[0001] 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。

[0002]

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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。

[0031] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0032] 如图1‑4所示，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1、柱状热管2、粮仓3、水联箱4、空冷器5、干燥箱6、热风管道7、循环水路8、水泵9和控制柜10；

[0033] 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；所述板式热管1包括热管蒸发段101和热管冷凝段102，热管蒸发段101处于粮食中，热管冷凝段102排布在水联箱4中；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。

[0034] 所述水联箱4与空冷器5通过循环水路8连接，由水泵9提供水循环动力；

[0035] 由光照及粮食内部产生的热量传递到热管蒸发段101上，通过热管蒸发段101内部工质，相变吸收热量，从而上升至热管冷凝段102，热管冷凝段102连接水联箱4，水联箱4中的循环冷却水吸收热管冷凝段102热量，冷凝后的工质回流至热管蒸发段101；

[0036] 所述空冷器5通过循环水路8与水联箱4相连，水联箱4中的循环冷却水进入空冷器5中被风冷，冷却后的水通过水泵9进入水联箱4中，完成冷却水的完整循环。

[0037] 所述空冷器5空气出口接热风管道7，热风管道7与干燥箱6连接；空冷器5空气出口的热气通过热风管道7引入干燥箱6内，用以粮食预干燥。

[0038] 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。

[0039] 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，减少其他区域不必要的能源损耗。

[0040] 对比实验：

[0041] 长方形实验粮仓正南朝向布置，于四个方位各设置温度计，实验仓中心设置一个温度计，分别标记为1号，2号，3号，4号，5号。

[0042] 首先，不开启制冷循环，实验时间从7点至21点，数据记录从8点开始。实验数据如图5所示，由实验结果可知，在东面朝向的区域温度上升较快且高温维持时间较长，中心区域温度上升缓慢，但存在温度积聚效应。

[0043] 由于1号和4号区域温升较快，因此进一步在该区域设置制冷模块，在其周围区域不设置制冷模块，从而进行温度对比，同时对循环水箱和周围环境进行温度监测。在第二天下午13:20开始制冷循环，每隔十分钟记录制冷区、非制冷对比区、循环水、环境的温度，连续进行了14组实验，如图6所示。可知当启动制冷循环时，十分钟内温度由30℃降低到18.3℃，同比采用机械通风技术，降温时间减少40％左右，平均温度相比于非制冷区的温度要降低44％左右，且制冷区温度保持较为恒定值，符合实验预期。

[0044] 本发明系统将自动根据仓内温度决定循环强度，当粮仓外部温度达到设定需求，则循环停止，完成温度自调节。对粮仓内外部温度情况进行实时监控，及时反馈系统，进行降温循环，确保粮仓安全稳定运行。

[0045] 本发明针对粮仓内部的热量传输及温度管理，研发沉浸式非能动热管传热模块的恒温控制系统，使得粮堆各区域能自主、高速、静音传热。

[0046] 本发明从粮仓内外部热源出发，检测粮仓内外部温度分布，为采用不同热管模块在粮仓内外部进行温控的结构方式和布局方法奠定基础，达到精准温控、有效节能的目的。

[0047] 本发明进一步将热管放热端传递出来的热量耦合使用，对干燥箱中的其他粮食进行热风预干燥，减少粮食干燥所需的能耗。

[0048] 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。