Вентиляция овощехранилища: виды систем, нормы микроклимата и монтаж

Вентиляция в овощехранилище определяет, доживёт ли урожай до весны без потерь. Картофель, корнеплоды и капуста после уборки продолжают дышать: выделяют тепло, водяной пар и углекислый газ, и всё это нужно вовремя убирать из насыпи. Ниже разбираем режимы хранения по культурам, расчёт подачи воздуха, виды систем вентиляции овощехранилища, оборудование, проектирование и монтаж.

Зачем нужна вентиляция в овощехранилище

Задача вентиляции в овощехранилище — снимать с продукции тепло дыхания, лишнюю влагу и углекислый газ и выравнивать температуру по объёму склада. Клубни и корнеплоды остаются живыми тканями и испаряют воду весь период хранения. Если воздух не двигать, в верхних слоях насыпи выпадает конденсат, а следом появляются очаги гнили и прорастание.

Работает система в нескольких режимах, каждый под свой период. Сразу после загрузки картофель проходит «лечебный» период — 10–15 суток при 12–18 °C, пока заживают повреждения клубней; вентилируют в это время рециркуляционным воздухом шесть раз в сутки по 30 минут. Затем идёт охлаждение: температуру картофеля снижают за 20 суток по 0,5–1 °C в сутки, овощи охлаждают быстрее — не дольше 15 суток. И только потом система выходит на основной режим.

Хранение овощей и вентиляция связаны напрямую: расчётные 270 суток для картофеля, корнеплодов, капусты и лука-репки достижимы только при работающем воздухообмене.

Требования к системе вентиляции овощехранилища

• Регулируемая подача. Система подаёт в массу продукции наружный или внутренний воздух либо их смесь и меняет интенсивность по секциям.

• Перепад температур. Воздух, подаваемый в насыпь, должен быть холоднее продукции не менее чем на 1 °C, иначе на клубнях выпадет конденсат.

• Вытяжка. Вытяжную вентиляцию делают естественной или механической, но для лука, который хранят россыпью, механическая обязательна.

• Обогрев. Зимой воздух верхней зоны держат на 2 °C выше температуры продукции, а подогретый приток — не более чем на 6 °C.

• Защита от грызунов. Сетки в заборных воздуховодах и отверстиях стен ставят заподлицо с внешней стороны.

Температура и влажность при хранении овощей

Микроклимат овощехранилища описывают тремя параметрами: температурой в массе продукции, относительной влажностью и скоростью движения воздуха. В основной период картофелю нужно +3 °C и влажность 90–95 %, корнеплодам и капусте — 0 °C при той же влажности, луку и чесноку — 0 °C, но всего 70–80 %. Допустимое колебание температуры — ±1 °C.

Разброс по влажности объясняет, почему разные культуры не держат в одной секции. Картофель при 70 % вянет и теряет массу, а лук при 90 % трогается в рост и загнивает по шейке. Для картофеля рабочим считают коридор 3–6 °C: теплее — клубни идут в рост, холоднее — мякоть сластит.

Следить приходится за обеими границами влажности. Сухой воздух вытягивает воду из продукции — это прямая убыль массы, которую не вернуть. Переувлажнённый даёт конденсат на потолке, а капли, падающие в насыпь, запускают гниль. Поэтому в хранилищах ставят увлажнители с мелкодисперсным распылением воды или паром.

Режимы хранения разных культур

В таблице — нормативные условия, расчётные сроки хранения и предельная высота складирования россыпью. Высота насыпи важна не меньше температуры: чем толще слой, тем труднее продуть его насквозь.

Фрукты в общей секции с картофелем не хранят: яблокам нужно 0 °C, а выделяемый ими этилен ускоряет прорастание клубней. Под плоды проектируют отдельные холодильные камеры.

Кратность воздухообмена и расчет вентиляции овощехранилища

Производительность считают не в кратностях, а в удельной подаче воздуха на тонну продукции. Минимум такой: в лечебный период и период охлаждения картофелю и корнеплодам нужно 70 м³/т·ч, капусте, луку и чесноку — 150 м³/т·ч. Это для средней полосы; в регионах, где зимняя расчётная температура опускается до −30 °C и ниже, цифры уменьшаются до 50 и 100 м³/т·ч. Зимой в основной период интенсивность снижают вдвое.

Считается это просто:

1000 т картофеля × 70 м³/т·ч = 70 000 м³/ч в лечебный период, а к середине зимы — около 35 000 м³/ч. Под эти цифры подбирают вентиляторы и сечения каналов, а не наоборот.

Кратность воздухообмена остаётся рабочим показателем там, где продукцию хранят в таре и охлаждают искусственно: холодильной камере нужно не менее 10 м³/ч на тонну продукции и не менее 8 объёмов камеры в час.

Свой расчёт нужен лукохранилищам: лук без листьев просушивают расходом не менее 200 м³/т·ч при 25–30 °C, лук с листьями — 350 м³/т·ч при 30–35 °C.

Виды систем вентиляции овощехранилища

Системы вентиляции овощехранилища различают по тому, как воздух доходит до продукции: обтекает штабель снаружи или проходит сквозь насыпь. Отсюда четыре рабочие схемы — естественная, приточно-вытяжная, активное вентилирование и вертикальная раздача.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция работает за счёт разницы плотностей тёплого и холодного воздуха: свежий заходит через приточные каналы внизу, отработанный уходит через вытяжные шахты с дефлекторами на кровле. Оборудования почти нет, электроэнергия не нужна, поэтому схему применяют в погребах, буртах и небольших хранилищах. Слабое место — погода: в оттепель тяга исчезает, и воздухообмен прекращается ровно тогда, когда продукция греется. На промышленных объектах естественной оставляют только вытяжку.

Приточно-вытяжная (принудительная) вентиляция

Приточно-вытяжная вентиляция помещения овощехранилища создаёт управляемый поток вентиляторами и не зависит от наружных условий. Режимов работы три: подача наружного воздуха, полная рециркуляция внутреннего и работа на смеси. Смесительная камера с клапанами позволяет добрать нужную температуру приточной струи зимой, не выстуживая склад. Расчётная скорость воздуха в сечении канала не должна превышать 10 м/с, во входных отверстиях вентсистем — 5 м/с.

Активное вентилирование

Активное вентилирование продувает воздух сквозь насыпь по напольным или подпольным каналам с перфорацией. Это основная схема для картофеля, корнеплодов и капусты, которые хранят навалом. Геометрия раздачи здесь жёстко задана: расстояние между воздухораздающими каналами в осях — не более 2 м, торцы каналов не доводят до стен на 60–80 см, скорость на выходе в массу продукции — 1–2 м/с. В расчёте учитывают, что продукция закрывает часть перфорации: для картофеля и лука — 50 % площади, для капусты и корнеплодов — 40 %. Магистральные каналы делают проходными, сечением 0,8 × 1,8 м, чтобы их можно было чистить.

Вертикальная система вентилирования

Вертикальная схема подаёт воздух снизу и отводит вверх — через каналы вдоль стен или короба в самой насыпи. Её выбирают, когда высота загрузки велика и горизонтальная продувка не пробивает слой равномерно. Родственный вариант для контейнерного хранения — напорная стена: контейнеры выставляют вплотную к перфорированной стенке, и воздух идёт через ящики, а не мимо них. Обе схемы требуют плотной укладки: любая щель уводит поток по пути наименьшего сопротивления.

Оборудование для вентиляции овощехранилища

Оборудование подбирают под схему и культуру, но базовый комплект одинаков и собирается в одну линию: воздух забирают снаружи, доводят до нужной температуры и влажности, раздают по насыпи и удаляют отработанный.

• Вентиляторы. Осевые и центробежные приточные агрегаты и вытяжные вентиляторы шахт; производительность берут с запасом на сопротивление насыпи.

• Клапаны и смесительная камера. Приточный, рециркуляционный и вытяжной клапаны с электроприводами задают пропорцию наружного и внутреннего воздуха.

• Воздухораздающие каналы. Магистральный канал и перфорированные короба или напольные решётки, через которые воздух входит в продукцию.

• Калорифер и увлажнители. Калорифер догревает приток зимой, распыление воды или пар удерживают влажность 90–95 %.

• Холодильное оборудование. Воздухоохладители и холодильные машины; воздухоохладитель в системе активной вентиляции снабжают обводным каналом с дроссель-клапаном.

• Автоматика. Датчики температуры в насыпи и снаружи, датчики влажности, контроллер с режимами по периодам хранения.

Цена комплекта зависит от вместимости, культуры и наличия искусственного холода: вентиляция овощей на картофельном складе обходится дешевле холодильной камеры для яблок с регулируемой газовой средой.

Проектирование системы вентиляции

Проектирование начинается с исходных данных, а не с подбора вентиляторов. Нужны культура, способ хранения, вместимость секций, высота насыпи и расчётная зимняя температура региона — от неё зависит, считать подачу по 70 или по 50 м³/т·ч.

Ограничен и размер секции: 1000 т для продовольственного картофеля и корнеплодов, 750 т для капусты, 500 т для семенного картофеля россыпью и всего 250 т для лука россыпью. Дробить хранилище на секции приходится ещё и потому, что каждой культуре нужен свой режим.

Дальше идёт расчёт. Производительность приточной системы определяют из условия удаления тепла и влаги, которые выделяет продукция, и сверяют с минимумом на тонну: результат не может оказаться ниже. Оптимальный проект даёт равномерную подачу по всем секциям при минимальной установленной мощности.

Монтаж вентиляции овощехранилища

Монтаж привязан к строительному циклу: подпольные и напольные каналы закладывают до бетонирования полов, поэтому вентиляционную часть согласуют с проектом здания заранее. Переделка каналов в готовом хранилище означает вскрытие пола.

1. Устройство магистрального и воздухораздающих каналов, закладных деталей и приямков.

2. Установка вентиляторов, приточных и рециркуляционных клапанов, калорифера и воздухоохладителя.

3. Монтаж воздуховодов, вытяжных шахт и решёток с сетками от грызунов.

4. Подключение автоматики и датчиков, настройка режимов по периодам хранения.

5. Пусконаладка с замерами расхода по секциям и скорости на выходе из решёток.

Наладку проводят до загрузки — на пустом хранилище видно, куда уходит воздух. Отдельно проверяют герметичность: подсосы через неплотности каналов и клапанов уводят поток мимо насыпи. Компании, которые делают вентиляцию складов под ключ, берут на себя проект, поставку и наладку, поэтому за фактический микроклимат отвечает один подрядчик.

Итоги

Вентиляция овощехранилища строится вокруг двух чисел: температуры хранения культуры и удельной подачи воздуха на тонну. Картофелю нужны +3 °C, влажность 90–95 % и 70 м³/т·ч в лечебный период; капусте и луку — 0 °C и 150 м³/т·ч. Зимой в основной период подачу снижают вдвое.

Порядок действий такой: взять режим и расчётный срок для своей культуры, посчитать расход по удельной подаче и по теплу с влагой, выбрать схему — естественную для погреба, приточно-вытяжную с активным вентилированием для промышленного склада, напорную стену для контейнеров. Затем подобрать оборудование, заложить каналы в проект здания и провести наладку до загрузки. Такая система обеспечивает нужный микроклимат и сохраняет урожай весь расчётный срок — до 270 суток для картофеля, корнеплодов, капусты и лука.

Используемые изображения взяты с открытого ресурса https://www.magnific.com/