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熱泵烘幹木材解決方案

時間:2019-04-02

木材熱泵幹燥通常稱為除濕幹燥,蘑菇视频app最新版下载苹果按習慣稱之為除濕幹燥,熱泵幹燥機稱為除濕機。木材幹燥工藝基準,是保證木材幹燥質量的重要參數。木材幹燥是變工況的傳熱傳質過程,隨著木材含水率的變化,幹燥介質(空氣)的溫度、相對濕度甚至風速都會發生變化。木材幹燥工藝基準正是規定了不同木材在不同幹燥階段的空氣溫度、相對濕度等幹燥參數。木材常規幹燥工藝基準有行業標準LY/T1068-2002,有七十餘種工藝基準,這些常規幹燥工藝通常是幹燥的起始溫度高,幹燥的終溫也高。而木材的除濕幹燥如果沒有輔助能源,通常是幹燥的起始溫度低,幹燥的終溫也低,即使是采用高溫製冷工質,也達不到常規幹燥的終溫。下麵介紹了一些除濕幹燥工藝,以供參考。


從調節不同材種及同一材種不同幹燥階段的溫度、相對濕度(或平衡含水率)等幹燥參數的原則來看,除濕幹燥與常規幹燥的規律相同。兩者的主要區別在於:1、除濕幹燥大多屬中、低溫幹燥,幹燥室溫度一般小於或接近六十攝氏度;2、多數單純的除濕幹燥室沒有增濕設備,故沒有中間處理和平衡處理,由於除濕幹燥速率慢,一般不易出現開裂、變形等幹燥質量問題;3、除濕幹燥室若沒有蒸發加熱管和噴蒸管,預熱階段很難熱透,而且如果沒有加濕設備,預熱階段實際是預幹。


試材為椴木,其基本密度為355公斤/立方,材積為35立方米,材厚為6cm,木材初含水率為48.3%。試驗采用高溫除濕幹燥機,壓縮機額定功率為15千瓦,主風機功率為3千瓦,風量為1x10^4~1.2x10^4立方/小時,通過除濕蒸發器的風量為2.6x10^3立方/小時,製冷工質為R12。


椴木除濕幹燥過程中幹燥室內溫度、空氣相對濕度及木材含水率隨時間的變化如下表所示。表中幹燥室溫度、相對濕度、含水率等值,均取每天的平均值。由表中可以看出,幹燥過程中室溫、空氣相對濕度和木材含水率的變化規律與常規幹燥是相同的。當木材的含水率大於29.5%時,木材中自由水的遷移和蒸發速率較快,含水率降低18.8%的幹燥時間隻占總幹燥時間的33.5%,當含水率小於29.5%,即在纖維飽和點以下時,木材內水分遷移速率明顯降低,含水率從29.5%降到12.5%,隻降低了17%,所需的幹燥時間卻占了總幹燥時間的62.5%。椴木除濕幹燥比常規幹燥的溫度低,幹燥室溫升慢,所以總的幹燥時間比常規幹燥大約要長一倍。


下表列出了椴木除濕幹燥第1~24天的除濕時間、除濕量、除濕能耗、回收能量即除濕比能耗等參數。表中除濕能耗包括除濕機的壓縮機、主風機及幹燥室內風機能耗之和。表中的總除濕量是每天經除濕機排水管排除的水量之和。而除濕機回收的能耗包括三部分,即:1、濕空氣中水蒸氣流經蒸發器時冷凝而放出的汽化潛熱;2、冷凝水降溫放出的熱量;3、流經蒸發器的空氣降溫而放出的熱量。從下表可以看出除濕幹燥的能耗有兩個特點。

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一、不同幹燥階段除濕機的節能效果有時顯的差異


1、幹燥的第六、七天以前,尚處於木材中自由水蒸發階段,除濕量大,由除濕機回收的能量大於它消耗的能量,在此階段開除濕機是很合算的;

2、幹燥的第8~10天除濕量有很大的下降,其回收的能量比它消耗的能量分別少11.4%、35.5%和24.2%,但據有關資料介紹,常規蒸汽幹燥的平均每脫一公斤水能耗為1.2~1.8度,據下表所列數據第8~10天的平均脫水能耗仍小於常規蒸汽幹燥,故這幾天開除濕機仍比常規蒸汽幹燥節能;

3、幹燥的第20~24天已接近幹燥終了,除濕量很少,開除濕機消耗的能量明顯比它回收的能量多,而除濕幹燥每一公斤水的能耗達1.7度以上。這說明幹燥後期不宜開啟除濕機。


二、濕空氣參數和除濕時間是影響除濕效率和能耗的主要因素


例如:1、幹燥的第二天和第一天的除濕量明顯大得多,這主要是第一天木材尚處於預熱階段,室溫低,水分蒸發量少,且第一天的除濕時間幾乎隻有第二天的一半。第二天幹燥室內空氣的溫度增高,相對濕度也增大,單位容積內空氣含濕量增大,故除濕量明顯增加而除濕比能耗較低;


2、除濕的第9比第8天的除濕時間多了2.5小時,但除濕量卻少了2.5%,除濕比能耗增加了31.76%,這是因為第9天的相對濕度比第8天少了5%;


3、幹燥後期的第21天,除濕時間達6.4小時,它與第22天(除濕時間2小時)相比,除濕量雖然增加了一倍,但能耗比卻增加了兩倍,除濕比能耗達3.36度/(公斤.天)。這說明增加開除濕機的時間不一定能增加除濕量和節能效果,必須掌握好開除濕機的時間。