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根據(jù)理論計(jì)算，一般情況下木材干燥過程的有效熱能約占干燥過程總熱能消耗的80%，殼體散熱損失等無效能耗約占總熱能消耗的15%，另有占總熱能消耗約5%能量的供熱管路熱損失、裝備地面吸熱、窯體密封等原因損耗。其中，有效熱能約60%（約占總能耗的50%）隨木材中蒸發(fā)出的水分混合在干燥介質(zhì)中排放到烘干房外部，此時(shí)這部分高溫?zé)釢窨諝庵械臒崮芤呀?jīng)轉(zhuǎn)化為無效能耗。按照我國(guó)木材干燥生產(chǎn)現(xiàn)狀，特別是在無效能耗的回收利用和干燥生產(chǎn)節(jié)能減排等方面還是有很大的發(fā)掘潛力。

隨著近年來新能源技術(shù)的不斷發(fā)展以及制造業(yè)內(nèi)各類實(shí)用性新技術(shù)所衍生出的熱能供給設(shè)備的出現(xiàn)，傳統(tǒng)干燥窯的供能與生產(chǎn)形式也有了有效的替代與轉(zhuǎn)化方式。從對(duì)比中可以看出，常規(guī)烘干房在干燥生產(chǎn)中的局限性是，換氣時(shí)的熱量大量散失導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)干燥窯內(nèi)部可能出現(xiàn)的冷熱不均的情況，這樣對(duì)木材干燥的質(zhì)量存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且大量排出的熱濕蒸汽造成了能源的極大浪費(fèi)；而烘干房除濕干燥的特點(diǎn)在于不排出窯內(nèi)熱濕蒸汽而是將它們自行回收到熱泵裝置中吸收其熱量并再次供給到干燥窯中用于干燥作業(yè)，較大程度上降低了能源的浪費(fèi)；除濕干燥在干燥生產(chǎn)中也有其局限性，由于自身沒有調(diào)濕裝置并且升溫緩慢，導(dǎo)致生產(chǎn)率較低，而常規(guī)干燥的特點(diǎn)其一就是內(nèi)設(shè)噴淋裝置，可以便捷的調(diào)控窯內(nèi)的濕度，同時(shí)升溫迅速，有效的提高木材干燥效率。由此看來兩種干燥方法互有利弊，但是如果將其特點(diǎn)加以利用并進(jìn)行組合，則可以衍生出一種新型的木材干燥模式，即聯(lián)合式干燥技術(shù)。

烘干房即是采用了這種聯(lián)合式干燥技術(shù)的新型干燥窯，它將常規(guī)干燥技術(shù)與除濕干燥技術(shù)相結(jié)合并將這兩種技術(shù)進(jìn)行完善、運(yùn)用。它保持了常規(guī)干燥窯的特點(diǎn)，同時(shí)輔以除濕干燥技術(shù)，烘干房在干燥的不同階段分別采取合理的干燥方式，兩種技術(shù)相輔相成、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在保證木材干燥質(zhì)量的同時(shí)，較大程度上節(jié)約能耗，節(jié)省成本。聯(lián)合式干燥窯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中干燥窯的整體架構(gòu)與常規(guī)干燥窯一致，而與常規(guī)干燥窯較大的區(qū)別在于其供熱系統(tǒng)采用的不是蒸汽鍋爐而是節(jié)能型熱泵烘干機(jī)。熱泵烘干機(jī)是一種新型高效節(jié)能型設(shè)備，其工作原理是根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，采用少量的電能，利用壓縮機(jī)，將工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥膨脹后在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氣態(tài)，并大量吸收空氣中的熱能，氣態(tài)的工質(zhì)被壓縮機(jī)壓縮成為高溫、高壓的氣體，然后進(jìn)入冷凝器放熱，把干燥介質(zhì)加熱，如此不斷循環(huán)加熱，可以把干燥介質(zhì)加熱至40℃~80℃。與常規(guī)干燥相比，熱泵干燥的過程是一種更為溫和的、接近自然的干燥，同時(shí)更為節(jié)能與清潔。圖1 中另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是，干燥窯內(nèi)配備了噴淋裝置和輔助加熱器，以此來消除除濕干燥在干燥過程中的局限性。并且通過在窯體內(nèi)設(shè)置的溫、濕度檢測(cè)儀，可以更精準(zhǔn)的控制干燥窯內(nèi)的整體環(huán)境與干燥進(jìn)程，提高生產(chǎn)效率。

為解決我國(guó)木材資源不足和能源浪費(fèi)問題，需要大力研發(fā)改進(jìn)木材干燥設(shè)備適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求?，F(xiàn)代烘干房的研發(fā)主要體現(xiàn)在干燥質(zhì)量和干燥效率兩個(gè)層面，干燥質(zhì)量要求成材干燥均勻、變形和裂紋等缺陷較少，干燥效率要求在干燥的過程中實(shí)現(xiàn)能源消耗的較小化且干燥周期短。由于木材干燥是一個(gè)涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜問題，其中涉及到材料學(xué)、流體力學(xué)、溫度場(chǎng)和結(jié)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域。

木材干燥是一個(gè)宏觀和微觀兩個(gè)層面的水分遷移過程，又是一個(gè)受到濕度場(chǎng)和流場(chǎng)共同影響的過程。在這種情況下，需要綜合考慮多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的影響作用，深入研究干燥系統(tǒng)的機(jī)理，通過改善干燥設(shè)備的干燥質(zhì)量和干燥致率來提窩資源利用率和節(jié)能減排。實(shí)際中，由于木材干燥設(shè)備較大且干燥周期長(zhǎng)，采用試驗(yàn)型烘干房來研究木椅的干燥過程操作難度較大，并且木材干燥受到多個(gè)復(fù)雜因素的影響，試驗(yàn)過程中難Ｗ避免會(huì)破壞原本的干燥條件造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。本文采用多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和遺傳算法得出合理的結(jié)構(gòu)尺寸和干燥參數(shù)，烘干房利用ＣＦＤ方法建立木材干燥塞模型，采用計(jì)算機(jī)模擬的手段來控制干燥系統(tǒng)內(nèi)部的溫度、風(fēng)速等主要變量，再經(jīng)過分析解算驗(yàn)證參數(shù)的合理性用Ｗ指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。