空调控温储粮应用试验*

白 岩，吕佳鑫，李 鹤*，张中山，郭晨曦，田 淇

（1.沈阳师范大学粮食学院，沈阳 110034；2.锦州中孚仓储有限公司，辽宁 锦州 121000）

就我国储粮生态区域划分来看，辽宁地区处于低温高湿与中温干燥储粮区交界地带，冬季气候寒冷干燥，春秋两季温升、温降迅速，夏季多雨、高温高湿。辽宁地区冬长于夏的气候特点有利于低温储粮，但春季气温回升快、夏季高温的特点对储粮安全十分不利。当地夏季平均气温在21～25℃之间，大部分地区7月气温最高，平均气温达22～25℃，8月次之。有时还存在夏季超过35℃甚至达到40℃的极端高温天气，且夏季雨水集中，6～8月降雨量占全年降雨量的60%～75%。因此在夏季来临时应密切关注过夏粮情变化。

本文记录分析了平房仓入夏储粮空调控温试验情况，试验采用较高空调工作温度，意在减少能量消耗，降低结露风险，保证储粮安全度夏。

1 材料和方法

1.1 试验仓房及粮情

选用11#仓为试验仓，18#仓为对照仓，两仓均为砖混结构平房仓。试验仓粮堆尺寸为：长63.63m，宽14.47 m，高4.7 m；对照仓粮堆尺寸为：长52.1m，宽19.6 m，高2 m。各仓储粮基本情况见表1。

表1 储粮基本情况

1.2 主要仪器设备

试验仓房在粮面以上挂墙安装2台空调，空调机型号：KFR-140T2W/SY-C(E4)。

粮情测控系统采用辽宁宽甸千益粮食测温仪器厂产品，人工敷设测温电缆。试验仓仓内分上、中、下三层，每层均布15根测温电缆，每根电缆有4个测温点，共计180个测温点。对照仓仓内分上、下二层，每层均布12根测温电缆，每根电缆有6个测温点，共计144个测温点。上层测温点布置在粮面下0.3～0.5 m处，下层测温点布置在距粮仓底部0.3～0.5 m处，且两侧电缆离仓墙内侧0.3～0.5 m。

试验仓空调及测温点布置见图1所示，对照仓测温点布置见图2所示。

图1 试验仓空调及测温点布置图

图2 对照仓测温点布置图

1.3 试验方法

玉米收购后经烘干、过筛除杂等工序入仓存放，利用冬季进行通风降温，并在春季封闭仓窗、仓门以保持低温状态[1-2]。当6月初外界气温开始迅速升高影响到仓温时，试验仓开启空调进行控温操作。空调控温期间，设定空调在仓温25℃时开始运行、仓温22℃时自动关闭。试验仓空调控温试验至9月初外界持续高温已过、气温逐渐回落时结束。对照仓选择在夜间22:00点～早6:00点仓外温度较低时，利用轴流风机通风排除仓内粮堆空间上积热[3]。温度监测记录设定在早上7～9点之间完成，同时注意检查观测确认温度异常点，及时更换温度传感器[2]。并注意观察粮情，做好粮面防结露措施。

2 结果与分析

6月7日，试验仓内空调预设启闭温度点后，随仓温升高，空调开始运行。至9月6日外温开始稳定下降后关闭空调，完成空调控温操作。试验仓空调控温过程中，外温、仓温及粮温情况见表2，对照仓外温、仓温及粮温情况见表3。

2.1 仓温温升情况对比分析

由表2、表3可见，在空调控温时段内，仓外温度最大变幅为8℃，仓温最大变幅为3.3℃；相较试验仓的情况，对照仓仓温最大变幅为5.5℃，高于试验仓2.2℃，且仓温的最高值较试验仓高出2.7℃。试验仓平均仓温为24.2℃，对照仓平均仓温为26.3℃。结果显示，试验仓仓温受空调控温作用影响，温升幅度低于对照仓，粮堆最高温度也得到有效控制。

2.2 粮堆温升情况对比分析

由表2、表3可见，试验仓空调启动前仓内温度22.1℃，粮堆平均温度为6.1℃，粮堆上层均温为17.3℃。此时对照仓仓内温度22.4℃，粮堆平均温度为15.3℃，粮堆上层均温为21.1℃。此时两仓的温度差异与粮仓结构、仓储量及冬季粮堆通风降温幅度等因素有关。

空调控温期间，试验仓粮堆平均温度为10.5℃，粮堆平均温度最大升幅为6.9℃，粮堆上层平均温度升幅为6.7℃；对照仓粮堆平均温度为17.8℃，粮堆平均温度最大升幅为5.6℃，上层平均粮温升幅为6.1℃。仓内粮温变化情况表明粮堆温升现象符合夏季粮堆温度梯度规律[4]。仓内各层粮食温度受仓外温度影响均在上升，而粮堆表层温升明显。全仓粮温最高点均出现在粮堆表层，最低点在粮堆底层。试验仓基础粮温低，其粮温升幅大于对照仓，但试验仓表层粮堆均温为22.0℃，低于对照仓表层粮堆均温（25.2℃）。试验仓和对照仓仓温、粮堆表层温度随外温变化趋势对比见图3所示。

图3 外温、仓温、粮堆表层温度变化趋势比较

2.3 粮堆表层温度不均衡现象解析

空调控温阶段，试验仓粮堆表层最高与最低温度差值范围为4.8～10.8℃，对照仓粮堆表层最高与最低温度差值范围为1.0～5.4℃。如图4所示，试验仓粮堆表层温度差异较大。

图4 粮堆表层最高温度、最低温度变化趋势比较

试验仓粮堆表层温度数据差异巨大有几个影响因素：①粮仓隔热性能一般是试验仓粮堆表层温差大的主要原因。受外温影响，粮堆表层温度最高点由控温初期的东南区域转到控温后期的西南区域，低温点则出现在粮仓北侧和东北侧区域。控温开始时，粮堆表层最高温度（即是粮堆最高温度）与粮堆表层

最低温度差值达8.2℃（见表2），表层粮温不均衡现象明显；②控温空调布置位置也是粮堆表层各点温度差异较大的原因之一。试验仓空调沿仓北墙长度上均匀布置，在两台空调之间冷气流相向传播一段距离后发生汇合[5]，冷气流下沉使这一区域粮堆表层降温速度快，造成温度分布不均[6]。各点测温数据显示，表层粮温最低点出现在两台空调冷气流传播的交汇区，而与空调出风口距离相同的东、西墙附近区域，因墙体周边热空气较多，降温效果较弱。在空调控温中期，冷热空气趋于均衡，这种差异逐渐减小（见图4）；③粮堆表层降温均衡性还受到空调出风口面积、高度、送风量及冷气循环情况影响[7-8]。试验仓所用柜式空调悬挂在粮面以上位置，出风口位置偏上、面积较小，就全仓范围来说，送风路径差异大，冷气流循环不畅，从而形成粮堆表层降温的不均衡现象。

表2 试验仓仓温、外温及粮温情况 ℃

表3 对照仓仓温、外温及粮温情况 ℃

2.4 粮堆表层结露情况分析

一方面，空调控温时间段内，试验仓仓内湿度范围在58.2%～69.9%之间，对照仓仓湿范围为55.6%～73.5%，而同时期外湿为53.2%～75.4%。可见，仓湿环境与粮湿接近平衡，可使14%左右的粮食水分维持在稳定状态，且不会因湿度大而产生结露现象。

另一方面，试验仓表层温度不均衡现象明显，存在因温差较大而引起粮堆表层结露的条件。由表2、表3可以看出，空调控温初期，仓温与粮堆表层最低温度差值较大，分别为8.7℃、10.8℃、7.6℃、6.4℃、6℃。一般水分14%的粮堆表层出现结露的露点温差通常为6～7℃，所以，这一阶段粮堆表层最低温度点附近局部粮面有可能出现由空间“热”气流带来的结露现象，应加强管理[9]。随着空调控温的持续进行，粮堆表层最低温度点与仓温之间温差范围降到5.4～3.1℃，不足以继续产生结露现象。对照仓粮堆表层最低温度点与仓温之差在0.5～5.1℃，温差较小，不会出现粮面结露现象。

再者，还应密切注意空调出风口位置，是否有结露水滴出而影响储粮安全[5,9]。空调送风系统送风温差较大的情况下，冷气流下沉迅速，没有与仓内空气充分混合，可导致结露水滴出现[5]。所以，应适当提高空调出风口温度，以避免这种情况发生，还应调整出风口叶片角度，防止结露水外流[10]。

3 结论

3.1 空调控温技术是储粮安全度夏的有效措施

对储粮合理实施空调控温操作，可有效减少夏季高温高湿地区储粮受外温的影响，从而达到安全储粮要求：粮堆最高温度≤25℃，粮堆平均温度≤15℃。同时应加强对仓房的维护，保证隔热效果。还需注意储粮冬季通风不宜降温过度，以减少通风能耗过高和避免次年夏季粮堆表层出现结露现象。

3.2 空调控温温度范围设置合理

按设定的空调控温工作范围完成控温操作，储粮综合能耗在0.28 kW·h/t。如降低控温开机温度，空调工作时间会加长，能耗增加，还会因空调出风口温度低，在出风口处发生结露水滴落粮面的现象。空调开启温度限定为仓温25℃比较合理。

3.3 建议

（1）可增设空气循环风扇以辅助冷气流循环，解决气流死角的问题，均衡降温[11]。

（2）调整空调设置参数及布置位置，以提高冷气利用效率[7-8]。

（3）改变空调出风口形状，如选用圆柱柜式空调替代上部送风模式的传统立柜式空调，送风面积大，气流上下分布较好[12]，可考虑改变空调送风方式[13]。