烘干窯干燥技術(shù)的基本原理是將太陽輻射能收集起來，通過與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用較多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器（槽式、碟式和塔式）等4種。烘干窯通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同，把太陽能光熱利用分為低溫利用（<200 ℃）、中溫利用（200～800 ℃）和高溫利用（>800 ℃）。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能蒸餾器、太陽能采暖（太陽房）、太陽能溫室、太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)等；中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發(fā)電聚光集熱裝置等；高溫利用主要有高溫太陽能鍋爐等。

烘干窯熱泵技術(shù)是近年來倍受關(guān)注的一項新型能源技術(shù)，熱泵系統(tǒng)主要由4部分構(gòu)成，分別是壓縮機、散熱盤管（俗稱“冷凝器”）、膨脹閥、吸熱盤管（俗稱“蒸發(fā)器”）。和冰箱一樣，熱泵也是利用壓縮機驅(qū)動管道內(nèi)的制冷劑循環(huán)流動，不斷地蒸發(fā)（吸熱）、冷凝（放熱），通過制冷劑溫差吸熱和壓縮機壓縮制熱后，把外界的低品位熱量源源不斷地聚集到熱泵主機的冷凝器上，再經(jīng)過風(fēng)機或液體使需加溫物體溫度迅速上升。該技術(shù)適用于我國廣大地區(qū)，在南方效果更加突出，在大中城市和人口密度較大的地區(qū)都可使用，適用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及家庭、賓館、浴室、企業(yè)和房地產(chǎn)等行業(yè)，節(jié)能效果明顯，投資回收期短，使用壽命長。

烘干窯可應(yīng)用在如下行業(yè)。農(nóng)業(yè)：煙葉復(fù)烤產(chǎn)業(yè)、脫水菜產(chǎn)業(yè)、木材烘烤產(chǎn)業(yè)、溫室大棚、特種養(yǎng)殖等；商業(yè)：賓館、學(xué)校、醫(yī)院、美容美發(fā)、沐足、桑拿、泳池等；工業(yè)：印染、電鍍、紡織、陶瓷、制藥、鋼鐵、石油等；科考等；交通：高速路及橋梁融雪化冰、庭院及廣場融雪化冰等；航空：機場及停機坪融雪化冰及房屋頂融雪化冰等；其它：工礦企業(yè)廢、余熱再利用系統(tǒng)等。該干燥中心改造前為一臺2 t燃柴蒸汽鍋爐，利用木材的邊角余料燒蒸汽后輸送給每個干燥窯使用，烘干窯共有裝材量為80 m3的干燥窯9個，平均每月干燥木材700 m3左右，每月購買木材邊角余料280 t左右，木材邊角余料單價為350.00元/t。

因此，每月燃料費用為98 000.00元。鍋爐引風(fēng)機功率7.5 kW，電價1.05元/kWh，每天接近消耗30t水，水價2.00元/t。人工2人，合計工資為5 000.00元，因此每月消耗在鍋爐上的費用約11 萬元，每立方米燃料消耗平均為157.00元（未含循環(huán)風(fēng)機能耗）。環(huán)境污染及消防隱患嚴(yán)重，由于干燥過程中人為因素太多，品質(zhì)穩(wěn)定性不高，窯損比較大。安裝太陽能/熱泵鍋爐干燥窯后，通過對同品種及厚度木材進(jìn)行干燥測試，太陽能/熱泵窯只消耗電能，根據(jù)電能表使用電量情況計算費用，木材干燥的燃料成本為92.00元/m3，比燃柴節(jié)約65.00元/m3，每月可節(jié)約45 500.00元。

為解決我國木材資源不足和能源浪費問題，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。現(xiàn)代烘干窯的研發(fā)主要體現(xiàn)在干燥質(zhì)量和干燥效率兩個層面，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涵蓋了多個學(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)、溫度場和結(jié)構(gòu)等多個領(lǐng)域。

木材干燥是一個宏觀和微觀兩個層面的水分遷移過程，又是一個受到濕度場和流場共同影響的過程。在這種情況下，需要綜合考慮多個學(xué)科領(lǐng)域的影響作用，深入研究干燥系統(tǒng)的機理，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。實際中，由于木材干燥設(shè)備較大且干燥周期長，采用試驗型烘干窯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復(fù)雜因素的影響，試驗過程中難Ｗ避免會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)，烘干窯利用ＣＦＤ方法建立木材干燥塞模型，采用計算機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)過分析解算驗證參數(shù)的合理性用Ｗ指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。