Системы вентиляции хранилищ

Для стационарных хранилищ важна система поддержания режима хранения. В хранилищах для картофеля и овощей — это обычно система вентиляции, в плодохранилищах — вентиляции и искусственного охлаждения, а в лукохранилищах — вентиляции и отопления.

Системы вентиляции хранилищ делят на три вида (рис. 26):

1) естественную

2) принудительную

3 ) активное вентилирование (разновидность принудительной вентиляции выделенной в отдельную группу)

1 — естественная; 2 — принудительная; 3 — активное вентилирование.

Рис. 26. Системы вентиляции хранилищ

Естественная вентиляция действует по законам естественной тепловой конвекции. Воздух при нагревании расширяется, становится менее плотным и поднимается вверх, а более холодный и плотный опускается вниз. Создается тяга. Скорость движения воздуха при естественной вентиляции определяется напором, величину которого можно вычислить по формуле:

где, ΔР — избыточное давление — напор в кг/м²;

h — разность в высоте между отверстиями приточных и вытяжных труб, м;

Δγ — разность плотности воздуха в хранилище и снаружи, кг/м³.

Из этой формулы следует, что напор и скорость движения воздуха тем больше, чем больше разность температуры в хранилище и снаружи. В осенний период эффективность естественной вентиляции для охлаждения продукции мала, приходится прибегать к сквозному проветриванию хранилища. В зимний период вентиляцию прекращают, зарывая вентиляционные каналы.

Приточные трубы располагают обычно у боковых стен с наружной стороны. Входные отверстия их находятся на небольшой высоте над уровнем земли. Сверху они защищены козырьками, чтобы предотвратить попадание атмосферных осадков.

Приточные трубы делают в виде деревянных коробов или асбоцементных труб соответствующего диаметра. Внутренние отверстия приточных труб выводят в нижней зоне, у основания хранилища — либо под решетчатым приподнятым полом закромов, стеллажей, либо в проездной части. Их оборудуют заслонками-крышками.

Вытяжные трубы располагают в верхней зоне хранилища, по коньку перекрытия. Причем внутренний их обрез не должен выступать внутрь, так как это затруднит удаление теплого и влажного воздуха из хранилища. Сверху они защищены козырьком. Вытяжные трубы рекомендуется делать утепленными в виде двойных плотных дощатых стенок с прокладкой между ними теплоизолирующего материала (войлок, пенопласта), защищенного, в свою очередь, от увлажнения толем, пленкой и т. п. (рис. 27). Такая изоляция уменьшает возможности выпадения конденсата на внутренних стенках труб. Вытяжные трубы оборудуются заслонками на оси, поворотом которых регулируют величину выводного отверстия и, следовательно, интенсивность вытяжки.

1 — кровля; 2 — внутренняя обшивка; 3 — утеплитель; 4 — регулировочный клапан; 5 — защелка; 6 — трос, 7 — наружная обшивка; 8 — защита от мороза — утепленный клапан; 9 — утепленное перекрытие; 10 — установочная штанга.

Рис. 27. Устройство вытяжной трубы

В хранилищах небольшой емкости сечение приточных труб выбирают от 0,15х0,15 до 0,2х0,2 м, в крупных — до 0,3х0,3 м.

При принудительной вентиляции воздух подается вентиляторами, что позволяет в определенной степени управлять режимом хранения в хранилище.

Принудительной вентиляцией оборудуются хранилища средней и большой емкости. Обычно принудительно подается (нагнетанием) воздух в хранилище, а удаляется он через вытяжные трубы за счет создающегося напора.

Производительность вентиляторов рассчитывают, чтобы обеспечить 20—30-кратный воздухообмен за час. В этом случае удается достаточно быстро регулировать режим хранения, в первую очередь температуру.

В хранилище воздух распространяется по сети подземных каналов с щелевыми выводными отверстиями, равномерно распределенными по всей площади пола. В хранилищах с принудительной вентиляцией продукцию размещают в таре (ящиках, контейнерах), сложенной в штабеля так, чтобы воздух омывал каждую единицу упаковки.

Активное вентилирование принципиально отличается от принудительной вентиляции. Воздух в этом случае подается через массу продукции, равномерно омывая (теоретически) каждый ее экземпляр.

Это позволяет: 1) значительно быстрее охладить, отеплить, осушить ее и т. д., 2) поддерживать во всех точках штабеля равные условия температуры, влажности и газового состава воздуха, 3) увеличить высоту загрузки. Благодаря этому более экономично используется объем хранилищ, снижаются потери и увеличивается срок хранения.

Количество воздуха, которое следует подавать через штабель овощей (удельная подача воздуха), можно рассчитать приближенно по теплоте, обусловленную теплоемкостью и тепловыделением продукции по формуле:

где, Q — количество тепла, которое нужно удалить за период охлаждения в ккал;

с — теплоемкость продукции в ккал/т ⁰С;

t_H — температура продукции в начале охлаждения;

t_K — температура продукции в конце охлаждения;

q — среднее тепловыделение продукции при t = (t_H - t_K )/2 в ккал/т сутки;

τ — период охлаждения в сутках;

р — вес охлаждаемой продукции в т.

Количество воздуха, которое нужно пропустить через продукцию для удаления тепла, рассчитывается по формуле:

где, V —количество воздуха, необходимое для удаления тепла продукции в м³/сутки;

Q — количество тепла, которое нужно удалить в ккал;

0,31 — средняя теплоемкость воздуха;

t₂ —температура, при которой воздух поступает в хранилище;

t₁ — температура, при которой воздух выходит из хранилища;

τ — период охлаждения в сутках.

В большинстве типовых проектов хранилища с активным вентилированием представляют собой полузаглубленные здания с центральным автопроездом. Обычно они оборудованы двумя центробежными вентиляторами, установленными в торцовых частях. Производительность их определяется по необходимой удельной подаче воздуха. Каждый из этих мощных вентиляторов обслуживает половину хранилища.

Воздухораспределительные каналы прокладывают под землей. Их делают с сужением, чтобы давление и скорость движения воздуха во всей сети были одинаковы. Обычно различают главный канал и отходящие от него в обе (или одну) стороны боковые каналы, которые открываются в хранилище щелями в полу.

Сечение каналов рассчитывают по производительности вентиляторов так, чтобы скорость в главном канале не превышала 8 — 10, в боковых 4 — 5 м/сек. Для равномерного распределения воздуха в штабеле продукции боковые каналы располагают через каждые 1,2 — 2 м, а щели в них — через 0,5—0,8 м.

Под основанием штабеля воздух, выходящий из щелей, распределяется равномерно либо при помощи приподнятого решетчатого пола, на который укладывается продукция, либо при помощи съемных трехугольных решетчатых каналов (рис. 30).

1 — решетчатый приподнятый пол; 2 — съемные решетчатые каналы.

Рис. 30. Способы равномерного распределения воздуха в штабеле овощей при активном вентилировании

Чтобы воздух пронизывал штабель овощей и не растекался в стороны, стенки закромов делают плотными до самого основания.

Система активного вентилирования представляет собой, таким образом, цепь каналов с плотными стенками, по которым воздух не может пройти иначе, как через штабель продукции.

Для более длительного хранения овощей в хранилищах с активным вентилированием за рубежом при­меняют передвижные холодильные установки, охлаждающий элемент которых можно ввести в канал по­дачи воздуха и охладить его до нуж­ной температуры. Воздух в храни­лищах с активным вентилированием, как правило, не подогревают, за исключением лукохранилищ. В них вентилятор блокируется с калорифе­ром — электрическим или водяным, так что для прогревания и сушки лука можно подавать нагретый воздух.