CN111642256B - 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法 - Google Patents
一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111642256B CN111642256B CN202010553062.0A CN202010553062A CN111642256B CN 111642256 B CN111642256 B CN 111642256B CN 202010553062 A CN202010553062 A CN 202010553062A CN 111642256 B CN111642256 B CN 111642256B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grain
- humidity
- temperature
- value
- temperature value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 119
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 15
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 256
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 16
- 238000005399 mechanical ventilation Methods 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004464 cereal grain Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000003958 fumigation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 235000020985 whole grains Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01F—PROCESSING OF HARVESTED PRODUCE; HAY OR STRAW PRESSES; DEVICES FOR STORING AGRICULTURAL OR HORTICULTURAL PRODUCE
- A01F25/00—Storing agricultural or horticultural produce; Hanging-up harvested fruit
- A01F25/16—Arrangements in forage silos
- A01F25/22—Ventilating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
- F24F6/12—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Storage Of Harvested Produce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法，该系统包括混气箱、双向通风机、通风管、加湿器、温湿度检测电缆和测控装置。通过分析温湿度检测电缆上的传感器测得的粮仓内外及粮堆不同深度的温湿度值，当满足控温条件时，系统选择敞开式或环流式通风方式，并借助通风机的正转或反转实施上行式或下行式通风，当满足增湿条件时，启动加湿器，并通过变频器调节通风机转速改变风量和加湿量。本发明通过上述系统运行及控制方式，可将粮仓内空间温湿度或粮堆温湿度控制在设定的安全储藏温度范围内和安全储藏水分对应的平衡相对湿度范围内，由此降低粮食储藏期间品质劣变和水分减量，减少储存损耗，确保粮食安全储存。
Description
技术领域
本发明涉及粮食储藏技术领域。更具体地，涉及一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法。
背景技术
粮仓是指用于储存粮食且能满足安全储粮基本功能要求的建筑物。在粮食储藏期间，需要将粮食水分含量控制在安全水分以内、将粮温控制在安全储藏温度以下，来确保粮食安全储存。为了能够确保粮仓内粮食储存安全，在建设粮仓的同时通常需要配套粮情检测系统对粮情进行检测，配套机械通风系统用于实施“控温”和“控水”措施以及当出现发热、结露等异常粮情时进行应急处理，配套环流熏蒸系统用于对出现虫害、霉变等异常粮情时进行应急处理。对于仓内粮食需要低温储藏或准低温储藏的粮仓，还会选择配备谷物冷却机、空调等机械制冷设备，用于实施严格的“控温”措施。
传统的安全储粮思路局限于前述的“控水”和“控温”措施，缺乏对粮食安全水分、安全储藏温度、平衡相对湿度等涉及粮食储存安全关键指标的综合分析和合理运用。事实上，粮食安全水分与储藏温度是直接相关的。以禾谷类粮食为例，在温度0～30℃范围内，一般以0℃为起点，对应粮食水分含量18％为基点，温度每升高5℃，粮食的安全水分含量就相应降低1％。也就是说，不同储藏温度对应着不同安全水分标准。为此，只要根据储藏温度的变化将粮食水分含量适时调节在安全水分范围内，就能实现粮食安全储藏。另外，因粮粒具有吸湿特性，在储藏期间，粮食水分含量会随着储藏环境湿度的变化而变化。通过对粮粒吸湿性质和平衡水分的研究表明，当粮食存放在相对湿度较低的环境中时会解吸，粮食水分含量会降低；当粮食存放在相对湿度较高环境中时会吸湿，粮食水分含量会增加。特别是，当粮食在一定湿度的环境中储藏一定时间，就会表现为粮食的水分含量稳定在一定的数值不变，即粮食与环境之间达到吸湿与解吸的平衡，此时的环境湿度被称作平衡相对湿度，此时的粮食水分含量被称作粮食的平衡水分。仓储实践经验表明：长期储藏或需要安全度夏的粮食在实际可控最高粮温条件下，可以以粮堆平衡相对湿度为65％所对应的水分含量作为确定粮食安全水分的参考指标。由上可知，粮食储藏在一定的环境中，最终水分含量取决于环境湿度。实践也表明，即使是水分含量符合安全水分标准的粮食，在储藏过程中也会因环境湿度的变化导致粮食水分含量的变化。
但是，在粮仓内实施现有的机械通风、内环流控温和空调控温等技术措施后，虽然实现了“控温”目标，但同时也降低了粮仓和粮堆内的湿度，随着储藏期的延长，粮食的水分含量明显下降，导致达到规定储存年限的粮食出现了因水分减量明显造成粮食储存损耗普遍较高的现象，产生了相应的经济损失和资源浪费。
因此，需要一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法，在通过“控温”实现延缓粮食品质劣变目标的同时，借助粮食的吸湿与解吸特性和平衡水分原理，通过调节粮仓空间和粮堆内湿度确保粮食水分含量始终保持在安全水分范围内，由此来实现降低粮食储藏期间水分减量、减少粮食储存损耗的目标。
发明内容
本发明的目的在于是提供一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法，解决现有粮仓配套的机械通风系统、环流通风系统和空调设备等仓储设施设备功能相对单一、运行期间气流方向无法按需调整、气体湿度无法适时调控等问题。本系统通过检测和分析粮仓内外和粮堆代表性区域的温湿度，可选择开展敞开式通风和环流式通风，利用双向通风机可灵活变换上行式通风或下行式通风，可同时满足粮仓空间降温、粮堆整体降温、粮堆表层降温、粮堆底层降温等不同降温目的要求，以便将粮仓内空间和粮堆温度控制在安全储藏温度范围你。同时，借助加湿器，并通过变频器调节通风机转速改变风量和加湿量，可适时调节粮仓内空间和粮堆湿度在安全储藏水分对应的平衡相对湿度范围内，由此降低粮食储藏期间品质劣变和水分减量，减少储存损耗，确保粮食安全储存。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统，该系统包括混气箱、双向通风机、通风管、温湿度检测电缆和测控装置，所述混气箱包括上风室和下风室，所述上风室和下风室之间设有水平隔板，所述水平隔板上设有通风机安装孔，所述双向通风机设置在通风机安装孔内；所述上风室的侧壁上设有进风口，所述进风口外设有进风口箱门，所述进风口箱门上设有箱门电控开闭机构，所述上风室的顶壁上设有通风管连接口，所述下风室的侧壁上设有出风口，所述出风口与粮仓内通风道的进风端连接；所述通风管的一端与通风管连接口连通连接，所述通风管的另一端经粮仓的侧壁伸入粮仓的上部空间；所述温湿度检测电缆的一端与测控装置连接，所述温湿度检测电缆的另一端经粮仓的侧壁伸入粮仓内并垂直进入粮堆内。双向通风机为斜流通风机，双向通风机的叶片可实现正转和反转，从而实现可双向通风。
优选地，该系统还包括加湿器，所述加湿器上设有加湿器出雾管，所述混气箱的上风室的侧壁上设有出雾管连接口，所述加湿器出雾管与出雾管连接口连通连接。加湿器通过调节环境湿度确保粮食水分含量始终保持在安全水分范围内，降低粮食在储藏期间出现品质劣变和水分减量的可能性，减少粮食储存损耗，确保粮食安全储存。
优选地，所述温湿度检测电缆上依次设有仓外检测点、仓内检测点、粮堆表层检测点、粮堆中间检测点和粮堆底层检测点，所述仓外检测点设置在粮仓外，所述仓内检测点设置在粮仓空间中心位置，所述粮堆表层检测点设置在粮堆表层，所述粮堆中间检测点设置在粮堆的中心，所述粮堆底层检测点设置在粮堆底层。所述温湿度检测电缆上的各个检测点，选用了高精度温湿度复合式传感器，弥补了现有粮情检测系统的在粮堆湿度检测方面的不足。
优选地，所述测控装置包括显示屏、粮情检测系统、PLC强电控制系统和变频器，所述显示屏包括参数设置的触摸功能键，所述粮情检测系统与温湿度检测电缆连接，所述PLC强电控制系统包括三组控制电路，第一组经变频器与双向通风机连接，第二组与加湿器连接，第三组与混气箱的箱门电控开闭机构连接。PLC强电控制系统的第一组控制电路控制双向通风机的正转与反转以及通过变频器控制双向通风机的输出转速；PLC强电控制系统的第二组控制电路控制加湿器的开启或关闭；PLC强电控制系统的第三组控制电路通过箱门电控开闭机构控制进风口箱门的开启和关闭。
优选地，所述测控装置包括粮情检测模块、通讯模块和通风控制模块，所述通风控制模块包括参数设置子模块、粮情数据分析子模块、通风机控制子模块、加湿器控制子模块和进风口箱门控制子模块。
利用上述的一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统的控制方法，该控制方法包括如下步骤：
步骤一，系统运行参数确定和设置：通过测控装置内显示屏的触摸功能键进入参数设置子模块，选择粮种、输入本地区该粮种所要求的安全水分值W0和当前季节或时段安全储藏温度值T0，粮情数据分析子模块计算出对应的平衡相对湿度值RH0并显示在显示屏上；
根据安全储藏温度值T0确定并设置系统运行启动温度值T1和停止温度值T2，根据平衡相对湿度值RH0确定并设置系统运行启动湿度值RH1和停止湿度值RH2、加湿器出机湿度值RH加以及温湿度检测间隔时间值S0；
步骤二，粮情检测与分析：按照设定的温湿度检测间隔时间值S0，每次到达温湿度检测时间，测控装置内粮情检测系统经过通讯模块利用温湿度检测电缆上的仓外检测点、仓内检测点、粮堆表层检测点、粮堆中间检测点和粮堆底层检测点的温湿度传感器依次获得当前的仓外环境温度值Tw和湿度值RHw、仓房空间温度值Tc和湿度值RHc、粮堆表层粮温值Tb和湿度值RHb、粮堆中心粮温值Tx和湿度值RHx、粮堆底层粮温值Td和湿度值RHd，并通过粮情数据分析子模块计算出粮堆平均粮温值T平和平均湿度值RH平；
步骤三，通风方式确定：当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc低于启动温度值T1时，重复步骤二；
当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc高于启动温度值T1时，转入通风控制模块确定通风方式；
当粮堆平均粮温值T平高于仓外环境温度值Tw时，进风口箱门控制子模块驱动PLC强电控制系统开启进风口箱门，进行敞开式通风；
当粮堆平均粮温值T平低于仓外环境温度值Tw时，进风口箱门控制子模块驱动PLC强电控制系统关闭进风口箱门，进行环流式通风；
在敞开式通风状态下，当粮堆表层粮温值Tb高于粮堆底层粮温值Td时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成上行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机进行正转；
当粮堆表层粮温值Tb低于粮堆底层粮温值Td时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成下行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机进行反转；
在环流式通风状态下，当粮堆中心粮温值Tx高于仓房空间温度值Tc时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成上行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机进行全速正转；
当粮堆中心粮温值Tx低于仓房空间温度值Tc时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成下行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机进行全速反转；
步骤四，通风期间湿度调控：当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc高于启动湿度值RH1时，不启动加湿器，直接到步骤五；
当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc低于启动湿度值RH1时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统启动加湿器；
当停止湿度值RH2与粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc差值高于5时，通风机控制子模块驱动变频器输出50Hz频率，双向通风机全速运行；
当停止湿度值RH2与粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc差值低于5时，通风机控制子模块驱动变频器输出频率降至25Hz，双向通风机按全速50％的转速运行；
当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc等于或高于停止湿度值RH2时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统关停加湿器，通风机控制子模块驱动变频器输出频率恢复到50Hz，双向通风机改为全速运行；
步骤五，通风效果判断及设备关停：当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc高于停止温度值T2时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统继续保持双向通风机运转，重复步骤二到步骤四；
当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc等于或低于停止温度值T2时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统先关停加湿器，随后通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统关闭双向通风机运转，结束此次通风控温增湿操作。
本发明的有益效果如下：
本发明由于采用了以上技术方案，不仅集成了粮情检测、机械通风、内环流控温、谷物冷却的基本功能，而且具有系统组成设备操作和维护简便，应用方式灵活，自动化程度高等特点。通过混气箱的进风口箱门的启闭就可在敞开式通风和环流式通风两种通风方式进行转换，借助双向通风机的正反转就可实现上行式通风和下行式通风方式灵活变换，可以满足粮仓空间降温、粮堆整体降温、粮堆表层降温、粮堆底层降温等不同通风目的要求，借助加湿器可以提升保水通风和调质通风的效果，借助通风控制模块可以根据温湿度变化自动控制通风机的运行状态，避免出现无效通风或有害通风。
与现有的内环流控温系统和空调相比，本发明借助加湿器增加了增湿功能，解决了因运行期间湿度过低导致水分减量明显的问题；与使用常用的机械制冷设备相比，本发明可充分利用经冬季降温蓄冷的粮堆内部冷量，无需人工制冷，可以显著降低控温储粮的直接成本。本发明还突破了自然气候条件下大气温湿度不能时时满足机械通风要求的局限，改变了内环流控温系统和空调使用过程中仓湿明显降低的局面，可以有效控制粮仓空间和粮堆的温湿度，同时实现“控温”、“控湿”和“控水”的目标，由此避免粮食出现结露、发热、生虫和霉变等异常情况。同时，借助粮食的吸湿与解吸特性和平衡水分原理，通过调节粮仓空间和粮堆湿度确保粮食水分含量始终保持在安全水分范围内，降低粮食在储藏期间出现品质劣变和水分减量的可能性，减少粮食储存损耗，确保粮食安全储存。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统的结构示意图。
图2示出本发明一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统的混气箱的结构示意图。
图3示出本发明一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统的控制方法流程图。
附图中各个附图标记含义：1-混气箱，11-上风室，12-水平隔板，13-出风口，14-下风室，15-通风管连接口，16-出雾管连接口，17-进风口箱门，18-箱门电控开闭机构，19-进风口，2-双向通风机，3-加湿器，31-加湿器出雾管，4-通风管，5-温湿度检测电缆，51-仓外检测点，52-仓内检测点，53-粮堆表层检测点，54-粮堆中间检测点，55-粮堆底层检测点，6-测控装置，7-粮仓，71-通风道。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示，一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统，该系统包括混气箱1、双向通风机2、加湿器3、通风管4、温湿度检测电缆5和测控装置6。
所述混气箱1包括上风室11和下风室14，所述上风室11和下风室14之间设有水平隔板12，所述水平隔板12上设有通风机安装孔，所述双向通风机2设置在通风机安装孔内。双向通风机2为斜流通风机，双向通风机2的叶片可实现正转和反转，从而实现可双向通风。
所述上风室11的侧壁上设有进风口19，所述进风口19外设有进风口箱门17，所述进风口箱门17上设有箱门电控开闭机构18，所述上风室11的顶壁上设有通风管连接口15，所述下风室14的侧壁上设有出风口13，所述出风口13与粮仓7内通风道71的进风端连接。
所述通风管4的一端与通风管连接口15连通连接，所述通风管4的另一端经粮仓7的侧壁伸入粮仓7的上部空间。
所述温湿度检测电缆5的一端与测控装置6连接，所述温湿度检测电缆5的另一端经粮仓7的侧壁伸入粮仓7内并垂直进入粮堆内。所述温湿度检测电缆5上依次设有仓外检测点51、仓内检测点52、粮堆表层检测点53、粮堆中间检测点54和粮堆底层检测点55，所述仓外检测点51设置在粮仓7外，所述仓内检测点52设置在粮仓7空间中心位置，所述粮堆表层检测点53设置在粮堆表层，所述粮堆中间检测点54设置在粮堆的中心，所述粮堆底层检测点55设置在粮堆底层。所述温湿度检测电缆5上的各个检测点，选用了高精度温湿度复合式传感器，弥补了现有粮情检测系统的在粮堆湿度检测方面的不足。所述温湿度检测电缆5可同时检测粮仓内外和粮堆代表性区域，即粮堆的表层、中心、底层的温湿度，解决了现有粮情测控系统因缺乏粮堆湿度检测而不能全面准确判断当前储粮状态的问题。
由于粮仓7的空间形状多样，如立方体、圆锥形、方锥形等，仓外检测点51、仓内检测点52、粮堆表层检测点53、粮堆中间检测点54和粮堆底层检测点55的实际安装时不一定能够严格按照固定的尺寸限定位置。下面以实际粮仓7为例，距离说明仓外检测点51、仓内检测点52、粮堆表层检测点53、粮堆中间检测点54和粮堆底层检测点55的位置要求：仓外检测点51距仓墙50mm、距离地面1.5m高处；仓内检测点52在粮仓7空间中心位置、距粮面1m高处；粮堆表层检测点53距离粮面50mm；粮堆中间检测点54在粮堆高度中间位置；粮堆底层检测点55距离仓底50mm。
所述加湿器3上设有加湿器出雾管31，所述混气箱1的上风室11的侧壁上设有出雾管连接口16，所述加湿器出雾管31与出雾管连接口16连通连接。加湿器3通过调节粮仓空间和粮堆湿度确保粮食水分含量始终保持在安全水分范围内，降低粮食在储藏期间出现品质劣变和水分减量的可能性，减少粮食储存损耗，确保粮食安全储存。
所述测控装置6包括显示屏、粮情检测系统、PLC强电控制系统和变频器，所述显示屏包括参数设置的触摸功能键，所述粮情检测系统与温湿度检测电缆5连接，所述PLC强电控制系统包括三组控制电路，第一组经变频器与双向通风机2连接，第二组与加湿器3连接，第三组与混气箱1的箱门电控开闭机构18连接。PLC强电控制系统的第一组控制电路控制双向通风机2的正转与反转以及通过变频器控制双向通风机2的输出转速；PLC强电控制系统的第二组控制电路控制加湿器3的开启或关闭；PLC强电控制系统的第三组控制电路通过箱门电控开闭机构18控制进风口箱门17的开启和关闭。
所述测控装置6包括粮情检测模块、通讯模块和通风控制模块，所述通风控制模块包括参数设置子模块、粮情数据分析子模块、通风机控制子模块、加湿器控制子模块和进风口箱门控制子模块。
如图3所示，本发明还公开了利用上述的一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统的控制方法，该控制方法包括如下步骤：
步骤一，系统运行参数确定和设置：操作人员核实粮仓7内储存粮种，接通系统主电路，通过测控装置6内显示屏的功能键进入参数设置子模块，选择粮种、输入本地区该粮种所要求的安全水分值W0和当前季节或时段安全储藏温度值T0，粮情数据分析子模块计算出对应的平衡相对湿度值RH0并显示在显示屏上；
根据安全储藏温度值T0确定并设置系统运行启动温度值T1和停止温度值T2，根据平衡相对湿度值RH0确定并设置系统运行启动湿度值RH1和停止湿度值RH2、加湿器3出机湿度值RH加以及温湿度检测间隔时间值S0；
通过测控装置6内显示屏的触摸功能键，按照提示依次设置好启动温度值T1、停止温度值T2、启动湿度值RH1、停止湿度值RH2和温湿度检测间隔时间值S0，最后按触摸功能键返回主界面，在加湿器3的控制面板上设置出机湿度值RH加。
步骤二，粮情检测与分析：按照设定的温湿度检测间隔时间值S0，每次到达温湿度检测时间，测控装置6内粮情检测系统经过通讯模块利用温湿度检测电缆5上的仓外检测点51、仓内检测点52、粮堆表层检测点53、粮堆中间检测点54和粮堆底层检测点55的温湿度传感器依次获得当前的仓外环境温度值Tw和湿度值RHw、仓房空间温度值Tc和湿度值RHc、粮堆表层粮温值Tb和湿度值RHb、粮堆中心粮温值Tx和湿度值RHx、粮堆底层粮温值Td和湿度值RHd，并通过粮情数据分析子模块计算出粮堆平均粮温值T平和平均湿度值RH平。
步骤三，通风方式确定：当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc低于启动温度值T1时，重复步骤二；
当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc高于启动温度值T1时，转入通风控制模块确定通风方式；
当粮堆平均粮温值T平高于仓外环境温度值Tw时，进风口箱门控制子模块驱动PLC强电控制系统开启进风口箱门17，进行敞开式通风；
当粮堆平均粮温值T平低于仓外环境温度值Tw时，进风口箱门控制子模块驱动PLC强电控制系统关闭进风口箱门17，进行环流式通风；
在敞开式通风状态下，当粮堆表层粮温值Tb高于粮堆底层粮温值Td时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成上行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机2进行正转，仓外气流从混气箱1的进风口19进入后直接经通风道71进入并上行穿过粮堆；
当粮堆表层粮温值Tb低于粮堆底层粮温值Td时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成下行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机2进行反转，仓外气流从混气箱1的进风口19进入后先经通风管4上行进入仓内空间再下行穿过粮堆；
在环流式通风状态下，当粮堆中心粮温值Tx高于仓房空间温度值Tc时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成上行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机2进行全速正转，气流经通风道71进入并上行穿过粮堆；
当粮堆中心粮温值Tx低于仓房空间温度值Tc时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成下行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机2进行全速反转，气流经通风管4上行进入仓内空间再下行穿过粮堆。
步骤四，通风期间湿度调控：当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc高于启动湿度值RH1时，不启动加湿器3，直接到步骤五；
当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc低于启动湿度值RH1时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统启动加湿器3，湿气经加湿器出雾管31进入混气箱1，随气流进入粮堆或仓内空间；
当停止湿度值RH2与粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc差值高于5时，通风机控制子模块驱动变频器输出50Hz频率，双向通风机2全速运行；
当停止湿度值RH2与粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc差值低于5时，通风机控制子模块驱动变频器输出频率降至25Hz，双向通风机2按全速50％的转速运行；
当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc等于或高于停止湿度值RH2时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统关停加湿器3，通风机控制子模块驱动变频器输出频率恢复到50Hz，双向通风机2改为全速运行。
步骤五，通风效果判断及设备关停：当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc高于停止温度值T2时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统继续保持双向通风机2运转，重复步骤二到步骤四；
当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc等于或低于停止温度值T2时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统先关停加湿器3，随后通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统关闭双向通风机2运转，结束此次通风控温增湿操作。
本发明的一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统可根据粮仓内储藏的粮食种类、本地区该粮种的安全水分值和不同季节安全储藏温度值直接推算中对应的平衡相对湿度值，并以此作为“控温”和“增湿”的控制参数，自动控制系统中双向通风机2和加湿器3的启停，确保粮仓内储藏的粮食的温度和水分含量始终接近安全储藏温度值和安全水分值，解决了粮食在储藏期间出现品质劣变和水分减量的问题。
该系统在运行期间，可以按照设定的时间间隔检测和分析“三温三湿”，即仓外环境温度值和湿度值、仓房空间温度值和湿度值、粮堆各层粮温值和湿度值的数据，准确判断允许“控温”和“增湿”的操作条件，解决了现有机械通风因不能同时兼顾允许通风温湿度条件而造成无效通风或有害通风的问题。
该系统在运行期间，可以根据设定的“控温”控制参数值与测得的粮仓内外和粮堆代表性区域的温度数据的对比分析结果，自行决策进行敞开式通风或环流式通风，灵活变换上行式通风或下行式通风，解决了现有机械通风系统和环流通风系统不能同时满足粮仓空间降温、粮堆整体降温、粮堆表层降温、粮堆底层降温等不同降温目的要求的问题。
该系统在运行期间，可以根据设定的“增湿”控制参数值与测得的粮仓内外和粮堆代表性区域的湿度数据的对比分析结果，及时启动或关停加湿器3，解决了因现有机械通风系统、环流通风系统和空调设备应用时无法调节湿度造成粮食水分减量的问题。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (1)
1.一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统的控制方法，该系统包括混气箱(1)、双向通风机(2)、通风管(4)、温湿度检测电缆(5)和测控装置(6)，所述混气箱(1)包括上风室(11)和下风室(14)，所述上风室(11)和下风室(14)之间设有水平隔板(12)，所述水平隔板(12)上设有通风机安装孔，所述双向通风机(2)设置在通风机安装孔内；
所述上风室(11)的侧壁上设有进风口(19)，所述进风口(19)外设有进风口箱门(17)，所述进风口箱门(17)上设有箱门电控开闭机构(18)，所述上风室(11)的顶壁上设有通风管连接口(15)，所述下风室(14)的侧壁上设有出风口(13)，所述出风口(13)与粮仓(7)内通风道(71)的进风端连接；
所述通风管(4)的一端与通风管连接口(15)连通连接，所述通风管(4)的另一端经粮仓(7)的侧壁伸入粮仓(7)的上部空间；
所述温湿度检测电缆(5)的一端与测控装置(6)连接，所述温湿度检测电缆(5)的另一端经粮仓(7)的侧壁伸入粮仓(7)内并垂直进入粮堆内；
该系统还包括加湿器(3)，所述加湿器(3)上设有加湿器出雾管(31)，所述混气箱(1)的上风室(11)的侧壁上设有出雾管连接口(16)，所述加湿器出雾管(31)与出雾管连接口(16)连通连接；
所述温湿度检测电缆(5)上依次设有仓外检测点(51)、仓内检测点(52)、粮堆表层检测点(53)、粮堆中间检测点(54)和粮堆底层检测点(55)，所述仓外检测点(51)设置在粮仓(7)外，所述仓内检测点(52)设置在粮仓(7)空间中心位置，所述粮堆表层检测点(53)设置在粮堆表层，所述粮堆中间检测点(54)设置在粮堆的中心，所述粮堆底层检测点(55)设置在粮堆底层；
所述测控装置(6)包括显示屏、粮情检测系统、PLC强电控制系统和变频器，所述显示屏包括参数设置的触摸功能键，所述粮情检测系统与温湿度检测电缆(5)连接，所述PLC强电控制系统包括三组控制电路，第一组经变频器与双向通风机(2)连接，第二组与加湿器(3)连接，第三组与混气箱(1)的箱门电控开闭机构(18)连接；
所述测控装置(6)包括粮情检测模块、通讯模块和通风控制模块，所述通风控制模块包括参数设置子模块、粮情数据分析子模块、通风机控制子模块、加湿器控制子模块和进风口箱门控制子模块；
其特征在于，该控制方法包括如下步骤：
步骤一，系统运行参数确定和设置：通过测控装置(6)内显示屏的触摸功能键进入参数设置子模块，选择粮种、输入本地区该粮种所要求的安全水分值W0和当前季节或时段安全储藏温度值T0，粮情数据分析子模块计算出对应的平衡相对湿度值RH0并显示在显示屏上；
根据安全储藏温度值T0确定并设置系统运行启动温度值T1和停止温度值T2，根据平衡相对湿度值RH0确定并设置系统运行启动湿度值RH1和停止湿度值RH2、加湿器(3)出机湿度值RH加以及温湿度检测间隔时间值S0；
步骤二，粮情检测与分析：按照设定的温湿度检测间隔时间值S0，每次到达温湿度检测时间，测控装置(6)内粮情检测系统经过通讯模块利用温湿度检测电缆(5)上的仓外检测点(51)、仓内检测点(52)、粮堆表层检测点(53)、粮堆中间检测点(54)和粮堆底层检测点(55)的温湿度传感器依次获得当前的仓外环境温度值Tw和湿度值RHw、仓房空间温度值Tc和湿度值RHc、粮堆表层粮温值Tb和湿度值RHb、粮堆中心粮温值Tx和湿度值RHx、粮堆底层粮温值Td和湿度值RHd，并通过粮情数据分析子模块计算出粮堆平均粮温值T平和平均湿度值RH平；
步骤三，通风方式确定：当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc低于启动温度值T1时，重复步骤二；
当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc高于启动温度值T1时，转入通风控制模块确定通风方式；
当粮堆平均粮温值T平高于仓外环境温度值Tw时，进风口箱门控制子模块驱动PLC强电控制系统开启进风口箱门(17)，进行敞开式通风；
当粮堆平均粮温值T平低于仓外环境温度值Tw时，进风口箱门控制子模块驱动PLC强电控制系统关闭进风口箱门(17)，进行环流式通风；
在敞开式通风状态下，当粮堆表层粮温值Tb高于粮堆底层粮温值Td时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成上行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机(2)进行正转；
当粮堆表层粮温值Tb低于粮堆底层粮温值Td时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成下行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机(2)进行反转；
在环流式通风状态下，当粮堆中心粮温值Tx高于仓房空间温度值Tc时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成上行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机(2)进行全速正转；
当粮堆中心粮温值Tx低于仓房空间温度值Tc时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统转换成下行式通风模式，变频器输出50Hz频率，启动双向通风机(2)进行全速反转；
步骤四，通风期间湿度调控：当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc高于启动湿度值RH1时，不启动加湿器(3)，直接到步骤五；
当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc低于启动湿度值RH1时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统启动加湿器(3)；
当停止湿度值RH2与粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc差值高于5时，通风机控制子模块驱动变频器输出50Hz频率，双向通风机(2)全速运行；
当停止湿度值RH2与粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc差值低于5时，通风机控制子模块驱动变频器输出频率降至25Hz，双向通风机(2)按全速50％的转速运行；
当粮堆平均湿度值RH平或仓房空间湿度值RHc等于或高于停止湿度值RH2时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统关停加湿器(3)，通风机控制子模块驱动变频器输出频率恢复到50Hz，双向通风机(2)改为全速运行；
步骤五，通风效果判断及设备关停：当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc高于停止温度值T2时，通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统继续保持双向通风机(2)运转，重复步骤二到步骤四；
当粮堆平均粮温值T平或仓房空间温度值Tc等于或低于停止温度值T2时，加湿器控制子模块驱动PLC强电控制系统先关停加湿器(3)，随后通风机控制子模块驱动PLC强电控制系统关闭双向通风机(2)运转，结束此次通风控温增湿操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010553062.0A CN111642256B (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010553062.0A CN111642256B (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111642256A CN111642256A (zh) | 2020-09-11 |
| CN111642256B true CN111642256B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=72347314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010553062.0A Active CN111642256B (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111642256B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11314213B1 (en) | 2021-06-15 | 2022-04-26 | Haber Technologies, Inc. | Autonomous crop drying, conditioning and storage management |
| CN113390463B (zh) * | 2021-06-15 | 2023-01-24 | 河南工业大学 | 一种储粮模拟多场耦合试验平台 |
| CN114223409A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 西安交通大学 | 一种利用空气源热泵和超声波设备的调质系统 |
| CN114830922B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-11-03 | 山东金钟科技集团股份有限公司 | 储粮生态调控方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0998657A (ja) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 穀物貯蔵設備 |
| CN101919330A (zh) * | 2009-06-10 | 2010-12-22 | 王允良 | 智能低温储粮自动控制系统及其控制方法 |
| CN106068964A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 史钢强 | 新型储粮四合一技术暨双向通风、环流、空调、臭氧储粮系统 |
| CN207720749U (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-14 | 内蒙古凌志法姆福瑞食品有限公司 | 马铃薯仓库的进风系统 |
| CA2963992A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-20 | Kyle A. Bruggencate | Engine powered aeration fan with controllable waste heat capture system |
| CN109511387A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-03-26 | 凌建军 | 一种粮食防霉方法和粮食防霉机及带粮食防霉机的粮仓 |
| CN212259849U (zh) * | 2020-06-17 | 2021-01-01 | 辽宁省粮食科学研究所 | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9832933B2 (en) * | 2013-06-19 | 2017-12-05 | Lester James Thiessen | Method and system for grain bin aeration |
| US10782069B2 (en) * | 2014-06-10 | 2020-09-22 | Ctb, Inc. | Equilibrium moisture grain drying with heater and variable speed fan |
| CA3008116C (en) * | 2017-06-19 | 2020-08-18 | GrainX Incorporated | Agricultural product storage system including adaptive conditioning control function dependent upon state of storage |
-
2020
- 2020-06-17 CN CN202010553062.0A patent/CN111642256B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0998657A (ja) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 穀物貯蔵設備 |
| CN101919330A (zh) * | 2009-06-10 | 2010-12-22 | 王允良 | 智能低温储粮自动控制系统及其控制方法 |
| CN106068964A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 史钢强 | 新型储粮四合一技术暨双向通风、环流、空调、臭氧储粮系统 |
| CA2963992A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-20 | Kyle A. Bruggencate | Engine powered aeration fan with controllable waste heat capture system |
| CN207720749U (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-14 | 内蒙古凌志法姆福瑞食品有限公司 | 马铃薯仓库的进风系统 |
| CN109511387A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-03-26 | 凌建军 | 一种粮食防霉方法和粮食防霉机及带粮食防霉机的粮仓 |
| CN212259849U (zh) * | 2020-06-17 | 2021-01-01 | 辽宁省粮食科学研究所 | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111642256A (zh) | 2020-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111642256B (zh) | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统及控制方法 | |
| CN103154696B (zh) | 可进行湿度控制的低气压高低温试验箱 | |
| US20090014545A1 (en) | Interior temperature control system | |
| US20110253359A1 (en) | System and method for sensing air flow, carbon dioxide or volatile organic compound in residential building | |
| CN107388682A (zh) | 一种智能冰箱及其温度控制方法 | |
| CN113899519B (zh) | 一种室内飞机试验微压力控制系统及控制方法 | |
| US20100273412A1 (en) | Ventilation System for a Perishable Goods Store | |
| WO2011119091A1 (en) | An arrangement and a method for ventilation of a space | |
| CN105935018B (zh) | 多功能农产品贮藏保鲜库 | |
| CN110645645A (zh) | 一种防结露除湿装置的控制方法 | |
| CN110006149A (zh) | 一种自适应恒温空调方法及系统 | |
| CN105974973A (zh) | 模拟机柜凝露过程的方法和系统 | |
| CN106440212A (zh) | 空调器、加湿控制装置及其湿度控制方法 | |
| US6241604B1 (en) | Ventilation temperature and pressure control apparatus | |
| EP3924671A1 (en) | Method and system for monitoring air leaks through a building envelope and controlling a ventilation system | |
| CN212259849U (zh) | 一种用于粮仓的双向变风量通风控温增湿系统 | |
| CN105588183B (zh) | 双冷源空调机组 | |
| CN111473572B (zh) | 冰箱的控制方法和冰箱 | |
| CN104858000A (zh) | 一种生化培养箱 | |
| KR20180074463A (ko) | 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법 | |
| CN108088146A (zh) | 风机运行控制方法、控制装置、制冷设备和存储介质 | |
| HUE033436T2 (en) | A method for controlling the ventilation equipment on demand and a layer ventilation device | |
| CN207491580U (zh) | 主动利用自然冷热源的自动控温调湿的半地下模型保鲜窖 | |
| CN104764268B (zh) | 冰箱 | |
| WO2022071809A1 (en) | Method and system for controlling a ventilation system to prevent infiltration of pollutants through a building envelope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |