CN108507216B - 一种超高粮库用冷回收设备及具有该设备的储粮系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高粮库用冷回收设备及具有该设备的储粮系统，包括壳体，壳体内设置有回风腔、出风腔、送风腔和冷凝风腔，回风腔内设置有蒸发风机，回风腔和出风腔之间设置有换热器，冷凝风腔内设置有制冷系统和冷凝风机，制冷系统与冷凝风机之间设置有冷凝器，出风腔和送风腔之间设置有风腔通断机构，回风腔与送风腔与粮堆表层空间相连通，而冷凝风腔则与外环境连通。本发明既可以实现控温，又可以进行冷量回收，有效降低了全新风整仓降温时的能耗。

Description

一种超高粮库用冷回收设备及具有该设备的储粮系统

技术领域

本发明涉及粮食存储领域，尤其涉及一种超高粮库用冷回收设备及具有该设备的储粮系统。

背景技术

以浅圆仓为代表的超高粮库是粮食储藏仓房类型中的一个重要仓型之一，其优点是机械化程度高，占地面积小，广泛应用于大型港口粮库和中转型粮库，主要作为周转短期储存使用。由于其占地面积小的特点，在现在土地价值越来越高的时代，新建仓库时该特点吸引了众多客户，加之现在人力成本高，机械化越来越受重视，因此浅圆仓成为了很多新建粮库的首选仓型。在使用过程中，浅圆仓不适宜做粮食长期储备的缺点逐渐暴露出来，主要原因是浅圆仓的直径大，粮食堆高是普通高大平房仓(堆高5-8米)的4～6倍，到了夏季，粮堆温度在水平方向容易出现四周高堆芯低的特点，垂直方向受冬季通风和堆高影响又容易出现底部低顶部高的特点，加之粮堆内部的杂质影响，粮堆内部温度不均匀、水分不均匀，在超过20米的粮堆高度情况下，内部微气流循环就表现得很强烈，冷热交替间容易出现结露、粮食水分转移等险情，而如此的堆高又无法对粮食进行仟样检查，以至于很多时候是粮食出库时才发现粮食已经霉变板结等坏粮现象。而内部温度不均是微气流的主要成因，仓房顶部和四周受外界环境温度影响，特别是顶部受太阳辐射热较多，内部温度升高很快，造成粮仓顶部气体密度减小，粮堆内部空气受热上升变得容易，在仓房的内侧墙壁最先形成烟囱气流。由于粮堆内部的不均匀性，热气流动过程中可能会接触较冷的粮食，在粮食颗粒表面形成结露现象，而粮食表面对水珠的吸附张力使得水分不易挥发，较长时间后，粮食就会发霉和板结。

目前的浅圆仓主要用于短期周转粮储存所用，对少数用于长期储备粮食的仓库来讲，粮食的安全储存是个难以解决的问题。浅圆仓的主要问题是超高粮堆的温度均匀性没有得到有效解决，首先是浅圆仓自下而上或者至上而下的通风降温方式对超过20米的堆高而言本身的温度梯度较大，其次是对上万吨的粮食进行降温的能耗代价很大，再次是目前对浅圆仓的控温、降温研究不够。普通平房仓整仓降温时，使用的是循环风降温的方式，而在浅圆仓中，由于粮堆高度超高，出风口高度很高，设置回风管路，首先是管路的固定及安装很困难，其次是风管长度很长，成本及阻力损耗很大，因此，此方式无法在浅圆仓整仓降温时应用。目前最现实的方案是使用全新风对浅圆仓进行整仓降温，并在仓顶四周方向设置通风筒，多出口出风，可有效提高粮堆温度的均匀性，但全新风运行的缺点是部分冷量会随着排风被排入环境中浪费掉，能耗较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前超高粮堆的温度均匀性没有得到有效解决，使用全新风对浅圆仓进行整仓降温，并在仓顶四周方向设置通风筒，多出口出风，可有效提高粮堆温度的均匀性，但全新风运行的缺点是部分冷量会随着排风被排入环境中浪费掉，能耗较高，目的在于提供一种超高粮库用冷回收设备，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种超高粮库用冷回收设备，包括壳体，壳体内设置有回风腔、出风腔、送风腔和冷凝风腔，回风腔内设置有蒸发风机，回风腔和出风腔之间设置有换热器，冷凝风腔内设置有制冷系统和冷凝风机，制冷系统与冷凝风机之间设置有冷凝器，出风腔和送风腔之间设置有风腔通断机构，回风腔与送风腔与粮堆表层空间相连通，而冷凝风腔则与外环境连通。

进一步地，所述制冷系统包括节流元件、第二换热器、循环水泵、单向阀、四通换向阀和压缩机，所述制冷系统能够通过四通换向阀实现控温模式和冷量回收模式两种模式的切换，

四通换向阀包括D、E、S、C四个管路，压缩机通过四通换向阀将制冷剂输送到所述冷凝器实现控温，将制冷剂输送到所述第二换热器实现冷量回收。

进一步地，在所述控温模式下，所述风腔通断机构将所述出风腔与冷凝风腔断开，出风腔与送风腔连通；高温高压的气态制冷剂被所述压缩机排出后，进入所述四通换向阀的D口，被连通到C口，由于所述单向阀的作用，制冷剂流向所述冷凝器，在冷凝器中，与冷凝进风换热，并继续流向所述节流元件，再流向换热器，在换热器中，与蒸发回风进行换热，蒸发回风温度降低，变成低温的蒸发出风，并被所述蒸发风机送入出风腔与送风腔；换热后的液态制冷剂吸热变成低压的气态制冷剂，并进入四通换向阀的E口，被连通到S口，进入压缩机，在压缩机的作用下，低压气态制冷剂被加压成高温高压的气态制冷剂，以此不断循环；冷凝风腔内的冷凝进风在冷凝风机的作用下，经过冷凝器时，被冷凝器加热，成为冷凝出风，并被排入外环境中。

进一步地，在所述冷量回收模式下，所述风腔通断机构将所述出风腔与冷凝风腔连通，出风腔与送风腔断开，回风腔的冷回收进风经过换热器，被换热器升温后，经过出风腔，到达冷凝风腔，被排入外环境中；

高温高压的气态制冷剂被所述压缩机排出后，进入四通换向阀的D口，被连通到E口，制冷剂进入换热器，在其中与冷回收进风换热，冷回收进风被加热成冷回收出风，排入外环境中，而制冷剂被冷却成高压的液态制冷剂，液态制冷剂继续流向节流元件，被其节流后，变成低压的液态制冷剂，在单向阀的作用下，流向第二换热器，在其中与循环水换热，高温的循环进水被降温成为低温的循环出水，而液态制冷剂则吸热变成低压的气态制冷剂，气态制冷剂进入四通换向阀的C口，被连通到S口，进入压缩机，在压缩机的作用下，低压气态制冷剂被加压成高温高压的气态制冷剂，以此不断循环。

进一步地，所述第二换热器为板式换热器或套管换热器，但不限于这两种换热器。

一种储粮系统，包括粮库本体和整仓降温设备，粮库本体顶部设置有若干通风筒，整仓降温设备向粮库本体输入新风，所述整仓降温设备上设置有水循环管路，所述通风筒上均设置有所述的超高粮库用冷回收设备，通风筒与超高粮库用冷回收设备的回风腔和送风腔相连通，所述超高粮库用冷回收设备均与水循环管路连通。

进一步地，所述粮库本体底部设置有地上笼风道，所述整仓降温设备通过地上笼风道向粮库本体输入新风。

进一步地，所述通风筒的数量为多个，可以设置成4个、6个或8个，且沿所述粮库本体的顶部均匀分布。

上述技术方案中，冷量由水或类似液体作为介质进行输送。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种超高粮库用冷回收设备，既可以实现控温，又可以进行冷量回收。具有该冷回收设备的储粮系统，可使冷回收设备在控温模式时，对浅圆仓内表层空间进行降温；冷回收设备工作在冷量回收模式时，可在整仓降温设备进行全新风整仓降温时，对排风进行冷量回收，将回收的冷量通过水循环管路输送给整仓降温设备，有效降低了全新风整仓降温时的能耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为冷回收设备工作在控温模式时的结构示意图；

图2为冷回收设备工作在冷量回收模式时的结构示意图；

图3为冷回收设备工作在控温模式时的制冷系统流程示意图；

图4为冷回收设备工作在冷量回收模式时的制冷系统流程示意图；

图5为具有冷回收设备的储粮系统结构示意图；

图6为粮库本体俯视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-蒸发风机，2-换热器，3-节流元件，4-第二换热器，5-循环水泵，6-单向阀，7-冷凝器，8-冷凝风机，9-四通换向阀，10-压缩机，11-风腔通断机构，12-壳体，13-回风腔，14-出风腔，15-送风腔，16-冷凝风腔，201-粮库本体，202-整仓降温设备，203-通风筒，204-水循环管路，205-地上笼风道；

图中箭头表示风向或制冷剂流向，其中，A1表示蒸发回风，A2表示蒸发出风，B1表示冷凝进风，B2表示冷凝出风，C1表示冷回收进风，C2表示冷回收出风，D1表示进水，D2表示出水。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，一种超高粮库用冷回收设备，包括壳体12，壳体12内设置有回风腔13、出风腔14、送风腔15和冷凝风腔16，回风腔13内设置有蒸发风机1，回风腔13和出风腔14之间设置有换热器2，冷凝风腔16内设置有制冷系统和冷凝风机8，制冷系统与冷凝风机8之间设置有冷凝器7，出风腔14和送风腔15之间设置有风腔通断机构11，回风腔13与送风腔15与粮堆表层空间相连通，而冷凝风腔16则与外环境连通。

风腔通断机构11具有两种工作状态，在第一种状态下，风腔通断机构11将出风腔14与冷凝风腔16断开，同时连通了出风腔14与送风腔15；在第二种状态下，风腔通断机构11将出风腔14与冷凝风腔16连通，同时断开了出风腔14与送风腔15。

制冷系统包括节流元件3、第二换热器4、循环水泵5、单向阀6、四通换向阀9和压缩机10，制冷系统能够通过四通换向阀9实现控温模式和冷量回收模式两种模式的切换，四通换向阀9包括D、E、S、C四个管路，压缩机10通过四通换向阀9将制冷剂输送到冷凝器7实现控温，将制冷剂输送到第二换热器4实现冷量回收。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对本发明进行进一步说明。

如图1、图3所示，在控温模式下，风腔通断机构11将出风腔14与冷凝风腔16断开，出风腔14与送风腔15连通；高温高压的气态制冷剂被压缩机10排出后，进入四通换向阀9的D口，被连通到C口，由于单向阀6的作用，制冷剂流向冷凝器7，在冷凝器7中，与冷凝进风换热，并继续流向节流元件3，再流向换热器2，在换热器2中，与蒸发回风A1进行换热，蒸发回风温度降低，变成低温的蒸发出风A2，并被蒸发风机1送入出风腔14与送风腔15；换热后的液态制冷剂吸热变成低压的气态制冷剂，并进入四通换向阀9的E口，被连通到S口，进入压缩机10，在压缩机10的作用下，低压气态制冷剂被加压成高温高压的气态制冷剂，以此不断循环；冷凝风腔16内的冷凝进风B1在冷凝风机8的作用下，经过冷凝器7时，被冷凝器7加热，成为冷凝出风B2，并被排入外环境中。

简单而言，即粮库内的热量被制冷剂带出，在设备的作用下排入外界环境中。在此工作状态中，板式换热器4不工作，循环水泵5也不工作。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上，对本发明进行进一步说明。

如图2、图4所示，在冷量回收模式下，风腔通断机构11将出风腔14与冷凝风腔16连通，出风腔14与送风腔15断开，回风腔13的冷回收进风经过换热器2，被换热器2升温后，经过出风腔14，到达冷凝风腔16，被排入外环境中；

高温高压的气态制冷剂被压缩机10排出后，进入四通换向阀9的D口，被连通到E口，制冷剂进入换热器2，在其中与冷回收进风C1换热，冷回收进风C1被加热成冷回收出风C2，排入外环境中，而制冷剂被冷却成高压的液态制冷剂，液态制冷剂继续流向节流元件3，被其节流后，变成低压的液态制冷剂，在单向阀6的作用下，流向第二换热器4，在其中与循环水换热，高温的循环进水D1被降温成为低温的循环出水D2，可经过出水管流入整仓降温设备202，而液态制冷剂则吸热变成低压的气态制冷剂，气态制冷剂进入四通换向阀9的C口，被连通到S口，进入压缩机10，在压缩机10的作用下，低压气态制冷剂被加压成高温高压的气态制冷剂，以此不断循环。

简单而言，即冷回收进风C1中的冷量被制冷剂带出，在设备的作用下，转移到循环水中，并被循环水带到整仓降温设备中，降低整仓降温设备的能耗。在此工作状态中，冷凝器7不工作，冷凝风机8处于关闭状态。

上述技术方案中，第二换热器4为板式换热器或套管换热器，但不限于这两种换热器。

实施例4

如图5、图6所示，一种储粮系统，包括粮库本体201和整仓降温设备202，粮库本体201顶部设置有若干通风筒203，整仓降温设备202向粮库本体201输入新风，整仓降温设备202上设置有水循环管路204，通风筒203上均设置有实施例1～3中任意一实施例所述的超高粮库用冷回收设备，通风筒203与超高粮库用冷回收设备的回风腔13连通、送风腔15相断开，超高粮库用冷回收设备均与水循环管路204连通，通过制冷系统的作用，以及超高粮库用冷回收设备与整仓降温设备202之间的水循环，可实现粮库冷量的回收。

上述技术方案中，粮库本体201底部设置有地上笼风道205，整仓降温设备202通过地上笼风道205向粮库本体201输入新风；通风筒203的数量为多个，且沿粮库本体201的顶部均匀分布。

为便于理解，将储粮系统的工作原理简介如下，整仓降温设备202安装在地面，在应用于超高粮库储粮时，将降温后的全新风输入进粮库的地上地上笼风道205或类似装置中，并被其均匀分散到粮堆地面各处，低温新风给粮堆降温后，到达仓顶空间，从仓顶分散布置的通风筒203中被排出，此时的排风温度仍然比环境温度低5～10℃，排风的冷量则由安装在通风筒203上的冷回收设备进行回收，多个通风筒203对应多个冷回收设备，并由水循环管路204提供给整仓降温设备202进行利用；上述技术方案中，冷量由水或类似液体作为介质进行输送。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超高粮库用冷回收设备，其特征在于，包括壳体(12)，壳体(12)内设置有回风腔(13)、出风腔(14)、送风腔(15)和冷凝风腔(16)，回风腔(13)内设置有蒸发风机(1)，回风腔(13)和出风腔(14)之间设置有换热器(2)，冷凝风腔(16)内设置有制冷系统和冷凝风机(8)，制冷系统与冷凝风机(8)之间设置有冷凝器(7)，出风腔(14)和送风腔(15)之间设置有风腔通断机构(11)，回风腔(13)与送风腔(15)与粮堆表层空间相连通，而冷凝风腔(16)则与外环境连通；

所述制冷系统包括节流元件(3)、第二换热器(4)、循环水泵(5)、单向阀(6)、四通换向阀(9)和压缩机(10)，所述制冷系统能够通过四通换向阀(9)实现控温模式和冷量回收模式两种模式的切换，四通换向阀(9)包括D、E、S、C四个管路，压缩机(10)通过四通换向阀(9)将制冷剂输送到所述冷凝器(7)实现控温，将制冷剂输送到所述第二换热器(4)实现冷量回收。

2.根据权利要求1所述的一种超高粮库用冷回收设备，其特征在于，在所述控温模式下，所述风腔通断机构(11)将所述出风腔(14)与冷凝风腔(16)断开，出风腔(14)与送风腔(15)连通；高温高压的气态制冷剂被所述压缩机(10)排出后，进入所述四通换向阀(9)的D口，被连通到C口，由于所述单向阀(6)的作用，制冷剂流向所述冷凝器(7)，在冷凝器(7)中，与冷凝进风换热，并继续流向所述节流元件(3)，再流向换热器(2)，在换热器(2)中，与蒸发回风进行换热，蒸发回风温度降低，变成低温的蒸发出风，并被所述蒸发风机(1)送入出风腔(14)与送风腔(15)；换热后的液态制冷剂吸热变成低压的气态制冷剂，并进入四通换向阀(9)的E口，被连通到S口，进入压缩机(10)，在压缩机(10)的作用下，低压气态制冷剂被加压成高温高压的气态制冷剂，以此不断循环；冷凝风腔(16)内的冷凝进风在冷凝风机(8)的作用下，经过冷凝器(7)时，被冷凝器(7)加热，成为冷凝出风，并被排入外环境中。

3.根据权利要求1所述的一种超高粮库用冷回收设备，其特征在于，在所述冷量回收模式下，所述风腔通断机构(11)将所述出风腔(14)与冷凝风腔(16)连通，出风腔(14)与送风腔(15)断开，回风腔(13)的冷回收进风经过换热器(2)，被换热器(2)升温后，经过出风腔(14)，到达冷凝风腔(16)，被排入外环境中；

高温高压的气态制冷剂被所述压缩机(10)排出后，进入四通换向阀(9)的D口，被连通到E口，制冷剂进入换热器(2)，在其中与冷回收进风换热，冷回收进风被加热成冷回收出风，排入外环境中，而制冷剂被冷却成高压的液态制冷剂，液态制冷剂继续流向节流元件(3)，被其节流后，变成低压的液态制冷剂，在单向阀(6)的作用下，流向第二换热器(4)，在其中与循环水换热，高温的循环进水被降温成为低温的循环出水，而液态制冷剂则吸热变成低压的气态制冷剂，气态制冷剂进入四通换向阀(9)的C口，被连通到S口，进入压缩机(10)，在压缩机（10）的作用下，低压气态制冷剂被加压成高温高压的气态制冷剂，以此不断循环。

4.根据权利要求1或3所述的一种超高粮库用冷回收设备，其特征在于，所述第二换热器(4)为板式换热器或套管换热器。

5.一种储粮系统，包括粮库本体(201)和整仓降温设备(202)，粮库本体(201)顶部设置有若干通风筒(203)，整仓降温设备(202)向粮库本体(201)输入新风，其特征在于，所述整仓降温设备(202)上设置有水循环管路(204)，所述通风筒(203)上均设置有权利要求1～4中任意一项所述的超高粮库用冷回收设备，通风筒(203)与超高粮库用冷回收设备的回风腔(13)和送风腔(15)相连通，所述超高粮库用冷回收设备均与水循环管路(204)连通。

6.根据权利要求5所述的一种储粮系统，其特征在于，所述粮库本体(201)底部设置有地上笼风道(205)，所述整仓降温设备(202)通过地上笼风道(205)向粮库本体(201)输入新风。

7.根据权利要求5所述的一种储粮系统，其特征在于，所述通风筒(203)的数量为多个，且沿所述粮库本体(201)的顶部均匀分布。