風扇式軸流風機通風降溫的實驗研究

馬德輝 魏紹濱 劉建波 黑龍江 黑河 164400

黑龍江遜克奇克國家糧食儲備庫

糧食是熱的不良導體，糧粒中的熱量是慢慢傳遞到空氣中的。然而采取大風量通風不僅浪費資源，而且通風效率較低。因此，本研究針對節能、保水通風，開展如下實驗。

1 材料與方法

1.1 試驗倉型及風機的基本情況

試驗倉為鋼結構高大平房倉，長51.87m、寬33.93m，糧堆高6.9m，倉頂及倉壁為彩鋼板為面內置保溫巖棉做保溫隔熱層，內為擋糧網結構，擋糧網距倉壁0.6m，倉房南北檐墻分別設有4個通風口，每個風口由風源分配箱形成3條地上籠支風道，單條風道長15m。主風道開孔率為35%。空氣途徑比為1.4。

本倉儲糧品種為玉米，共儲糧數量量為9303t，入倉水分為13.9%，含雜0.8%，容重766kg/m3，通風前水分上層14.0%，中層13.9%下層13.8%；倉溫13.9°C，中上層糧溫19.5°C，中下層0°C，全倉最低-4.2°C，平均溫度9.2℃。

選用4臺風扇式軸流風機，單機風量為6500m3/h，全壓375Pa，功率1.1kW。分別布置在東西兩側倉窗中。

本地區屬寒溫帶大陸性季風氣候，年日照時數2600小時左右，年平均氣溫0.5度，無霜期125天。

1.2 風扇式軸流風機通風降溫、保水情況

通風區間為：10月11日至1月22日。作業期間，大氣溫度最高10℃，最低-29℃，大氣濕度58%。在通風區間內，嚴格按照《儲糧機械通風技術規程》中的標準進行操作，在內外溫差≥8℃，且外界氣濕偏小的情況下，利用干燥、低溫的有利天氣通風，為間歇式通風，累計通風23天，共552小時，平均降溫15.3℃。通風結束時，倉溫-14.0℃，中上層糧溫-2.3°C，中下層-9.7°C，全倉最低-25.5°C，糧堆平均溫度-6.1℃。

整個通風區間累計電耗（總耗電）2428kW·h，單位電耗（單位能耗）為0.02kW·h/℃·t。從實際通風能耗來看，遠遠小于《儲糧機械通風技術規程》中地上籠降溫通風單位能耗0.04kW·h/℃·t的要求，比風扇式軸流風機緩速通風略高。

通風前糧食平均水分為13.9%，通風結束糧食水分上層為14.0%，下層13.6%，通風水分下層平均損失為0.2%。上層無明顯變化。

1.3 實驗方法

本次使用風扇式軸流風機對獨立的儲糧貨位進行整體通風。首先檢查風機和電源線，保證其能安全正常運轉；檢查倉壁有無縫隙、門窗能否閉合嚴密，保證其氣密性；主風管內有無雜物，保證其進風通暢；及時清理風道口附近輕質異物，防止在通風時吸入風管，影響其通風效果。然后，通風前還應全面檢查一次糧情，異常糧情和有可能出現的通風死角，重點標記，通風中應加大檢查力度，確保其儲糧安全。最后依次開啟風機，打開所有通風管道，然后關閉門窗，在倉內形成負壓，倉外低溫空氣由風道進入，從下至上通過糧堆，通風開始。

2 結果

采用軸流風機吸出式負壓通風，冷空氣經倉底部的通風口進入倉內，從下至上經軸流風機出風口排出倉外，糧堆由下至上的層面依次降溫，降溫梯度與變化趨于均衡。由于進風口和出風口在同一墻面，形成了由近風機到遠風機糧溫由低到高的梯度，同一平面當靠近擋糧網處糧溫達到-10.0℃時，中心離風機較遠的糧溫還是-8.0℃，高出平均糧溫2℃。如果在通風過程中用鋪膜來改變通風方向，應該能夠有效解決糧溫梯度的問題。

在特殊部位降溫效果方面：采用風扇式軸流風機負壓通風，流經各點的空氣均勻、穩定，由于溫差關系，糧溫高的部位易產生結露現象，四個邊角不易受外界低溫影響，溫度較高。

在糧食底層溫度變化方面：通風結束后，底層糧溫最低，是由于離風道較近，最先接觸冷涼空氣，提高了通風降溫的效果。

在糧食上層降溫效果方面：通風結束后溫度最高，主要是糧食經過一個夏季的存儲，上層受較高氣溫、倉溫的影響，積蓄性溫度較高的原因。糧堆中層降溫最均勻，溫度梯度接近操作規范，說明經過糧堆的干冷空氣均勻。

3 結論

整個實驗的通風作業用風扇式軸流小功率風機，采用緩速間歇式通風方法，通風時間相對于大功率離心風機較長，但通風能耗低。儲糧水分損耗小。采用大功率風機進行壓入上行式通風，用11KW/h風機8臺，通風周期5天，電費：10560元，單位能耗ET≤0.04KW.h/（t°C）。用軸流風機通風23天，電費：2428.8元，單位能耗ET≤0.02 KW.h/（t°C）。通風周期下來水分損失較小，除底部水分降低0.2外，中上層平均無明顯變化。與采用11kW風機豎直通風整體平均最少0.5%的水分減量相比效果明顯。同時，能夠達到通風降溫的預定目標。從通風降溫、保水通風的角度小功率軸流風機通風的實踐效果能滿足安全儲糧，低溫儲糧要求。

按照空氣流動方向，存在通風過程中降溫滯后的現象，主要是雜質聚集區，兩風道中間區域，特別是離風道口和風機較遠的糧堆中心地帶，在糧食入倉鋪設地上籠時，選擇合適的風籠開口率，控制進風量大小，應該能夠有效降低糧堆糧溫梯度。

倉房四角沿沒有安裝風機的南北擋糧網方向有通風死角，主要原因是負壓通風有別于大功率通風，大功率壓入上行式通風受糧壓及擋糧網的影響，進入糧堆的空氣充盈、全面。加大風機功率或延長通風作業周期，能有效解決四角及兩邊通風量不足，消除通風盲區。

由于軸流風機在設計之初就在倉窗內安裝完畢，所以本次實驗采用的是上行式通風，本實驗通風周期長，適用于北方冷涼氣候條件充裕的地區。

4 討論

上層糧食受外溫、倉溫影響較大，過夏積熱導致糧溫高。通風過程中和風機停止后，應著重檢查上層糧溫、糧情，出現結露現象，是由于熱空氣上行，聚集在糧面上部，應當繼續啟動風機通風，或輔以人工翻動糧面，直至結露消除。

在實際通風過程中，糧堆上表面局部地方通風不暢，糧食降溫效果不顯著，因此后續實驗應適當考慮糧倉裝糧的高度、風機功率及風道走向下的風機位置等因素。