一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统

本发明涉及现代粮仓温度控制领域，具体涉及一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统。

背景技术：

1、

2、目前我国粮食储备主要仓型为平房仓和浅圆仓，如图1所示。但从实际使用情况看，仓房密闭性、保温性仍有欠缺，且平房仓受太阳直射面积较大，辐射热传导到仓内的热量多，从而影响储粮稳定性。

3、针对目前粮仓温湿度的控制主要分自然和机械两类。自然低温粮仓主要是利用低温干燥的环境优势进行自然通风降温，但对粮仓的隔热、防潮和密封有较高的要求。机械控制比较成熟的主要有以下几种方法：①机械通风，②低温储藏，③气调储粮。从国内外目前的研究状况来看，各国学者在低温条件下粮食仓储基础理论研究的基础上进行广泛和深入的研究。首先日本学者通过一系列科学严谨的实验得出了低温存储的界限，美国学者在此基础上进一步验证了低温存储具有很强的可操作性与较大的经济性。由于在农作物储存期间，影响因素中存在不可预测的因子，所以实验研究引入cfd理论方法。也有国内学者研究设计出基于太阳能供电驱动半导体制冷的系统，通过atmega16单片机来控制半导体制冷，但是因成本的问题，面向商业化还存在较大的距离。

4、以上的技术均存在机械制冷设备价格较高、能耗高、噪音大的缺点，且对仓房隔热防潮有较高的要求。在高温高湿储粮区，储粮难度最大，降温、降水、隔热、防潮、有害生物及虫霉防治等问题会同时出现，目前的制冷设备的并不能使得粮堆内部得到很好的均匀换热，十分的耗功耗时。因此，本专利旨在将非能动热管传热技术引入粮食仓储中,结合粮仓内动态温度分布，自适应调整仓内温控区及温度，所吸收的热量同时可用于热风预干燥粮食，在保证仓内低温环境和降低人工以及设备运行成本的同时，达到节能减排的要求。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的在于提供一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节管理系统。该系统可实现粮仓的低成本精准控温，粮仓内废热利用，达到降低人工以及设备成本、节能减排的要求。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，该系统包括板式热管、柱状热管、粮仓、水联箱、空冷器、循环水路、水泵和控制柜；

4、所述板式热管排布在粮仓墙面内侧，柱状热管插入在粮仓内部；所述板式热管包括热管蒸发段和热管冷凝段，热管蒸发段处于粮食中，热管冷凝段排布在水联箱中；

5、所述水联箱与空冷器通过循环水路连接，由水泵提供水循环动力；

6、由光照及粮食内部产生的热量传递到热管蒸发段上，通过热管蒸发段内部工质，相变吸收热量，从而上升至热管冷凝段，热管冷凝段连接水联箱，水联箱中的循环冷却水吸收热管冷凝段热量，冷凝后的工质回流至热管蒸发段；

7、所述空冷器通过循环水路与水联箱相连，水联箱中的循环冷却水进入空冷器中被风冷，冷却后的水通过水泵进入水联箱中，完成冷却水的完整循环。

8、作为优选，所述系统还包括干燥箱和热风管道，空冷器空气出口接热风管道，热风管道与干燥箱连接；空冷器空气出口的热气通过热风管道引入干燥箱内，用以粮食预干燥。

9、作为优选，在粮仓内壁四周均匀安装所述板式热管，粮仓内部规律排布柱状热管。

10、作为优选，所述板式热管、柱状热管被水联箱串联，水联箱开双口。

11、作为优选，所述空冷器包括引风机、蛇形管、翅片，所述蛇形管设置在空冷器内，翅片设在蛇形管上，引风机设在空冷器的进风口处。

12、作为优选，所述系统还包括控制柜，所述板式热管及柱状热管的冷凝段处在单独的水联箱，均可单独控制循环水的进出，控制柜结合粮仓内部温度监控，根据温度检测点的温度反馈，由控制柜启停水泵及水联箱进口阀门，做到对局部区域的定点控温，减少其他区域不必要冷却造成的能源损耗。

13、本发明由光照及粮仓内部自发热产生的热量通过热管传热至水联箱中。水联箱中的冷却循环水吸收板式热管及柱状热管冷凝段释放的热量。循环冷却水在空冷器中被风冷，降温后通过循环水路回流至水联箱。出空冷器的热风通过热风管路进入干燥箱，对将要存储的粮食进行粮食预干燥，达到废热利用的目的。

14、本发明不使用人工倒仓及传统机械通风技术，依据光照及仓内粮食发热规律排布板式热管及柱状热管，仓内温度精准化管理，减少运行成本。并且由热风管道引入干燥箱的热风可运用于粮食预干燥，废热利用。

15、有益效果：

16、1、本系统实现了针对粮仓内外部的全自动、静音传输及精准温度控制，无需对仓内粮堆进行人工移仓降温或大功率机械通风降温。

17、2、通过粮仓内温度的监控，获得仓内动态温度分布，结合热管在粮堆内的灵活排布，智能启停不同区域的制冷循环，实现了堆内的区域化精准温控，进一步降低能耗。

18、3、本系统提出将粮仓中导出的热量回收利用到干燥箱中粮食的热风干燥，真正做到废热利用，实现循环节能。

技术特征：

1.一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，其特征在于：该系统包括板式热管(1)、柱状热管(2)、粮仓(3)、水联箱(4)、空冷器(5)、循环水路(8)和水泵(9)；

2.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，其特征在于：所述系统还包括干燥箱(6)和热风管道(7)，空冷器(5)空气出口接热风管道(7)，热风管道(7)与干燥箱(6)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，其特征在于：在粮仓(3)内壁四周均匀安装所述板式热管(1)，粮仓(3)内部规律排布柱状热管(2)。

4.根据权利要求3所述的一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，其特征在于：所述板式热管(1)、柱状热管(2)被水联箱(4)串联，水联箱(4)开双口。

5.根据权利要求4所述的一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，其特征在于：所述空冷器(5)包括引风机(501)、蛇形管(502)、翅片(503)，所述蛇形管(502)设置在空冷器(5)内，翅片(503)设在蛇形管(502)上，引风机(501)设在空冷器(5)的进风口处。

6.根据权利要求5所述的一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，其特征在于：所述系统还包括控制柜(10)，所述板式热管(1)及柱状热管(2)的冷凝段处在单独的水联箱(4)，均可单独控制循环水的进出，控制柜(10)结合粮仓内部温度监控，根据温度检测点的温度反馈，由控制柜(10)启停水泵(9)及水联箱(4)进口阀门，做到对局部区域的定点控温。

技术总结本发明公开了一种基于沉浸式非能动传热模块的粮仓温度自调节系统，该系统包括板式热管、柱状热管、水联箱、水泵、空冷器、干燥箱和控制柜组成；热管排布在粮仓内壁及屋顶上并按优化结果排布，在粮仓内部按实际情况分布；热管分为两部分为冷凝段和蒸发段，蒸发段位于粮仓内部工作，冷凝段位于粮仓外部冷却模块工作；冷却工质由蒸发段吸热排放至冷凝段，热管冷凝段与空冷器单元，干燥箱构成循环，将冷却工质降温后回到粮仓内部完成调节温度，封闭循环。本发明实现了粮仓的低成本智能精准温控，并且做到绿色“仓储”，循环节能，具有非常好的市场推广前景及社会价值。技术研发人员：史玉涛,李成,曹霞,李俊杰,刘湘,韩冰,陈金燕,曾文受保护的技术使用者：常州工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/11