蒋源勇，陈德江，冯伯谊，刘照勇
（南京江宁区将军山粮食储备库 成都朗博旺科技发展有限公司）
摘 要：低温储粮是绿色储粮技术的发展方向，本研究的目的在于寻找一种适合大规模推广应用的廉价冷源【1】。根据我库的地质情况，建造了基于地埋管式浅层地能采集方式的低温储粮系统，完成了专用设备的设计和制造。运行过程中着重对其各种方式的单位能耗进行了研究。同时也研究了国内谷物冷却机的能耗情况，对两者进行了对比，能耗研究显示，浅层地能在制冷方面具有显著的节能优势，以此为基础的低温储粮系统具有大规模的推广应用前景。
关键词：浅层地能 低温储粮 单位能耗 节能 冷源
粮食低温储藏技术是当前绿色储粮技术推广应用的首选方法和发展方向，主要难点在于如何在夏季制取低温。夏天制冷必须依靠机械制冷技术，谷物冷却机的出现首次为粮食的低温过夏提供了可能，但其能耗过高的缺点使该技术逐渐被放弃【2】，能否寻找到一种普遍存在，并且运行费用低廉的夏季冷源成为低温储粮技术大规模推广的关键。
浅层地能是一种低温的可再生资源，广泛分布在地下的土壤、沙石和地下水中，温度常年维持在18℃左右，相对南京夏季高达38℃的大气温度，浅层地能是一种非常好的冷源。
南京被称为我国的“三大火炉”之一，储粮形势相当严峻，在此地区研究浅层地能在低温储粮渡夏过程中的能耗问题，具有非常典型的代表意义。
我库通过和专业开发浅层地能的成都朗博旺科技发展有限公司合作，将浅层地能引入江苏粮食行业，第一个建成了浅层地能低温储粮实验系统，本研究在此系统上研究低温储粮的夏季能耗问题。
1、仓房情况
仓房一共有五栋，有30米×27米规格仓8个，24米×27米仓7个。堆粮高度6米，地上笼通风道，每个仓两个通风口，单侧通风。
仓房墙体厚度40厘米，空心砖，屋顶为单层人字形屋顶，保温层为15厘米厚的蛭石保温层。
2、系统原理
浅层地能低温储粮系统利用专门为粮食行业研制的特殊设备，配合一系列的浅层地能采集方式，将浅层地能（18℃）从地下提取出来，经过系统的一系列处理过程进 一步降低温度，并调节至合理湿度，最终以冷风的形式（最低可达5℃）送入仓房吸收粮食热量。系统利用仓房内的空气作为输送冷量的介质，整个过程封闭循环，和外界空气没有任何联系，因此制冷量受外温影响非常小。
浅层地能低温储粮系统利用专门为粮食行业研制的特殊设备，配合一系列的浅层地能采集方式，将浅层地能（18℃）从地下提取出来，经过系统的一系列处理过程进 一步降低温度，并调节至合理湿度，最终以冷风的形式（最低可达5℃）送入仓房吸收粮食热量。系统利用仓房内的空气作为输送冷量的介质，整个过程封闭循环，和外界空气没有任何联系，因此制冷量受外温影响非常小。
整套系统包括浅层地能采集系统，能量转化系统，冷媒循环系统，仓内通风系统四个子系统。
3、能耗测试
3.1 冬季通风粮降温能耗
冬季通风粮的一个显著特点是上层、底层温度相差较大，由于底层粮温很低，蓄存了一部分冷量，使得冬季通风粮的降温速度要比夏季入库粮的降温来得快。
2009年6月对将军山粮库12#仓进行整仓降温，该廒间经过冬季通风，底层粮温很低，各层温度数据如下表：
单位能耗相关数据如下：
3.2 夏季入库粮降温能耗
单位能耗相关数据如下：
3.2 夏季入库粮降温能耗
夏季入库粮的一个显著特点是上层、底层温度相差不大，整体粮温都比较高，需要输入的制冷量大；高温段降温速度比较快，低温段降温速度缓慢，整体降温比较费时。
根据在将军山粮库的试验，12号仓底层粮温也较高，基本可代表夏季入库高温粮，具体数据如下表：
单位能耗相关数据如下：
3.3 全年运行能耗
由于我库仓房保温条件不好，目前只能实现准低温储存，一般将上层粮温控制在22℃以内，整仓粮温控制在18℃以内。以3000吨的粳稻仓为例，夏季6，7，8三个月一般间隔10天时间复冷一次，每次平均能耗为860kwh，夏季共开机9次；4、5月、9、10月四个月一般每个月开机一次，每次平均能 耗为580kwh，春秋季共开机4次，全年使用浅层地能低温储粮技术的总能耗为10060kwh，加上冬季利用自然低温通风降温的能耗约为1800kwh，全年低温能耗为11860kwh，按0.8元/kwh的电价，每年每吨粮的低温保管电费为：3.2元/(吨·年)。
4、能耗对比
传统谷物冷却机在使用时，一方面要将约35℃的室外空气处理到约15℃送入粮堆，制冷剂吸收热量后又要把热量排向约35℃的室外空气，造成降温处理困难，热量释放也困难，因而能耗居高不下【3】。
5、结论
5.1 节能效益显著
浅层地能低温储粮技术的单位能耗仅为0.15Kw·h/(t·℃)，对冬季通风粮的降温能耗低至0.05Kw·h/(t·℃)，基本相当于离心风机冬季通风能耗，而谷物冷却机的单位能耗则高达0.6 Kw·h /(t·℃)。
5.2 冷源温度稳定
浅层地能即使在夏季，温度一般也只有18℃，使用过程中温度波动很小，而谷物冷却机采用室外气温作冷源，白天时间高达35℃，夜间温度一般也不会低于25℃。
5.3 仍有节能潜力
我库的仓房保温条件较差，如果能改造仓房隔热条件，夏季能将低温保持时间提高至20天，则全年能耗有望再降低。
（原标题：利用浅层地能低温储粮的探究）
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