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木材干燥技术---木材太阳能干燥技术的实践与应用(二)

    

  2.高温( 除湿)热泵与太阳能联合木材干燥 

  太阳能与除湿机结合是一种比较理想的联合木材干燥方式,美国等发达国家已经研制出这类干燥技术装置,并申请了专利。北京林业大学于1995年研制出高温型除湿( 热泵)机与太阳能联合干燥系统,下面简要介绍该项技术。 

  高温除湿( 热泵)机与太阳能联合干燥系统工作原理是:整个系统由高温双热源除湿机、太阳能集热器、木材干燥室及自动监控装置 % 部分组成,木材干燥的供热与湿空气的排放由太阳能供热系统和除湿机配合承担,二者既可单独运行又可联合运行。若天气晴好,气温高,可单独利用太阳能供热系统;在阴雨天和夜间可启动除湿机,该除湿机与普通除湿机的不同在于它包括热泵和除湿两个工作系统,以热泵方式从大气环境获得热量供给木材,同时以制冷除湿的方式,除去干燥室内湿空气中的水分。 

  高温除湿( 热泵)机与太阳能联合干燥系统具有节能效果显著、干燥质量好、无污染、无火灾隐患、自动化程度高、应用范围广等优点。与常规蒸汽加热干燥技术相比,干燥 1m3木材可以节约140kg标准煤,节能率为75%--80%,干燥成本降低约35%。 

  3. 木材太阳能干燥的工艺要点 

  3.1 温度和相对湿度 

  为将木材干燥到较低含水率,干燥室内环境必须比较干燥。由于干燥室是一个封闭结构,相对湿度可以达到较高水平,特别是干燥高含水率树种和快速干燥时,在这种条件下,干燥速度由于相对湿度升高而减缓,这可以通过调节进排气道开启来加速干燥过程( 假定外界空气湿度较低)。若干燥室内湿度不高,则较大的进排气道将导致热空气未蒸发水分之前即被排出,因而减低了干燥速率。 

  随着木材含水率的进一步下降,干燥速度自然降低。这时,温度越高,干燥速度越快。较高的温度也将导致干燥室内相对湿度下降( 加热空气会降低其相对湿度),通过完全关闭进排气道可以达到最大化加热。 

  3.2干燥应力 

  在干燥过程中由于木材的收缩,在木材内部产生干燥内应力是很自然的现象。如果干燥好的木材不需要较多的再加工过程,那么这种干燥应力不会产生过多问题。但当木材被劈裂成薄片,或锯解成薄板材时,干燥应力会导致夹锯,在机械加工后形状和尺寸立刻发生变化。在温室型与半温室型太阳能木材干燥室内干燥木材,相对湿度在夜间会达到100%,这样的高湿度会全部或大部分释放干燥应力。然而,对于其它设计,干燥室内相对湿度在夜间不能达到这个水平,需要在干燥木材结束时进行高湿处理。 

  3.3 干燥操作 

  干燥初期木材的含水率较高,此时必须严格控制干燥速率。可以通过保持太阳能辐射集热器面积在一定的限度范围内( 对于表面积较大的集热器可适度遮盖),或减小进排气道开启量或完全关闭,以提高相对湿度。对于一些易干材,干燥降等较少,不需严格控制干燥速率,可采用较高的允许干燥速率。 

  随着干燥过程延续,干燥速率逐步减缓。已经较干燥的木材能允许较大的集热器表面积,可采用较高的干燥介质循环速率和较低的相对湿度。高温除湿( 热泵)机与太阳能联合干燥系统具有在木材含水率很低时,应采用高温、低湿的干燥介质来加快干燥,以达到最终含水率。此时,可完全关闭进排气道,将太阳能辐射集热器面积调节至最大。 

  4. 木材太阳能干燥技术的应用前景 

  太阳能干燥技术与其它能源的木材干燥方法与工艺相比,有如下优点:1>太阳能取之不尽,用之不竭,不存在能源枯竭的问题;2>太阳能是一种洁净的绿色能源,无污染;3>与常规干燥相比,干燥过程中其它能源消耗少,操作费用低,干燥成本低;4>与大气干燥相比,明显缩短干燥周期,保证干燥质量。 

  同时,有效地利用太阳能进行干燥木材也存在一些不足:1>太阳辐射能分散性大,热值低,木材干燥能耗较高,需要大面积的集热器,设备投资较高;2>升温慢,干燥速度低,单纯利用太阳能,干燥介质温度只能升至40—70。C ,故只能用于低温干燥;3>太阳辐射受季节、天气、地区纬度、时间等因素影响,具有间歇性和不稳定性,为了保证有效地干燥木材,有时需要辅助热源,增加设备投资;4>干燥效率较低,太阳能集热器的热效率在60%--80%,之间,干燥装

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