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1、第八章 其他木材干燥方法,本章主要内容8.1 大气干燥8.2 除湿干燥8.3 真空干燥8.4 高频和微波干燥8.5 太阳能干燥8.6 联合干燥8.7 高温干燥,8.1大气干燥 木材大气干燥是利用太阳能干燥木材的一种方法，又称天然干燥，简称气干。是将木材堆放在空旷的板院内或通风的棚舍下，利用大气中的热力蒸发木材中的水分使之干燥。8.1.1木材大气干燥的原理和特点 大气干燥中，干燥介质热量来自太阳能和风能，受当地气候条件的影响较大，各地大气干燥特点差别较大。各地气候不同，各种木材气干终含水率也有显著差别。利用大气中热力蒸发木材水分过程中，干燥介质循环依靠材堆之间和材堆之内形成的小气候区促使木材干燥
2、。小气候对水分蒸发强度和材堆内温度与气流循环方向有一定的关系，也影响到成材干燥速度和干燥质量。气干优点：利用太阳能和风能，不需电与蒸汽和干燥室、设备；操作简单，容易实施；干燥成本低。气干缺点：受季节及气候影响大，不能人为控制干燥过程，时间长，质量难以保证；占地面积较大；雨季时间长，木材易遭虫、菌侵蚀，会使木材降等；终含水率受地区限制。,8.1.2 大气干燥时木材的堆积 气干不能人工调节温、湿度，堆积场地，堆积方法和管理是否适当，影响干燥速度与干燥均匀度。8.1.2.1 板院 选择板院场地应注意以下几方面：板院地势应平坦、干燥，具有25的排水坡度。板院四周应有排水，以利排水。板院的通风要良好，附
3、近不得有高地、林木或高大建筑物遮挡。板院应按木材的树种、规格分为若干材堆组，每个材堆组内有410个小材堆。组与组之间用纵横向通道隔开。纵向通道宜南北向，使材堆正面不受阳光直射，还应使纵向通道与主风方向平行，还应与材堆长度方向平行。材堆的具体排列及尺寸见图。板院场地树木杂草要清除，场内坑洼处要用砂土或煤渣填平。场内排水不宜设明沟，应设暗沟；一旦发现材堆上有霉菌、干腐菌的侵害，应及时分开木材并进行消毒。板院应无火灾危险，要远离居民区，设置在锅炉房的上风方面，与锅炉房和其它建筑物之间应保持一定的距离。板院要距离锅炉房烟囱100米以上，距离食堂、职工宿舍应在50米以上。材堆的周围应设消防水源和灭火工具
4、库。,8.1.2.2 材堆 气干时每个材堆应挂牌，标明树种、厚度、数量、堆积日期，以便定期翻堆，使终了含水率在木料中分布较均匀，保持木材的品质；不同树种、规格的木材应分类堆积。材堆原则：易青变、易发霉的针叶树木材的薄板放在板院迎风方向外侧周边；中板放在背主风的一侧，易开裂的硬阔叶树木材的厚板放在板院的中央；有青变或腐朽的等外木材放在板院的一隅。,（a）叉形堆法（b）三角形堆法（c）枕木堆积法（d）短规格材堆积法（e）井字形堆积法,8.1.3干燥周期 气干头一个月内不论任何季节，干燥速度都较快；在后几个月中受季节影响较大。阔叶树材堆积后，不要立即在高温低湿的气候条件下进入干燥；针叶树材则不要立即
5、在高温高湿的气候条件下进入干燥。气干快慢取决于堆积地区月平均平衡含水率。,8.1.4强制气干 为提高材堆内气流循环速度，可在材堆旁边设置风机，这种操作叫做强制气干。强制气干是大气干燥法的发展。和室干法不同之处是在露天下或在稍有遮蔽的棚舍内进行，不控制空气温、湿度。和普通气干法不同之处是利用通风机在材堆内造成强制气流，利于热湿传递。和气干相比，周期较短，质量较好，但成本较高。,8.1.5 影响大气干燥的因素 影响气干因素主要有板院场地、堆置技术、气候条件等。8.1.5.1 影响木材大气干燥的因素a）气候条件 影响大气干燥的气候因素是空气温度、湿度、风速、降雨量和日照量等，其中最主要的是空气的温度
6、和湿度。b）板院场地 板院场地选择是否适当，纵横道路配置是否合理，以及通风方向、材堆在板院内的布置等。c）堆置技术 成材堆置正确与否影响干燥速度和均匀度。堆置形式、堆置密度、材堆尺寸、材堆间距等，应根据气候条件、树种和规格的不同而异。,8.1.5.2 木材气干中的干燥缺陷及其预防 气干引起缺陷有裂纹、翘曲及菌腐等。,8.2 除湿干燥8.2.1 除湿干燥的原理与分类8.2.1.1 除湿干燥的原理 除湿干燥与常规干燥的原理基本相同，干燥介质为湿空气，以对流换热为主；主要区别是湿空气的去湿方法不同。常规干燥是直接向大气排出高温湿气的方式来减少干燥介质的相对湿度，根据干燥工艺的要求湿度，定期从干燥室排
7、气道排出一部分湿度大的热空气，同时从吸气道吸入等量的外界冷空气。这种空气开式循环的换气方式，热损失很大，据有关资料报道，北京地区，常规蒸汽干燥的换气热损失在40%左右。除湿干燥主要依靠空调制冷的原理使空气中水分冷凝来降低干燥室内空气的湿度，空气在干燥室与除湿机之间为闭式循环，基本上不排气。,常规干燥室1.材堆 2.加热器 3.风机 4.循环空气 5.排出湿气 6.进入新鲜空气,木材除湿干燥系统原理1压缩机 2冷凝器 3膨胀阀 4蒸发器 5干燥室 6材堆,除湿干燥又可称为热泵干燥，它是借用水泵将水从低水位聚至高水位的含义。热泵依靠制冷工质在低温下吸热，经压缩机在高温下放出热量，空气经热泵提高了空
8、气的温度，即提高的热能的品质。除湿机回收了干燥室空气排湿放出的热量，因此它是一种节能干燥设备，与常规干燥相比，除湿机的节能率在4070。,8.2.1.2除湿机的分类 按单机干燥能力的大小，除湿机可分为大型、中型和小型。单机干燥能力小于20m3材为小型；30-60m3材为中型；大于80m3材为大型除湿机。目前我国的除湿机都属于中小型，单机干燥能力一般都小于60m3材。按工作循环和功能的不同可分为单热源与双热源两大类。单热源除湿机(热泵干燥机），如图（A），只回收干燥室湿空气脱湿时放出热量，难实现升温，需供热升温不必除湿时，如没有蒸汽或其它辅助热源，需启动辅助电加热器。,（A）单热源除湿机1.压缩
9、机 2.除湿蒸发器 3.膨胀阀 4.冷凝器 5.通过蒸发器的湿空气 6.脱湿后的干空气 7.助电加热器 8.除湿机风机 9.除湿机送干燥室热风 10.干燥室风机 11.辅助排风扇 12.材堆,（B）双热源除湿机1.压缩机 2.除湿蒸发器 3.膨胀阀 4.冷凝器 5.湿空气 6.脱湿后的干空气 7.送干燥室热风 8.热泵蒸发器 9.外界空气 10.排出冷空气 11.单向阀,双热源除湿机(热泵除湿干燥机)，如图（B），与单热源区别于有除湿和热泵两个工作循环，有两个蒸发器（除湿蒸发器2和热泵蒸发器8），两个热源（干燥室湿空气和大气环境），具有除湿和升温功能。需排湿时，除湿系统工作，与单热源除湿干燥机
10、相同。需升温时，可启动热泵系统，热泵蒸发器8内制冷工质从大气环境采热，通过压缩机送至冷凝4放出热量，加热空气使干燥室升温。这种空气由低温变为高温的功能称为热泵。除湿机按最高供风温度高低分为低温（小于40左右）、中温（5070）和高温（70）型，主要与所用制冷工质和选用压缩机等部件有关。目前我国除湿机大部分为中温型，少数高温除湿机。,按除湿干燥机制冷系统外部的空气循环方法，又可分为封闭式循环和半开式循环两大类。图(a)、(b)所示为空气的封闭式循环，（a）为除湿机放干燥室内，(b)为除湿机放干燥室外，通过风管与干燥室连接。除湿干燥机在这种情况下工作时，冷凝器内制冷工质的冷却，一部分来自经蒸发器脱
11、湿后的空气，又称一次风；另有一部分补充空气称二次风，这里的二次风直接经风阀来自干燥室。图（c）所示为空气的半开式循环，这里的二次风来自外界环境的新鲜空气，又称新风。半开式循环的除湿机工作时，补充新风的进气扇与干燥室排气扇相互连动、同时工作（又称换气），即从外界补充新风的同时，从干燥室排出等量的湿空气。,除湿干燥机两种空气循环1.压缩机 2.蒸发器 3.膨胀阀 4.冷凝器 5.湿空气 6.脱湿空气7.二次风 8.热风 9.材堆 10.干燥室 11.空气阀 12.排气扇 13.进气扇,(a)(b)(c),8.2.1.3制冷剂 制冷剂是除湿机内部制冷循环的工作物质，它的性能直接影响到它的技术经济性与
12、环保性能。,8.2.1.4 除湿干燥的评价指标 除湿干燥是一种节能干燥技术，但同一台除湿干燥机运行使用条件和操作水平不同，能耗差别也很大。评价除湿干燥机在不同工况下的性能，常用供热系数COP和除湿比能耗SPC，木材除湿干燥生产中用除湿比能耗SPC更多些。COP值越高，说明在功耗相同的情况下，除湿机能向空气提供更多的能量。除湿比能耗俗称脱水能耗比。除湿干燥的比能耗SPC值，与除湿机的运行工况有关，还与木材的含水率及干燥室的运行工况等因素有关。SPC与COP值等正相关。,8.2.2 除湿干燥设备8.2.2.1 除湿机的设备组成 除湿干燥机系统如图所示，主要包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流机构及辅
13、助设备，以上部件的相对位置如图。各部件的功用及工作原理见教材相关内容。,除湿干燥机系统1.蒸发器 2、7.手动阀 3.压缩机 4.低压泵 5.高低压控制器 6.高压泵 8.干燥过滤器 9.电磁阀 10.膨胀阀 11.储液器 12.冷凝器 13.风机 14.干燥器,除湿机主要部件布置1.压缩机 2.接水盘3.排水管 4.蒸发器5.冷凝器 6.风机,8.2.2.2除湿干燥室特点 除湿干燥系统由干燥室和除湿机两大部分组成。除湿干燥室与常规干燥室基本相同，主要区别在：（1）以电加热或以热泵供热的除湿干燥，其干燥室内没有蒸汽（热水或炉气等）加热器及管路；（2）除湿干燥室无进、排气道，大部分有辅助进排气扇
14、，在干燥前期除湿量大于除湿机负荷时启动排气扇；（3）除湿干燥室内风机布置以顶风式居多，一般无正、反转，室内风机送风方向与除湿机送风方向相同；（4）多数除湿干燥室内无喷蒸或喷水等增湿设备。,8.2.2.3除湿机布置型式 除湿干燥机布置型式有除湿机放干燥室内和室外两大类。除湿机室内布置型式如图（a）、（b）。,1.除湿机 2.电控箱 3.干燥室4.材堆 5.干燥室风机,1.除湿机 2.干燥室3.材堆 4.风机,除湿机室外布置形式如下图。,除湿机布置于干燥室外1.热泵除湿干燥机 2.热泵排冷风管 3.操作间 4.干燥室小门 5.热泵除湿机送热风风管 6.干燥室风机 7.材堆 8.干燥室 9.辅助排湿
15、口,8.2.3 除湿干燥工艺8.2.3.1 除湿干燥工艺基准 从调节材种及干燥阶段温度、湿度等干燥参数原则看，与常规干燥规律相同。二者主要区别在于：（1）除湿干燥大多属于中、低温干燥，干燥室温度一般小于或接近60；（2）多数单纯除湿干燥室没有增湿设备，故没有中间处理和平衡处理。由于除湿干燥速度慢，一般不易出现开裂、变形等干燥质量问题；（3）除湿干燥室若没有蒸汽加热管和喷蒸管，预热阶段很难热透。而且如果没有加湿设备，预热阶段实际是预干。,除湿干燥工艺基准D（材厚38mm）,注：此表工艺基准适于干燥栎木、柚木、胡桃木、枫木、板栗木及橄榄木特别等难干的硬材。,除湿干燥参考时间（材厚38mm）,干燥不
16、同材厚的时间系数,干燥厚度大于38mm木材时对温、湿度的调整参数,8.2.3.2使用除湿干燥工艺基准注意事项（1）材种、板厚及除湿机工作状况等条件不同，实际干燥过程中可适当调整温度、湿度等干燥参数，上述基准表参数仅供参考。（2）没有蒸汽、热水、炉气等作辅助能源除湿干燥室，升温很慢。实际干燥过程中对应于某一含水率阶段允许干燥室温度低于工艺基准表中所要求温度，空气湿度应保持该含水率阶段所要求湿度。（3）常规干燥一样，待干湿材装入干燥室后，先进行预热处理，待木材温度内外趋于一致时，才能按基准参数运行进入干燥阶段。终了时停止加热和除湿机工作，仅开干燥室内风机通风降温，待室温接近大气温度时，方可开启干燥
17、室大门，准备出材。,（4）干燥特别难干材及4cm厚以上中等难干材时，即使是中、低温干燥，当木材处于纤维饱和点附近和接近干燥终了时，要做调质处理，减少干燥应力，防止干燥缺陷。若干燥室内无喷蒸管或喷水管，建议用停机闷室方式达到调质处理的目的。（5）室温达70以上高温除湿干燥，建议加增湿设备，像常规干燥一样，在干燥过程中进行中间预热处理、平衡处理和终了处理。8.2.3.3 除湿干燥工艺示例略,8.2.4 影响除湿干燥能耗因素8.2.4.1 湿空气温度与相对湿度 当空气湿度基本保持稳定时，随温度增加，脱水比能耗SPC值有所减少，但当相对湿度较大时，温度的影响不明显。空气温度一定时，湿度越高，脱水比能耗
18、SPC越小，反之，相对湿度越低，脱水比能耗SPC越大。8.2.4.2 流经蒸发器空气量 木材干燥过程中，干燥室内空气的温度和相对湿度随木材含水率的变化而变化。干燥初期空气温度低而相对湿度高，干燥后期温度高而相对湿度低。如果除湿机的制冷量和流经蒸发器的空气流量不变，就会出现除湿量越来越小，甚至为零的情况。,8.2.4.3 蒸发温度、冷凝温度与压缩比 蒸发温度与冷凝温度分别指制冷工质在蒸发器与冷凝器中的温度。由于制冷工质在蒸发器与冷凝器中均处于饱和状态，故蒸发温度与蒸发压力，冷凝温度与冷凝压力之间互为函数。压缩比是指冷凝压力与蒸发压力之比。除湿机工作时蒸发温度偏离设计值过高或过低都是不利的。蒸发温
19、度过低，即蒸发压力太低时，除湿机效率下降，消耗的功率增加，运行经济性变差。蒸发温度过高，湿空气的除湿效率下降，对压缩机轴封工作不利，会使压缩机轴功增加。,8.3 真空干燥8.3.1真空干燥原理与分类 木材真空干燥是把木材堆放在密闭容器内，在低于大气压力条件下进行干燥的方法。在真空条件下，水的沸点降低，蒸发速度加快，从而可在较低温度下获得较快干燥速度。一些常规室干中易开裂，皱缩的木材、较难干燥的厚木材，采用真空干燥法干燥周期明显缩短，提高干燥质量。,8.3.1.1真空与真空度 真空的物理学定义是指没有或只有很少原子和分子的空间，这样的空间在地球上几乎是无法获得的。在工程技术上，真空泛指低于大气压
20、力的空间。气体稀薄程度用气体绝对压力表示，称之为真空度。压力单位为帕斯卡，简称帕，用字母“Pa”表示。l个标准大气压力等于l.013l05Pa。容器内气体越稀薄，压力越低，真空度越高。在真空干燥，真空浓缩等技术领域，真空作业压力范围通常都大于0.05l05Pa，压力测量精度要求也较低，“Pa”的测量单位太小，习惯上用。“MPa”表示，lMPa=l06Pa。工业生产中通常使用一种指示大气压力与容器内气体绝对压力之差的真空表粗略地表示真空度的大小。例如，当大气压力为0.lMPa，容器内气体绝对压力为0.08MPa时，真空表上显示的真空度为-0.02MPa。,8.3.1.2 真空度与水的 沸点温度
21、一个标准大气压下，纯水沸点温度是99.6，气压降低时水的沸点随之下降。真空度与水的沸点温度关系见表6-17。木材结构复杂，周围空气压力降低，木材内部压力变化有一个滞后过程，木材透气性越差，这一过程越长。,水沸点与真空下的绝对压力,8.3.1.3真空干燥的原理与分类 真空条件下木材表面水分蒸发速度加快，木材表面和内部含水率梯度增大。在木材表面水分剧烈蒸发同时，要吸收大量汽化潜热，引起木材表面冷却，使木材表面与内部温度梯度加大。加速木材内部水分向表面的移动。真空条件下干燥装置内空气稀薄，仍用传统对流换热方式加热木材，效果很差。采用以下三种方式加热木材（1）木材放在两块热板之间，用接触传导方法加热木
22、材；（2）木材置于高频或微波电场中，用辐射加热方法加热木材。这两种方式不受真空度影响，可在连续真空条件下加热干燥木材，故又称连续真空干燥；（3）木材在常压条件下用对流加热方法加热到一定温度后，再真空脱水，常压加热与真空脱水交替进行。由于真空作业是断续进行的，故又称间歇真空干燥。,8.3.2真空干燥设备组成 木材真空干燥设备主要有干燥筒、真空泵、加热系统、控制系统组成。,木材真空干燥机结构示意1.真空干燥箱 2.喷蒸管 3.加热管 4.材车 5.风机 6.冷凝器 7.汽水分离器 8真空泵,8.3.3 真空干燥工艺 按不同加热方式，木材真空干燥工艺可分为对流加热间歇真空干燥、热板加热连续真空干燥和
23、高频加热真空干燥三种方式。（1）对流加热间歇真空干燥工艺 对流加热间歇真空干燥主要由常压加热和真空脱水交替进行的若干个循环过程组成。典型的干燥流程如下：开始 加热平衡真空泄压调湿结束 循环 总体上把握，真空干燥也分为预热、干燥、调湿处理三个阶段：,木材间歇真空干燥基准 柞木（20mm厚）间歇真空干燥基准,（2）热板加热连续真空干燥工艺 工艺过程分预热、干燥和调湿处理三个阶段。国内部分树种木材的连续真空干燥基准见教材表6-19，可供选用。（3）高频加热真空干燥工艺,高频真空干燥参考基准,8.4 高频与微波干燥 高频电磁波一般是指波长为7.5m1000m，频率介于0.3MHz40MHz电磁波；微波
24、指波长为1mm1000mm，频率介于3102MHz3105MHz电磁波。我国常用微波加热设备工作频率为915MHz和2450MHz。8.4.1 木材高频与微波干燥的原理及特点8.4.1.1 高频与微波干燥的原理 微波（高频）干燥是把湿木料作为一种电介质，置于微波（高频）交变电磁场中，在频繁交变的电磁场作用下，木材中的极化水分子迅速旋转，相互摩擦，产生热量，从而加热和干燥木材。,具体发热机理大致有三种：（1）木材内离子在微波（高频）电磁场作用下迅速移动，引起离子导电损耗热效应。（2）木材物质非结晶区域存在许多羟基等极性偶极子基团和吸着在亲水性羟基上吸着水分子，在交变电磁场作用下能够发生频繁取向运
25、动而引起介质损耗热效应。（3）木材中极化水分子随交变电磁场方向变化而迅速旋转，相互摩擦，产生热量。由于木材中水相对介电常数和损耗系数最大，在微波场作用下发热量最多，因此在干燥时，一般认为是木材中极化水分子发生频繁的取向运动而产生热量，从而实现对木材的干燥。,8.4.1.2 高频与微波干燥的特点 微波（高频）加热木材时，热量不是从木材外部传入，是通过交变电磁场与木材中极性分子（主要为水分子）的相互作用而直接在木材内部发生，其热量的产生具有即时性和整体性。只要木料不是特别厚，木料沿整个厚度方向能同时热透，热透时间与木料厚度基本无关。与常规干燥相比，微波（高频）干燥具有一系列优点：（1）干燥速率快，
26、时间短；（2）干燥质量好，节约木材；可以在较低温度下更彻底杀灭各种虫菌，消除木制品虫害，避免常规干燥中可能出现的木材生菌、长霉现象。（3）能量利用效率高；（4）可直接用来干燥木质半成品,与常规干燥方法相比存在缺点或不足：（1）微波（高频）干燥所用能源为高价位电能，干燥成本一般较高，缺乏价格竞争优势。（2）木材微波（高频）干燥设备复杂，投资较大。（3）微波场的均匀性有待改善，磁控管的效率较低（一般为70%），在一定程度上影响了微波干燥质量的提高和能耗的降低。在一定的条件下，微波（高频）干燥是可行的，它主要适宜于干燥厚方材、珍贵材和初含水率在纤维饱和点附近的木材。其中，高频电磁波波长比微波波长长，
27、穿透木材内部的深度更深，适合干燥更厚的木材。,电极板的水平布置方式,8.4.2高频干燥设备与工艺8.4.2.1高频干燥设备,8.4.2.2 高频干燥工艺 木材堆积是干燥工艺重要组成部分，直接影响木材干燥质量和产量。高频干燥干燥木材对于木材堆积要求：（1）同一层木料之间不应留有空格，当电极板垂直排列时，更应遵守这一要求，以免隔条着火。（2）含水率不一致的木料不应堆放在同一组电极之间。实际高频干燥过程中，根据木材树种的不同，可以按照表6-25选择适当的干燥基准。,木材高频干燥基准,注：1.硬基准一般适用于厚度50mm以下的针叶树材（落叶松除 外）和软阔叶材。2.中基准一般适用于厚度50mm以上的针
28、叶树材（落叶松除 外）和软阔叶材及厚度50mm以下的散孔阔叶材。3.软基准一般适用于各种厚度的环孔阔叶材和厚度50mm以 上的散孔阔叶材及各种厚度的落叶松和松属髓心方材。,8.4.3 微波干燥设备与工艺8.4.3.1微波干燥设备 木材微波干燥设备主要由微波发生器、波导装置、微波加热器、传动系统、通风排湿系统、控制和测试系统以及安全保护系统等几部分组成。,具有隧道式谐振腔加热器的微波干燥装置1.微波源 2.波导 3.传动装置 4.梳形漏场抑制器 5.谐振腔 6.排湿管 7.中间过渡托辊 8.传送带,8.4.3.2 木材微波干燥工艺 为减少电能消耗，降低成本，微波干燥一般用于木材在较低含水率阶段干
29、燥。即木材含水率较高时，先采用气干或常规蒸汽干燥方法将木材干至含水率在纤维饱和点附近或以下，再用微波干燥至生产所要求的含水率。表6-27中列出了部分木材的微波干燥基准（干燥设备为隧道式微波干燥装置）。从节约能源和提高干燥质量的角度来考虑，用微波干燥木材时，很少采用单一连续微波干燥，而是将微波与其他干燥方法联合或者采用间歇微波干燥，如微波与热空气联合干燥、微波与真空联合干燥。,木材微波干燥基准（共4台微波源串联）,8.5太阳能干燥8.5.1 概述8.5.1.1 我国的能源与环境现状 煤是中国主要一次能源资源，占能源消耗的70左右。我国由煤燃烧引起的环境污染问题日益严重，到2015年中国将超过美国
30、成为全球第一温室气体排放大户。据专家估计，如果把中国的环境污染因素考虑在内，国民生产总值GDP将下降两个百分点，因为要清除空气中的污染物大约是所需燃料费用的10倍左右。“可再生能源法”第七条指出，“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖系统等太阳能利用系统”。木材干燥是木材加工过程中能耗最大工序，约占加工总能耗的4070。因此联合国粮农组织第17届年会上提出：“今后20年木材干燥的变化或许是干燥所需的能源，而不是干燥方法本身。”,8.5.1.2 我国的太阳能资源 太阳能是清洁、廉价的可再生能源，取之不尽用之不竭。每年到达地球表面的太阳能辐射能约为目前全世界所消耗的各种能量的
31、1万倍。我国有较丰富的太阳能资源，约有2/3的国土年辐射时间超过2200h，年辐射总量超过5000MJ/m2。全年照射到我国广大面积的太阳能相当于目前全年的煤、石油、天然气和各种柴草等全部常规能源所提供能量的2000多倍。我国太阳能资源可划分为5个资源带，总的趋势是西高东低，高海拔（如西藏高原）大于低海拔地区。表中的一、二类地区，太阳能资源很丰富，最适宜用太阳能，三类地区也有用太阳能的优势，四类地区较差，五类地区最差，不宜用太阳能。,我国太阳能资源区划,8.5.1.3太阳能干燥的原理 太阳光的辐射波长在0.23微米（m），属于短波辐射，它能穿过玻璃、塑料薄膜等透明材料。当太阳能射线被干燥室的吸
32、热板、物料或空气吸收后转换为热能，发出波长为330微米（m）的远红外线，而玻璃、塑料薄膜等透明材料则基本上不让3微米（m）以上的辐射线透过。这些透明材料让光线只进不出的的性能，使干燥室获得了干燥物料的热能，产生了“温室效应”。8.5.1.4太阳能干燥木材的应用概况 利用太阳能干燥研究工作主要在发达国家如美国、英国、法国、德国、加拿大、澳大利亚、新西兰和日本等。太阳能干燥推广应用大部分在热带和亚热带国家如南非、斐济、乌干达、尼日利亚、巴西、菲律宾、泰国、印度、中国、孟加拉等。太阳能干燥木材规模很小，大多数为简易温室型太阳能干燥室，材积一般小于10m3，最大的也不仅60m3。影响太阳能推广应用的主
33、要原因有：太阳能能源密度低、不连续、不稳定；干燥室温度低、波动大、干燥周期长；简易太阳能干燥容量小，而大、中型的投资大、占地面积大。,8.5.2太阳能木材干燥室的类型 可分为温室型和集热器型两大类，实际应用中还有两者结合的半温室型或整体式太阳能干燥室。8.5.2.1温室型太阳能干燥室 温室型太阳能干燥室的原理如图所示。,温室型太阳能干燥室1.太阳光 2.玻璃 3.排气口 4.干燥室 5.墙体 6.黑色涂层 7.进气口,温室型干燥室优点：造价低；建造容易；操作简单；干燥成本低。缺点是：保温性能不好，昼夜温差大；干燥室容量少；占地面积比同容量的常规干燥室大。,8.5.2.2集热器型太阳能干燥室 这
34、类干燥室是利用太阳能空气集热器把空气加热到预定温度后，通入干燥室进行干燥作业的。,集热器型太阳能干燥室原理1.阳光 2.吸热板 3.集热器 4.热风管5.干燥室 6.干燥室风机 7.材堆 8.回风管 9、11、12.风阀 10.排湿气13.进新鲜空气 14.集热器风机,半温室型太阳能干燥室,6.5.2.3半温室型（整体式）太阳能干燥室,8.5.3太阳能空气集热器略8.5.4简易太阳能木材干燥室8.5.4.1温室型太阳能干燥室,温室型太阳能干燥室,8.5.4.2 半温室型太阳能干燥室,半温室型太阳能干燥室,6.5.4.3具有储热装置的太阳能干燥室,用碎石贮热的太阳能干燥室,具有热贮存装置的太阳能
35、干燥1.风机 2.材堆 3.干燥室 4.太阳能集热器 5.热贮存装置 6.集热器盖板发射器 7.过滤板,8.6木材高温干燥方法及工艺举例8.6.1 湿空气高温干燥,基准选择,干燥过程也分为升温预热、干燥(包括中间处理)、终了处理、冷却等几个阶段。（1）预热通常用温度100饱和蒸汽处理木材；若木材经较长时间的气干，则用干球温度100、湿球温度9698的湿空气处理木材。预热时间为木材每厘米厚1h。（2）中间处理一般可不进行。干燥过程中若发现板材含水率梯度和内应力较大时，可进行12次中间处理。处理时关闭加热管阀门，打开喷蒸管阀门，喷蒸12h左右。（3）终了处理时，关闭加热管阀门，打开喷蒸管阀门，使干
36、球温度降到100，湿球温度为97，喷蒸延续时间：木料每厚1cm，针叶树材喷蒸12h，阔叶树材23h。（4）干燥结束后，同常规室干要求相同，待木材冷却后卸出，以防止木材发生开裂。,8.6.2 过热蒸汽干燥 过热蒸汽干燥是利用过热蒸汽直接与物料接触而除去水分的一种干燥方式。8.6.2 过热蒸汽干燥 过热蒸汽干燥是利用过热蒸汽直接与物料接触而除去水分的一种干燥方式。a）常压过热蒸汽干燥 常压过热蒸汽干燥是指在木材干燥过程中用常压（即大气压力）的过热蒸汽作为介质的干燥方法。常压过热蒸汽干燥基准,基准选择,8.6.4高温干燥对木材性质的影响 研究表明：木材经高温过热蒸汽干燥后，吸湿性小，尺寸稳定性好；热
37、稳定性随干燥温度的升高而提高。木材的重要力学强度有所变化：抗弯强度(MOR)及抗弯弹性模量(MOE)比常规室干的木材略有增加，但不显著；抗拉强度有所降低；硬度和握钉力有明显提高。8.6.5 高温干燥的特点及其适用范围优点：干燥速度快，生产效率高。速度为常规室干25倍；能（电能和热能）耗比常规室干法节省25%60%；为了保持室内高温高湿，基本上不打开进气道，没有加热新鲜空气的热损失；干燥后木材不易产生色斑和霉变，的可满足要求对易干材干燥质量，开裂和翘曲等缺陷少；吸湿性小、尺寸稳定性好；力学强度有所变化，但变化不大。缺点：易使木材表面失去原有天然颜色，变成黄褐色；可防氧化反应，一定程度上可减少木材
38、变色、提高产品质量；具有一定的脱脂效果；不适应易产生干燥皱缩或开裂变形较大树种；要求干燥室内机械设备的耐热性、耐腐蚀性能必须良好、投资相对较高。,使用范围：适用于干燥针叶材及软阔叶材，不适应于容易产生干燥皱缩或开裂变形较大的树种。难干硬阔叶材（特别是厚板）或容易产生干燥缺陷的树种，不宜从生材开始高温干燥，应先气干或常规室干到25%左右的含水率，然后再进行高温干燥。但和常规干燥方法的依次增加干燥后期的介质温度相比，也有人认为高温干燥到了后期，干燥温度应控制在60左右为宜，特别是对于低质材，为了提高干燥质量，减少残留应力和变形的发生以及含水率的均匀性问题，到了干燥后期应该尽量避开高温条件。,8.7
39、 木材联合干燥技术 常见联合干燥有，气干常规联合干燥、常规除湿联合干燥、真空微波（高频）联合干燥、太阳能热泵联合干燥等。8.7.1气干常规联合干燥 在保证木材干燥质量的前提下，将大气干燥和其它干燥方法联合使用，发挥大气干燥成本低，操作简单的优点，结合其它干燥方法干燥速度快的优势，取长补短，能获得令人满意的经济效果。生产上经常使用的两段干燥就是联合干燥的典型例子。所谓两段干燥，是指第一段在制材厂将木材用气干至含水率20%；第二阶段由使用单位用其它干燥方法干燥至所需要的最终含水率。,8.7.2常规除湿联合干燥 为充分发挥除湿和常规干燥的优点，克服它们的缺点，采用常规与除湿联合干燥，即在干燥前期用常规干燥预热木材。干燥初期和中期排湿量大时，用除湿干燥回收排气能量；而干燥后期即高温时，采用常规干燥来缩短干燥时间。8.7.3真空高频联合干燥8.7.4太阳能热泵联合干燥,
