CN109937717A - 大直径立筒仓渗流通风控温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径立筒仓渗流通风控温系统，包括设置在仓体上部与风机相连通的环形风管和设置在仓体底部的地笼，所述地笼通过空气分配箱与风机相连通；所述环形风管的管壁为阻燃涤纶织物布；所述地笼为开孔率不同的多节组合式环形结构。本发明利用价格相对便宜的轻质“织物风管”和特殊设计的金属地笼，实现上部风管渗流送风，底部环形变开孔率风道贴壁回风，对粮堆“热皮”区域进行针对性的局部通风降温，保障了在粮堆中形成上部渗流‑贴壁回流的气流组织形式，使冷空气仅流经“热皮”区域，之后，温度升高湿度增加的气流从粮仓底部经排风装置排出，不会在“冷芯”区域造成结露现象，实现了绿色、节能、安全储粮。
Description
技术领域
本发明涉及大直径存储仓的通风降温，尤其是涉及一种大直径立筒仓渗流通风控温系统。
背景技术
在一年期以上的储粮过程中，粮食在秋、冬季入仓后，夜间利用机械通风对粮堆进行降温，可以使粮食以较低的温度（15-20℃）安全越冬；但是春、夏季受外部环境温度升高的影响，粮堆受热，外部热量通过围护结构从粮堆表层向粮堆内部传递，由于粮食本身并不具有很好的导热性能，粮堆会出现“热皮冷芯”现象。现阶段粮仓中虽然采用了各种不同形式的通风系统，但其技术本质仍然是整仓通风，难以对“热皮”区域的温升进行针对性的有效控制。
目前对高大平房仓控制“热皮”升温的技术方案主要有：(1)在粮仓地面均匀铺设地笼，通过机械循环送入冷风，同时在粮面以上的仓房壁面上装设排风机，对粮堆进行冷却。（2）在仓房上部壁面装设送风装置（通常为喷口形式），通过粮仓下部均匀铺设的地笼或地沟进行回风。
对筒仓、浅圆仓控制“热皮”升温的技术方案主要有：（1）采用在粮仓壁面（一般位于粮面以下，粮堆上部）装设一层环形通风管，在粮面上部装设回风/排风机。（2）在粮堆内部分两或三层装设环形风管，采用上/下部送风，下/上部回风（或排风）。
上述现有技术采用的方法虽然也能解决粮堆的“热皮”现象，但其实现方式都属于整仓通风。
由于现有技术对粮堆“热皮冷芯”现象进行控制均是采取整仓通风降温，系统的配置方式使气流组织尽量均匀地通过整个粮堆，不能区分已升温需要冷却的“热皮”区域和依然处于低温（或准低温）状态并不需要通风降温的“冷芯”区域。这时，机械送风送入的冷气流经过“热皮”区域后，温度会明显升高，湿度快速增加，这股湿热气流在堆粮中遇到“冷芯”低温区域时极易产生结露，从而导致粮食霉变，危及储粮安全。特别在筒仓和浅圆仓中这一现象尤其突出。
由于粮堆“热皮”区域相对于整个堆体积所占据的比例很小，整仓通风会造成巨大的能源浪费。平房仓中，“热皮”厚度约在距檐墙0.3-0.5m以内，在立筒仓和浅圆仓中大约为距仓壁0.5m的厚度范围。我国粮食平房仓单仓建筑面积以60×24m较为多见，筒仓和浅圆仓直径多在24m以内范围，大直径立筒仓是近年出现的新仓型，其直径可达30m~45m以上。显然，整仓通风能耗可达实际必要能耗的15.2-17.5倍，运行成本高。同时均匀铺设地上笼或者分层设置环形风道金属材料消耗量大，施工成本高、后期维护工作量多。对大直径立筒仓而言，由于粮堆侧压力的影响，对材料的受力性能会提出更高的要求，故大量采用常规风道，可显著增加粮仓的初投资。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对仓房平面直径达30m的大直径立筒仓渗流通风控温系统，既解决了粮堆外侧温度过高的问题，也降低了整仓通风的能耗，为实现节能、安全储粮提供了可靠保障。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，包括设置在仓体上部与风机相连通的环形风管和设置在仓体底部的地笼，所述地笼通过空气分配箱与风机相连通；所述环形风管的管壁为阻燃涤纶织物布；所述地笼为开孔率不同的多节组合式环形结构。
所述环形风管高于粮堆顶部50cm-60cm设置，其轴线水平投影位于立筒仓半径的4/5位置处。
所述环形风管的圆周对称位置处分别连接有三通阀门，所述三通阀门的另外两个接口置于立筒仓的仓壁外，分别与冷风机和鼓风机出气管道相连通。
所述环形风管与三通阀门的直径均为40cm。
所述地笼的横截面为圆心角90°的扇形结构，朝向立筒仓内仓壁的弧形面为开孔面。
所述地笼的圆周对称位置处分别连接有延伸出仓壁外带有阀门的风道接头，所述风道接口与排风机管路相连通。
靠近所述风道接头位置处的地笼开孔面上的孔洞稀疏，随着距离变远其孔洞逐渐密集。
所述地笼的材质采用经热镀锌防腐处理的冷轧板，其厚度2mm；所述孔洞的尺寸为5mm×20mm的矩形孔，通过冲压一体成型，冲起高度为0.5mm。
本发明利用价格相对便宜的轻质“织物风管”和特殊设计的金属地笼，实现上部风管渗流送风，底部环形变开孔率风道贴壁回风，对粮堆“热皮”区域进行针对性的局部通风降温，保障了在粮堆中形成上部渗流-贴壁回流的气流组织形式，使冷空气仅流经“热皮”区域，之后，温度升高湿度增加的气流从粮仓底部经排风装置排出，不会在“冷芯”区域造成结露现象，实现了绿色、节能、安全储粮；同时通过抑制粮堆“热皮”区域的升温来实现整仓粮温的稳定，冷却通风的对象仅仅是“热皮”区域的粮食，并不包含“冷芯”区域，粮堆内部的“冷芯”区域仍保持入仓时较低的温度，不被整仓通风破坏，针对性地解决了粮堆外侧温度过高的问题，相对于现有对整仓进行降温的冷却通风方式，需要的冷量显著减少，因而运行能耗低，大大削减了运行费用；由于本发明的地笼较常规结构的地笼构件少，节约了金属用量，且便于现场安装，而织物风道的成本较低，易于获得、清洗和更换，不仅减少了初投资，后期维护费用也较低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中地笼的结构图。
图3是图2中20%开孔率的地笼节段。
图4是图2中30%开孔率的地笼节段。
具体实施方式
下面结合附图，对仓房平面直径为30m的立筒仓用的通风控温系统进行详细说明，以便于本领域技术人员的理解。
如图1所示，本发明所述的通风控温系统包括设置在立筒仓101上部与风机相连通的环形风管1和设置在立筒仓底部的地笼2，地笼2通过空气分配箱与风机相连通，本发明的环形风管1的管壁采用100%永久阻燃涤纶织物布，形成织物风管，织物风管采用轻质材料，运行过程中如有污物附着，易于拆卸清洗，后期更换成本低；且其送风是依靠风管内外侧压差产生的渗流，对粮面上层气流场无明显干扰，便于由底部专设地笼实现对粮堆内“热皮”区域通风气流的控制，可针对局部区域有效组织送风。安装时，在立筒仓101的仓壁上高于粮堆顶部50cm-60cm位置处沿周向均匀布设支架，采用钢丝绳将织物风管1固定在支架上，安装好的织物风管1的轴线水平投影位于立筒仓半径的4/5位置处；在织物风管的圆周对称位置处分别连接有三通阀门3，三通阀门3的另两个接口（冷风机接口4和鼓风机接口5）置于立筒仓101的仓壁外，分别与外部冷风机和鼓风机的管道相连通（采用收紧带紧固连接，保证其牢固性和密封性），运行时从两侧向仓内均匀送风；根据立筒仓101的仓房面积，本发明选择采用FZ-18Y型冷风机和C6－48№10C鼓风机，环形风管1与三通阀门3的直径均为40cm。
本发明的地笼2采用开孔率不同的36节段组合式环形结构，如图2所示，地笼2的横截面为圆心角90°、半径0.6m的扇形结构，每节地笼周向长度为2.5-2.7m，通过地笼扣压加螺栓（M5*10）固定连接。
本发明的地笼开孔面2.1为弧形面，开孔面2.1朝向立筒仓内仓壁，在地笼的圆周对称位置处分别连接有延伸出仓壁外带有阀门的风道接头2.2，风道接口2.2与排风机管路相连通；从两侧连接风道接头的位置起，先采用六节开孔率为P1（P1=20%）的地笼节段（如图3所示），再采用三节开孔率为P2（P2=30%）的地笼节段（如图4所示），地笼的开孔率以“热皮”区域的温升得到有效控制为目标，通过实验和理论计算进行确定。
安装完毕的整个环形地笼靠近风道接头2.2位置的孔洞2.3较为稀疏，随着距离变远孔洞2.3逐渐密集，开孔面积的变化可以消除送风过程中各段地笼因阻力损失不同造成的风量差异，实现对“热皮”区域的均匀送风，使外层粮堆对内部形成稳定的“热屏蔽”效应。
地笼2的材质选择GB716-91冷轧板并加以热镀锌防腐处理，其厚度为2mm，孔洞2.3的尺寸为5mm×20mm（矩形孔），通过冲压机一体成型，其冲起高度为0.5mm。地笼通过规格为M10×30的螺栓构件固定于仓底，两侧的风道接头2.2通过空气分配箱与排风机相连接。安装时，排风机采用对称布置，其水平投影位置连线与织物风管冷风机的水平投影位置连线重合或垂直均可。本发明所用风机参数及数量均由理论计算配合实验验证确定。
本发明的工作方式分为两种：
（1）当外界空气温度在15-23℃时，鼓风机与排风机打开，同时打开织物风管两侧鼓风机接口5的阀门和地笼两侧风道接头2.2上的阀门，环形风管1（织物风管）将外界环境中的冷量引入，对粮堆“热皮”区域进行冷却降温，使粮堆处于低温状态；
（2）当外界空气温度在23℃以上时，打开冷风机和排风机，同时打开织物风管两侧的冷风机接口4上的阀门和地笼两侧风道接头2.2上的阀门，采用人工制冷对粮堆“热皮”区域的升温进行控制，通过对“热皮”区域的冷却实现对“冷芯”区域的隔热，保障粮堆的“冷芯”状态不被破坏。
Claims (8)
1.一种大直径立筒仓渗流通风控温系统，包括设置在仓体上部与风机相连通的环形风管和设置在仓体底部的地笼，所述地笼通过空气分配箱与风机相连通；其特征在于：所述环形风管的管壁为阻燃涤纶织物布；所述地笼为开孔率不同的多节组合式环形结构。
2.根据权利要求1所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：所述环形风管高于粮堆顶部50cm-60cm设置，其轴线水平投影位于立筒仓半径的4/5位置处。
3.根据权利要求1所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：所述环形风管的圆周对称位置处分别连接有三通阀门，所述三通阀门的另外两个接口置于立筒仓的仓壁外，分别与冷风机和鼓风机出气管道相连通。
4.根据权利要求3所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：所述环形风管与三通阀门的直径均为40cm。
5.根据权利要求1所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：所述地笼的横截面为圆心角90°的扇形结构，朝向立筒仓内仓壁的弧形面为开孔面。
6.根据权利要求1所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：所述地笼的圆周对称位置处分别连接有延伸出仓壁外带有阀门的风道接头，所述风道接口与排风机管路相连通。
7.根据权利要求6所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：靠近所述风道接头位置处的地笼开孔面上的孔洞稀疏，随着距离变远其孔洞逐渐密集。
8.根据权利要求7所述的大直径立筒仓渗流通风控温系统，其特征在于：所述地笼的材质采用经热镀锌防腐处理的冷轧板，其厚度2mm；所述孔洞的尺寸为5mm×20mm的矩形孔，通过冲压一体成型，冲起高度为0.5mm。
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