Механичната вентилация е една от най-важните системи, използвани в съвременното зърносъхранение. В стоманен силоз за зърно вентилацията помага за отстраняване на натрупаната топлина, намаляване на температурните разлики, контролиране на миграцията на влага и поддържа подходящи условия за дългосрочно съхранение на зърно.
Тъй като стоманените силози обикновено имат дълбоки зърнени слоеве, въздушният поток трябва да преминава през относително голямо съпротивление. Следователно дизайнът на системата за аериране зависи от височината на силоза, вида на зърното, влажността на зърното, съпротивлението на въздушния поток, капацитета на вентилатора и необходимата температура на съхранение.
Няколко режима на вентилация обикновено се използват в стоманени зърнени силози.
1. Вентилация с положително налягане отдолу нагоре
Вентилацията с положително налягане отдолу нагоре е един от най-разпространените методи за аериране, използвани в стоманени зърнени силози.
Вентилационен вентилатор нагнетява външния въздух във въздуховода или перфорирания под на дъното на силоза. След това въздухът се движи нагоре през зърнената маса и излиза през вентилационни отвори на покрива или изпускателни отвори.
Посока на въздушния поток:
Вентилатор → Долен въздуховод → Зърнена маса → Покрив на силоза
Този метод на вентилация обикновено се използва за:
- намаляване на температурата на зърното;
- премахване на натрупаната топлина;
- подпомагане на контрола на влагата, когато условията на околния въздух са подходящи;
- охлаждане на средния и горния слой на зърнената маса.
При високи силози вентилаторът трябва да осигурява достатъчно статично налягане, за да преодолее съпротивлението на зърнения слой.
Разпределението на въздуха също е важно. Ако въздушният поток е неравномерен, някои зони може да се охладят бързо, докато други зони остават топли, което може да създаде температурни разлики и да увеличи риска от миграция на влага.
2. Изпускателна вентилация с отрицателно налягане
Вентилацията с отрицателно налягане използва изпускателен вентилатор за отстраняване на въздуха от горната част на силоза.
Тъй като въздухът се извлича отгоре, пресният въздух се вкарва в зърнената маса през долната вентилационна система и постепенно се придвижва нагоре през съхраняваното зърно.
Този метод може да се използва за охлаждане на зърното и за отстраняване на топъл, влажен въздух от вътрешността на силоза.
Може също да бъде полезно, когато се открият необичайни повишения на температурата в долната част на зърнената маса.
Типична посока на въздушния поток:
Долен вход за въздух → Зърнена маса → Изпускателен вентилатор на покрива
В сравнение с вентилацията с положително налягане, вентилацията с отрицателно налягане може да помогне за намаляване на натрупването на топъл и влажен въздух близо до горната част на силоза.
Въпреки това окончателният метод на вентилация трябва да бъде избран според структурата на силоза, дълбочината на зърното, производителността на вентилатора и действителното състояние на зърното.
3. Комбинирана приточно-смукателна вентилация
Силози с голям диаметър или силози с дълбоки зърнени слоеве могат да имат относително високо съпротивление на въздушния поток.
В тези случаи може да се използва комбинирана вентилационна система.
Един вентилатор доставя въздух отдолу, докато друг вентилатор подпомага отстраняването на въздуха отгоре.
Това разположение подобрява въздушния поток през зърнената маса и може да съкрати времето, необходимо за охлаждане.
Комбинираната вентилация е особено полезна, когато:
- зърненият слой е много дълбок;
- съпротивлението на въздушния поток е високо;
- разпределението на температурата вътре в силоза е неравномерно;
различните участъци от зърнената маса имат различни нива на влажност.
Правилното съвпадение на вентилатора е важно. Прекомерният въздушен поток не винаги подобрява условията на съхранение и може да увеличи консумацията на енергия или да причини ненужни промени в влажността.
4. Вентилация на охладител за зърно
По време на горещо време нормалната вентилация на околния въздух може вече да не е в състояние да намали ефективно температурата на зърното.
В тази ситуация може да се използва охладител за зърно.
Охладителят за зърно кондиционира входящия въздух преди да влезе в силоза. Въздухът се охлажда и в зависимост от оборудването може също така да се обезвлажнява.
След това кондиционираният въздух преминава през зърнената маса и постепенно понижава температурата на зърното.
Вентилацията на охладителя за зърно е особено полезна при:
- горещ климат;
- тропически и субтропични региони;
- лятно съхранение на зърно;
- дългосрочно съхранение на зърно при ниска температура;
силози, където околните нощни температури все още са твърде високи за ефективно охлаждане с естествен въздух.
В сравнение с обикновените вентилатори за аериране, охладителите за зърно осигуряват по-голям контрол върху температурата и влажността на входящия въздух.
Те обаче изискват и по-високи инвестиции и консумация на енергия, така че обикновено се използват там, където е необходимо надеждно съхранение при ниска температура.
5. Рециркулационна вентилация
Рециркулационната вентилация позволява на въздуха да циркулира в относително затворена система, вместо непрекъснато вкарване на големи количества външен въздух.
Циркулиращият въздух се движи многократно през силоза и зърнената маса.
Този метод може да помогне за подобряване на еднородността на температурата и понякога се комбинира с други технологии за съхранение на зърно, включително системи за охлаждане на зърно и системи за контролирана фумигация.
Основната цел не е просто да замести въздуха вътре в силоза.
Вместо това системата помага за по-равномерното преразпределение на температурата, влажността или концентрацията на газ в цялото пространство за съхранение.
6. Локална или аварийна вентилация
Не всеки температурен проблем изисква пълна вентилация на силоза.
Ако система за мониторинг на температурата на зърното открие необичайно нагряване в определена зона, операторите могат първо да определят местоположението и сериозността на проблема.
Тогава може да се използва локална вентилация за справяне със засегнатата зона.
В зависимост от конструкцията на силоза това може да включва:
- мобилно вентилационно оборудване;
- локални въздуховоди;
- временни вентилатори;
- целево разтоварване или прехвърляне на зърно;
- допълнителна проверка на засегнатата област.
Локалната вентилация може да намали ненужната консумация на енергия и да помогне за предотвратяване на превръщането на малка гореща точка в по-голям проблем с качеството на зърното.
Референции
1. Navarro, S., & Noyes, RT (2001).
Механиката и физиката на съвременното управление на аерирането на зърното.
2.ASABE D272.3.
Устойчивост на въздушен поток на зърна, семена, други селскостопански продукти и перфорирани метални листове.
3. Lopes, DC, & Steidle Neto, AJ (2022).
Оразмеряване на системи за аериране под налягане за съхранявано зърно.
4.Кечкин, И.А., и др. (2020 г.).
Управление на въздушните потоци вътре в стоманен силоз по време на съхранение на зърно.
5.GB/T 40150-2021.
Метод за оценка на равномерността на механичната вентилация за съхранение на зърно.
6.GB/T 29374-2022.
Техническа спецификация за приложение на зърноохладителна машина.