不同空调控温方法对储粮控温效果和能耗的研究*

李 兵 周云根 吴建波 郭 旭 梅芝健

(1 中央储备粮鹰潭直属库有限公司 335000) (2 中国储备粮管理集团有限公司江西分公司 330000)

温度是影响储粮品质稳定的重要因素。冬季采用通风降温，夏季通过空调控温方式达到准低温储粮，降低粮食的呼吸强度，延缓粮食品质劣变，减少粮食干物质消耗，抑制储粮害虫生长发育。利用控温储粮技术可以满足“优粮优储”要求，有效减少熏蒸次数和药物残留[1]，对保证粮食安全度夏具有重要意义，符合绿色储粮发展理念。

中储粮鹰潭直属库有限公司位于江西中东部，属于亚热带季风气候，为中温高湿储粮区。夏季高温炎热时，如不采取有效措施，仓内温度可迅速达38℃以上，引起粮堆表层温度急剧上升，粮食呼吸强度加大，粮食品质劣变加速，害虫和霉菌生长、繁殖速度加快[2]，降低储粮食用和商品价值。合理使用空调控温技术是控制仓温，延缓表层粮温上升和粮食品质劣变的重要措施。

如何规范江西中东部储粮地区夏季空调控温技术，实现控温目标的前提下减少空调能耗，正确使用空调控温方法是本文讨论的重要内容。

1 材料与方法

1.1 试验仓房

选用鹰潭直属库有限公司1998年建1号仓、2号仓、15号仓、18号仓、19号仓、21号仓、22号仓高大平房仓，设计仓容为6026 t，仓墙为砖混结构，厚度约0.36 m，仓房规格为59.7 m×23.4 m。仓顶采用喷聚氨酯隔热，仓房大门采用12 cm保温墙砖隔热密闭，通风口为新型保温隔热通风口密闭，仓内粮面均采用纤维板压盖，窗户采用30 mm PEF保温材料加薄膜密闭，整仓密闭性能良好。储粮基本情况和使用空调情况见表1。

表1 不同仓房储粮基本情况及空调使用情况统计表

1.2 试验设备

1号仓安装2台新型可熏蒸式一体机，型号为YGLA-13SA/A，单台功率为4.8 kW；其他仓内均安装4台分体式空调，型号KF-72GW，单台功率3 kW。

试验仓均安装一套符合《粮情测控系统》(LS/1203-2002)规范要求的数字式粮情检测系统，每套78根测温电缆分4层，共312个检测点，并配有仓温仓湿检测仪、手持式电子测温仪、手工测温杆。仓外设配电柜，安装电度表，计量对应仓房的耗电情况。

1.3 试验方法

1.3.1 不同开启时长空调能耗和控温效果对比 2019年6月28日～9月30日，在实现控温目标的前提下，选择2号仓全天(24 h)开启空调，15号仓8:00～20:00(12 h)开启空调，空调温度设置均为24℃，对比控温后粮食温度变化及能耗。每日检测粮温并记录电耗情况。

1.3.2 不同控温目标下分机空调能耗和控温效果对比 8月6日～8月25日，采取不同的控温目标，选择19号仓、21号仓、22号仓全天(24 h)开启空调，空调控制温度分别设定为24℃、26℃、28℃，以20 d为一个周期，每日检测粮温并记录电耗情况。

1.3.3 不同型号空调控温能耗和控温效果对比 9月6日～9月25日，采用不同型号的空调，选择1号仓、18号仓为对比仓型，空调预设温度为24℃，全天24 h开启空调，以20 d为一个周期，记录空调控温能耗及粮温变化。

2 结果与分析

2.1 不同开启时长空调能耗对比

2号仓为全天24 h开启空调，15号仓为白天8:00～20:00开启空调，预设温度均为24℃，通过计算能耗可知，2号仓比15号仓的电耗高19%(见表2)。

表2 2号仓、15号仓空调电耗情况

同时对两个仓进行粮温检测，根据图1～图4表明，2号仓控温效果更为稳定。无论是仓温、表层粮温，还是平均粮温，2号仓空调控温效果均好于15号仓。主要原因是15号仓夜间没有开启空调，外界温度较高，从而导致仓温上升。

图1 2号仓、15号仓早上8：00仓温图

图2 2号仓、15号仓下午17：00仓温图

图3 2号仓、15号仓表层粮温图

图4 2号仓、15号仓平均粮温图

2号仓和15号仓储粮品质变化对比情况：由表3可以看出，两个仓度夏后，2号仓整仓水分下降0.2个百分点，整仓脂肪酸值上升0.4(KOH/干基)/(mg/100g)。15号仓整仓水分下降0.2个百分点，整仓脂肪酸值上升0.6(KOH/干基)/(mg/100g)，黄粒米均为0。而2号仓表层脂肪酸值上升0.5(KOH/干基)/(mg/100g)，15号仓表层脂肪酸值上升0.8(KOH/干基)/(mg/100g)，品质变化不明显。

表3 粮食储存品质情况对比

2.2 不同控温目标下能耗对比试验

根据表4可以看出，通过调高控温目标温度的确可以节约一定用电成本，但是必须在安全控温目标内，同时要根据储粮品种、外温、表层粮温及仓房隔热性能等情况，合理灵活确定控温目标。

表4 不同控温目标度夏能耗对比

2.3 不同型号空调控温能耗及品质变化对比

通过对两个仓内的温度计进行检查，发现18号仓存在仓内空间温度不均匀的情况，主要原因是18号仓为普通分体挂壁式空调，该产品在设计当中没有考虑到粮仓控温空间跨度过大的原因，导致控温不均匀。

根据表5可以看出，使用一体机的1号仓在能耗上要略高于使用分体机的18号仓，在控温效果上两种空调机都能达到预期的控温目标。

表5 不同型号空调度夏能耗对比

储粮品质变化对比情况：由表6可以看出，两仓储粮脂肪酸值变化不明显，1号仓整仓脂肪酸值上升0.3(KOH/干基)/(mg/100g)，18号仓整仓脂肪酸值上升0.4(KOH/干基)/(mg/100g)，两种空调控温对延缓粮食品质劣变效果均明显。而18号仓表层水分降幅较大，表层水分下降1个百分点，1号仓表层水分下降0.2个百分点，其主要原因是1号仓是粮仓专用空调能够控制水分蒸发温度，避免运行过程中的结露或者减少结露，从而达到粮堆保水的目的。

表6 度夏后粮食储存品质情况对比

3 结论

本文对空调控温仓实际效果进行研究，研究同类型空调在不同开启时长及不同控温目标下的经济性对比，通过选取不同型号空调进行能耗、保水效果对比。

研究表明，24 h开启空调，粮温更加稳定，而采用白天启动，夜间关闭的方式，能够节约17%～19%电费，全天开启空调脂肪酸值仅比白天开启空调脂肪酸值上升0.2(KOH/干基)/(mg/100g)，对储存品质影响较小，两种开启空调方式均对延缓粮食品具有较好的效果，但是仅白天开启空调对实现控温目标有一定影响。

通过试验，目标温度每调高1℃，空调可降低7%～10%的能耗，但是对储粮控温作用具有较大影响。应综合考虑储粮品种、外温、表层粮温及仓房隔热性能等情况，合理灵活确定控温目标。

经过对比，采用新型可熏蒸式一体机空调的仓房较分体式空调控温仓每日平均电耗高约15%，通过检查记录仓内多点温度计对比，安装新型一体机的仓库具有控温效果更为均匀的优势，且保水效果显著。

4 讨论

空调控温的作用是通过降低仓温，达到延缓表层粮温上升的目的。为达到预期的控温效果，确保储粮安全度夏，同一仓房可根据实际情况设定不同月份的控温目标，如5月为22℃，6月为24℃、7月为26℃等，通过逐步设置温度能够更好地确保控温和节能效果。使用新型可熏蒸式一体机空调具有显著保水降温效果，对储粮保水降温作业具有重要意义。同时，新型粮库专用空调采用全铝质蒸发器结构及防腐处理，通过加大蒸发器翅片间距，先送风后制冷的运行模式以及蒸发器可清洗的结构，使蒸发器具有耐磷化氢熏蒸，减少蒸发器表面粉尘附着和提高换热效率等特点，熏蒸时室内机无需密封处理，操作简便，凝水管出水少，熏蒸后空调性能完好，可满足粮库储粮环境使用[3]。