一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统.pdf

本发明公开了一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，包括设于粮库仓体地下的地冷设施、设于粮库仓体内壁的水流循环管道、设于粮库仓体顶壁的太阳能发电装置、设于粮库仓体外壁和顶壁的反光隔热涂层；太阳能发电装置中的地冷平板太阳能集热器安装在粮库仓体顶部，主朝向为207’SW~247’SW方向；水流循环管道均设置在粮库仓体四壁的半空心墙体内，在155'SE~265'SW方向，加密分布。本发明可大幅降低粮仓内部和顶部温度至可接受水平，提高仓储企业粮食储藏质量，减少能耗，具有明显的经济和社会效益。

1.  一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，其特征在于：该系统包括设于粮库仓体地下的地冷设施、设于粮库仓体内壁的水流循环管道、设于粮库仓体顶壁的太阳能发电装置、设于粮库仓体外壁和顶壁的反光隔热涂层；所述太阳能发电装置中的地冷平板太阳能集热器安装在粮库仓体顶部，主朝向为207’SW ~ 247’SW方向；水流循环管道均设置在粮库仓体四壁的半空心墙体内，在155'SE ~ 265'SW方向，加密分布，水流循环管道由地冷管、套管，密封胶、防水材料增强层组成，进水和出水管道并行，并留有间隙。

2.  根据权利要求1所述的粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，其特征在于：所述粮库仓体墙体为部分中空构造，中空构造彼此相连，水流循环管道安装在墙体中空内壁。

3.  根据权利要求1所述的粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，其特征在于：所述粮库仓体是高大平房仓和浅圆仓。

4.  根据权利要求1所述的粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，其特征在于：在粮库仓体外壁顶壁设有酚醛树脂发泡材料或玻璃纤维网格布保温层。

5.  根据权利要求1所述的粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，其特征在于：反光隔热涂层位于90'E ~ 270'W方向范围内，且由日光热反射涂料或辐射散热降温涂料构成。

一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统
技术领域
本发明属于粮食物流与储藏安全的技术领域，具体地说是一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统。
背景技术
粮食是关系国民经济发展、社会和谐稳定的重要战略物资和特殊商品，粮食安全在国家经济安全中具有重要地位。各类粮库在承担国家和地方粮食储备任务中发挥着至关重要的作用。粮食的储藏品质与储藏温度、湿度密切相关。储备粮一般在15℃以下适宜储存，储藏温度过高，会造成粮食结露、发热生霉。然而在粮食长期储藏时，受光照的影响，多数粮库在午间及下午升温迅速，粮仓顶部和上部温度甚至可达40℃ ~ 50℃，粮食的安全储藏受到严重威胁，特别是如果将高水分粮食堆积在一起，极易升温、结顶和霉变，造成严重损失。
因此，必须对粮库进行及时和适当的降温处理。传统的降温方法主要为空调降温法，以空调制冷降温一方面耗能严重，粮食生产企业设备采购和日常能耗负担增加；另一方面安装于粮库顶部的空调压缩机的震动会部分毁坏粮库，形成裂隙甚至裂缝，给粮食安全储藏带来更大隐患。
发明内容
针对上述现有技术中所存在的不足之处，本发明的目的是提供一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，采用该系统可大幅降低粮仓内壁和顶部温度至可接受水平，提高仓储企业粮食储藏质量，减少能耗，具有明显的经济和社会效益。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，其特征在于：该系统包括设于粮库仓体地下的地冷设施、设于粮库仓体内壁的水流循环管道、设于粮库仓体顶壁的太阳能发电装置、设于粮库仓体外壁和顶壁的反光隔热涂层；所述太阳能发电装置中的地冷平板太阳能集热器安装在粮库仓体顶部，主朝向为207’SW ~ 247’SW方向；水流循环管道均设置在粮库仓体四壁的半空心墙体内，在155'SE ~ 265'SW方向，加密分布，水流循环管道由地冷管、套管，密封胶、防水材料增强层组成，进水和出水管道并行，并留有间隙。
本发明中，所述粮库仓体墙体为部分中空构造，中空构造彼此相连，水流循环管道安装在墙体中空内壁，不会增加粮仓内部湿度。系统运转时安静无震动，不会对粮库结构造成损坏。
所述粮库仓体是高大平房仓和浅圆仓，不可应用于周转库的立桶仓型粮库。在粮库仓体外壁顶壁设有酚醛树脂发泡材料或玻璃纤维网格布保温层。反光隔热涂层位于90'E ~ 270'W方向范围内，且由日光热反射涂料或辐射散热降温涂料构成，确保冬季极冷条件下，墙体内温度在0℃以上。
本发明一方面，利用日间强光照，太阳能产生电能，带动粮库内壁与地下水相连的地冷循环，降低粮库内部温度；另一方面，通过粮库表面反光材料的实施，降低粮库内外壁温差，以减少粮食结露、霉变损耗；具体过程如下：
地冷设施在地面施工时构筑，水流循环管道在墙体施工时装载，反光隔热涂层在粮库外墙完工时加涂，太阳能发电装置在顶壁完工时设置；
在日间光照强烈时，粮库内部温度升高，太阳能发电装置工作，产生的电能带动电机运转，缓慢提升地下水，形成地冷循环，降低粮库内部温度；粮库外壁反光隔热涂层使粮库外壁温度上升趋势减缓；自驱动地冷循环与表面隔热两者协同作用，一方面减少粮库外部吸热，另一方面主动降低粮库内部温度；而在夜间或阴雨天气时，粮库内部温度变化较小，电机不工作。
本发明为自驱动设计，无额外电力和人力辅助，太阳直射时，太阳能电板工作带动内部水流电泵，形成地冷水流循环，降低墙体和仓内温度。本发明可应用区域为中纬度区域N40°00′ ~ N30°00′以及中低纬度区 N30°00′ ~ N23°27′。
在粮库设计与建筑时，嵌入本系统；粮库运转时，一方面，利用日间强光照，太阳能产生电能，带动粮库内壁分布的地冷循环，降低粮库内部温度；另一方面，通过粮库表面反光材料的实施，降低粮库内外壁温差；自驱动地冷循环与表面隔热两者协同作用于粮库，大幅减少储存粮食结露、结顶、霉变等损耗。本发明为自驱动系统，无需额外电能，在日间光照强烈时，内部地冷循环自动运转；在夜间或阴雨天气时不工作。
本发明通过地冷循环和表面隔热联合降温处理，降低日间光照强烈时粮库温度，具有以下两大优点：一是节约能耗，传统降温方式为空调降温，能耗极大，本发明采用地下冷水资源来降低粮仓温度，且驱动力为太阳能转换，无额外能耗，大大节约能耗和成本。二是节省人力，本发明采用无人值守的自驱动设计，在日间阳光强烈时，系统自动介入，内部循环开启并降温。与传统降温方式相比，大大节省了人力资源。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种粮库自驱动地冷循环与表面隔热系统，包括设于粮库仓体地下的地冷设施、设于粮库仓体内壁的水流循环管道、设于粮库仓体顶壁的太阳能发电装置、设于粮库仓体外壁和顶壁的反光隔热涂层；所述太阳能发电装置中的地冷平板太阳能集热器安装在粮库仓体顶部，主朝向为207’SW ~ 247’SW方向；水流循环管道均设置在粮库仓体四壁的半空心墙体内，在155'SE ~ 265'SW方向，加密分布，水流循环管道由地冷管、套管，密封胶、防水材料增强层组成，进水和出水管道并行，并留有间隙。
粮库是高大平房仓，地址位于北纬39度，地冷设施位于地下水深25米，高大平房仓设计和建造时，粮库仓体中上部采用半空心墙体，水流循环管道在粮仓四壁的半空心墙体内均有分布，在175'SE ~ 265'SW方向，加密分布。系统运转时安静无震动，不会对粮库结构造成损坏。粮库内壁水流循环管道由地冷管、套管，密封胶、防水材料增强层组成。粮库外壁顶壁加装保温层，170'SE ~ 270'W方向范围内喷涂反光隔热涂料，冬至后极冷条件下，墙体内温度在0.5 ~ 3.0℃以上。太阳能发电装置的平板太阳能集热器安装在仓体顶部，主朝向为230’SW。冬季有日照时，粮库内最高温度维持在8 ~ 12℃，无日照时最高温度维持在5 ~ 11℃；夏季有日照时，粮库内最高温度维持在15 ~ 25℃，无日照时最高温度维持在10 ~ 15℃。
工作时，白天利用日间强光照，太阳能产生电能，带动粮库内壁与地下水相连的地冷循环，降低粮库内部温度；另一方面，通过粮库表面反光材料的实施，降低粮库内外壁温差，以减少粮食结露、霉变损耗；具体过程如下：
在日间光照强烈时，粮库内部温度升高，太阳能发电装置工作，产生的电能带动电机运转，缓慢提升地下水，形成地冷循环，降低粮库内部温度；粮库外壁反光隔热涂层使粮库外壁温度上升趋势减缓；自驱动地冷循环与表面隔热两者协同作用，一方面减少粮库外部吸热，另一方面主动降低粮库内部温度；而在夜间或阴雨天气时，粮库内部温度变化较小，电机不工作。
实施例2
与实施例1的区别在于粮库类型为浅圆仓。平板太阳能集热器安装在仓体顶部与粮食输送设备相连。冬季有日照时，粮库内最高温度维持在5 ~ 10℃，无日照时最高温度维持在2 ~ 6℃；夏季有日照时，粮库内最高温度维持在15 ~ 25℃，无日照时最高温度维持在8 ~ 18℃。
实施例3
与实施例1的区别在于地址位于北纬26度，地下水深15米，粮库仓体中上部采用半空心墙体，水流循环管道在粮仓四壁的半空心墙体内均有分布，在155'SE ~ 265'SW方向，加密分布。粮库内壁水流循环管道由地冷管、套管，密封胶、防水材料增强层组成。粮库外壁不加隔热层，外壁170'SE ~ 270'W方向范围内及顶壁喷涂反光隔热涂料，冬季极冷条件下，墙体内温度在2.0 ~ 3.5℃以上。平板太阳能集热器安装在仓体顶部，主朝向为220’SW。冬季有日照时，粮库内最高温度维持在8 ~ 15℃，无日照时最高温度维持在8 ~ 14℃；夏季有日照时，粮库内最高温度维持在18 ~ 27℃，无日照时最高温度维持在17 ~ 25℃。