蔣源勇，陳德江，馮伯誼，劉照勇
（南京江寧區(qū)將軍山糧食儲備庫 成都朗博旺科技發(fā)展有限公司）
摘 要：低溫儲糧是綠色儲糧技術(shù)的發(fā)展方向，本研究的目的在于尋找一種適合大規(guī)模推廣應(yīng)用的廉價(jià)冷源【1】。根據(jù)我?guī)斓牡刭|(zhì)情況，建造了基于地埋管式淺層地能采集方式的低溫儲糧系統(tǒng)，完成了專用設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造。運(yùn)行過程中著重對其各種方式的單位能耗進(jìn)行了研究。同時也研究了國內(nèi)谷物冷卻機(jī)的能耗情況，對兩者進(jìn)行了對比，能耗研究顯示，淺層地能在制冷方面具有顯著的節(jié)能優(yōu)勢，以此為基礎(chǔ)的低溫儲糧系統(tǒng)具有大規(guī)模的推廣應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：淺層地能 低溫儲糧 單位能耗 節(jié)能 冷源
糧食低溫儲藏技術(shù)是當(dāng)前綠色儲糧技術(shù)推廣應(yīng)用的首選方法和發(fā)展方向，主要難點(diǎn)在于如何在夏季制取低溫。夏天制冷必須依靠機(jī)械制冷技術(shù)，谷物冷卻機(jī)的出現(xiàn)首次為糧食的低溫過夏提供了可能，但其能耗過高的缺點(diǎn)使該技術(shù)逐漸被放棄【2】，能否尋找到一種普遍存在，并且運(yùn)行費(fèi)用低廉的夏季冷源成為低溫儲糧技術(shù)大規(guī)模推廣的關(guān)鍵。
淺層地能是一種低溫的可再生資源，廣泛分布在地下的土壤、沙石和地下水中，溫度常年維持在18℃左右，相對南京夏季高達(dá)38℃的大氣溫度，淺層地能是一種非常好的冷源。
南京被稱為我國的“三大火爐”之一，儲糧形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，在此地區(qū)研究淺層地能在低溫儲糧渡夏過程中的能耗問題，具有非常典型的代表意義。
我?guī)焱ㄟ^和專業(yè)開發(fā)淺層地能的成都朗博旺科技發(fā)展有限公司合作，將淺層地能引入江蘇糧食行業(yè)，第一個建成了淺層地能低溫儲糧實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，本研究在此系統(tǒng)上研究低溫儲糧的夏季能耗問題。
1、倉房情況
倉房一共有五棟，有30米×27米規(guī)格倉8個，24米×27米倉7個。堆糧高度6米，地上籠通風(fēng)道，每個倉兩個通風(fēng)口，單側(cè)通風(fēng)。
倉房墻體厚度40厘米，空心磚，屋頂為單層人字形屋頂，保溫層為15厘米厚的蛭石保溫層。
2、系統(tǒng)原理
淺層地能低溫儲糧系統(tǒng)利用專門為糧食行業(yè)研制的特殊設(shè)備，配合一系列的淺層地能采集方式，將淺層地能（18℃）從地下提取出來，經(jīng)過系統(tǒng)的一系列處理過程進(jìn) 一步降低溫度，并調(diào)節(jié)至合理濕度，最終以冷風(fēng)的形式（最低可達(dá)5℃）送入倉房吸收糧食熱量。系統(tǒng)利用倉房內(nèi)的空氣作為輸送冷量的介質(zhì)，整個過程封閉循環(huán)，和外界空氣沒有任何聯(lián)系，因此制冷量受外溫影響非常小。
淺層地能低溫儲糧系統(tǒng)利用專門為糧食行業(yè)研制的特殊設(shè)備，配合一系列的淺層地能采集方式，將淺層地能（18℃）從地下提取出來，經(jīng)過系統(tǒng)的一系列處理過程進(jìn) 一步降低溫度，并調(diào)節(jié)至合理濕度，最終以冷風(fēng)的形式（最低可達(dá)5℃）送入倉房吸收糧食熱量。系統(tǒng)利用倉房內(nèi)的空氣作為輸送冷量的介質(zhì)，整個過程封閉循環(huán)，和外界空氣沒有任何聯(lián)系，因此制冷量受外溫影響非常小。
整套系統(tǒng)包括淺層地能采集系統(tǒng)，能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，冷媒循環(huán)系統(tǒng)，倉內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)四個子系統(tǒng)。
3、能耗測試
3.1 冬季通風(fēng)糧降溫能耗
冬季通風(fēng)糧的一個顯著特點(diǎn)是上層、底層溫度相差較大，由于底層糧溫很低，蓄存了一部分冷量，使得冬季通風(fēng)糧的降溫速度要比夏季入庫糧的降溫來得快。
2009年6月對將軍山糧庫12#倉進(jìn)行整倉降溫，該廒間經(jīng)過冬季通風(fēng)，底層糧溫很低，各層溫度數(shù)據(jù)如下表：
單位能耗相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
3.2 夏季入庫糧降溫能耗
單位能耗相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
3.2 夏季入庫糧降溫能耗
夏季入庫糧的一個顯著特點(diǎn)是上層、底層溫度相差不大，整體糧溫都比較高，需要輸入的制冷量大；高溫段降溫速度比較快，低溫段降溫速度緩慢，整體降溫比較費(fèi)時。
根據(jù)在將軍山糧庫的試驗(yàn)，12號倉底層糧溫也較高，基本可代表夏季入庫高溫糧，具體數(shù)據(jù)如下表：
單位能耗相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
3.3 全年運(yùn)行能耗
由于我?guī)靷}房保溫條件不好，目前只能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)低溫儲存，一般將上層糧溫控制在22℃以內(nèi)，整倉糧溫控制在18℃以內(nèi)。以3000噸的粳稻倉為例，夏季6，7，8三個月一般間隔10天時間復(fù)冷一次，每次平均能耗為860kwh，夏季共開機(jī)9次；4、5月、9、10月四個月一般每個月開機(jī)一次，每次平均能 耗為580kwh，春秋季共開機(jī)4次，全年使用淺層地能低溫儲糧技術(shù)的總能耗為10060kwh，加上冬季利用自然低溫通風(fēng)降溫的能耗約為1800kwh，全年低溫能耗為11860kwh，按0.8元/kwh的電價(jià)，每年每噸糧的低溫保管電費(fèi)為：3.2元/(噸·年)。
4、能耗對比
傳統(tǒng)谷物冷卻機(jī)在使用時，一方面要將約35℃的室外空氣處理到約15℃送入糧堆，制冷劑吸收熱量后又要把熱量排向約35℃的室外空氣，造成降溫處理困難，熱量釋放也困難，因而能耗居高不下【3】。
5、結(jié)論
5.1 節(jié)能效益顯著
淺層地能低溫儲糧技術(shù)的單位能耗僅為0.15Kw·h/(t·℃)，對冬季通風(fēng)糧的降溫能耗低至0.05Kw·h/(t·℃)，基本相當(dāng)于離心風(fēng)機(jī)冬季通風(fēng)能耗，而谷物冷卻機(jī)的單位能耗則高達(dá)0.6 Kw·h /(t·℃)。
5.2 冷源溫度穩(wěn)定
淺層地能即使在夏季，溫度一般也只有18℃，使用過程中溫度波動很小，而谷物冷卻機(jī)采用室外氣溫作冷源，白天時間高達(dá)35℃，夜間溫度一般也不會低于25℃。
5.3 仍有節(jié)能潛力
我?guī)斓膫}房保溫條件較差，如果能改造倉房隔熱條件，夏季能將低溫保持時間提高至20天，則全年能耗有望再降低。
（原標(biāo)題：利用淺層地能低溫儲糧的探究）
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