DE3248470A1 - Process for the stepwise cooling of agricultural bulk goods in silos, storage warehouses and the like - Google Patents
Process for the stepwise cooling of agricultural bulk goods in silos, storage warehouses and the likeInfo
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Abstract
Description
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P.5778/Sd/Wh Sulzer-Escher Wyss GmbH, Lindau / Bocensee (Deutschland)P.5778 / Sd / Wh Sulzer-Escher Wyss GmbH, Lindau / Bocensee (Germany)
Verfahren zum stufenweisen Kühlen von landwirtschaftlichen Schüttgütern in Silos, Lagerhallen und dergleichenProcess for the gradual cooling of agricultural Bulky goods in silos, warehouses and the like
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stufenweisen Kühlen von landwirtschaftlichen Schüttgütern, z.B. Körnerfrüchten in Silos, Lagerhallen und dergleichen gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for the gradual cooling of agricultural bulk materials, for example grains in silos, warehouses and the like 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 consisting of a cooling machine and an air delivery device with a fan and a cooler, which is also the evaporator of the refrigeration machine.
Bei der Kühlkonservierung von landwirtschaftlichen Schüttgütern unmittelbar nach der Ernte korn.nt es auf eine möglichst schnelle Abkühlung an, damit das Schüttgut, z.B. Körnerfrüchte, nicht verdirbt.For the cooling preservation of agricultural bulk goods Immediately after harvesting, it is important to cool down as quickly as possible so that the bulk material, 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 weight loss should be achieved when stored moist Bulky goods are avoided as far as possible, so that the cooling process does not involve drying goes beyond the dryness required for shelf life.
Die bekannten Kühlverfahren verwenden Kühlgeräte, die dieThe known cooling methods use cooling devices that have the
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in den Silos oder Schütthallen gelagerten Schüttgüter mit einem Kaltluftstrom beschicken, der die zur haltbaren Lagerung erforderl .ehe Temperatur besitzt. Nach einer gewissen Belüftungszeit, die bei gegebenem Lagerinhalt von der Leistungsfähigkeit des Kühlgerätes abhängt, hat der gesamte Lagerinhalt die Einblastemperatur angenommen.bulk goods stored in the silos or bulk halls a cold air stream, which is used for long-term storage required temperature. After a certain The ventilation time, which depends on the performance of the cooling unit for a given storage volume, is provided by the entire storage contents assumed the blow-in temperature.
Die Höhe dieser vorgewählten Temperatur hängt von der gewünschten Lagerdeuer und von der Feuchtigkeit des gelagerten Schüttgutes ab.The level of this preselected temperature depends on the desired Storage time and on the moisture of the stored bulk material.
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 withdrawn from the fresh air, i.e. the fresh air has a lower absolute value after cooling Water content.
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 warehouse, it heats up through heat exchange with the warmer bulk material, e.g. grain. The cold air heated in this way absorbs water vapor during heat transfer, i.e. it removes moisture from the bulk material.
Der Feuchtigkeitsantzug ist über die Schütthöhe ungleichmassig, d.h. am Eintritt der Kaltluft grosser als am Austritt. Dieser Trocknungseffekt ist, wie eingans erwähnt, unerwünscht.The moisture absorption is uneven across the dump 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 Trocknuagseffekt in den für die Haltbarkeit des Schüttgutes vorgegebenen Grenzen zu halten, ist schon vorgeschlagen worden, die Kühlung des Schüttgutes stufenweise vorzunehmen,In order to achieve this drying effect in the for the durability of the To keep bulk material given limits, it has already been proposed that the bulk material be cooled in stages to undertake
Bei dieser Verfahrensweise wird von Hand stufenweise der Sollwert eines Regler verstellt, der die Temperatur der eingeblasenen Kaltluft dadurch reguliert, dass er über dieWith this procedure, the Adjusted the setpoint of a controller that regulates the temperature of the cold air blown in by using the
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Verstellung einer Luftklappe die geforderte Luftmenge an die zur Verfugung stehende Kälteleistung anpasst.Adjustment of an air flap to the required amount of air adjusts the available cooling capacity.
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 Abkühlvorganges führt.If, for example, the bulk material and also the ambient air have a temperature of 25 C, but the storage temperature should be 10 C, for example, cold air at a temperature of 20 ° C can be blown in in a first stage. Due to the lower required 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 wie— der entsprechend angepasst wird.If, after a certain period of time, the bulk material that has moved from the floor area of the silo or the warehouse over the total bed height, which can be several meters, and which is referred to in the following as the cooling section, to the If the cold air temperature has cooled down from e.g. 20 C, the new setpoint temperature is set manually on the controller, in the example set of 10 C, and the second cooling stage, in the example the final stage, started with the amount of cold air the refrigeration capacity of the refrigeration machine is adjusted accordingly by a controller.
Diese Betriebsweise ist umständlich und nicht sicher, da sie eine gewissenhafte Ueberwachung d ;r Temperatur im Silo bzw. der Lagerhalle und Betätigung des Reglers von Hand durch das Bedienungspersonal erforder;.This mode of operation is cumbersome and not safe, as it requires careful monitoring of the temperature in the silo or the warehouse and actuation of the controller by hand Required 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 wirtschaftliehen Gründen in einer grösseren Anzahl von aufeinander folgenden Stufen erfolgen kann.The invention is based on the object of optimal, step-by-step cooling of those located in silos or warehouses to achieve agricultural bulk solids that is free from human error and also easy to use Way allows a cooling process that for economic reasons in a larger number of one another can take place in the following stages.
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Diese Aufgabe wird mit Hilfe der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This task is accomplished with the help of the characterizing feature of the claim 1 specified features solved.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Temperatur des Schüttgutes mit einem Temperaturfühler gemessen wird, und diese Temperatur als Führungsgrösse den Regelsystem aufgegeben wird.An advantageous embodiment of the invention can therein insist that the temperature of the bulk material is measured with a temperature sensor, and this temperature as Command variable is given to the control system.
Eine andere vereinfachte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Sollwert des Regelsystems mittels eines Zeitgliedes in vorgewählten Zeitabständen oder mittels eines Stufenschaltgerätes abhängig von der Temperatur des Schüttgutes automatisch nachgestellt wird.Another simplified embodiment of the invention can consist in that the setpoint value of the control system by means of a timer at preselected time intervals or by means of a step switch depending on the temperature of the Bulk material is automatically readjusted.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.
Fig. 1 zeigt in schematischer Ausführungsweise eine Vorrichtung zur automatischen, stufenweisen KühlungFig. 1 shows a schematic embodiment of a device for automatic, step-by-step cooling
von Schüttgütern, wobei die Führungsgrösse des Regelsys;ems mit Hilfe eines am Ende der Kühlstrecke eines Silos angeordneten Temperaturfühlers ermitteil: wird.of bulk solids, with the reference variable of the control system using a at the end of the cooling section temperature sensor arranged in a silo: is.
Fig. 2 zeigt ein Detail einer Varianten Ausführungsform, bei der der Sollwert des Regelsystems mittels eines Zeitcjliedes in vorgewählten Zeitabstanden automatisch nachgestellt wird.Fig. 2 shows a detail of a variant embodiment in which the setpoint value of the control system by means of a Zeitcjliedes is automatically readjusted at selected time intervals.
Fig. 3 zeigt ein Detail einer weiteren Ausführungsform, bei der eier Sollwert des Regelsystems mittels einesFig. 3 shows a detail of a further embodiment, for the setpoint of the control system by means of a
Stufenschaltgerätes abhängig von der Temperatur am Ende oer Kühlstrecke eines Silos automatisch verändert wird.Step switch depending on the temperature is automatically changed 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 gefördert und dort auf die gewünschte Temperatur gekühlt. Von hier aus wird die gekühlte Luft durch eine Leitung 4 in einen Silo 5 gefördert, in dem beispielsweise Getreide gelagert ist.From a fan 1 designated as a cold air fan fresh air is sucked in from the environment and 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 passed through a line 4 conveyed 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 gefördert wird. Das verflüssigte Kältemittel, z.B. Freon 22 (CH Cl F?) wird in einen Kältemittelsammler 9 eingeleitet und von hier durch eine Leitung 10, in der ein Expansionsventil 11 angeordnet ist, dem Verdampfer 3 zugeführt.In a known manner, the refrigeration circuit of the refrigeration machine has, in addition to the evaporator 3, a compressor 6, a condenser 7, through which the condensing agent, for example air, is passed and is conveyed into the atmosphere by a fan 8. The liquefied refrigerant, for example Freon 22 (CH Cl F ? ), Is introduced into a refrigerant collector 9 and from here fed to the evaporator 3 through a line 10 in which an expansion valve 11 is arranged.
In der Leitung 4 ist ein Temperaturfüiler 12 für die Kaltluft angeordnet, dessen Messwert als [stwert einem Regler 13 aufgegeben wird.In line 4 there is a temperature filler 12 for the cold air arranged, 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 Temperatjrfühler 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 in connection with 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 at the upper end of the cooling section in the silo 5. It should be noted that this The temperature sensor is arranged a little below the upper level of the bulk material, otherwise it will show a measured value, which is falsified by the ambient temperature.
Die vom Temperaturfühler 16, z.B. einem Widerstandsthermometer, gemessene Temperatur wirkt sic'i über dessen veränderlichen Widerstand als Führungsgrösse auf den Sollwert des Reglers 13 in der Weise aus, dass bei sinkender TemperaturThe temperature measured by the temperature sensor 16, e.g. a resistance thermometer, acts via its variable temperature Resistance as a reference variable to the setpoint of the Controller 13 in such a way that with falling temperature
am Austritt des üilos 5 der Sollwert des Reglers 13 abgesenkt wird.at the outlet of the oil 5, the setpoint value of the controller 13 is lowered will.
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 lü. auf 20 C eingeregelt wird.At the beginning of the cooling process, cold air is made with a temperature blown into the silo, for example at a temperature of 25 ° C of the bulk material by regulating the Air volume from the controller 13 via a corresponding setting of the air flap lü. is regulated to 20 C.
Sobald die Temperatur des Lagergutes am Ende der Kühlstrecke, d.h. am Temperaturfühler 16 zu sinken beginnt, wird diese Temperaturveränderung als Führungsgrösse in den Regler 13 eingegeben, was 2,u einer kontinuierlichen Absenkung des Sollwertes im Reeler 13 und der jeweils entsprechenden Einstellung der Luft.menge führt.As soon as the temperature of the stored goods begins to drop at the end of the cooling section, i.e. at the temperature sensor 16, this Temperature change entered as a reference variable in the controller 13, which 2, u a continuous lowering of the Setpoint in the reeler 13 and the corresponding setting the amount of air.
Dieses Verfahren arbeitet kontinuierlich bis die gewünschteThis process works continuously until the desired one
während der
Lagertemperatur / gewünschten Lagerdauer erreicht wird.during the
Storage temperature / desired storage time is reached.
Bei diesem automatisch ablaufenden Verfahren kann ausserdem in der für de-n 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 einhergeht. With this automatically running procedure, In the initial phase, which is critical for spoilage, rapid cooling can be achieved without ventilation too cold air, which, as mentioned above, has a low water content, is accompanied by undesirable drying.
Eine Abwandlung cies anhand der Fig. 1 geschilderten Verfahrens kann darin bestehen, dass der Temperaturfühler 16 durch ein Zeitglied, z.B. eine Zeitschaltuhr oder ein Verzögerungsrelais ersetzt ist.A modification of the method described in FIG. 1 can consist in that the temperature sensor 16 by a timer, e.g. a timer or a delay relay is replaced.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer derartigen Ausführungsform, wobei die Gesamtanlage im übrigen wie in Fig. .1 ausgebildet sein kann.FIG. 2 shows a section of such an embodiment, the entire system otherwise being designed as in FIG. 1 can be.
An einer Zeitschaltuhr 17, die auf die voraussichtliche Abkühlzeit eingestellt ist, wird durch stufenweises,zeitabhängiges Abschalten von Widerständen der Sollwert des Reglers 13 abgesenkt.On a timer 17, which is set to the expected cooling time, is stepwise, time-dependent Switching off resistors, the setpoint value of the controller 13 is lowered.
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 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 step switching device 18 which, depending on the temperature measured at the outlet of the silo 5, step by step the setpoint on controller 13 lowers.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt dieser Variante, wobei die anderen Teile der Gesamtanlage ebenfalls wie in Fig. 1 ausgebildet sein können.FIG. 3 shows a section of this variant, the other parts of the overall system also being designed as in FIG. 1 could be.
Claims (1)
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