专利名称：粮食贮藏库湿度控制方法及其通风系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种贮藏库湿度控制方法及其利用该方法实现保湿、降温的通风系统，尤其是一种采用湿膜，实现保湿和降温的通风系统，特别适用于粮食贮藏库的使用。
背景技术：
确保粮食贮藏安全，并能够延长贮藏期，是粮食贮藏库需要解决的一个关键的问题。在贮藏过程中，防止粮库中的呼吸热使粮食温度升高，合理通风，是现有通风系统的主要功能。
现有粮食贮藏库常用的通风方式主要包括正压鼓风式和负压排出式，也有的大型粮库两者并用。正压鼓风式是通过在贮藏库通风道的入口设置具有一定风压和流量的风机，将室外的低温空气送入贮藏库中；因为设置的风机风压和流量较大，通风阻力较大，所以通风均匀性易受影响。负压排出式是在贮藏库的通风道出口设置一定数量的排气扇，通过排气使粮食内部产生一定的负压，从而使室外的低温空气被吸入到贮藏库内，起到降温的作用。
我国大部分粮食贮藏库，都承担着国家贮备粮的贮藏任务，为了确保这些粮食的长期、安全贮藏，粮食入库时水分较低，通常情况下比适宜水分低1-2％。在长期的通风过程中，粮食的水分进一步失去，以入库水分在13％左右的水稻为例，通过3年的贮藏，粮食水分一般降低1-2％左右。粮食水分降低1％，就等于粮食重量减少了1％，这不但严重影响粮食经营企业的经济效益，而且也给国家和国家贮备粮经营企业带来很大的经济损失；由于粮食水分过低，粮食的生物活性同时受到影响，其食用品质和加工特性都有所下降，严重时甚至失去食用价值。另外，在其他农产品的贮藏过程中，也存在产品失水的问题。
粮食贮藏库的容积较大，粮食翻垛困难，贮藏过程中的通风使部分粮食严重失水。采用普通的加湿方法，空气湿度难以控制；如果空气中含有的水滴或水分雾化不完全，则空气中的水分会在与粮食最初的接触面等处发生积累，使粮食结露、水分过度升高。随着贮藏时间的延长，粮食就会发霉而腐败变质。所以粮食贮藏库的加湿需要更加慎重和可靠。
国外已经有许多设施设置了超声波加湿、喷雾加湿装置。不过，由于超声波加湿和喷雾加湿的雾化程度易受外界条件和水质的影响，通风过程中易产生结露现象。还有少量的设施也设置了湿膜加湿系统，在一定程度上缓解了贮藏中的农产品的失水问题。
湿膜通风降温系统在温室、楼宇空调等方面得到了越来越广泛的应用。不过，在这些应用中，湿膜的主要作用是降温，对空气湿度要求不严。因此，既没有湿度检测系统，也没有加水湿膜面积调节系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种粮食贮藏库湿度控制方法，通过通风时湿膜表面水分的蒸发，贮藏库空气中的水分完全雾化，有效降低通风温度和粮食温度，改善粮食贮藏条件，防止粮食由于通风引起的失水问题。
本发明的又一目的在于针对现有技术的不足，提供一种粮食贮藏库用通风系统，通过在通风道和粮食中预埋湿度测定传感器，在线检测空气和粮食的水分含量的变化，通过调节湿膜面积随时调整通风空气的湿度，达到既减少粮食失水，又确保粮食贮藏安全的目标，系统可靠性好、自动控制程度高。
本发明的再一目的在于针对现有技术的不足，提供一种粮食贮藏库用通风系统，新建粮库的通风口设置固定式的湿膜通风系统，或在现有贮备库的通风入口设置移动式的湿膜通风系统，这样既降低了设备成本，又不需要对贮藏库进行大规模的改造，设备简单易行、运行成本低廉。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的
一种粮食贮藏库湿度控制方法，该方法包括如下步骤步骤1对粮食贮藏库内的湿度进行检测；步骤2将检测到的湿度数值与预先设定的湿度范围值相比较，测量数值低于设定值，则开启供水装置为设置在通风道内的湿膜供水，进行加湿；测量数值高于设定值，则开启风机通风。
步骤3系统工作过程中，定时检测贮藏库和通风道内的湿度，当测量值未达到设定值时，则系统继续工作；当测量值达到设定值时，则系统停止加湿。
为了进一步控制加湿，上述的步骤2还进一步包括步骤21所述的湿膜供水面积可以调节，其大小随湿度测量值的大小变化而改变，测量值越高，湿膜供水面积越小，测量值越低，湿膜供水面积越大。
采用上述控制方法控制湿度的粮食贮藏库用通风系统，它至少由风机和通风道构成，风机的送风口与通风道相连，用于将降温气流通过通风道送入粮食贮藏库内，对其内部贮藏的粮食进行通风降温处理，通风道内还进一步设有湿膜组件，风机工作时在通风道内形成的气流经过该湿膜组件进行加湿后送入粮食贮藏库，用于调节粮食贮藏库内粮食的湿度。
作为粮食贮藏库用通风系统的核心部分，湿膜组件至少由湿膜装置、供水装置、检测装置和控制装置组成；供水装置与湿膜装置相连并为其供水，检测装置分别安装在粮食贮藏库和通风道内，控制装置接收检测装置输出的信号，并根据该信号控制供水装置为湿膜装置供水。
湿膜装置为一个以上的湿膜单元，每个湿膜单元都设有覆盖在通风道横截面上的湿膜，不同湿膜单元内湿膜的面积彼此不等，通过为面积不同的湿膜单元供水，组合调节供水湿膜的总面积，实现粮食贮藏库的湿度控制。如果各个湿膜单元的湿膜面积都是相同的，组合调节将比较困难，例如在实际调节中，如果使用等面积湿膜调节，要达到5％的调节精度，则湿膜要分为20个单元；而不等面积的湿膜，则只需要6个单元就可达到3.5％的调节精度效果。
湿膜的供水装置包括通过水泵与总水源相连的供水管，该供水管设置在每个湿膜单元内的湿膜上方并为其供水，经过湿膜后未被蒸发的水分通过管路回流入总水源。
该系统的检测装置为分别设置在通风道和贮藏库内的温度、湿度传感器，传感器的输出与控制装置的输入相连。
控制装置包括控制器和供水电磁阀，检测装置的输出信号输入控制器，控制器控制设置在水泵与湿膜单元供水管之间的供水电磁阀，调节各个湿膜单元的供水量；另外，控制装置还可以为定压回流阀，该定压回流阀与水源相连，通过水压调节控制水源供水。
为了及时提醒操作者的注意，控制器上还设有报警器，检测装置的输出与报警器的输入相连，当检测装置检测到的温度、湿度超出预定数值，报警器报警；同时，控制器控制供水装置停止对湿膜单元供水，系统停止加湿。
综上所述，本发明具有如下优点1、湿膜通风保湿降温系统，通过通风时湿膜表面水分的蒸发，可以确保进入粮食贮藏库的空气中的水分雾化完全。
2、通过在通风道和粮食中预埋湿度测定传感器，可以在线检测空气和粮食的水分含量的变化，并通过调节湿膜面积随时调整通风空气的湿度，达到既减少粮食失水，又确保粮食贮藏安全的目标。
3、通过湿膜蒸发，可以有效的降低通风温度和粮食温度，改善粮食贮藏条件。
4、可以在新建粮库的通风口设置固定的系统、也可以在现有国家粮食贮备库的通风入口采用移动式的湿膜通风系统，这样既降低了设备成本，又不需要对贮藏库进行大规模的改造。
5、采用湿膜通风保湿降温系统，设备简单易行、运行成本低廉、系统可靠性好、自动控制程度高。
图1为本发明湿膜通风、保湿、降温系统的结构示意图；图2为本发明湿膜装置结构示意图；图3为本发明控制过程流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。
如图1所示，为本发明湿膜通风、保湿、降温系统的结构示意图。从图1可知，该系统主要由贮藏库1、湿膜组件2和通风组件3组成，贮藏库1设有排气口11和通风道12，湿膜组件2和通风组件3沿进入贮藏库1的方向顺次设置在通风道12内，通过湿膜组件2加湿降温后的空气通过通风组件3进入贮藏库1，进行热交换后经排气口11排出。
湿膜组件2还进一步设置检测控制机构4，该检测控制机构4检测贮藏库1内的温度、湿度后，控制湿膜组件2的加湿量，合理调节贮藏库1内的温湿程度。
通风组件3通常采用设置在通风道12内的风机31，将通过湿膜组件2加湿、调温处理过的空气吹入贮藏库1内部。
如图2所示，为本发明湿膜装置的结构示意图。从图2可知，湿膜装置2包括一个以上湿膜单元21，每个湿膜单元21主要包括湿膜211和供水件，供水件由供水管212和与其相连的供水管路216组成，供水件设置在湿膜211的上方，为湿膜211供水，经过湿膜211后未被蒸发的水分通过管路回流，与供水管212汇集，通常是在湿膜211的下方放置一盛水托盘213，其下方还设有起到保护和支撑作用的支架214，汇集在盛水托盘213内的水，通过回流管路流入水箱215，与水箱215内的水流汇合，通过水泵217为系统循环提供水源。湿膜211整体覆盖设置在通风道12的横截面上，不同湿膜单元21内的湿膜211面积不等，可以根据加湿的不同需要开启带有不同湿膜211面积的湿膜单元21，通过不同面积的湿膜211的组合，形成的湿膜总面积是不同的，达到湿度调节效果；假如每个湿膜单元21中的湿膜211面积均相同，组合调节将比较困难，例如在实际调节中，如果使用等面积湿膜调节，要达到5％的调节精度，则湿膜要分为20个单元；而不等面积的湿膜，则只需要6个单元就可达到3.5％的调节精度效果。
通风系统在实际的安装使用过程中，一个以上的湿膜211之间既可以彼此连接，也可以相互不连接，甚至可以设置为上下两层，不过，每层湿膜211是通过上、下固定板固定的，每个湿膜单元都设有独立的上、下固定板和回流管等回流装置。湿膜的总面积除掉无法通风的底座和供水管等部分，应将通风道的横截面整个封堵，亦即应保证所有通过通风道的空气都通过湿膜，而所通过的湿膜可能全部供水用于加湿，也可能是部分供水。
如图1所示，检测控制机构4包括检测装置41和控制装置42，检测装置41设置在通风道12和贮藏库1内，控制装置42与湿膜组件2相连，控制其加湿程度，检测装置41的输出与控制装置42的输入相连，实现对湿膜组件2的控制。
检测装置41为分别包括设置在通风道12和贮藏库1内的温度、湿度传感器411、412和设置在水箱215内部的水位计413。
控制装置42包括设置在湿膜组件2内的一个以上控制阀和与检测装置41的输出端相连，根据接收到的检测信号，输出并对控制阀实施相应控制的控制件421。
控制阀包括补水阀422和供水电磁阀424，补水阀422与水箱215连接，通过水量调节，控制水箱215的供水，供水电磁阀424设置在水泵217与湿膜211的供水管212之间，用于控制调节各个湿膜单元21的供水量。
控制阀还进一步包括定压回流阀423，定压回流阀423与水箱215相连，通过水压调节控制水箱215的供水。当水压达到一定压力值时，开启定压回流阀423使水直接回流，防止湿膜供水单元的开启数量少时管道中的压力过高，如果调节要求不是很高，湿膜单元数量较少，定压回流阀423也可以不设置。同时，此处还可以通过补水阀422和供水电磁阀424完成调节，水箱215中的水位计413与补水阀422相连，当水箱215中的水量达不到预定要求时，水位计413对其液面做相应指示并通过机械运动带动补水阀422补水。
为了随时监控系统的运行状态，在控制件421上还设有报警器43。报警器43的设定范围根据不同贮藏库所贮藏物品的不同要求，调节到适宜的范围，如果空气湿度、粮食湿度和供水压力超出了设定范围，则报警器43就会自动报警，控制装置控制该系统停止加湿和降温，直到其检测数值再次降低，达不到预定要求时，重新启动该系统的工作。其预定范围可以被视为安全范围。
在需要通风的时候，系统会按照预先设定的程序或粮食水分检测仪的信号，自动启动供水件和风机31。在风机31的作用下，高温、低湿的空气通过湿膜211被降温和加湿。而通过调节湿膜211的供水面积，可以确定空气的加湿比例。湿膜面积的调整是通过供水电磁阀424控制湿膜单元21来实现的。如图2所示，湿膜单元21是将整个湿膜211分割成面积不等的从上到下直通的多个单元，每个单元都有独立的供水管212和供水电磁阀424，通常通过水泵217供水。通过对加湿降温空气和未加湿空气的混合，调节空气的湿度到设定的范围。湿度调节精度最高可以达到1％以内。
当检测装置41检测到贮藏库内部贮藏物品的温度和湿度并需要进行保湿通风降温时，整个系统开始运行。风机31启动的同时，水泵217启动，供水件开始给湿膜211供水。每个湿膜单元21内的供水电磁阀424可以按照控制件421的指令自动开关任一湿膜单元21的水路。供水压力通过定压回流阀423保持稳定。经过湿膜211后，未被蒸发的水流入盛水托盘213后通过回流管路回流到水箱215，以节约用水。水箱215设置有补水阀422和水位计423以保证水源供给。通过湿膜211蒸发加湿降温后的空气被风机31鼓入贮藏库1内。冷空气与贮藏库内的贮藏物品进行充分的热湿交换后，通过排气口11排出。通风道12和贮藏库1中的传感器411、412检测温湿度数据后传递到控制件，通过预先设定的程序进行计算，如果湿度过高，则减少湿膜211的湿膜单元21的开启数量，反之则增加。在不需要加湿时，可以关闭加湿系统而仅仅进行通风。如果其水分超过了安全范围，则系统自动停机，报警器43发出警报。
通风组件3的设计必须保证通过供水湿膜的空气与通过未供水湿膜的空气混合良好，防止空气湿度不均对粮食贮藏可能造成的不良影响。
如图3所示，为本发明控制过程流程图。从图3可知，本发明通风系统的工作过程是这样的当通风系统开始工作时，系统总电源开启，检测装置开始工作，检测粮食贮藏库内的湿度，如果湿度正常或过低，控制装置计算需要供水的湿膜面积，调节电磁阀为湿膜供水，同时开启水泵和风机。如果粮食贮藏库内的湿度过高，同样开启风机，加快贮藏库内的空气流通。
在系统的整个工作过程中，定时检测贮藏库和通风道内的温度、湿度状况。如果湿度接近设定的上、下限，则强制系统停止加湿；如果湿度在设定的范围内，系统继续运行；如果湿度达到或超过设定值，报警器报警，系统停止运行。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种粮食贮藏库湿度控制方法，其特征在于包括如下步骤步骤1对粮食贮藏库内的湿度进行检测；步骤2将检测到的湿度数值与预先设定的湿度范围值相比较，测量数值低于设定值，则开启供水装置为设置在通风道内的湿膜供水，进行加湿；测量数值高于设定值，则开启风机通风；步骤3系统工作过程中，定时检测贮藏库和通风道内的湿度，当测量值未达到设定值时，则系统继续工作；当测量值达到设定值时，则系统停止加湿。
2.根据权利要求1所述的粮食贮藏库湿度控制方法，其特征在于所述的步骤2进一步包括步骤21所述的湿膜供水面积根据湿度测量值的大小进行调节，测量值增高，减小湿膜供水面积，测量值降低，增大湿膜供水面积。
3.一种采用上述湿度控制方法控制湿度的粮食贮藏库用通风系统，它至少由风机和通风道构成，风机的送风口与通风道相连，用于将降温气流通过通风道送入粮食贮藏库内，对其内部贮藏的粮食进行通风降温处理，其特征在于所述的通风道内还进一步设有湿膜组件，风机工作时在通风道内形成的气流经过该湿膜组件进行加湿后送入粮食贮藏库，用于调节粮食贮藏库内粮食的湿度。
4.根据权利要求3所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的湿膜组件由湿膜装置、供水装置、检测装置和控制装置组成；供水装置与湿膜装置相连并为其供水，检测装置分别安装在粮食贮藏库和通风道内，控制装置接收检测装置输出的信号，并根据该信号控制供水装置控制为湿膜装置的供水量。
5.根据权利要求4所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的湿膜装置为一个以上的湿膜单元，每个湿膜单元都设有覆盖在通风道横截面上的湿膜，不同湿膜单元内湿膜的面积彼此不等，通过为面积不同的湿膜单元供水，组合调节供水湿膜的总面积，实现粮食贮藏库的湿度控制。
6.根据权利要求4或5所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的供水装置由与总水源相连的水泵和与水泵相连的供水管组成，该供水管设置在每个湿膜单元内的湿膜上方并为其供水，经过湿膜后未被蒸发的水分通过管路回流入总水源。
7.根据权利要求4所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的检测装置为分别设置在通风道和贮藏库内的湿度传感器，传感器的输出与控制装置的输入相连。
8.根据权利要求4或7所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的控制装置包括控制器和供水电磁阀，检测装置的输出信号输入控制器，控制器控制设置在水泵与湿膜单元供水管之间的供水电磁阀，调节各个湿膜单元的供水量。
9.根据权利要求4所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的控制装置还进一步包括定压回流阀，定压回流阀与水源的水箱相连，通过调节水箱的水压来控制供水。
10.根据权利要求8所述的粮食贮藏库用通风系统，其特征在于所述的控制器上还设有报警器，检测装置的输出与报警器的输入相连，报警器的输出与控制器相连，当检测装置检测到的温度、湿度超出预定数值，报警器报警；同时，控制器控制供水装置停止对湿膜单元供水，系统停止加湿。
全文摘要
本发明公开一种粮食贮藏库湿度控制方法及其通风系统，该方法包括，对贮藏库内的湿度进行检测，根据检测值与设定值的比较结果，通过控制设置在通风道内的湿膜供水面积加湿；湿膜供水面积随湿度测量值而改变；所述系统由风机和通风道构成，风机的送风口与通风道相连，将降温气流送入贮藏库内，对其内部贮藏的粮食通风降温处理，通风道内设有湿膜组件，风机工作时在通风道内形成的气流经过湿膜组件加湿后送入贮藏库，调节粮食湿度。本发明确保进入贮藏库的空气中的水分雾化完全，可在线检测空气和贮藏物水分含量的变化，通过调节湿膜面积随时调整通风空气的湿度，既避免贮藏物失水，又安全，运行成本低廉、可靠性好、自动控制程度高。
文档编号B65D88/74GK1579898SQ03153388
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月12日 优先权日2003年8月12日
发明者李再贵, 殷丽君, 彭高军, 王琳 申请人:中国农业大学