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智能通風技術在保水降溫通風中的實踐應用

文檔作者：羅智洪１盧興穩１林榮華３鄔昌榮４鄭志華２文檔來源：１中國儲備糧管理總公司云南分公司２中央儲備糧曲靖直屬庫３成都比斯特科技有限公司４四川省糧食學校			點擊數：
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智能通風技術在保水降溫通風中的實踐應用＊
羅智洪１　盧興穩１　林榮華３　鄔昌榮４　鄭志華２
（１　中國儲備糧管理總公司云南分公司?。叮担埃玻玻福?
（２　中央儲備糧曲靖直屬庫?。叮担担埃埃埃?
（３　成都比斯特科技有限公司?。叮保埃保埃埃?
（４　四川省糧食學?！。叮保埃埃福保?
摘　要　智能通風系統自動采集大氣溫濕度和監控糧情變化，按構建模型進行智能分
析，自動捕捉通風時機進行通風；通風過程中，根據流出氣體溫濕度等反饋的即時糧情、大
氣溫濕度等數據，判斷是否繼續通風，從而避免了低效通風、無效通風和有害通風，取得了
在降溫通風中減少水分損耗、節能降耗的良好效果。
關鍵詞　智能通風　保水　降溫　節能降耗
　　冬季降溫通風是應用較為廣泛和成熟的儲糧技
術，引入的大氣溫度和絕對濕度決定控溫、控濕的
效果，但大氣溫濕度不斷變化，難以捕捉合適的通
風時機。解決此問題，需具備較高儲糧技術水平的
工作人員根據大氣溫濕度和糧情的變化情況進行開
機和關機，而通風機會多集中于夜間，需工作人員
長時間值守。技術水平的欠缺、工作的繁瑣和長時
間值守造成的疲憊，可能導致開機時機把握不準，
錯過最佳通風時機，停機時機把握不準形成低效通
風、無效通風和有害通風。因此，智能通風因其優
勢逐漸取代了人工控制的保水降溫通風。
２０１２年～２０１３年，在中儲糧云南分公司的指
導下，曲靖庫對庫內１０棟倉房進行了智能化通風
系統改造，２０１３年４月投入使用，２０１３年９月～
２０１４年１月，按照試驗方案，在１９、２０、２１、２４、
２５號倉進行了智能通風保水降溫試驗。與對照１
號倉相比，智能通風在降低糧溫、防止通風過程中
造成的大量水分損失、節能降耗、提高通風效率、
降低勞動強度等方面取得了較好的效果。
１　材料與方法
曲靖地區全年平均氣溫１８℃，最高溫度很少
超過３０℃，最低溫度－２℃，年溫差小、日溫差
大、空氣干燥等高原氣候特點顯著。每年１１月到
翌年２月全年氣溫最低，平均氣溫在１０℃以下的
時間約有４５ｄ左右，是冬季保水降溫通風的最佳
時機。
１．１　試驗倉房及設備
試驗倉１９、２０、２１、２４號倉和對照倉１號倉的
通風網為一機兩道“∪”形地上籠，通風道間距４ｍ
（２５倉為５ｍ）；倉房前后兩端各安裝有１臺軸流風
機（０．５５ｋＷ，１４５０ｒ／ｍｉｎ，８６６７ｍ３／ｈ，１６９Ｐａ），共
４臺，用于冬季降溫通風和夏季排除積熱。因２１號
倉有２臺軸流風機損壞、２３倉有１臺軸流風機損壞，
故在試驗中未使用。試驗倉和對照倉倉房和設備基
本情況見表１。
１．２　試驗糧食（見表２）
·２８·
＊ 通訊地址：昆明市西山區廣福路廣福商業中心一期Ａ７棟
第４３卷　智能通風技術在保水降溫通風中的實踐應用
１．３　智能通風系統
智能通風倉改造除安裝自動控制設備外，還安
裝了風速儀、轉速儀和進出風口溫濕度傳感器。智
能通風系統使用糧情測控系統全天候定時監測采集
即時糧情數據，包括糧溫、倉溫、倉間相對濕度、
糧食水分和大氣溫濕度。糧食扦樣水分為人工錄入
的實驗室檢測值，通風中系統以流入、流出氣體的
濕含量差和實際流量計算扦樣時間點至當前的水分
變量，從而確定當前水分。按不同通風目的構建的
控溫控濕模型，主要包括引入氣體溫度邊界條件、
結露控制邊界條件、水分控制邊界條件等。
表１　供試倉房和設備基本情況
基本情況
倉　　號
１９?。玻啊。玻薄。玻础。玻怠。?
軸流風機使用數量（臺） ４　４　２?。场。础。?
通風口數量（個） ６?。丁。丁。丁。础。?
長（ｍ） ５１．３?。担保场。担保场。担保场。矗保浮。常玻?
寬（ｍ） １９．８?。保梗浮。保梗浮。保梗浮。保矗丁。保梗?
高（ｍ） ６　６?。丁。丁。怠。?
儲糧數量（ｔ） ３６２３?。常罚常埂。常叮埃贰。常担常埂。保福罚场。保福叮?
　　表２　供試倉房儲糧基本情況
儲糧基本情況
倉　　號
１９　２０　２１?。玻础。玻怠。?
品　種粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻
產　地曲靖曲靖曲靖湖北曲靖曲靖
入庫時間（年） ２０１２　２０１０?。玻埃保病。玻埃保啊。玻埃保薄。玻埃保?
出糙率（％） ７９．６?。罚福丁。罚叮贰。罚罚浮。福保础。福埃?
雜質（％） ０．５?。埃浮。埃浮。保啊。埃浮。埃?
脂肪酸值
［（ＫＯＨ／干基）
／（ｍｇ／１００ｇ）］
２１．１?。保福薄。玻埃浮。保梗丁。保浮。保叮?
２　方法
２．１　通風方法
按云南分公司業務處制定的控溫方案，冬季通
風控溫分三階段進行。第一階段９月底至１０月初
利用夜間冷空氣排除積熱，控制倉溫和表層糧溫，
實現表層糧溫１８℃以下；第二階段在１１月至１２
月間全倉控濕降溫，實現平均糧溫１３℃以下；第
三階段抓住翌年１月至２月的低溫時機全倉控濕降
溫，實現平均糧溫９℃以下。試驗倉和對照倉均采
用軸流風機吸出式通風。
試驗中，根據降溫效果和水分變化優化模型和
參數設置，力求實現降溫效果最佳、能耗最低、水
分減量最小。
２．２　數據處理
除工作人員設置試驗倉參數和關注運行情況
外，計算機通過智能通風系統自動控制整個降溫過
程，自動記錄試驗數據；試驗結束后，從系統數據
庫中導出數據進行處理分析。１號倉由通風經驗豐
富的保管員專人負責，根據測溫系統提供的數據及
天氣情況，人工開啟通風裝置通風，同時記錄通風
時間；試驗結束后，從測溫系統導出通風過程的糧
溫變化數據進行分析處理。
２．３　水分檢測
根據儲糧品質檢驗的規定，糧面設置１２個取
樣點，分上、中、下三層，上層距糧面５０ｃｍ，中
層取糧堆高１／２處，下層距離地面５０ｃｍ，通風前
和通風后各測定糧食水分１次。
圖１　１９號倉智能通風平均糧溫變化曲線
３　結果與分析
３．１　通風過程中全倉平均糧溫變化
通風作業中氣溫、平均糧溫和流出氣溫的變化
情況見圖１～圖５。
從圖１～圖５可以看出，智能通風自動捕捉到
的通風時機，糧溫與氣溫始終保持一定的差距，未
發生吸入高溫氣體造成糧溫回升現象；通風一定時
間后，平均糧溫均下滑，流出氣溫也隨平均糧溫下
滑且遠高于大氣溫度。表明智能通風成功避免了有
害通風和無效通風。１９、２０、２１、２４號倉流出氣
·２９·
糧　食　儲　藏　２０１４ （３）
圖２?。玻疤杺}智能通風平均糧溫變化曲線
圖３?。玻碧杺}智能通風平均糧溫變化曲線
圖４?。玻刺杺}智能通風平均糧溫變化曲線
圖５?。玻堤杺}智能通風平均糧溫變化曲線
溫接近甚至高于平均糧溫，說明冷空氣在倉內吸熱
充分。而２５號倉風機使用配置數太高（４６３ｔ糧／
臺），冷空氣在糧堆內流速太快吸熱不充分，流出
氣溫低于平均糧溫。
剛開始通風時，流出氣溫迅速上升，平均糧溫
稍有上升，是因倉溫、表層糧溫在１０月～１１月未
通風受氣溫影響降幅大所致。中途停機后再次作
業，流出氣溫較前次停機時大幅下降，故停機期間
在倉溫、表層糧溫降至高溫層糧堆氣體露點前，應
尋求機會作業，縮小溫差。
３．２　通風中的層溫變化
通風中各層平均糧溫、全倉最高糧溫變化見圖
６～圖１０。
時間：２０１３／１２／１６～２０１４／１／１４
圖６　１９號倉智能通風層溫變化
時間：２０１３／１２／１６～２０１３／１２／３１
圖７?。玻疤杺}智能通風層溫變化
時間：２０１３／１２／２３～２０１３／１２／３１
圖８?。玻碧杺}智能通風層溫變化
時間：２０１３／１２／１７～２０１３／１２／３１
圖９?。玻刺杺}智能通風層溫變化
時間：２０１３／１２／１４～２０１３／１２／３１
圖１０　２５號倉智能通風層溫變化
圖６～圖１０表明：通風中大氣溫度始終低于
最低層的糧溫，成功避免了有害通風和無效通風；
·３０·
第４３卷　智能通風技術在保水降溫通風中的實踐應用
軸流風機緩速降溫是層溫推動降溫的過程，下方糧
溫大幅下降，帶動上方糧溫的下降，層溫差１．８℃
以內才結束通風。至１２月３１日，２５號倉層溫差
４．５４℃且表層糧溫降幅小，需繼續通風。
１９號倉最高糧溫降幅稍大，其它倉均較小，
研究通風記錄發現，最高糧溫均處于第四層通風道
間的通風死角。第四層糧溫先快速下降，在溫差縮
小后，不但不降反而回升，降低最高糧溫需更長時
間通風和熱平衡。２５號倉第四層糧溫快速反彈與
風道間距較大且堆糧高度較低有關。
３．３　通風后的糧溫和水分
因人工通風不能完全避免無效通風和有害通風
所致，對照倉通風后糧溫比試驗倉糧溫最高值高
１．１５℃，比試驗倉糧溫平均值７．６１℃高２．０４℃。
試驗倉最高層溫差０．９℃ ～１．６８℃，對照倉為
２．９８℃，智能通風降溫后糧溫均勻性優于人工通風
降溫。
表３　通風前后的糧溫和水分
倉　　號
１９?。玻啊。玻薄。玻础。玻怠。?
通風前平均糧溫（℃） １３．２６?。保玻担础。保埃福怠。保保福场。保埃罚薄。保矗常?
通風后平均糧溫（℃） ８．５?。罚矗浮。浮。罚保础。叮梗础。梗叮?
通風前最高糧溫（℃） １９．１９?。保叮福浮。保叮常浮。保罚担丁。保矗叮埂。保梗埃?
通風后最高糧溫（℃） １２．９３?。保担保浮。保矗担丁。保担埃丁。保玻怠。保矗常?
通風前最高層溫差（℃）３．０６?。玻埃怠。矗罚贰。玻梗埂。保常薄。常常?
通風后最高層溫差（℃）１．６８　０．９　１．２１　１．２２?。矗担础。玻梗?
通風前水分（％） １４．５０?。保场。保常保啊。保常玻啊。保常叮啊。保常?
通風后水分（％） １４．３?。保玻埂。保常薄。保常薄。保常怠。保常?
３．４　能耗對比
表４　降溫能耗對比情況
溫度、水分
倉　　號
１９?。玻啊。玻薄。玻础。玻怠。?
通風時間（ｈ） １７９．１?。保福担础。保常叮怠。保叮贰。保埃丁。保梗矗?
總電耗（ｋＷ·ｈ） ３９４?。矗埃罚埂。保担埃保怠。玻罚担担怠。玻常常病。矗玻福担?
通風前平均糧溫（℃） １３．２６?。保玻担础。保埃福怠。保保福场。保埃罚薄。保矗常?
通風后平均糧溫（℃） ８．５　７．４８?。浮。罚保础。叮梗础。梗叮?
全倉平均糧溫降幅（℃） ４．７６　５．０８?。玻福怠。矗叮埂。常罚贰。矗罚?
通風中內外溫差平均值（℃） ６．８７?。叮玻场。担场。担叮浮。担保浮。罚?
降溫單位能耗（ｋＷ·ｈ）／ （℃·ｔ）０．０２３?。埃埃玻病。埃埃保怠。埃埃保浮。埃埃常场。埃埃矗?
軸流風機配置（ｔ／臺） ９０６　９３５?。保福埃础。保保福啊。矗叮场。矗叮?
　　對照倉單位能耗是試驗倉的１．５倍～３倍，說
明智能通風較人工通風節能。２５號倉與對照倉相
比，儲糧噸位、軸流風機配置均相近，而對照倉單
位能耗是２５號倉的１．５倍；降溫幅度是２５號倉的
１．２６倍，與通風時間是２５號倉的１．８３倍嚴重不
對稱；２５ 號倉內外平均溫差由５．１８℃ 下降到
３．７７℃，而對照倉內外平均溫差７．９℃ 下降
４．７４℃。證明人工通風時機把握不準是造成單位能
耗高、降溫效果差的主要原因。
試驗結果表明，軸流風機配置越高，單位能耗
越高。軸流風機配置以８００ｔ／臺～１０００ｔ／臺較為適
宜。配置太低，冷資源利用不充分，糧溫單位降幅
??；配置太高，冷空氣在糧堆中滯流時間短，吸熱
不充分。
３．５　降溫通風過程中糧食保水效果比較
從表５可以看出：通風中內外溫差、原始水分
對水分變量影響明顯，內外溫差越高，水分減量越
大；原始水分越高，水分減量越大。在曲靖相對干
燥的條件下，所有水分減量都在２‰以內，基本實
現了保水的效果。
表５　試驗倉通風后水分變化
倉　　號
１９?。玻啊。玻薄。玻础。玻?
通風前水分（％） １４．５０?。保场。保常保啊。保常玻啊。保常叮?
通風中最大內外溫差（℃）１３．４１?。保玻常怠。叮玻贰。保埃场。梗玻?
水分減量（ｔ） ７．１５９　５．３７９ 增量０．３?。保罚担浮。保梗罚?
水分損耗（‰） １．９８?。保矗础。啊。埃怠。保埃?
４　問題與討論
４．１　因曲靖特殊的氣候和夏季全倉密閉儲藏，儲
糧度夏后除表層糧溫２２℃～２３℃偏高外，其余各
層糧溫１３℃～１８℃和全倉平均糧溫１７℃左右均偏
低，而９月底至１０月初，夜間最低氣溫低于１３℃
的機會極少，故以排除倉間積熱為主，避免氣溫下
降引起的倉間結露。但應把握降溫幅度，避免上下
層因溫差高而結露。
４．２　因３８０Ｖ動力電故障造成第二階段通風延后
和云南凍雨天氣造成第三階段通風提前，通風開始
時內外溫差較大，造成水分損失較預計稍高，如
·３１·
糧　食　儲　藏　２０１４ （３）
１９號倉最大溫差達到１３．４℃。
４．３　糧情和大氣溫濕度才是決定是否通風作業的
根本依據。年溫變化規律雖相似，但在時間上有特
殊性，通風只能順勢而為。
４．４　因曲靖氣候干燥，空氣絕對濕度較低，完全
不失水難度太大，故通風目的選擇控濕降溫通風，
通過設置水分損失的極限范圍確定通風中空氣絕對
濕度的變化范圍，捕捉通風時機，事實證明是科學
的。
時間：２０１３／１２／１６～２０１３／１２／３１
圖１１?。玻刺杺}智能通風流出氣體溫變化
４．５　試驗倉通風中流出氣溫與倉溫、表層糧溫相
近，而與氣溫關聯性較小，如圖１１所示。通風中，
流出溫度與氣溫相近但與表層糧溫差距甚大，說明
門窗漏氣，需要做嚴格的檢查處理，否則會影響降
溫效果。
５　結論
在冬季氣溫較低且持續時間不長的地區，高效
利用智能通風系統，捕捉通風時機，避免無效通風
和有害通風的發生，不僅比人工通風節能降耗，而
且還能控制內外溫差在８℃以內，可以避免大量失
水，達到降溫、保水、節能降耗的目的。
參　考　文　獻
１　中國儲備糧管理總公司．Ｑ／ＺＣＬ１１－２０１１：智能通風
技術規程，２０１１
２　陳德發，秦維平等．智能通風技術在高大平房倉中的
實踐［Ｊ］．糧油倉儲科技通訊，２０１４ （１）
３　劉慶利，王添波等．高大平房倉智能緩速通風試驗
［Ｊ］．糧油倉儲科技通訊，２０１３ （２）
４　陳德發，秦維平等．改進型智能通風系統實倉應用效
果［Ｊ］．糧油倉儲科技通訊，２０１３ （３）
（收稿日期：２０１４?。埃场。玻罚?
ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ?。希啤。桑危裕牛蹋蹋桑牵牛危浴。郑牛危裕桑蹋粒裕桑希巍。裕稀。耍牛牛?
ＭＯＩＳＴＵＲＥ?。粒危摹。蹋希祝祝牛摇。裕牛停校牛遥粒裕眨遥拧。桑巍。牵遥粒桑巍。龋希眨樱?
Ｌｕｏ?。冢瑁椋瑁铮睿纾薄。蹋酢。兀椋睿纾鳎澹睿薄。蹋椋睢。遥铮睿纾瑁酰幔场。祝酢。茫瑁幔睿纾颍铮睿纾础。冢瑁澹睿纭。冢瑁椋瑁酰幔?
（１　Ｓｉｎｏ－ｇｒａｉｎ?。遥澹螅澹颍觯澹蟆。铮妗。伲酰睿睿幔睢。拢颍幔睿悖琛。叮担埃玻玻福?
（２?。樱椋睿铮纾颍幔椋睢。遥澹螅澹颍觯澹蟆。铮妗。眩酰辏椋睿纭。模澹穑铮簟。叮担担埃埃埃?
（３　ＢＥＳＴ?。裕澹悖瑁睿铮欤铮纾。茫铮蹋簦洹。叮保埃保埃埃?
（４?。牵颍椋幔睢。樱悖瑁铮铮臁。铮妗。樱椋悖瑁酰幔睢。校颍铮觯椋睿悖濉。叮保埃埃福保?
Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睢。螅螅簦澹怼。悖幔睢。悖铮欤欤澹悖簟。幔簦恚铮螅穑瑁澹颍椋恪。簦澹恚穑澹颍幔簦酰颍濉。幔睿洹。瑁酰恚椋洌椋簦。幔酰簦铮恚幔簦椋悖幔欤欤?，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ
　ａｎａｌｙｓｉｓ?。簦瑁颍铮酰纾琛。悖铮睿螅簦颍酰悖簦椋睿纭。恚铮洌澹欤幔睿洹。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睢。鳎瑁澹睢。恚澹澹簟。簦瑁濉。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睢。悖铮睿洌椋簦椋铮睿螅桑簟。悖幔睢。幔欤螅?
ｊｕｄｇｅ?。鳎瑁澹簦瑁澹颉。悖铮睿簦椋睿酰濉。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睢。猓。幔椋颉。簦澹恚穑澹颍幔簦酰颍濉。幔睿洹。瑁酰恚椋洌椋簦。颍酰螅琛。铮酰簦裕瑁濉。颍澹螅酰欤簦蟆。螅瑁铮鳎澹洹。椋簟。悖幔?
ｐｒｅｖｅｎｔ?。穑铮铮颉。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睿椋睿觯幔欤椋洹。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睢。幔睿洹。瑁幔颍恚妫酰臁。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮?，ｉｔ?。悖幔睢。颍澹洌酰悖濉。簦瑁濉。欤铮螅蟆。铮妗。恚铮椋螅簦酰颍濉。悖铮睿簦澹睿簦?
ａｎｄ　ｓａｖｅ?。澹睿澹颍纾?
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?。觯澹睿簦椋欤幔簦椋铮睿耄澹澹稹。恚铮椋螅簦酰颍濉。悖铮睿簦澹睿?，ｌｏｗｅｒ?。簦澹恚穑澹颍幔簦酰颍?，ｓａｖｅ?。澹睿澹颍纾?
·３２·

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