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文檔簡介

1、利用淺層地能降低糧溫試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究黃麗波1 潘建剛2 劉文杰1 鄒貴川1 蘇昆榮3 張建發(fā)4 楊自強(qiáng)4 魏雷5(1. 昆明市糧油購銷有限責(zé)任公司;2. 昆明市糧食局 650011;3. 昆明國家糧食儲備有限責(zé)任公司;4. 北京恒有源科技發(fā)展有限公司;5. 河南未來機(jī)電工程有限公司)摘要 本研究完成了利用淺層地能制冷設(shè)備直膨式水冷機(jī)組進(jìn)行環(huán)流降低糧溫的工藝設(shè)計(jì),并對昆明地區(qū)的普通拱板倉進(jìn)行了保溫隔熱改造,設(shè)計(jì)了通風(fēng)均勻性更好的“圭”字型通風(fēng)道,提出全倉環(huán)流與膜下環(huán)流兩種降低糧溫方式,通過測試,水冷機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),“圭”字型通風(fēng)道具有較好的送風(fēng)均勻性。關(guān)鍵詞 淺層地能 低溫儲糧 環(huán)流通風(fēng) 制冷 降

2、溫利用淺層地能制冷設(shè)備降溫儲糧試驗(yàn)項(xiàng)目是淺層地能技術(shù)在糧油儲藏方面的最新運(yùn)用,傳統(tǒng)的低溫儲糧是利用冬季冷空氣進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)降溫或谷物制冷機(jī)進(jìn)行降溫,一方面受氣溫條件的限制,另一方面機(jī)械制冷成本高。而淺層地能是一種取之不盡、用之不竭的地?zé)崮茉?,雖然其前期投入較高,但它具有新型環(huán)保、無污染,技術(shù)成熟,易于采集,后期運(yùn)行成本極低,具有節(jié)能的優(yōu)勢。采用淺地能技術(shù)進(jìn)行科學(xué)儲糧達(dá)到糧食低溫儲藏的目的,對延緩糧食陳化,防止蟲害,保持糧食新鮮度,減少糧食損耗,有較好的作用,且環(huán)保無污染,節(jié)約能源。為此,我們于2006年1月2006年10月在昆明糧油購銷有限責(zé)任公司二分庫16和17兩幢拱板倉周圍,設(shè)置垂直埋管地源

3、系統(tǒng),配置永源直膨式水冷機(jī)組,進(jìn)行利用淺層地能降溫儲糧試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究。為了提高淺層地能水冷機(jī)組降低糧溫效果,試驗(yàn)之前對倉房的密閉和隔熱保溫性進(jìn)行了改造,同時對糧倉通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),改造了原來的一機(jī)三道的通風(fēng)道,現(xiàn)已完成相關(guān)設(shè)計(jì),并進(jìn)行了測試,結(jié)果如下。1 試驗(yàn)材料與方法1.1 試驗(yàn)材料 供試倉房試驗(yàn)在昆明糧油購銷有限責(zé)任公司二分庫16倉和17倉進(jìn)行,倉房為拱頂倉,16倉尺寸為長40.5米,寬19.5米,糧食堆高5.25米;17倉尺寸為長28.0米,寬為19.5米,糧食堆高5.0米。16倉為1996年修建的拱頂倉,17倉為1999年修建的拱頂倉,倉頂為水泥預(yù)制拱頂,通風(fēng)道采用鋼制地上籠。1.1

4、.2 儲糧情況17倉儲糧為2006年4月入庫的黑龍江粳稻,數(shù)量1620噸,經(jīng)檢驗(yàn):出糙率為78.8 %,脂肪酸值18mgkoH/100g,整精米率70.0 %,水分13.4%,雜質(zhì)0.6 %;16倉儲糧為2006年4月入庫的黑龍江粳稻,數(shù)量2574噸經(jīng)檢驗(yàn):出糙率為78.5 %,脂肪酸值18.0mgkoH/100g,整精米率68 %,水分13.1 %,雜質(zhì)1.1 %。1.1.3 測試儀表直膨式水冷機(jī)組,比托管,CYJ型測壓計(jì),ZRQFF30J智能熱球式風(fēng)速計(jì),MultiMeterMate RH/T溫濕度測定儀。1.2 測定方法 風(fēng)量測試風(fēng)量測試采用風(fēng)速儀測量管道的風(fēng)速,然后用風(fēng)速乘截面積得出風(fēng)

5、量。取兩個端面,邊長為550mm斷面取16個測點(diǎn),邊長為640mm斷面取25個點(diǎn),圖示如下:圖1 風(fēng)道內(nèi)測點(diǎn)的分布計(jì)算公式如下: m3/h式中:平均風(fēng)速,m/s; 測試所取截面面積,m2。 機(jī)組風(fēng)壓測試機(jī)組風(fēng)壓采用比托管及U型管來測量,測點(diǎn)位置見圖2,根據(jù)U型管內(nèi)水面高度差計(jì)算風(fēng)壓值,計(jì)算公式如下: Pa式中,水的密度,kg/m3 重力加速度。 U型管內(nèi)液面高度差,m分別用此方法測試出機(jī)組送風(fēng)動壓和靜壓。 功率測量設(shè)備安裝后,進(jìn)行空載試驗(yàn),連續(xù)開機(jī)工作3h,測定進(jìn)出風(fēng)口的溫濕度和電耗等參數(shù),計(jì)算出機(jī)組實(shí)際功率。 通風(fēng)均勻性測定采用測定糧面表觀風(fēng)速法評價“圭”字型通風(fēng)道的均勻性。17倉共布置14

6、0個測點(diǎn),靠墻點(diǎn)距墻0.5m,點(diǎn)與點(diǎn)之間距離2m,成正方形分布,每點(diǎn)用集流罩和風(fēng)速儀測定風(fēng)速。圖2 機(jī)組風(fēng)量風(fēng)壓測試示意圖2 設(shè)計(jì)和測試結(jié)果2.1 倉房密閉和隔熱保溫改造倉房的密閉和隔熱保溫對保持糧食的低溫起到很關(guān)鍵的作用,原16和17倉為弧形拱板結(jié)構(gòu),倉頂屋面為黑色SBS的防水材料,吸收太陽輻射熱量強(qiáng)烈,向糧倉內(nèi)部傳熱容易。倉頂拱頂空間無排積熱風(fēng)機(jī)。倉房內(nèi)墻具有大量的裂縫,倉門為無隔熱功能的普通門。通風(fēng)道口缺少保溫隔熱材料。因此需要進(jìn)行改造。倉頂屋面涂上白色的反光材料醋酸乙烯(VAE);在倉房拱頂安裝兩臺風(fēng)機(jī),用以排出拱頂上的積熱;用 VAE加柔性材料全面填補(bǔ)拱板伸縮縫、倉墻、地坪和門窗縫口

7、等處的裂縫;將兩個實(shí)驗(yàn)倉一面墻的門(共五扇門)全部用磚封死,另外一面墻的倉門全部換成保溫隔熱門;倉窗也換成保溫隔熱窗;兩個倉的進(jìn)風(fēng)口與淺層地能設(shè)備的通風(fēng)口相連,進(jìn)風(fēng)口和設(shè)備的通風(fēng)口均采用反光保溫海綿處理,以達(dá)到隔熱保溫的目的。2.2 環(huán)流降低糧溫工藝移動式直膨式水冷機(jī)組是以垂直埋管地源系統(tǒng)的冷溫水溶液為低溫?zé)嵩吹臒岜脵C(jī)組,機(jī)組出風(fēng)口一端與倉房的通風(fēng)口相連接,機(jī)組進(jìn)風(fēng)口一端與糧面環(huán)流管相連。工作時,通過換熱器將倉內(nèi)環(huán)流過來的空氣冷卻下來,通過倉內(nèi)通風(fēng)道,經(jīng)過糧堆,進(jìn)行冷熱交換,升溫空氣再經(jīng)糧面回流管,進(jìn)入水冷機(jī)組降溫后,再將冷卻后的空氣再送入糧堆降低糧溫,如此反復(fù)環(huán)流多次降溫(見圖3)。實(shí)現(xiàn)輸入

8、少量的高位電能,將低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移,高效節(jié)能地降低糧溫。本試驗(yàn)分別通過全倉環(huán)流與膜下環(huán)流兩種不同循環(huán)方式來達(dá)到低溫的目的。2.3 水冷機(jī)組冷量的計(jì)算根據(jù)空載測試,送風(fēng)及進(jìn)風(fēng)的測試溫度和濕度查表,得出送風(fēng)及進(jìn)風(fēng)相關(guān)參數(shù)如表1所示。圖3 淺層地能降低糧溫工藝示意圖表1 機(jī)組冷量測試和計(jì)算參數(shù)表項(xiàng)目溫度相對濕度%密度m3/kg含濕量kg/kg干空氣焓值kJ/kg干空氣進(jìn)風(fēng)參數(shù)14.669.50.820.0072533.08送風(fēng)參數(shù)23.6749.80.850.009247.34計(jì)算風(fēng)側(cè)冷量如下: kW 進(jìn)出風(fēng)口的焓差,kJ/kg送風(fēng)狀態(tài)空氣的比容,m3/kg送風(fēng)量,m3/h送風(fēng)狀態(tài)空氣的含濕量

9、,kg/kg干空氣則:=50.69 kW北京永源熱泵有限責(zé)任公司生產(chǎn)的直膨式水冷機(jī)組,型號HGB50A,額定功率18kw.,風(fēng)量11000m3/h,風(fēng)壓1600pa,制冷量45 kw.。根據(jù)空載測試數(shù)據(jù)計(jì)算得,風(fēng)機(jī)輸入功率為5.42 kw.;壓縮機(jī)輸入功率為9.11 kw.;水泵的輸入功率為2.1 kw.。機(jī)組總輸入功率為16.63 kw.,小于機(jī)組的額定功率18 kw。機(jī)組實(shí)測的COP值為:50.69÷(5.42+9.11+2.1)=3.05,比設(shè)計(jì)的45÷182.5高。機(jī)組實(shí)測風(fēng)量為送風(fēng)量為10568.14 m3/h,與設(shè)計(jì)的風(fēng)量11000m3/h相近。2.4 通風(fēng)均勻

10、性為了克服通風(fēng)的不均勻性,本研究采用地上籠“圭”字形通風(fēng)道設(shè)計(jì),每個倉房橫向設(shè)置兩條主風(fēng)道,直徑500mm;支風(fēng)道直徑400mm,與主風(fēng)道垂直連接,形成“圭”字形,故稱之。支風(fēng)道空氣途徑比為1.3,倉房四個角連有豎管。利用水冷機(jī)組在不開啟制冷設(shè)備的條件下,測定17號倉的表觀風(fēng)速,測定140點(diǎn),測定結(jié)果見表2。最低表觀風(fēng)速為0.009m/s,最高為0.016m/s,總平均為0.0117 m/s。結(jié)果表明地上籠“圭”字形通風(fēng)道連接墻角豎管后通風(fēng)均勻性良好,消除了倉內(nèi)四個墻角的通風(fēng)死角,為開展淺層地能降低糧溫技術(shù)研究和應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。表2 17號倉糧面140點(diǎn)的表觀風(fēng)速(m/s)測點(diǎn)位置12345

11、678910111213平均10.0140.0130.0120.0130.0110.0120.0120.0160.0110.0120.0120.0140.0160.01320.0130.0140.0130.0120.0110.0110.0130.0150.0100.0110.0120.0120.0140.01230.0140.0140.0110.0120.0120.0110.0130.0130.0100.0120.0120.0100.0110.01240.0130.0120.0110.0150.0120.0110.0130.0140.0100.0110.0130.0120.0110.01250

12、.0120.0140.0100.0140.0110.0100.0100.0110.0110.0100.0100.0110.0120.01160.0120.0110.0120.0140.0120.0120.0090.0130.0120.0110.0120.0120.0130.01270.0120.0110.0100.0140.0120.0120.0100.0120.0100.0100.0120.0110.0150.01280.0110.0100.0120.0130.0120.0110.0100.0110.0100.0110.0100.0100.0110.01190.0110.0090.0090.0120.0110.0130.0120.0110.0090.0090.0100.0090.0130.011100.0100.0120.0100.0100.0100.0120.0090.0100.0100.0130.0110.0120.0150.011總平均0.01173 討論本研究是昆明市糧油購銷有限責(zé)任公司承擔(dān)的“淺層低能低溫綠色儲糧技改”項(xiàng)目的部分內(nèi)容,重點(diǎn)開展利用淺層地能降低糧溫試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究,上述結(jié)果僅為部分試驗(yàn)研究工作的總結(jié),項(xiàng)目仍在實(shí)施過程中,降低糧溫效果和低溫儲糧效果的測定和評價將在近期完成。參考文獻(xiàn)1 王莉,張崇高,關(guān)連祥。高

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