陶瓷微粒水性反射隔热涂料在储粮设施中的应用研究*

张慧民，吴 琼，马国平，张来林，黄占岭

（1.中央储备粮新郑直属库有限公司，郑州 450046；2.河南工业大学粮食和物资储备学院，郑州 450001）

储粮安全是国家安全的基础、事关国计民生。温度是影响粮食安全储藏的重要因素，低温可以有效抑制粮食呼吸和虫霉生长，延缓粮食陈化，提高储粮稳定性[1]，低温储粮已成为一项公认的绿色储粮技术[2-4]。由于从粮仓屋顶传入的热量约占外界传入总热量的60%，提高屋顶的隔热性是低温储粮技术应用中的关键点。长期以来，仓储工作人员对屋顶隔热技术进行了大量研究以提高屋顶隔热性能，如屋顶喷水、增设隔温层、喷涂反辐射涂料[5-9]等措施。针对已建储油罐罐顶、仓房屋顶隔热问题，在前人研究的基础上，选用深圳瓦诺科技有限公司生产的“瓦诺纳热”VN GR Mi-A1 型陶瓷微粒水性反射隔热涂料，喷涂在中储粮新郑直属库的储油罐罐顶、浅圆仓仓顶和电柜与回风管表面进行实验，结果表明在粮油仓储企业储油罐、仓房顶部和辅助设施上喷涂该陶瓷微粒水性反射隔热涂料是一种成本低、效果优的控温储粮措施。

1 实验对象及对比方案

1.1 实验储油罐和浅圆仓

在中储粮新郑直属库内选取结构、规模相同的储油罐、浅圆仓和辅助设施进行隔热实验研究，分别对26 号储油罐顶部，21 号、75 号浅圆仓仓顶，及55号混凝土浅圆仓仓顶不锈钢电柜和两套不锈钢回风管及不锈钢控制系统柜喷涂陶瓷微粒水性反射隔热系统作为实验组，选取27 号储油罐，31 号、74 号、54号浅圆仓为对照组进行对比测试。储油罐、浅圆仓基本情况及对比实验目的分别见表1 和表2。

表1 实验与对照储油罐的基本情况表

表2 实验与对照浅圆仓的基本情况表

1.2 反射隔热涂料

“瓦诺纳热”陶瓷微粒水性反射隔热涂料为深圳瓦诺科技有限公司生产，其降温原理为涂料中高反射率特瑞粉颗粒和颜填料可将大部分红外热量反射至空气中，达到隔热效果。反射隔热涂料主要性能参数见表3。

表3 “瓦诺纳热”陶瓷微粒水性反射隔热涂料主要性能参数

2 实验方法

2.1 隔热材料喷涂

隔热材料喷涂时，先对设施外表面基层进行清洁处理，并在金属表面做防锈底漆，混凝土外表面做抗碱底漆；之后对设施外表面进行反射隔热涂料涂覆，涂膜厚度约200 μm。反射隔热涂料施工完成后，再在涂膜外表面上涂覆一层抗紫外自洁保护涂料。

2.2 测试地点与时间

测试地点为中储粮新郑直属库选取的储油罐和浅圆仓。

测试时间为2022 年7 月25 日至8 月7 日，测温时间选择在每天上午9 时至下午17 时之间。

2.3 测试方法

对比储油罐、浅圆仓顶部表面及仓内温度所用的检测仪器为接触式测温仪、热电偶测温仪和红外温度仪，量程均为-10～100 ℃，精度均为±0.5 ℃。其中接触式测温仪用于检测未喷涂隔热涂料的铝箔等光滑表面温度，热电偶测温仪用于检测仓内部温度，红外温度仪用于测量喷涂反射隔热涂料的所有基材表面温度。测试时在相同太阳辐射热量的前提下，主要检测储油罐、浅圆仓顶部表面及浅圆仓内部温度，在对照组与实验组相同方位上选取检测点，对在规定时间内多次测定获取的温度值数据进行处理，得到二者的最高温差与平均温差，并结合检测数据分析陶瓷微粒水性反射隔热涂料的节能效果。

3 结果及分析

3.1 隔热涂料对储油罐顶部的降温效果

实验期间26 号实验罐与27 号对照罐的处理效果和罐顶平均温度变化如图1 和图2 所示，由图1和图2 可知，隔热涂料喷涂后对实验罐的外观无较大影响，但实验罐罐顶平均温度明显低于对照罐，且随气温变化二者温差值一直保持较大范围，表明该隔热涂料对油罐顶部的降温作用显著。

图1 26 号隔热材料处理储油罐（a）与27 号对照储油罐（b）处理效果

图2 26 号储油罐与27 号储油罐罐顶温度变化

从隔热涂料对油罐顶部的具体降温温差（表4）可知，实验期间，喷涂隔热涂料后，26 号储油罐罐顶表面温度低于27 号对照罐的温度，其最高温差为4.7～13 ℃、平均温差为4.3～12.3 ℃。

表4 26 号、27 号储油罐罐顶温差表 ℃

3.2 隔热涂料对浅圆仓仓顶的降温效果

隔热涂料对浅圆仓仓顶的处理效果如图3，试验期间仓顶平均温度变化如图4 所示，由图3 可知，隔热材料处理后，仓顶外观更加整洁，试验仓仓顶平均温度明显低于对照仓，且随气温变化二者温差值一直保持较大差值范围，表明隔热涂料对浅圆仓仓顶的降温效果显著。

图3 21 号隔热材料处理浅圆仓（a）与31 号对照浅圆仓（b）仓顶处理效果

图4 21 号浅圆仓与31 号浅圆仓仓顶温度变化

从隔热涂料对浅圆仓仓顶的具体降温效果（表5）中可知，实验期间，喷涂隔热涂料后，21 号浅圆仓仓顶表面温度低于31 号对照仓仓顶值，其最高温差为6.0～17.7 ℃、平均温差为5.1～15.2 ℃。

表5 21 号、31 号浅圆仓仓顶温差 ℃

3.3 隔热涂料对浅圆仓辅助设施不锈钢电柜及回风管降温效果

隔热涂料对浅圆仓辅助设施不锈钢电柜及回风管的处理和降温效果如图5 和表6 所示，由表6 可知，实验期间喷涂隔热涂料后，55 号浅圆仓仓顶不锈钢电柜表面温度低于54 号对照浅圆仓，且随气温变化二者温差值一直保持较大差值范围，其最高温差为9.1～25.1 ℃、平均温差为7.4～23.7 ℃，地面不锈钢电柜表面温度最高温差为12.8～19.2 ℃、平均温差为11.3～18.1 ℃，仓外回风管最高温差为14.2～21.0℃、平均温差为10.5～19.5 ℃。仓外电柜内装有浅圆仓配套设备运行的各种电子元器件，降低电柜温度可对电柜内电器设备起到保护作用，可降低安全风险并延长其使用寿命。仓外回风管为内环流系统的重要组成部分，降低回风管表面温度可减少内环流控温系统运行时的冷量损失，提高仓房的隔热保温性能。

图5 55 号隔热涂料处理与54 号对照浅圆仓仓外回风管及不锈钢电柜处理效果

表6 55 号与54 号浅圆仓仓外回风管及不锈钢电柜表面温差 ℃

3.4 隔热涂料与常规隔热材料处理对浅圆仓储粮控温效果的比较

从隔热涂料与常规隔热材料(即20 cm 厚菱镁保温板+5 mm 厚铝箔防水卷材) 处理对浅圆仓储粮控温效果的比较（表7）可知，实验期间，仓顶喷涂隔热涂料处理的55 号和75 号浅圆仓比常规隔热材料20 cm 厚菱镁保温板+5 mm 厚铝箔防水卷材处理的54 号和74 号浅圆仓仓内平均温度差值小于0.5 ℃，表明隔热涂料与常规隔热材料处理对浅圆仓储粮的控温效果相当。但从经济性和维护成本方面比较，目前浅圆仓顶采用菱镁保温板+防水铝箔卷材，铝箔层易氧化脱落，老化后铝箔层易进水，起泡脱落，剩下的沥青层易吸热，变形、断裂，容易造成漏水，同时又造成菱镁保温板吸水膨胀、粉化；且维修不方便，维护成本高。而浅圆仓顶采用反射隔热涂料，其隔热效果不次于菱镁板，使用寿命超过10 年，性能年衰减率≤1%，综合成本低；附着力强，不易脱落，易施工，维修简单，维护费用低。

表7 54 号、55 号、74 号、75 号浅圆仓内部仓温测量数据℃

4 结论

以上实验数据表明，在储油罐、浅圆仓顶部使用陶瓷微粒水性反射隔热涂料，可有效提高储油罐、浅圆仓的顶部隔热性能，控制仓温随气温上升幅度，延长隔热层使用寿命，降低维修维护成本。反射隔热涂料使用在不锈钢设备外表面使最高温差达25.1℃、浅圆仓菱镁板铝箔防水卷材系统外表面最高温差17.7 ℃，极大改善了粮堆与油品的储存环境。隔热涂料单独使用与常规菱镁板铝箔防水卷材控温效果相当，但投资成本和维护成本较低。综上，陶瓷微粒水性反射隔热涂料可作为一种较好的控温储油、储粮措施使用，在粮油仓储领域有较好的应用前景。