田字型不同方位仓房传热情况对比分析

◎ 邵东风，栾 坤，张新民，李 叶

（中央储备粮永城直属库有限公司，河南 永城 476600）

河南省永城市位于河南省最东部，地处豫鲁苏皖4省结合部，属于华北中温干燥储粮区[1]。全境属湿润的暖温带季风气候，冬冷夏热，冬长于夏。永城直属库马桥分库的仓房是2009年所建的田字型仓房，4栋仓房组合成1栋大仓房，分别坐落东南、西南、东北、西北4个方位。由于仓房的特殊性，内环流控温系统运用比较有利，进行气密性隔热性改造后，结合内环流控温技术，能够实现准低温储粮。为贯彻落实“藏粮于技”战略，坚持“绿色、保质、减损、增效”发展方向，大力推进科技储粮技术应用，提高科技储粮使用率以及使用效果，通过对数据进行分析比较，制定合理的通风蓄冷、内环流控温方案，使粮食能够安全度夏的前提下，节约成本，提质增效，不用或少用化学药剂，避免或减少污染，实现绿色储粮。

1 材料与方法

1.1 供试仓房

试验仓房选取中央储备粮永城直属库马桥分库1～4号仓房，始建于2009年，钢筋混凝土结构。仓型为4栋30 m×60 m的独立仓房，组合成1栋60 m×120 m的大仓房1号仓位于东南方位、2号位于西南方位、3号仓位于东北方位、4号仓位于西北方位（图1）。设计仓容9 000 t，仓门3个，均采用新型挡粮门，用5 mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板密闭，窗户10个，为双层密闭窗。仓房内部粮面以上墙体及仓顶喷涂聚氨酯，粮面压盖透气毯，仓内铺设一机三道地上笼通风系统，通风途径比为1∶1.5，安装了内环流控温系统。

图1 仓房位置平面图

1.2 试验仓房储粮情况

试验仓房储粮情况如表1所示。

表1 试验仓房储粮情况表

1.3 试验设备

内环流控温系统，由通风道、通风保温隔热管、环流风机、集成控制箱构成。保温隔热管由双层不锈钢管，中间填充隔热材料组成。环流风机为三相异步防爆电动机，功率0.75 kW。集成控制箱可以根据仓内温度设定启动关闭风机。通风道为仓房地上笼通风系统，采用一机三道通风系统，通风途径比1.5∶1，总共3个通风口，累计9个通风支道，仓房墙面装有6个轴流风机，型号Y90L-2，功率2.2 kW，地笼口处采用功率为7.5 kW、型号为Y132M-4的轴流风机。天硕粮情无线测温系统由一台计算机、测控主机、测控分机、分线器、测温电缆构成，测温电缆由6列13行4层312个测温点以及一个温湿度感应器构成。

1.4 试验方法

1.4.1 秋冬季蓄冷

在每年11月到次年2月分阶段进行通风降温作业。第一阶段，选择合适的天气，打开窗户利用自然通风排除仓内积热，当外界温度小于平均粮温8 ℃以上时，打开地笼通风口关闭窗户，并开启仓房山墙上的6台风机进行通风降温。根据粮情测控系统的数据，当外界温度小于平均粮温4 ℃以内时结束第一阶段通风。第二阶段，抓住有利低温天气，通过在地笼口加装风机，在夜间进行通风降温，使4个仓房的粮食平均温度迅速降到5 ℃，最高粮温10 ℃以下，并保证4个仓房的平均粮温相差±0.5 ℃结束通风。

1.4.2 通风后管理

通风结束后及时关闭窗户、排风扇口，拆下地笼口风机，用隔热板对地笼口进行隔热密闭处理，对门窗用10 cm厚硬质聚苯乙烯泡沫板堵塞并用塑料薄膜进行密封，并对粮食进行透气毯压盖。

1.4.3 检测粮温仓温

利用粮情测温系统，每周固定时间上午9:00左右检测在气温上升期间的粮食温度、仓房温度、仓房湿度的变化，并记录数据。

1.4.4 内环流通风控温

在每年6—9月，气温会影响仓温迅速提高，开启内环流控温系统降低仓房温度，实现准低温储粮，限制有害生物体的生长、繁育，延缓粮食品质陈化，达到粮食安全储藏的目的[2]。内环流控温系统设定为自动模式，采用分段开启模式，6月份，内环流系统启动温度设置为25 ℃，停止温度设置为23 ℃；7、8月份，开启关闭温度设为26 ℃、24 ℃；9月份，开启关闭温度设为26 ℃、23 ℃[3]。同时记录4个仓房系统开启的时间以及粮温、仓温的变化。

2 结果与分析

2.1 不同方位仓房最高粮温比较

由图2可知，在2月、3月最高粮温变化较小，当进入4月份时，外界气温迅速回升，仓内最高粮温也快速上升。2号仓房在初始最高粮温较低的情况下，最终温度上升到最高，4号仓房相较于其他3个仓房整体粮温上升较慢，2号仓的温度波动较大，受外界的温度影响较大。

图2 不同方位仓房在温度上升期间最高粮温的变化情况图

2.2 不同方位仓房平均粮温比较

由图3可知，平均粮温在初始温度相差±0.5 ℃后，在2月2日至6月22日4个仓房整体平均粮温随着外界温度回升呈平稳上升趋势。但2号仓平均粮温上升最快，3号仓上升最慢，在6月21日时温度相差1.9 ℃，1号仓前期上升较慢，但在5月份气温高时温度上升迅速增加。在外界气温较高时，4号仓房的粮温变化比1号、3号快，说明4号仓房经外界通过围护结构传进仓内的热量较多，推测原因为气温日变的最高值发生在午后14:00前后[4]，阳光直接照射4号仓的西侧。最终平均粮温2号仓＞4号仓＞1号仓＞3号仓。

图3 不同方位仓房在温度上升期间期平均粮温的变化情况图

2.3 不同方位仓房温度比较

由图4可知，总体来看仓房的温度波动较大，3号仓相对波动较小，受外界的气温影响较小，2号仓波动较大，受外界影响较大。仓温变化主要受气温的影响，受围护结构即仓房隔热性的影响[5]，整体仓房的隔热性有待提高。1号、4号仓房温度波动幅度处于2号和3号之间。

图4 不同方位仓房在温度上升期间期仓房温度的变化情况图

2.4 不同方位仓房内环流控温效果比较

由表2可知，2号仓内环流系统启动时间最长，且平均粮温上升最多。消耗仓内冷心冷源最多，3号仓内环流启动时间最短，平均粮温上升最少。说明在不同方位的仓房，受外界温度的影响不相同，位于西南方位的2号仓房外界传导的热量最多，需要冷源最多，4号仓与1号仓次之，位于东北方位的3号仓房受热最少。

表2 试验仓冬季蓄冷后粮食温度变化情况表

3 结论

不同方位的仓房经外界通过围护结构传进仓内的热量不同，运用内环流控温系统实现低温储粮的难度不同，制定相应的内环流控温方案，可以实现低温储粮，不用或少用化学熏蒸药剂，实现绿色储粮。

通过4个仓房通风后温度变化比较，以及运用内环流控温效果对比，可以明确了解位于西南方位2号仓房经外界通过围护结构传进仓内的热量较多，仓房温度、粮食温度上升较快；3号仓房经外界通过围护结构传进仓内的热量较小，仓房温度、粮食温度上升较慢。在冬季通风蓄冷时可以针对性的制定相应的作业方案节约用电成本。但仓房受外界气温影响还是较大，有待进一步进行密闭隔热改造，根据这次研究，制定合理的施工方案，节约施工成本。