准低温仓制冷设备的配置与使用

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1、准 低 温 仓 制 冷 设 备 的 配 置 与 使 用高 玉 树 吴 建 忠(北 京 市 西 南 郊 粮 食 仓 库 100055)摘 要 论述准低温储粮的优点 、 基本要 求 和 准 低 温 仓 制 冷 设 备 的 配 置 及 参 数 设 定 。 通过确定准低温仓储存粮食的数量 ,计算准低温仓的耗冷量 ,包括粮食冷却 、 粮食呼吸 、 仓体和操 作管理等方面 ,最终计算出总耗冷量 ,以此作为选择空调的依据 。关键词 准低温 制冷 配置择 空调机制冷 ,则 可 根 据 其 单 机 制 冷 量 计 算 出 所 需空调机的台数 。4 . 1 准低温仓的参数设定4 . 1 . 1 西南郊粮 库 准

2、低 温 仓 简 介 西 南 郊 粮 库 的19 号仓是新建高大平房 仓 ,是 国 家 100 亿 千 克 工 程 之 一 , 2003 年 4 月 通 过 了 国 家 质 量 验 收 。 今 年 5 月 ,西南郊粮库对该仓进行了准低温仓改造 ,使之基 本 达 到 了 准 低 温 仓 的 基 本 要 求 。 19 号 仓 外 长60 . 5 m ,宽 27 . 5 m ,外 墙 面 积 1520 m2 ; 顶 部 外 表 面 面 积 1626 m2 ,仓内长 59 . 7 m ,宽 26 . 7 m ,顶高 11 . 36 m ,准 低 温 储 粮 概 述准 低 温 储 粮 就 是 在 粮 食

3、合 理 安 全 水 分 的 前 提 下 ,通过改造仓 房 ,利 用 自 然 低 温 或 机 械 通 风 降 温 、 机 械制冷等措 施 ,使 储 粮 处 于 相 对 低 温 状 态 。 其 主 要 目的是延缓粮 食 品 质 劣 变 ,相 应 地 控 制 微 生 物 和 害虫为害 。准 低 温 储 粮 冷 源 有 自 然 低 温 、 机 械 通 风 和 机 械 制冷等 。12 准 低 温 储 粮 的 优 点2 . 1 能抑制储粮 的 呼 吸 作 用 ,延 缓 粮 食 陈 化 ,利 于 粮食保鲜 。2 . 2 有利于控制虫霉等对粮食的为害 ,降低储粮损 失损耗 ,特别是有 利 于 解 决 米 、

4、面 粉 、 油 脂 等 成 品 粮 难度夏的问题 。2 . 3 可以不用或少用药剂处理粮食 ,有利于保持粮 食卫生 ,降低保管费用 。3容积 15100 m 。4 . 1 . 2 确定准低温仓的温 、 湿度参数 根据安全储 粮的实际需要 ,结合北京地区的气候特点 ,以及西南 郊 粮库仓房的实 际 情 况 ,针 对 此 批 市 储 备 大 米 的 实 际 粮 情 状 况 ( 来 粮 水 分 最 高 为 15 . 9 % , 最 高 粮 温23 ) ,西南郊粮库将准低 温 仓 的 仓 温 设 定 为 18 ,相对湿度设定为 :60 % 10 % 。4 . 1 . 3 确定粮食 入 库 温 度 与

5、储 存 数 量 入 库 时 的 粮温越高 , 准低温仓的耗冷量就越大 , 制冷设备的 运 行 时 间 就 越 长 , 相 应 的 就 增 大 了 储 存 成 本 。 因 此 , 应努力降低粮食的入库温度 。 根据此批大米来 粮 时温 度 和 水 分 都 高 的 特 点 , 为 避 免 粮 温 继 续 上 升 , 西南郊粮库在 5 月底将 此 批 3000t 市 储 备 大 米 全部入库 , 入库时大米的最高粮温为 23 。4 . 2 准低温仓耗冷量的计算为 了 保 证 准 低 温 仓 的 低 温 指 标 ,每 小 时 需 从 粮 仓中移出的热量千卡数 ,叫做准低温仓 的 “热负荷 ”。 制 冷

6、机的制冷量 或 空 调 机 的 配 置 数 量 ,就 是 根 据 准 低温仓工作时的最大热负荷来确定 。 粮食准低温仓 的 热负荷 主 要 来 自 围 护 结 构 传 热 而 引 起 的 耗 冷 量Q 1 ,粮食冷却而引起的耗冷量 Q 2 ,粮 食 储 存 呼 吸 热3 准 低 温 仓 隔 热 结 构 的 基 本 要 求3 . 1 准低温仓仓房的基本要求隔热保冷 ,防潮隔汽 ,结构坚固 ,经济合理 。3 . 2 准低温仓隔热材料的基本要求隔 热 材 料 的 导 热 系 数 小 ; 隔 热 材 料 的 容 重 越 小 越好 ;材料本身不自燃 ,或能自熄 ;不易吸水 ;没有对 人 体 有 害 的

7、气 体 ; 不 易 霉 烂 、 鼠 咬 、 虫 蛀 ; 施 工 方 便 , 价格低廉 。准 低 温 仓 制 冷 设 备 的 配 置通过计算为使低温仓内空气及所存粮食达到并 维 持在预先设定 的 温 度 条 件 下 的 总 耗 冷 量 ,再 乘 以 相应的安全系数 ,即可确定制冷设备的制冷量 ;如选439 仓房建设与仓储设施 准低温仓制冷设备的配置与使用而 引起的 耗 冷 量 Q 3 及 管 理 操 作 而 引 起 的 耗 冷 量Q 4 ,总耗冷量 Q 总 = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 。4 . 3 围护结构传热而引起的耗冷量 Q 1Q 1 = qq + qy kCal/ h式

8、中 : qq 通过墙体 、 屋顶的热负荷 ,kCal/ h ;qy 墙体 、 屋 顶 受 太 阳 辐 射 引 起 的 热 负 荷 ,kCal/ h ;4 . 3 . 1 通过墙体 、 屋顶的热负荷 , qqqq = n K F t / kCal/ h式中 : n 库内 、 外温差的修正系数 ;K 围护结构的传热系数 ,kCal/ mh ;F 围护结构的面积 ,m2 ; t 仓内 、 外的温差 , ; 围护结构的厚度 ,m 西 南郊粮库准低温仓的墙 体 面 积 为 1520 m2 ,为0 . 4 m 的砖混结构 ,通 过 查 找 相 关 资 料 ,得 知 其 导 热 系数为 0 . 55 kCa

9、l/ mh ;西 南郊粮库准低温仓的屋 顶 面 积 为 1626 m2 ,隔 热 层为 0 . 08 m 厚的憎水珍 珠 岩 板 ,通 过 查 找 相 关 资 料 ,得知其导热系数为 0 . 04 kCal/ mh 。根 据 北 京 地 区 夏 季 的 气 候 特 点 ,虽 然 最 高 气 温 可 达 40 ,但 一 般 仅 出 现 在 午 后 , 且 夜 间 与 白 天 一 般有 10 左右的温差 ,因此 ,将外温假定为 38 ,这 样 ,外温与 仓 内 设 定 温 度 ( 18 ) 的 温 差 为 20 , 即 t = 20 ;通过查找相关资料得知 ,屋顶 、 外墙与室 外大 气 之 间

10、的 温 度 差 修 正 系 数 ( n 值 ) 为 1 . 0 ; 通 过 计 算 ,西南 郊 粮 库 准 低 温 仓 通 过 墙 体 、 屋 顶 的 热 负 荷 : qq = 58060 kCal/ h4 . 3 . 2 墙体 、 屋顶受太阳辐射引起的热负荷 , qyqy = K F t y / ( kCal/ h)式中 : K 外墙 、 屋 顶 的 传 热 系 数 , kCal/ mhF 受太阳辐射的围护结构的面积 ,m2 ;围护结构的厚度 ,m ; t y 受太阳辐射影响的昼夜平均当量 温 度 差 , ; t y = 0 . 0375 J PJ 准低温仓各 朝 向 每 昼 夜 的 平 均

11、 辐 射 强 度 值P 围护结构外表面太阳辐射吸收率 通过查阅相关资料 ,计算后可得 : 西南郊粮库 准 低 温 仓 墙 体 的 t y = 13 , 屋 顶的 t y = 7 . 5 ;西 南 郊 粮 库 准 低 温 仓 墙 体 、 屋 顶 受 太 阳 辐 射 引起的热负荷 qy = 33268 kCal/ h 。4 . 3 . 3 围护结构传热而引起的耗冷量 Q 1Q 1 = qq + qy = 58060 + 33268 = 91328 kCal/ h 。4 . 4 粮食冷却而引起的耗冷量 Q2Q 2 = ( G粮 C t ) / z + G空 ( i1 - i 2 ) / Z式中 :

12、G粮 粮食储存数量 kg ;C 粮食的比热 ,kCal/ kg ; t 粮食冷却时温差 , ;Z 冷却时间 ,hG空 准低温仓内空气质量 ,kg ;i 1 库外空气的焓值 ,kCal/ kg ; i 2 库内空气的焓值 ,kCal/ kg ; 本 次 在 西 南 郊 粮 库 准 低 温 仓 储 存 的 大 米 ,数 量为 3000t ,最高水分 为 15 . 9 % ,最 高 粮 温 为 23 , 通 过计算 ,此 批 大 米 的 比 热 为 : 0 . 47 kCal/ kg 。 根 据 此批大米粮温和水 分 高 ,不 宜 迅 速 降 温 、 降 水 的 特 点 ,西南郊粮库本着缓慢降温 、

13、 循序渐进的原则 ,设定大 米 从入库时的最高粮温 23 , 分 两 个 阶 段 降 到 不 高 于 准低温 仓 设 定 的 温 度 18 , 共 需 经 过 45 天 、 计1080 小时 ,通 过 查 湿 空 气 的 I - d 图 可 知 ,在 外 界 气 温 为 38 ,外界相 对 湿 度 为 80 %时 ,其 空 气 焓 值 i 1= 32 kCal/ kg 干 空 气 ,设 定 准 低 温 仓 内 温 度 为 18 ,相对湿度 为 70 % ,此 时 ,空 气 焓 值 为 i 2 = 10kCal/ kg干空气 ,通过计算 ,粮 食 冷 却 而 引 起 的 耗 冷 量 Q 2 =6

14、897 kCal/ h 。4 . 5 粮食储存呼吸热而引起的耗冷量 Q 3Q 3 = G q式中 : G 粮食储存量 ,t ;q 粮食入库的呼吸热量 ,kCal/ t h 。 通 过 查 找 相 关 资 料 ,西 南 郊 粮 库 储 存 的 大 米 在粮 温 23 时 , 其 呼 吸 热 约 为 0 . 35 kCal/ t h , 通 过 计 算 , 粮 食 储 存 呼 吸 热 而 引 起 的 耗 冷 量 Q 3 =1050 kCal/ h 。4 . 6 操作管理引起的耗冷量 Q 4包 括 照 明 设 备 耗 冷 量 ,仓 房 门 窗 开 启 引 起 的 耗 冷 量 ,操作工人 作 业 引

15、起 的 耗 冷 量 等 。 可 按 制 冷 设计 手册计算 ,一 般 可 进 行 估 算 。 西 南 郊 粮 库 在 计 算 准 低 温 仓 耗 冷 量 时 , 将 这 部 分 耗 冷 量 估 算 为 :5000 kCal/ h 。4 . 7 总耗冷量的计算Q 总 = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4= 91328 + 6897 + 1050 + 500040 粮油仓储科技通讯 2005 (1) 仓房建设与仓储设施制 冷设备正 常 运 行 后 ,仓 内 温 度 由 最 初 的 22 , 降到 设定温度 18 , 经 过 了 5 天 , 最 高 粮 温 由 入 库 时 的 23 , 降 到 设 定 温 度 18 , 经 过 了 45 天 ,仓 内 相 对 湿度一直保持 在 设 定 湿 度 范 围 之 内 ,整 栋 仓 房 仓 温比较均匀 ,未 出 现 温 度 死 角 ,粮 情 稳 定 ,符 合 设 计 时的要求 。= 104275 ( kCal/ h)在 实 际 配 置 制 冷 设 备 时 ,一 般 应 乘 以 安 全 系 数1 . 1 1 . 3 ,以确保准低温仓能达到设定的温度要求 。 西 南郊 粮 库 在 计 算 耗 冷 量 时 , 选 取 的