CN104429410A - 基于脉动热管技术的粮库散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于脉动热管技术的粮库散热系统，其特征在于：包括脉动热管组件、粮仓和鼓风机，脉动热管组件包括加热段和冷却段，加热段插入粮仓内的粮堆中下部，冷却段位于粮堆的外部，鼓风机安装于能够向脉动热管组件的冷却段吹送冷风的位置。本发明是目前国内首次提出采用新型脉动热管技术来对粮库中的粮堆进行散热和降温，相比传统的散热方式，可以直接将粮仓中下部的热量传递出去，有效避免粮仓中下部温度过高而导致粮食品质变坏的现象。本发明系统结构简单，便于安装和维护，热管能够自动启动和运行，热管所占体积小但传递热量大，粮堆的整体散热效果好，不存在局部温度过高的现象，系统具有适应性和通用性强，能耗低但换热效率高等优点。

Description

基于脉动热管技术的粮库散热系统

技术领域

本发明属于粮库散热和热管技术领域，涉及一种基于新型脉动热管技术的粮库散热系统及装置。

背景技术

粮食储备对于国民经济持续稳定的发展具有重要意义。在粮食仓储过程中，粮堆中粮食的温度是粮情监测和确保粮食品质的主要参数。为了确保粮食温度在安全范围内，通常采用冷却机将粮库内的空气进行冷却，使用鼓风机向粮库内吹入适合粮食存放温度的空气，实现粮食的低温储藏。然而由于粮库内用来存放粮食的粮仓一般体积非常大，粮仓可以分为上中下三个部分，一般空气冷却只能确保粮仓上面部分粮食的温度在安全范围，而粮仓中部和底部由于粮食散发的热量无法有效排放出去，导致温度过高而粮食发生腐烂变质。

这种情况随着城市化进程的加快，粮库仓容规模的增大而进一步恶化。目前，全国共有粮库31275个，其中中央储备粮直属库近300个，其他均为代属库、省、市及地属储备库。其中仓容规模在2.5万吨(不含2.5)以下的粮库29157个，占粮库总数的93.2％，2.5～5万吨(不含5，下同)的粮库1127个，占粮库总数的3.6％，5～10万吨的粮库679个，占粮库总数的2.2％，10万吨(含10万)以上的粮库312个，占粮库总数的1％。可见大型粮库的粮食安全已成为一个亟待解决的重大问题，急需采用一种更为先进的散热技术来实现粮库的高效散热。

热管是一种高效的传热部件，被称为热的“超导体”。热管已成功地应用于航天器热控制、电子设备冷却、余热回收、太阳能热水器、永久冻土层的稳定以及地热利用等具有传热需求的所有方面。热管换热器结构简单、无动力部件，它通过管内工作介质的相变所产生的潜热来传递热量，因此相比其他技术而言，它的优势是无需消耗额外的能量就可以实现全自动的工作，并且有很高的传热效率，节能效果明显。脉动热管是热管家族中结构最为简单的一类热管，具有成本低、传热效率高和布置灵活等优点，可以满足粮仓散热的需求。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于新型脉动热管技术的粮库散热系统及装置，将脉动热管组件直接插入粮库的粮堆中，通过热管将粮堆中淤积的热量快速输送到粮堆外部，降低粮堆内部尤其是中下部的温度，有效避免粮仓中下部温度过高而导致粮食品质变坏的现象。

本发明的基于脉动热管技术的粮库散热系统包括脉动热管组件、粮仓和鼓风机，所述脉动热管组件包括加热段和冷却段，所述加热段插入所述粮仓内的粮堆中下部，所述冷却段位于所述粮堆的外部，所述鼓风机安装于能够向所述脉动热管组件的冷却段吹送冷风的位置。

优选所述脉动热管组件包括多排脉动热管，每排脉动热管都由一条细长的金属管构成，通过将该细长的金属管弯成多个U型的形状而布置成一个圆圈，并将其插入所述粮堆中，各排所述脉动热管之间隔开一定的间隔以同心圆的方式进行布置。

优选所述脉动热管的材质为铝管、不锈钢管或铜管，热管工质为氨、乙醇、甲醇、丙酮或水。

本发明具有以下优点：

1)系统中热管的加热段的底部直接插入粮堆中下部，冷却段位于粮仓外面，可以将粮堆上、中、下三个部分产生的热量快速输送到热管的冷柜段，然后由冷气流带走。因此本发明相比传统的散热方式，可以直接将粮仓中下部的热量传递出去，有效避免粮仓中下部温度过高而导致粮食品质变坏的现象。

2)系统中脉动热管组件由多排脉动热管组成，它们可以均匀地分布于整个粮仓中，并且脉动热管为细长的金属管，体积较小，所占用的粮仓体积较小，因此本发明具有占体积小但传递热量大，整个粮堆的散热效果好，不存在局部温度过高的优点。

3)系统结构简单，便于安装和维护，对机房所处位置和安装条件的要求都很低，适应性和通用性很强，热管能够自动启动和运行，无需额外动力和功率消耗，能耗低但换热效率高。

附图说明

图1为一种基于新型脉动热管技术的粮库散热系统的系统结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

如图1所示，一种基于新型脉动热管技术的粮库散热系统，包括脉动热管组件1、粮堆2、粮仓3、冷空气4和鼓风机5等组成。脉动热管组件1的加热段插入粮堆2的中下部，脉动热管组件1的冷却段位于粮堆2的外部。鼓风机5吹动粮库内的冷空气4从脉动热管组件1的冷却段表面流过。脉动热管组件1由多排脉动热管组成，每排脉动热管都由一条细长的金属管构成，通过将该细长的金属管弯成多个U型的形状而布置成一个圆圈，然后插入粮堆2中，各排脉动热管之间隔开一定的间隔以同心圆的方式进行布置，因此脉动热管组件1可以均匀地分布于整个粮仓3中。由于脉动热管为细长的金属管，体积较小，所以它们占用的粮仓体积较小。脉动热管的材质为铝管、不锈钢管或铜管，热管工质为氨、乙醇、甲醇、丙酮或水。

本发明的一种基于新型脉动热管技术的粮库散热系统的工作过程如下：

1)粮堆2有氧呼吸产生的热量大量淤积在粮堆2的中下部，造成粮堆2的中下部温度过高。脉动热管组件1的加热段在高温的加热下，加热段的工质吸收热量汽化产生相变，脉动热管组件1自动启动工作，工质开始从加热段向冷却段移动，并最终形成循环流动。

2)脉动热管组件1中的工质在冷却段受冷产生相变，工质由气态冷凝成液态，放出热量。液态工质在循环过程中又被重新带到脉动热管组件1的加热段受热产生汽化，如此循环反复，粮堆2中的热量被脉动热管组件1从加热段不断地转移到了脉动热管组件1的冷却段。

3)鼓风机5吹动粮库内的冷空气4从脉动热管组件1的冷却段表面流过，热量从脉动热管组件1的冷却段换热给冷空气，从而由粮堆2上、中、下三个部位输送来的热量最终都被冷空气4带走。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本发明的技术范畴。

Claims (3)

1.一种基于脉动热管技术的粮库散热系统，其特征在于：包括脉动热管组件、粮仓和鼓风机，所述脉动热管组件包括加热段和冷却段，所述加热段插入所述粮仓内的粮堆中下部，所述冷却段位于所述粮堆的外部，所述鼓风机安装于能够向所述脉动热管组件的冷却段吹送冷风的位置。

2.根据权利要求1所述的基于脉动热管技术的粮库散热系统，其特征在于：所述脉动热管组件包括多排脉动热管，每排脉动热管都由一条细长的金属管构成，通过将该细长的金属管弯成多个U型的形状而布置成一个圆圈，并将其插入所述粮堆中，各排所述脉动热管之间隔开一定的间隔以同心圆的方式进行布置。

3.根据权利要求1或2所述的基于脉动热管技术的粮库散热系统，其特征在于：所述脉动热管的材质为铝管、不锈钢管或铜管，热管工质为氨、乙醇、甲醇、丙酮或水。