Основными достоинствами системы активного вентилирования, обусловившими столь широкую их популярность, стала рекордная эффективность систем хранения с их применением: потери продукции, как по весу, так и по качеству в два-три раза ниже в сравнении с традиционными системами хранения. Длительность хранения также возрастает. Кроме того, при активном вентилировании создаются практически идентичные условия хранения, как в нижней, так и верхней части хранилища, что дает возможность без риска ухудшения качества продукции увеличивать высоту насыпи картофеля или другой плодоовощной продукции при хранении в закромах, равно как и высоту укладки контейнеров с аналогичной продукцией. Затраты на оборудование хранилищ системами активного вентилирования окупаются, как правило, в течение 1-3 лет, далее такое хранилище будет приносить только чистую прибыль, несравнимую по величине с обычными хранилищами.

Типовой проект хранилища с активным вентилированием обычно представляет собой полузаглубленное сооружение с центральным автопроездом. Вентилирование осуществляется двумя или более центробежными вентиляторами, размещаемыми в большинстве случаев в торцах хранилища. Вентиляторами через слой овощей, картофеля либо другой с/х продукции пропускается воздух заданной температуры и влажности в количестве, определяемом технологией хранения. Производительность используемых вентиляторов определяется по удельным нормам расхода воздуха, различным для различных видов с/х продукции.

В состав системы активного вентилирования обычно входит:

• приточная шахта для забора атмосферного воздуха;
• вентиляционная камера;
• рециркуляционный воздухопровод, предназначенный для забора в систему воздуха хранилища;
• вентиляторы (осевой или центробежный);
• магистральный воздухопровод;
• распределительные воздухопроводы с клапанами.

Оснащение системы активного вентилирования калорифером для подогрева воздуха в зимнее время увеличивает возможности системы.

Применение того или иного типа систем вентилирования определяется, главным образом, способами складирования с/х продукции. Так, в навальных хранилищах наиболее распространены системы активной вентиляции.

В этом случае возможно применение двух схем подачи воздуха в слой продукции: «снизу-вверх» и «сверху-вниз».

В зависимости от типа хранения схемы вентилирования различаются по расположению магистрального и распределительного воздуховодов. При закромном способе хранения, например, распределительные каналы монтируются непосредственно под закромами с решетчатыми полами. Допустимо и использование систем с напольными распределительными каналами. Однако система подпольных каналов наиболее востребована, как более удобная в эксплуатации и экономичная система.

Согласно схеме «снизу-вверх» охлажденный с помощью воздухоохладителя либо наружный воздух более низкой температуры подается по распределительным воздуховодам через специальные зазоры или решетки в полу непосредственно в массу продукции. После прохождения через толщу продукции и забрав избыточное тепло, влагу и газы, являющиеся следствием протекания обменных процессов в продукции, отработанный воздух удаляется наружу из верхней зоны хранилища, причем часть его возвращается на рециркуляцию.

Обеспечение одинаковых параметров скорости и давления по всей сети воздуховодов осуществляется за счет сужения каналов по направлению движения воздушных масс. Магистральный или главный канал устанавливается, как правило, у стены или в центре хранилища. При боковом, пристенном размещении магистрального канала, распределительные воздуховоды ответвляются от него в одну сторону, а при расположении главного канала в центре – в обе стороны. Длина магистрального канала согласно СНиП может доходить до 36 м, а распределительных – до 12 м.

Сечение воздухопроводов подбирают по производительности вентиляторов таким образом, чтобы скорость движения воздуха в магистральном канале не превышала 8-10 м/с, а в боковых распределительных каналах была не более 4-5 м/с. Расстояние между распределительными воздуховодами должно составлять 1,2 – 2 м, а расстояние между щелями для прохождения воздуха на воздуховодах – 0,3 - 0,5 м. Эти расстояния были получены на основании расчетов и основаны на значениях сопротивления проходу воздуха хранимой продукцией, которое у большей части овощной продукции незначительно (у слоя капусты толщиной 1 м сопротивление составляет всего 0,3 Па). Данные значения расстояний позволяют обеспечить создание общей камеры статического давления под слоем овощей и не допустить фонтанирования подаваемого воздуха над распределительными воздухопроводами. В этом случае можно размещать овощи по всей поверхности пола хранилища, настил реечных щитов либо съемных треугольных решетчатых насадок над распределительными каналами, обычно применяемый для равномерного распределения приточного воздуха, не потребуется.

Для предотвращения растекания приточного воздуха и направления его непосредственно в штабель плодоовощной продукции, стенки закромов или секций выполняются сплошными до самого основания.

Обобщая вышесказанное, можно сказать, что система активного вентилирования – это цепь каналов со сплошными стенками, направляющими воздух исключительно через штабель продукции.

Схема активной вентиляции «сверху-вниз» предполагает подачу охлажденного либо более холодного наружного воздуха в верхнюю зону хранилища, где проходя сквозь насыпь плодоовощной продукции, воздух также нагревается, увлажняется и насыщается газами. Выведение использованного воздуха осуществляется через технологические отверстия в полу и далее по распределительным каналам наружу, часть его, как и при первой схеме, забирается на рециркуляцию.

Распространена практика использования в системах принудительной и активной вентиляции смешанного воздуха, состоящего из наружного атмосферного и внутреннего воздуха хранилища либо только внутреннего, что целесообразно, например, в морозную погоду для выравнивания температур в разных участках хранилища. Для этой цели (смешивание холодного наружного воздуха с теплым воздухом хранилища) применяется автоматическое оборудование отечественного производства ШАУ-АВ, Среда-1 и Среда-2, рассчитанное на поддержание заданного температурного режима в различных точках массы овощей ((±0,5 °С). Комплексная система автоматического управления вентиляцией Среда-1 рассчитана на управление восемью вентиляционными камерами, Среда-2 – четырьмя, ШАУ-АВ – одной вентиляционной камерой. Соответственно, разнятся и диапазоны температур, регулируемые данными системами: для систем Среда-1 и ШАУ-АВ температура варьируется в пределах от -10 до +20 градусов С и от -10 до +15 градусов С (ШАУ-АВ). Для лукохранилищ наиболее применима система Среда-2 с температурой регулирования от -20 до +60 градусов С. Автоматизация процесса активного вентилирования осуществляется при помощи ИП (измерительных преобразователей температур), на основании показаний которых происходит включение/выключение вентиляторов, регулирование положений клапанов воздуховодов. ИП, размещенный в магистральном воздуховоде на расстоянии 2-2,5 м от вентилятора, предназначен для измерения температуры приточного воздуха. Температуры же в толще хранимой продукции измеряют ИП, установленным на глубине 0,5-0,7 м от поверхности насыпи. И, наконец, третьей зоной замера температур является пространство, расположенное под перекрытием на расстоянии от его поверхности 0,5 м. Используемый в системах Среда-1 лагометр дает возможность с помощью датчиков поочередно измерять температуру в 39 точках.

Наряду с температурой, главным параметром, определяющим микроклимат хранилища, является показатель относительной влажности, для контроля которого применяется Гигристор (датчик контроля относительной влажности). Использование данного прибора позволяет обнаруживать очаги загнивания овощей размерами не менее 0,5-1 м, что возможно благодаря фиксации участков насыпи с влажностью, превышающей влажность остальных участков не менее чем на 10%.

При контейнерном способе хранения оптимизация микроклимата в хранилище обеспечивается с помощью общеобменной вентиляции. Приток воздуха в этом случае происходит либо в верхнюю зону хранилища над штабелями контейнеров с плодоовощной продукцией, либо снизу, через решетки в полу или подпольные воздуховоды. Практика доказала малоэффективность общеобменной вентиляции с подачей воздуха снизу, так как при этом не обеспечивается равномерное охлаждение продукции. Контейнеры, размещенные по краям штабеля, охлаждаются быстрее, чем внутренние, где циркуляция воздуха существенно меньше. Попытки улучшить ситуацию увеличением скорости и количества приточного воздуха приводили лишь к ухудшению качества некоторой части продукции: в крайних контейнерах происходило более быстрое увядание продукции.

Наиболее распространенными системами хранения плодоовощной продукции являются воздушные системы охлаждения с одноканальным распределением воздуха в верхнюю зону хранилища. Подача воздуха осуществляется посредством щелевых сопел, расположенных на боковой стенке воздуховода. При такой подаче воздуха отвод избыточной теплоты, являющейся следствием биохимических процессов, протекающих в плодах и овощах, затруднен, температура внутри штабеля и отдельно взятого контейнера обычно превышает допустимые значения. Значение этой температуры зависит от плотности укладки штабеля, его размеров и интенсивности отвода теплоты. Понятно, что избыточные температуры влекут за собой повышение интенсивности процесса дыхания, что означает снижение потребительских свойств продукции вплоть до ее полной непригодности к употреблению.

Таким образом, можно сделать вывод о нерациональности использования воздушной одноканальной системы охлаждения с верхней подачей воздуха, ввиду неравномерности отвода тепла дыхания из объема штабеля с контейнерами.

Существуют более эффективные системы распределения воздуха, лишенные недостатков вышеописанного способа. Большая равномерность подачи воздуха и отведения теплоты дыхания обеспечивается в таких системах путем подачи воздуха непосредственно внутрь штабеля по воздуховодам и гибким шлангам. Подобный способ предполагает размещение контейнеров, предусматривающее наличие внутри штабеля, так называемых, колодцев, предназначенных для специальных брезентовых шлангов, подсоединяемых к выходным отверстиям воздуховодов. Подаваемый воздух, распространяясь по пространству поддонов и щелям между контейнерами, равномерно охлаждает продукцию штабеля в целом. Иногда предусматривается подача второго потока воздуха в промежуток между стеной и штабелем, что позволяет удалять приток избыточного тепла через наружные ограждающие конструкции. Продувание штабеля воздухом осуществляется периодически несколько раз в течение суток. В период охлаждения воздух подается без перерывов. Количество подаваемого воздуха для охлаждения определяется в среднем из расчета: на 1 т массы продукции необходимо от 1000 до 1500 кг/ч воздуха. А при активном вентилировании 2 раза в сутки в течение 1 часа на 1 т продукции понадобится около 200 кг/ч воздуха.

Другим способом подачи воздуха в штабель для достижения аналогичной цели может служить подача от бокового магистрального воздуховода в свободное пространство поддонов. Однако следует иметь в виду, что при использовании контейнеров со сплошными боковыми стенками и решетчатым дном, размещенными в несколько ярусов, воздух, выходящий из распределительных воздуховодов как сверху, так и снизу хранилища, до контейнеров, расположенных внутри штабеля, практически не доходит, что естественно, не способствует созданию требуемых режимов хранения. Для решения этой проблемы в настоящее время все чаще применяют контейнеры с отверстиями для вентилирования в сплошных боковых стенках, что позволяет при установке в несколько ярусов образовывать продольные каналы. При данном способе вентилирования, поддон последнего в ряду контейнера закрывается доской, поэтому при подаче воздуха сбоку под дно крайнего контейнера обеспечивается равномерное вентилирование продукции в каждом из контейнеров, вне зависимости от его местоположения в ярусе.

При использовании обычных контейнеров с решетчатым дном и сплошными стенками наиболее эффективна система активного вентилирования с многоярусной установкой контейнеров, на определенным образом установленной системе воздуховодов. Принцип вентилирования продукции в данном случае состоит в прохождении вентиляционного воздуха сквозь, так называемый, колодец из ряда контейнеров.

Использование систем активного вентилирования при контейнерном способе хранения сопряжено со значительными трудностями, связанными с необходимостью высокой точности установки поддонов, как между собой, так и с воздуховодами, что приводит к усложнению процесса погрузочно-разгрузочных работ. Поэтому для таких хранилищ наиболее применима общеобменная механическая вентиляция, при необходимости в сочетании с искусственным охлаждением воздуха. Воздух при общеобменной вентиляции не проникает непосредственно вглубь хранимой плодоовощной продукции, а лишь огибает штабель вокруг, т.е. вентилирует лишь размещенные с внешней стороны штабеля контейнеры. Воздухообмен внутри штабеля осуществляется, как правило, естественной циркуляцией.