓，空调外机装有遮阳网；11号仓为对照仓，空调外机不作任何处理。两仓结构基本一致，外墙及隔热相同，受光照面积相等。其中11号仓储粮4761 t，12号仓储粮4298 t。11号仓冬季蓄冷较好，基础粮温为14.5°C；12号仓基础粮温为18.4°C。

2.2 遮阳网设计

空调室外机遮阳网采用HDPE(高密度聚乙烯)材质，长170 cm，宽120 cm，高150 cm。内部距空调外机50 cm。遮阳网设计示意图见图1。

图1 遮阳网设计示意图

3 分析

3.1 仓温对比分析

库区空调从2020年5月17日开启，到9月27日关闭，共133 d。期间两仓仓温变化见图2。从图2中可以看出，11、12号仓基础仓温分别为21.8℃和26.5℃，相差4.7℃。空调开启后11号仓受气温影响仓温仍有上升，12号仓因基础仓温较高则开始逐渐下降，后均趋于稳定，两仓平均仓温分别达到26.4℃和23.4℃，两仓空调均起到了稳定仓温的作用。

图2 试验仓与对照仓仓温对比

3.2 整仓平均粮温变化情况分析

自5月17日空调开启后，两仓粮温受环境影响均逐步上升(图3)，其中11号仓整体平均粮温至9月17日上升5.2℃，12号仓上升4.2℃。

图3 试验仓与对照仓平均粮温变化情况

3.3 表层粮温对比分析

仓内表层平均粮温变化主要受仓温影响，从图4可以看出，11号仓基础仓温较低，起始变化幅度较大，表层平均粮温最初上升明显后趋于稳定在21.4℃。12号仓基础仓温较高，表层平均粮温变化不大，稳定在23.2℃。

图4 试验仓与对照仓表层平均粮温对比

3.4 两仓空调控温效果分析

根据检测数据可以看出，两仓的整体温度控制均达到了理想效果。其中11号仓无论是基础仓温、基础粮温还是基础表层平均粮温均低于12号仓，整体粮情相较12号仓更易控制。

3.5 耗电情况分析

我库空调仓从5月17日开始运行，在7月7日为12号仓空调外机加装遮阳网，9月27日关闭。将5月7日至7月6日算作前半周期，7月7日至9月27日算作后半周期。前、后两周期耗电情况见表1和表2。

表1 空调仓前半周期耗电情况统计 (单位：kW·h)

表2 空调仓后半周期耗电情况统计 (单位：kW·h)

从前半周期耗电量可以看出，两仓的基础条件虽有部分差异，但是耗电量差异较小，12号仓耗电略高于11号仓。

从表2可以看出，空调外机装有遮阳网的12号仓整体耗电量后半周期比11号仓减少了3529.4 kW·h，日均节约44.1 kW·h，降低31.3%，吨粮用电量减少0.57 kW·h，降低24.2%。由此可见，遮阳网可以有效降低空调外机耗电量，大大节约吨粮费用，是一种可行的仓房节能措施，值得推广。

3.6 不同天气下耗电量对比

在试验过程中还发现在不同天气下，空调的每日耗电量也会有所差别。根据原始数据整理见表3。

表3 不同天气下的日均耗电量对比 (单位：kW·h)

如表3所示，在不同的天气下，耗电量也不同。外界天气温度越高，空调耗电量越大。晴天11号仓平均耗电量比12号仓高58.39 kW·h，雨天11号仓平均耗电量比12号仓高30.6 kW·h，其他天气11号仓平均耗电量分别比12号仓高51.4 kW·h、26.2 kW·h和44.6 kW·h。由此可见，外部温度愈高，空调外机遮阳网效果越好。