CH661115A5

CH661115A5 - METHOD FOR THE STEP-BY-STEP COOLING OF AGRICULTURAL SHOCK GOODS IN SILOS AND WAREHOUSES.

Info

Publication number: CH661115A5
Application number: CH7446/82A
Authority: CH
Inventors: Albert Schuetz
Original assignee: Escher Wyss Gmbh
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1987-06-30
Also published as: SE8307084L; IT8324204A0; SE8307084D0; AT392690B; FR2538137B3; ES8500550A1; ATA394483A; DE3248470A1; FR2538137A1; IT1194520B; ES527605A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stufenweisen Kühlen von landwirtschaftlichen Schüttgütern z.B. Körnerfrüchten in Silos oder Lagerhallen gemäss Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a method for the gradual cooling of agricultural bulk goods e.g. Grains in silos or warehouses according to the preamble of claim 1.

Unter einem Kühlgerät wird ein Aggregat verstanden, das aus einer Kältemaschine und einer Luftfördereinrichtung mit einem Gebläse und einem Kühler besteht, welcher gleichzeitig der Verdampfer der Kältemaschine ist. A cooling device is understood to mean an assembly that consists of a refrigeration machine and an air delivery device with a blower and a cooler, which is also the evaporator of the refrigeration machine.

Bei der Kühlkonservierung von landwirtschaftlichen Schüttgütern unmittelbar nach der Ernte kommt es auf eine möglichst schnelle Abkühlung an, damit das Schüttgut, z.B. Körnerfrüchte, nicht verdirbt. When preserving refrigerated agricultural bulk goods immediately after harvesting, cooling as quickly as possible is important so that the bulk goods, e.g. Grains, not spoiled.

Andererseits soll ein Gewichtsverlust des erntefeucht eingelagerten Schüttgutes möglichst vermieden werden, so dass mit dem Kühlvorgang keine Trocknung verbunden ist, die über die zur Haltbarkeit erforderliche Trockenheit hinausgeht. On the other hand, a loss of weight of the bulk material stored in a harvest-moist manner should be avoided as far as possible, so that the cooling process does not involve drying that goes beyond the dryness required for durability.

Die bekannten Kühlverfahren verwenden Kühlgeräte, die die in den Silos oder Schütthallen gelagerten Schüttgüter mit einem Kaltluftstrom beschicken, der die zur haltbaren Lagerung erforderliche Temperatur besitzt. Nach einer gewissen Belüftungszeit, die bei gegebenem Lagerinhalt von der Leistungsfähigkeit des Kühlgerätes abhängt, hat der gesamte Lagerinhalt die Einblastemperatur angenommen. The known cooling methods use cooling devices that feed the bulk goods stored in the silos or bulk halls with a stream of cold air that has the temperature required for durable storage. After a certain ventilation time, which depends on the performance of the cooling unit for a given stock, the entire stock has taken on the blowing temperature.

Die Höhe dieser vorgewählten Temperatur hängt von der gewünschten Lagerdauer und von der Feuchtigkeit des gelagerten Schüttgutes ab. The level of this preselected temperature depends on the desired duration of storage and the humidity of the stored bulk goods.

Beim Kühlvorgang wird der Frischluft Wasser entzogen, d.h. die Frischluft hat nach dem Kühlen einen geringeren absoluten Wassergehalt. During the cooling process, water is extracted from the fresh air, i.e. the fresh air has a lower absolute water content after cooling.

Wenn nun diese gekühlte Frischluft, im folgenden mit Kaltluft bezeichnet, in einen Silo oder eine Lagerhalle eintritt, erwärmt sie sich durch Wärmeaustausch mit dem wärmeren Schüttgut z.B. Getreide. Die so erwärmte Kaltluft nimmt beim Wärmeübergang Wasserdampf auf, d.h. sie entzieht dem Schüttgut Feuchtigkeit. If this cooled fresh air, hereinafter referred to as cold air, enters a silo or a warehouse, it heats up through heat exchange with the warmer bulk material, e.g. Grain. The cold air thus heated absorbs water vapor during the heat transfer, i.e. it extracts moisture from the bulk material.

Der Feuchtigkeitsentzug ist über die Schütthöhe ungleich-mässig d.h. am Eintritt der Kaltluft grösser als am Austritt. Dieser Trocknungseffekt ist, wie eingangs erwähnt, unerwünscht. Dehumidification is uneven across the bed height, i.e. larger at the inlet of the cold air than at the outlet. As mentioned at the beginning, this drying effect is undesirable.

Um diesen Trocknungseffekt in den für die Haltbarkeit des Schüttgutes vorgegebenen Grenzen zu halten, ist schon vorgeschlagen worden, die Kühlung des Schüttgutes stufenweise vorzunehmen. In order to keep this drying effect within the limits specified for the durability of the bulk material, it has already been proposed to cool the bulk material in stages.

Bei dieser Verfahrensweise wird von Hand stufenweise der Sollwert eines Reglers verstellt, der die Temperatur der eingeblasenen Kaltluft dadurch reguliert, dass er über die Verstellung einer Luftklappe die geförderte Luftmenge an die zur Verfügung stehende Kälteleistung anpasst. With this procedure, the setpoint of a controller is gradually adjusted by hand, which regulates the temperature of the cold air that is blown in by adjusting the air volume to the available cooling capacity by adjusting an air flap.

Wenn beispielsweise das Schüttgut und auch die Umgebungsluft eine Temperatur von 25°C aufweist, die Lagertemperatur aber zum Beispiel 10°C betragen soll, so kann in einer ersten Stufe Kaltluft mit einer Temperatur von 20°C eingeblasen werden. Durch die geringere erforderliche Abkühlung der Kaltluft im Kühlgerät können mit einer gegebenen Kälteleistung grössere Luftmengen abgekühlt werden, was zu einer bedeutenden Beschleunigung des Abkühlvor-ganges führt. If, for example, the bulk material and the ambient air are at a temperature of 25 ° C, but the storage temperature should be, for example, 10 ° C, cold air at a temperature of 20 ° C can be blown in in a first stage. Due to the lower cooling of the cold air in the cooling device, larger amounts of air can be cooled with a given cooling capacity, which leads to a significant acceleration of the cooling process.

Wenn nach einer gewissen Zeit das Schüttgut, das sich vom Bodenbereich des Silos bzw. der Lagerhalle aus über die gesamte Schütthöhe, die mehrere Meter betragen kann, und die im folgenden mit Kühlstrecke bezeichnet wird, auf die Kaltlufttemperatur von z.B. 20°C abgekühlt hat, wird von Hand am Regler die neue Sollwerttemperatur, im Beispiel von 10°C eingestellt, und die zweite Kühlstufe, im Beispiel die Endstufe, begonnen, wobei die Kaltluftmenge an die Kälteleistung der Kältemaschine von einem Regler wieder entsprechend angepasst wird. If after a certain time the bulk material, which extends from the floor area of the silo or the warehouse over the entire bulk height, which can be several meters, and which is referred to below as the cooling section, to the cold air temperature of e.g. Has cooled down to 20 ° C, the new setpoint temperature, in the example of 10 ° C, is set manually on the controller and the second cooling stage, in the example the final stage, is started, with the amount of cold air being adjusted accordingly by the controller to the cooling capacity of the chiller .

Diese Betriebsweise ist umständlich und nicht sicher, da sie eine gewissenhafte Überwachung derTemperatur im Silo bzw. der Lagerhalle und Betätigung des Reglers von Hand durch das Bedienungspersonal erfordert. This mode of operation is cumbersome and not safe since it requires careful monitoring of the temperature in the silo or the warehouse and manual operation of the controller by the operating personnel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale stufenweise Kühlung von in Silos oder Lagerhallen befindlichen landwirtschaftlichen Schüttgütern zu erzielen, die frei von menschlichem Versagen ist und auch auf einfache Weise ein Kühlverfahren ermöglicht, das aus wirtschaftlichen Gründen in einer grösseren Anzahl von aufeinander folgenden Stufen erfolgen kann. The invention has for its object to achieve an optimal gradual cooling of agricultural bulk goods located in silos or warehouses, which is free of human error and also allows a cooling process in a simple manner, which for economic reasons take place in a larger number of successive stages can.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved with the help of the features specified in the characterizing part of claim 1.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Temperatur des Schüttgutes mit einem Temperaturfühler gemessen wird, und diese Temperatur als Führungsgrösse dem Regelsystem aufgegeben wird. An advantageous embodiment of the invention can consist in that the temperature of the bulk material is measured with a temperature sensor, and this temperature is given to the control system as a control variable.

Eine andere vereinfachte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Sollwert des Regelsystems mittels eines Stufenschaltgerätes abhängig von derTemperatur des Schüttgutes automatisch nachgestellt wird. Another simplified embodiment of the invention can consist in that the setpoint of the control system is automatically adjusted by means of a tap changer depending on the temperature of the bulk material.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. The invention is explained below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt in schematischer Ausführungsweise eine Vorrichtung zur automatischen, stufenweisen Kühlung von Schüttgütern, wobei die Führungsgrösse des Regelsystems mit Hilfe eines am Ende der Kühlstrecke eines Silos angeordneten Temperaturfühlers ermittelt wird. 1 shows a schematic embodiment of a device for the automatic, gradual cooling of bulk materials, the control variable of the control system being determined with the aid of a temperature sensor arranged at the end of the cooling section of a silo.

Fig. 2 zeigt ein Detail einer weiteren Ausführungsform, bei der der Sollwert des Regelsystems mittels eines Stufenschaltgerätes abhängig von derTemperatur am Ende der Kühlstrecke eines Silos automatisch verändert wird. Fig. 2 shows a detail of a further embodiment in which the setpoint of the control system is automatically changed by means of a step switch depending on the temperature at the end of the cooling section of a silo.

Von einem mit Kaltluftventilator bezeichneten Ventilator 1 wird Frischluft aus der Umgebung angesaugt und durch eine Leitung 2 in einen Verdampfer 3 eines Kältekreislaufes befördert und dort auf die gewünschte Temperatur gekühlt. Von hier aus wird die gekühlte Luft durch eine Leitung 4 in einen Silo 5 befördert, in dem beispielsweise Getreide gelagert ist. Fresh air is sucked in from the surroundings by a fan 1 designated as a cold air fan and is conveyed through a line 2 into an evaporator 3 of a refrigeration cycle and cooled there to the desired temperature. From here, the cooled air is conveyed through a line 4 into a silo 5, in which, for example, grain is stored.

Der Kältekreislauf der Kältemaschine weist in bekannter Weise ausser dem Verdampfer 3 einen Verdichter 6, einen Kondensator 7 auf, durch welchen das Kondensationsmittel, z.B. Luft, geleitet und von einem Ventilator 8 in die Atmosphäre befördert wird. Das verflüssigte Kältemittel, z.B. The refrigeration circuit of the refrigeration machine has, in a known manner, in addition to the evaporator 3, a compressor 6, a condenser 7, through which the condensing agent, e.g. Air, directed and carried into the atmosphere by a fan 8. The liquefied refrigerant, e.g.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

661115 661115

Freon 22 (CH Cl F2), wird in einen Kältemittelsammler 9 eingeleitet und von hierdurch eine Leitung 10, in der ein Expansionsventil 11 angeordnet ist, dem Verdampfer 3 zugeführt. Freon 22 (CH Cl F2) is introduced into a refrigerant collector 9 and from there a line 10, in which an expansion valve 11 is arranged, is fed to the evaporator 3.

In der Leitung 4 ist ein Temperaturfühler 12 für die Kaltluft angeordnet, dessen Messwert als Istwert einem Regler 13 aufgegeben wird. A temperature sensor 12 for the cold air is arranged in line 4, the measured value of which is given to a controller 13 as the actual value.

Dieser Regler 13 steht in Verbindung mit dem Stellmotor 14, der in der Leitung 2 angeordneten Luftklappe 15. Der Regler 13 steht weiterhin mit einem Temperaturfühler 16 in Verbindung, der am oberen Ende der Kühlstrecke im Silo 5 angeordnet ist. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass dieser Temperaturfühler etwas unterhalb des oberen Niveaus des Schüttgutes angeordnet ist, da er sonst einen Messwert anzeigt, der durch die Umgebungstemperatur verfälscht wird. This controller 13 is connected to the servomotor 14, the air flap 15 arranged in the line 2. The controller 13 is also connected to a temperature sensor 16 which is arranged in the silo 5 at the upper end of the cooling section. It should be pointed out here that this temperature sensor is arranged somewhat below the upper level of the bulk material, since otherwise it indicates a measured value which is falsified by the ambient temperature.

Die vom Temperaturfühler 16, z.B. einem Widerstandsthermometer, gemessene Temperatur wirkt sich über dessen veränderlichen Widerstand als Führungsgrösse auf den Sollwert des Reglers 13 in der Weise aus, dass bei sinkender Temperatur am Austritt des Silos 5 der Sollwert des Reglers 13 abgesenkt wird. The temperature sensor 16, e.g. a resistance thermometer, the measured temperature, via its variable resistance, acts as a reference variable on the setpoint of the controller 13 in such a way that when the temperature at the outlet of the silo 5 drops, the setpoint of the controller 13 is lowered.

Zu Beginn des Kühlverfahrens wird Kaltluft mit einer Temperatur in den Silo eingeblasen, die beispielsweise bei einer Temperatur von 25°C des Schüttgutes durch Regelung der Luftmenge vom Regler 13 über eine entsprechende Einstellung der Luftklappe 15 auf 20°C eingeregelt wird. At the beginning of the cooling process, cold air is blown into the silo at a temperature which is regulated, for example, at a temperature of 25 ° C. of the bulk material by regulating the air quantity by the controller 13 via a corresponding setting of the air flap 15 to 20 ° C.

Sobald die Temperatur des Lagergutes am Ende der Kühl-s strecke d.h. am Temperaturfühler 16 zu sinken beginnt, wird diese Temperaturveränderung als Führungsgrösse in den Regler 13 eingegeben, was zu einer kontinuierlichen Absenkung des Sollwertes im Regler 13 und der jeweils entsprechenden Einstellung der Luftmenge führt. As soon as the temperature of the stored goods at the end of the cooling section begins to decrease at the temperature sensor 16, this temperature change is entered as a reference variable in the controller 13, which leads to a continuous lowering of the setpoint in the controller 13 and the corresponding adjustment of the air volume.

10 Bei diesem automatisch ablaufenden Verfahren kann ausserdem in der für den Verderb kritischen Anfangsphase eine schnelle Abkühlung erreicht werden, ohne dass durch Belüften mit zu kalter Luft, die, wie eingangs erwähnt, einen geringen Wassergehalt hat, eine unerwünschte Trocknung 15 einhergeht. 10 With this automatic process, rapid cooling can also be achieved in the initial phase, which is critical for spoilage, without undesired drying 15 being associated with ventilation with excessively cold air, which, as mentioned at the beginning, has a low water content.

Eine weitere Variante des anhand der Fig. 1 beschriebenen Verfahrens kann darin bestehen, dass der Temperaturfühler 16 auf ein Stufenschaltgerät 18 wirkt, das abhängig von der am Austritt des Silos 5 gemessenen Temperatur stufenweise 20 den Sollwert am Regler 13 absenkt. A further variant of the method described with reference to FIG. 1 can consist in that the temperature sensor 16 acts on a tap changer 18 which, depending on the temperature measured at the outlet of the silo 5, gradually lowers the setpoint value at the controller 13.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt dieser Variante, wobei die anderen Teile der Gesamtanlage ebenfalls wie in Fig. 1 ausgebildet sein können. FIG. 2 shows a section of this variant, the other parts of the overall system also being able to be designed as in FIG. 1.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

661 115

1. Method for the gradual cooling of agricultural bulk goods e.g. Grains in silos or warehouses with a cooling device that cools the supplied fresh air and in which a control system regulates the air volume, characterized in that the setpoint of the control system is automatically adjusted depending on the temperature of the bulk material at the end of the cooling section and the temperature according to the control deviation the cold air is regulated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the bulk material is measured with a temperature sensor and this temperature is continuously fed to the control system as a control variable.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the bulk material is measured with a temperature sensor and this temperature is gradually given as a control variable to the control system.