蒸汽?热泵联合干燥木材能耗的实验测试与分析

进入20世纪70年代以来，能源问题在世界各国引起普遍重视。我国也将“开发与节能并重，近期把节能放在首位”作为我国的能源方针。而木材干燥是木材加工企业能耗大的工序。传统的干燥方法是用蒸汽为热源的蒸汽干燥，能量的利用率低，仅30左右。除湿干燥是一种节能的干燥技术，与蒸汽干燥相比其节能率在40左右，但常规制冷工质供风温度低、干燥周期长、生产效率低。
而联合干燥很大程度上能实现节能和提高生产率的统一，同时，又符合国际干燥技术的创新发展趋势。
以下从实验方面对蒸汽-除湿联合干燥木材的能耗进行分析。
1实验材料与方法w 1.1实验材料与设备试材为马尾松，材积2m3，木材基本密度0.431t/m3，材厚30mm，木材初含水率50.干燥试验在北京林业大学干燥试验室进行，除湿机GCS-2/1，压缩机额定功率为1.1kW，制冷量为4.5kW，除湿风机的功率为0.285kW，风机的风量为2x103m3/h，辅助加热器的功率为6kW，制冷工质R22.蒸汽干燥系统试验室用热油系统来代替，热油系统由RY-72电加热油炉供应，油泵为YG40-125）型，其额定功率为1.5kW，循15张M京大拄料科学与技术燥中心愚士生腠ZAvw.cnki.net环泵额定功率为2.2kW，电加热管的型号为12 kW/380V共6个。窑体采用北京林业大学与中国林科院科力森公司共同研制的干燥窑，窑内风机的功率为1.1kW（变频），共2台。
1.2实验方法与测试项目干燥室平均温度rm.干燥室内空气的温度用SWB型数值温度计测量，平均每两小时记录一次。然后取每个干燥工艺阶段记录的干燥室温度的平均值作该阶段干燥室的7；值。
干燥室内空气的相对湿度。
木材含水率。木材含水率采用上海木材工业研究所生产的ST-85型数值式木材测试仪，布置在材堆不同的位置，取每个干燥工艺段干燥结束时4个含水率测点的平均值，并且用称重法求得的检验板含水率作适当的修正。
总除湿量。干燥室内湿空气通过除湿机降温排出的所有水分量，由水桶或别的容器收集定时称重，并统计每个干燥段的总除湿量。
除湿干燥能耗测试。除湿干燥的能耗用功率表测试。
蒸发、冷凝压力和蒸发、冷凝温度。除湿机工作过程中，用高低压表每半个小时读一次数，取每个除湿段的平均值。
蒸发器前后的温度和冷凝器前后的温度。
除湿机工作时，利用温度传感器每半个小时记一次数，取每个除湿段的平均值。
2除湿干燥试验及能耗分析2.1除湿能耗与回收能量分析马尾松干燥过程中除湿能耗与回收能量随木材含水率阶段变化关系如。由可以看出干燥初期除湿能耗与回收的能量相比，除湿能耗很少，到了含水率阶段2623时除湿能耗与回收的能量接近，进一步过次纵轴1.00处画一条平行横坐标轴的线，可以看出当含水率为23时除湿消耗的能量与回收能量相等，木材含水率在23以下，除湿消耗的能量则大于其回收的能量，说明在含水率23以下开除湿不合算。
2.2除湿干燥总能耗分析马尾松除湿干燥周期为12.83天，干燥过程中单位总能耗随木材含水率的变化关系如，从可看出，除湿干燥过程中，每m3木料的能耗与木材含水率的关系曲线，木材从50干燥到23的含水率，每m3木材约消耗188.9kW.h的电能。
平均每降低1的含水率，消耗6.99kW-h的电能。而进一步从23干燥到12的终含水率，需要再消耗200.3kW-h的电能。平均每降低1的含水率，消耗18.20kW.h的电能，为干燥前期的2.6倍。以上数据也说明除湿干燥在后期是不经济的。从而影响了它的推广应用。因此除湿干燥用作预干或与其他能源联合干燥更合适。
3蒸汽干燥试验及能耗分析马尾松蒸汽干燥周期为7.04天，干燥过程中每个干燥工艺阶段能耗与排气热损失随木材含水率变国际干燥咨询委员会主席，国际干燥界性杂教授在谈到干燥技术的创新时曾指出：创新干燥设备己由单一的干燥参数（视为稳定）的粗放型，逐渐过渡到由多种干燥设备、不同干燥参数（非稳定）下、多级组合而成的智能型、型干燥。
蒸汽-除湿联合干燥符合国际干燥技术的创新发展趋势。因此，今后联合干燥必将有更大的发展。
-种节能的干燥技术，但凝温度低等原因，延长而常规蒸汽干燥虽具适应性强等诸多优点，r干燥能避其缺点，扬其支术发展的趋势。
由能耗分析中可以看出，周期长；蒸汽-除湿毛高18，但比蒸汽干丨比除湿干燥缩短了近一r联合干燥的优越性。
泵干燥系统优化的理论分析2）：208-213.余湿干燥的节能分析。林汽压缩式热泵干燥机的应用（3）：1-4. f燥能耗分析m.林产工业，京中国林业出版社，1979.。北京：中国标准出版高等教育出版社，1984.余湿干燥能耗初探。木材含水率/（）蒸汽干燥总能耗分析化关系如，干燥总能耗如。从图上可以知蒸汽干燥每个阶段排气热损失都是非常严重的，排气热损失的总和为546.69kW.h，干燥过程总的能耗为1205.7kW-h，可以算出排气热损失占干燥过程中总供给能量的546.69/1205.7=45.3.可见蒸汽干燥排气热损失很大，造成能量的极大浪费。
马尾松联合干燥周期为6.80天，干燥过程中的试验记录及整理数据如表1.从表1可以看出联合干燥的总能耗为946.78kW-h，干燥过程中回收的总能量为136.49kW.h，占整个干燥过程中总供给能量的136.49/946.78=14.4°，整个过程中排气热损失为17.69kW-h，占干燥过程中总能耗的1.9.表1联合干燥试验记录及整理数据含水率干燥温度相对湿度干燥总能耗时间/（kW-h）/h回收能量/（kW-h）排气热损/（kWh）总计由此可以看出虽然联合干燥过程中有排气热损失，但占整个过程中总供能的比例很小，与蒸汽干燥相比，联合干燥的排气热损失几乎可以忽略不计，大量节约了能量。并且联合干燥的周期比除湿干燥缩短了近一半，由此可以看出联合干燥的优点。
5结束语是由于用电加热和R22冷了干燥时间，降低了生产率有技术成熟、干燥周期短、但能量的利用率低。而联合优点，因此成为今后干燥技从上面3种干燥方式的除湿干燥的能耗少，但其联合干燥的能耗比除湿能耗燥节能27.3，且干燥周期半，由此从试验方面说明了