根據(jù)理論計(jì)算，一般情況下木材干燥過(guò)程的有效熱能約占干燥過(guò)程總熱能消耗的80%，殼體散熱損失等無(wú)效能耗約占總熱能消耗的15%，另有占總熱能消耗約5%能量的供熱管路熱損失、裝備地面吸熱、窯體密封等原因損耗。其中，有效熱能約60%（約占總能耗的50%）隨木材中蒸發(fā)出的水分混合在干燥介質(zhì)中排放到烘干機(jī)外部，此時(shí)這部分高溫?zé)釢窨諝庵械臒崮芤呀?jīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)效能耗。為解決木材干燥密內(nèi)部風(fēng)速分布不均勻的問(wèn)題，采用改進(jìn)干燥畜結(jié)構(gòu)與優(yōu)化工藝參數(shù)的方法，獲得成材質(zhì)量較好的循環(huán)風(fēng)速與工藝參數(shù)，為木材干燥生產(chǎn)提供依據(jù)。按照我國(guó)木材干燥生產(chǎn)現(xiàn)狀，特別是在無(wú)效能耗的回收利用和干燥生產(chǎn)節(jié)能減排等方面還是有很大的發(fā)掘潛力。

隨著近年來(lái)新能源技術(shù)的不斷發(fā)展以及制造業(yè)內(nèi)各類(lèi)實(shí)用性新技術(shù)所衍生出的熱能供給設(shè)備的出現(xiàn)，傳統(tǒng)干燥窯的供能與生產(chǎn)形式也有了有效的替代與轉(zhuǎn)化方式。從對(duì)比中可以看出，常規(guī)烘干機(jī)在干燥生產(chǎn)中的局限性是，換氣時(shí)的熱量大量散失導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)干燥窯內(nèi)部可能出現(xiàn)的冷熱不均的情況，這樣對(duì)木材干燥的質(zhì)量存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且大量排出的熱濕蒸汽造成了能源的極大浪費(fèi)；而烘干機(jī)除濕干燥的特點(diǎn)在于不排出窯內(nèi)熱濕蒸汽而是將它們自行回收到熱泵裝置中吸收其熱量并再次供給到干燥窯中用于干燥作業(yè)，較大程度上降低了能源的浪費(fèi)；除濕干燥在干燥生產(chǎn)中也有其局限性，由于自身沒(méi)有調(diào)濕裝置并且升溫緩慢，導(dǎo)致生產(chǎn)率較低，而常規(guī)干燥的特點(diǎn)其一就是內(nèi)設(shè)噴淋裝置，可以便捷的調(diào)控窯內(nèi)的濕度，同時(shí)升溫迅速，有效的提高木材干燥效率。由此看來(lái)兩種干燥方法互有利弊，但是如果將其特點(diǎn)加以利用并進(jìn)行組合，則可以衍生出一種新型的木材干燥模式，即聯(lián)合式干燥技術(shù)。與常規(guī)干燥相比，熱泵干燥的過(guò)程是一種更為溫和的、接近自然的干燥，同時(shí)更為節(jié)能與清潔。

當(dāng)烘干機(jī)風(fēng)機(jī) 啟動(dòng)時(shí)，空氣流經(jīng)過(guò)右側(cè)散熱器4 加熱升溫，經(jīng)90°轉(zhuǎn)向進(jìn)入右側(cè)豎直風(fēng)道，再經(jīng)90°轉(zhuǎn)向進(jìn)入板材間水平氣道。熱空氣流通過(guò)水平氣道時(shí)吸收板材中析出的水分而濕度增加、溫度降低，然后通過(guò)左側(cè)豎直風(fēng)道向下流動(dòng)，由左側(cè)散熱器加熱返回風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口，空氣流完成一個(gè)順時(shí)針循環(huán)。文章所介紹的“聯(lián)合式木材干燥窯”正是傳統(tǒng)干燥技術(shù)與現(xiàn)代先進(jìn)的能源設(shè)備所結(jié)合的產(chǎn)物，其節(jié)能、高效的特點(diǎn)完全符合當(dāng)下木材加工領(lǐng)域?qū)夹g(shù)革新的需求。根據(jù)干燥工藝的要求，間隔一段時(shí)間風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，形成逆時(shí)針循環(huán)氣流。在干燥初期，板材中水分較多，此時(shí)應(yīng)打開(kāi)進(jìn)、排氣道8，將部分高濕度熱空氣排放至室外帶走板材中析出的水分，同時(shí)引入室外干空氣，使循環(huán)氣流始終保持一定干度，便于板材干燥。

由此可見(jiàn)，要使板材堆垛各處板材均勻干燥，烘干機(jī)的循環(huán)氣流速度的均勻性是關(guān)鍵。但在實(shí)際生產(chǎn)中存在一些問(wèn)題: 

①板材堆垛左、右上角部分板材經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)裂、變形翹曲;

②板材堆垛沿高度方向各層板材最終含水率不均勻，干燥質(zhì)量差。為了找到實(shí)際生產(chǎn)中常規(guī)熱風(fēng)干燥室出現(xiàn)問(wèn)題的原因，本文采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)( CFD) 軟件SC /Tetra對(duì)干燥作業(yè)時(shí)干燥室內(nèi)空氣流速度進(jìn)行數(shù)值模擬，按照實(shí)驗(yàn)室的干燥室1∶ 1建模，干燥室模型尺寸為: 沿X方向?qū)?． 6 m，沿Y 方向長(zhǎng)3． 8 m，沿Z 方向高3． 2 m。因此，無(wú)論是使用壽命、自動(dòng)化控制、節(jié)能還是環(huán)保方面，與傳統(tǒng)烘干機(jī)相比都很有優(yōu)勢(shì)，值得推廣應(yīng)。烘干機(jī)內(nèi)板材堆垛和風(fēng)機(jī)位置干燥室上部配置2 臺(tái)風(fēng)機(jī)，每臺(tái)功率1． 1 kW，風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口都是直徑為420 mm 圓形，風(fēng)機(jī)支撐框架置于中間位置，板材堆垛中單片板材厚度為50 mm，各片板材間放置的隔條厚度為40 mm，整個(gè)板材堆垛高2 200 mm。

烘干機(jī)的氣流場(chǎng)均勻性分析為了更好地驗(yàn)證2 套新裝置對(duì)提高干燥室內(nèi)空氣流均勻性的效果，分別對(duì)圖4、圖10 對(duì)應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)前、后干燥室內(nèi)空氣流速度特性進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)微電腦設(shè)置的參數(shù)反復(fù)循環(huán)均勻地使干燥物料達(dá)到除濕要求，該系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)干燥濕熱空氣混合排放而浪費(fèi)能源的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)只排出水分不排熱量，達(dá)到節(jié)能減排之目的。在干燥室內(nèi)沿板材堆垛高度方向從上到下18 層水平氣道內(nèi)各布置3 個(gè)水平測(cè)點(diǎn)，各層水平測(cè)點(diǎn)依次布置在水平氣道進(jìn)風(fēng)口A、中間B、出風(fēng)口C 處，常規(guī)干燥室干燥時(shí)，沿板材堆垛高度方向各層水平氣道A，B，C 3 點(diǎn)的氣流平均速度范圍為0．49 ～ 1．46 m/s，所有測(cè)點(diǎn)氣流總平均風(fēng)速為1． 20 m/s，其中烘干機(jī)1 ～ 4 層水平氣道氣流平均速度范圍為0． 49 ～ 0． 95 m/s，5 ～ 18 層范圍為1． 30 ～1． 46 m/s，各水平氣道氣流速度總均方差為0． 30 m/s，總變異系數(shù)為25%; 優(yōu)化設(shè)計(jì)后的干燥室干燥時(shí)，烘干機(jī)統(tǒng)計(jì)結(jié)果各層水平氣道的氣流平均速度范圍為0． 89 ～ 1． 26 m/s，所有測(cè)點(diǎn)氣流總平均風(fēng)速為1． 19 m/s，沿板材堆垛高度方向各水平氣道氣流速度總均方差為0． 09 m/s，總變異系數(shù)為7%。

常規(guī)和優(yōu)化設(shè)計(jì)后的干燥室內(nèi)各層測(cè)點(diǎn)氣流平均速度分布所示，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的烘干機(jī)沿板材堆垛高度方向上各層水平氣道氣流速度總均方差降低了0． 21 m/s，總變異系數(shù)降低了18%，各層氣流速度偏差可控制在約± 10%以內(nèi)。說(shuō)明在設(shè)置了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩和風(fēng)機(jī)移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置后各層送風(fēng)氣流速度差異變小，氣流速度趨于均勻，均勻性提高了70% 。烘干機(jī)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意的相關(guān)問(wèn)題：①氣候條件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能效起決定性作用，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，必須充分考慮當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境方面的因素，一般保險(xiǎn)起見(jiàn)按冬季工況設(shè)計(jì)比較理想，但投入方面會(huì)有部分增加。可見(jiàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)的2 套裝置比較理想地改善了干燥室內(nèi)氣流速度的均勻性。