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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

    

  太阳能干燥是一种低温干燥技术,其通过吸收、利用太阳辐射能并转化为热能,将湿物料内部的水分排除。木材干燥是木材工业生产中耗能最大的工序之一,采用太阳能干燥设备来干燥实体木材,可以充分利用太阳辐射能,提高干燥介质温度,缩短干燥时间,同时减少对环境的污染。 

  1、木材太阳能干燥室的设计 

  木材的太阳能干燥室有三种基本类型:温室型、半温室型和具独立太阳能吸收器的不透明墙壁的干燥室。干燥室内部的热量损失分四部分:1> 通过墙壁、屋檐、地面传导的能量损失( 包括透明盖板表面);2>由于通风循环导致的热量损失( 排除干燥室内热、湿空气,引入外界冷、干空气);3>用于水分蒸发的热量损失;4>透过透明盖板以可见光、红外方式损失的热量。通常前三部分热损失是主要的部分。 

  在各类干燥室的设计中均应保证其具有较高的升温能力,而较高的干燥介质温度可保证水分快速移动,进而加快干燥进程。 

  1.1温室型太阳能干燥室 

  典型的温室型干燥室结构是室顶与三侧墙壁( 东、西、南)为透明、半透明玻璃材料的框架结构建筑。透明盖板一般为塑料。太阳能集热器为干燥室的组成部分之一。由于多数透明材料的热隔离性能较差,通过墙壁的热传导损失较大。同时,有相当部分的太阳能透过干燥室而未被接受器吸收或未投射到接受器而损失。为减少干燥室内壁传导的热损失,温室型干燥室通常安装双层透明盖板。在太阳照射条件好、太阳能供应较充足的地区,应通过改进设计,储存多余的太阳辐射能,这样在成本上较经济。温室型干燥室的干燥过程较其它干燥室要慢,干燥室内平均温度分布较低,干燥木材的终含水率高。 

  其主要技术指标为:干燥室容量7.1 m3;单位干燥材积集热器面积3.1 m2/ m3;外部尺寸为东西距离5.76m,南北距离3.66m,高3.33;干燥各种规格的印度木材,干燥2.5cm厚锯材约需7--16天,6.2cm厚的锯材需30天。 

  干燥室建筑结构为:水泥地面;框架型结构,木框规格50cm*150cm,波纹形金属板覆盖木材;后部( 北墙)为胶合板与检查门。 

  1.2半温室型太阳能干燥室 

  半温室型太阳能干燥室的设计通常为室顶或室顶与南墙为透明盖板,其它表面不透明、热隔绝。这种设计方案明显降低了传导热损失,可提高干燥室内温度,加快干燥过程( 有更多的能量用于水分蒸发)。此外,这种设计的太阳能传递损失的几率极小。如上述,采用双层透明盖板可减小太阳能接受器的传导热损失。半温室型太阳能干燥室是典型采用胶合板或锯材做外架的木框架结构。与温室型太阳能干燥室相比,这种设计方案干燥木材的终含水率较低。

  主要技术指标为:干燥室容量1.9m3;单位干燥材积集热器面积2.2m2/ m3 ;木材人工装载,大门位于东墙;外部尺寸为东西距离 2.4m,南北距离2.5m,高2m。 

  加热系统为:太阳能热空气集热器;单层玻璃盖板;下部为涂黑金属太阳能吸收器,距玻璃盖板5cm。 

  气流循环系统:顶部安装2台风机,沿干燥室长度均匀布置,风量为0.6 m3/s。 

  进排气道系统:干燥室地面布置两个气道,端面尺寸为10cm*20cm;太阳能集热器底部布置两个气道,端面尺寸为8cm*20cm。 

  干燥室性能:干燥2.5cm厚黑樱木材,初含水率60%,终含水率6%,25cm)$厚白橡木,初含水率16%,终含水率7%,混合装载,干燥时间为52天( 夏季);5cm厚白杨,初含水率130%,终含水率10%,2.5cm厚黑胡桃木,初含水率85%,终含水率12%,混合装载,干燥时间为 47天( 夏季)。 

  1.3不透明墙壁型太阳能干燥室( 集热器分开布置) 

  在本设计中,木材置于类似常规木材干燥室的具不透明墙壁与室顶的热隔离建筑内,太阳能接受器与干燥室分离,热空气或热水由太阳能接受器经循环气道或管道传导到干燥室。干燥室采用完全隔热设计,以减少热量损失。由于太阳能接受器在夜间与阴天会损失热量,故这种设计应采用辅助加热源,使用这种干燥室干燥的木材终含水率较低。 

  典型的干燥室见黑龙江省林科院设计、建造的集热器分开布置的不透明墙壁型太阳能干燥室,地点为哈尔滨地区( 北纬45。46’42’’)。 <

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