Сховище для сільськогосподарських рослинних продуктів

Пропонується винахід, який відноситься до сільськогосподарського виробництва, зокрема, до пристроїв для зберігання плодоовочевих продуктів. Переважна область використання - сховища з природним охолодженням зовнішнім повітрям, які розташовані у кліматичних зонах південних та помірних широт. Відомі сховища для сільськогосподарських рослинних продуктів з природним охоложенням, які використовують охолоджуючу спроможність зовнішнього повітря за допомогою природної тяги, які складаються із теплоізольованих стін та покриття, підлоги, вхідних та вихідних повітропроводів з отворами та заслінками для подачі та видалення зовнішнього повітря, які розміщені на різній висоті від поверхні грунту (Широков Е.П. Технология хранения и переработки плодов и овощей. - М.: Колос, 1970. - С.108 - 109, 119 - 122). Але у таких сховищах відмічаються підвищені втрати продуктів. Відомо, що втрати вологи продуктом, які складають біля 70% природних втрат маси плодів і овочів, прямо пропорціональні теплоприпливам у сховища (Жадан В.З. Влагообмен в плодоовощехранилищах. - М.: Агропромиздат, 1985. - С.69 - 76). В залежності від місткості сховища площа поверхні підлоги складає від 25 до 40% загальної площі огороджуючих конструкцій. Однією з основних складових зовнішніх теплоприпливів є теплота грунту, яка надходить через підлогу сховища до продукту при його охолодженні. Крім того, кількість тепла, що надходить із надр землі і дорівнює 0,077вт/м2 (Штаєрман М.Я. Изоляция холодильников. - М.: Пищепромиздат, 1954. С.165), постійно впливає на продукт на протязі всього періоду охолодження і зберігання, додатково збільшуючи втрати його вологи. Найбільш близькими за технічною сутністю до винаходу, що пропонується, є сховище, яке складається з теплоізольованих стін і покриття, підлоги, вхідних повітропроводів, які мають отвори з заслінками для подачі повітря і вихідних повітропроводів з отворами, виконаних у вигляді прошарків між стінами та екранами (А.с. СССР №1186139, кл. A01F25/08, опубл. 1985, Бюл. №39, прототип). Недолік цього сховища полягає в тому, що в ньому неможливо одночасно охолоджувати грунт і продукт, тому що в ньому здійснюється тільки послідовне охолодження: спочатку охолоджуються стінки повітропроводів, а після наближення температури стінок до температури повітря; яке надходить у сховище, здійснюється охолодження продукту. При цьому час використання природного холоду, зумовленого добовими коливаннями температури зовнішнього повітря у нічні і передранкові години, обмежений. Це особливо характерне для сховищ, розташованих у південних районах країни, де стояння температур повітря, необхідних для охолодження продуктів, нетривале в часі (Жадан В.З. и др. Критерии климатического районирования страны в целях использования естественного холода в картофелехранилищах // Холодильная техника. - 1986. - №6. - С.10 - 12). Тому виникла необхідність одночасного відведення теплоти грунту за межі сховища і охолодження продукту шляхом інтенсивного використання охолоджуючої здатності зовнішнього повітря. Крім того, у відомому сховищі охолоджується не вся поверхня підлоги, а тільки незначна її частина, яка прилягає до поверхні повітропроводів; екран прошарку перебуває під дією довготривалого бокового навантаження від насипу продукту, яке досягає максимального значення приблизно через 1 - 2 місяці після завантаження (Рослов Н.Н. Комплексы для хранения картофеля и овощей. - М.: Россельхозиздат, 1985. - С.28 - 32), що вимагає збільшення міцності конструкції екрану і приводить до збільшення витрат матеріалу і вартості виготовлення прошарку. Задача, на рішення якої направлений запропонований винахід полягає у створенні сховища, яке забезпечує зниження зовнішніх теплоприпливів до продукту, що зберігається від грунту через поверхю підлоги і бокові огороджуючі конструкції, що дозволяє зменшити втрати продукту, знизити витрати енергії та капітальні витрати при будівництві. Поставлена задача вирішується шляхом створення у сховищі підпілля, розділеного повітронепроникними перегородками і з'єднаного з вхідними і вихідними повітропроводами, причому вихідні повітропроводи виконані у вигляді прошарків між стінами і екранами, їх отвори для видалення повітря мають заслінки, а екрани розміщені ззовні сховища. Саме заявлене виконання вихідних повітропроводів ззовні сховища, оснащення отворів вихідних повітропроводів заслінками дозволяє: здійснити ефективне використання природного холоду шляхом одночасного відведення тепла грунту за допомогою природної тяги та охолодженняпродукту; збільшити термічний опір огороджень сховища при закритих заслінках, за рахунок створення невентильованих повітряних прошарків під підлогою і біля зовнішніх стін, зменшуючи втрати тепла у зимовий період та запобігаючи цим самим можливості підморожування продуктів. Реалізація заявленого технічного рішення пояснюється принциповою схемою сховища, яка представлена на кресленні (фіг.). Сховище складається з теплоізольованих стін 1 і покриття 2, підлоги 3, підпілля 4 з повітронепрониклими перегородками 5, вхідних повітропроводів 6 з отворами 7 і заслінками 8 для подачі повітря, розміщеними у нижній частині сховища, та вихідних повітропроводів 9, оснащених у верхній частині отворами 10 і заслінками 11 для виходу повітря, розміщеними ззовні сховища і виконаними у вигляді прошарків між теплоізольованими стінами 1 і екранами 12. Підпілля 4 розділене повітронепрониклими перегородками 5 на секції 13. Сховище працює наступним чином. В нічні і передранкові години, коли температура зовнішнього повітря мінімальна, зовнішнє повітря, що поступає з найбільш охолодженого приземному шарі, під дією природної тяги через отвори 7 з відкритими заслінками 8 надходить у вхідні повітропроводи 6 і подпілля 4. Сприйнявши тепло від грунту, повітря через вихідні повітропроводи 9 і отвори 10 з відкритими заслінками 11 виводиться на зовні. Розміщення отворів 7 для подачі повітря у нижню частину сховища і отворів 10 для виходу повітря у верхній зоні сховища на рівні покриття 2 підсилює ефект природної тяги і інтенсифікує процес охолодження грунту під підлогою 3 сховища. Для направленого руху повітряних потоків через вхідні повітропроводи 6, підпілля 4 і вихідні повітропроводи 9, вхідні 6 і вихідні 9 повітропроводи розташовані біля протилежних стін сховища, а підпілля 4 розділене повітронепроникними перегородками 5 на окремі секції 13. У поруч розміщенних секціях здійснюється зустрічний рух потоків охолодженого повітря. Це дозволить охолодити всю поверхню грунту під підлогою 3 та бокові огороджуючі конструкції. Закрите положення заслінок 8 і 11 перетворює вихідні повітропроводи 9 (підпілля 4 в неветильований повітряний прошарок, приводить до збільшення загального термічного опору стін 1 і підлоги 3 сховища та створює сприятливі умови для зменшення втрат продуктів, як в періоди з температурою зовнішнього повітря вищою від температури повітря в сховищі, так і в періоди різного похолодання. Це також позволяє скоротити капітальні витрати при будівництві сховищ за рахунок зменшення товщини теплоізоляції зовнішніх стін 1. Доцільно зовнішню поверхню екранів 12 виконати із матеріалів з низьким ступенем чорноти (менше 0,4), що дозволить зменшити теплоприпливи, які проникають у сховище вдень під дією сонячної радіації. Крім того, запропонована конструкція повітряного прошарку зменшує шкідливу дію кліматичних факторів на зовнішні стіни (опади, сонячна радіація, вітрове навантаження, тощо), дозволить збільшити строк експлуатації ізоляційних матеріалів за рахунок збереження їх теплофізичних властивостей. На кресленні показано розміщення екранів 12 вздовж зовнішніх стін сховища, які мають найбільшу площу поверхні і через які надходить значна кількість теплоприпливів. У решти стін сховища повітряні прошарки відсутні, тому що, звичайно, біля них розташовані допоміжні та службові приміщення (приміщення для товарної обробки і сортування продуктів, експлуатації і обслуговування навантажувальнорозвантажувальних механізмів і обладнання, побутові приміщення, технічні коридори, тощо), у яких підтримується нормований температурний режим. У запропонованому сховищі, незалежно від систем охолодження (природна, штучна чи комбінована) і системи повітророзподілення (активне вентилювання, загальнообмінна вентиляція, гравітаційне вентилювання, тощо) на кресленні не показані, шкідлива теплова дія грунту на вентилююче повітря, що поступає в продукт буде мінімальною. Виконання покриття екранів з технікоекономічно можливим ступенем чорноти збільшує загально термічний опір зовнішніх стін сховища. Значення ступеню чорноти нижче 0,4 вибране із умови виконання покриття екранів з гладкою поверхнею і світлим фоном при використанні розповсюджених матеріалів, які використовуються в будівництві сховищ, наприклад, алюмінієві панелі, оцинковане листове залізо та ін. Як показують розрахунки, наприклад, для картоплесховища місткістю 1000 тонн, розташованого в місті Одесі, кількість тепла, що надходить через підлогу сховища від грунту за повний період охолодження, складатиме 5,6 ´ 106кДж. Враховуючи, що витрати вологи, які приходяться на 1кДж підведеного до продукту тепла дорівнюють 0,17г (Жадан В.З. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья на пищевых предприятиях. М.: Пищ. пром-сть, 1976. - С.140) загальні втрати вологи складатимуть 0,95 тонн, тобто теплоприпливи тільки від грунту і тільки за період охолодження викликають значні втрати волога продуктами, що підтверджує доцільність і корисність застосування заявленого винаходу. Запропонований винахід дозволить ефективно використовувати охолоджуючу здатність зовнішнього повітря для компенсації теплоприпливів від грунту і зменшення теплоприпливів через огороджуючі конструкції, скоротити втрати продуктів, знизити витрати енергії в періоди охолодження і зберігання продуктів, покращити умови експлуатації та зменшити капітальні витрати на будівництво сховищ. Воно може бути реалізоване при будівництві нових і реконструкції діючих сховищ.