简易太阳能木材干燥室的介绍

前言实现社会、经济的可持续发展，不仅是我国也是共同关注的问题。自1992年联合国在巴西里约热内卢召开环境与发展大会后，中国政府及时提出了我国将在环境与发展方面采取的十条对策，并在“提高能源效率、改善能源结构”的条款中明确提出“因地制宜的开发利用和推广太阳能、风能、地热能，生物质能等清洁能源技术。”太阳能是一种清洁、廉价的可再生能源，预计在21世纪太阳能将在社会生产及生活中占据更加重要的地位。
我国地处北半球欧亚大陆的东部，有着丰富的太阳能资源，全国年平均日照时数在200小时以上，2/3以上的国土年辐射总量超过x106kJ/平方米。由此可见，太阳能是一种取之不尽、用之不竭，巨大而清洁的绿色能源，充分利用太阳能干燥物料可以大量节约常规能源。我国目前应用太阳能干燥的规模还很小，据不完全统计，用于干燥木材的太阳能集热器的采光面积约为2000平方米，主要分布在广东、海南、云南及北京等省、市，太阳能干燥室的总干燥能力约占全国总干燥能力的0.2.太阳能属间歇性能源，能流密度低，受气候条件（纬度、季节、天气及昼夜等）影响大，通常被称之为低品位能量。另一方面，太阳能干燥周期较长，大、中型太阳能干燥室的初投资较高，且低成本的有效贮能问题尚未解决。如果干燥量大，就需要较大面积的集热器，不仅占地面积大，而且设备投资费用更高。这些都为人类大规模开发利用太阳能资源带来了很多技术上的困难。因此，小型简易的太阳能干燥室在太阳曰照好但条件差的偏远地区可能有较好的应用前景。
38中国简易太阳能干燥室的介绍2.1.温室型的太阳能干燥室温室型的太阳能干燥系统是选用一种透明的建筑材料制成的密封性能很好的干燥室。其结构特点是集热器与干燥室合二为一，属于被动加热干燥。阳光通过干燥室的透明顶板或侧壁透射到干燥室内，一部分加热温室中的空气，另外一部分则直接辐射到待干物料表面加热物料。待干物料主要靠在温室中受太阳焖晒而升温，由此蒸发的水分通过自然对流或风机经出气孔排放至周围环境。干燥温室除了要求在白天尽可能地接受太阳辐射能、使室内保持较高的温度外，还要求不断排湿。为了使室内保持较高的温度，可以增加温室单位容积的采光面积和减少温室散热。
美国弗吉尼亚综合学院及州立大学曾联合设计了一座太阳能木材干燥窑（如）。窑的容量约为1.5立方米，板的大长度约为1.2米。窑的砖壁内外贴有胶合板，板与壁间填有保温材料，北壁内侧装有水蒸气挡板，上下均有通风孔。窑顶是斜面（45*），南壁与窑顶用双层玻璃做成，窑内装有恒温器，当材堆顶部温度升至15.0时，便开启循环风扇，自北向南吹风。受阳光直射的内壁、风扇外壳、支承台等均涂成黑色，以便能大限度地吸收阳光，材堆与南壁建设有塑料格栅，既可促进气流均匀循环，又可避免阳光直射堆。
利用此窑干燥湿栎木，从初含水率79.5干燥到终含水率。1，只用125天，而自然干燥同样材质的木材，从初含水率7.9干燥到终含水率14.则用了12天。
温室型干燥系统结构简单，但热损失比较大，适宜于物料对干燥温度要求较低而又允许直接阳光暴晒的干燥过程。一般当干燥温度在00以下时多采用温室型工作研究简易太阳能木材干燥室的介绍减少这种传热损失美国学者PeterY.S.Chen研究设计了一种带有热贮存装置的太阳能干燥窑。
太阳能干燥窑的外形类似一个直角三角形。南墙（顶部）倾斜7.5*，倾斜的角度与干燥窑所在地的纬度相同。该干燥窑由四部分组成：木材干燥室、太阳能集热器、热贮存装置及集热器盖板反射器（如干燥室材容约为11立方米，墙壁及顶棚材料为玻璃纤维板和聚氨脂板（绝缘总热阻=20平方米*k/w）；地面绝缘采用玻璃纤维板、胶合板，聚苯乙烯泡沫和混凝土层（绝缘总热阻=20平方米*k/w）。在材堆与混凝土堆之间有一个防尘。具有热贮存装置的太阳能干燥室1.风机2.材堆3.干燥室4.太阳熊集热器5.热贮存装置6.集热（细锯末）用的装有玻璃纤维板的木框架。
干燥室的外表面覆盖着胶合板。干燥室所需热量由集热器供应。集热器采用双层玻璃板制成，两玻璃板之间用玻璃纤维间隔开。贮热装置使用混凝土块堆积而成，混凝土块堆积成直角三角形，倾斜度与南墙（顶部）相同。斜面上漆成黑色，其作用在于吸收太阳辐射并与干燥室内的循环空气进行。以木废料为补充能源的太阳能干燥窑1.集热器2.材堆3.干燥室热交换。集热器盖板反射器由胶合板和聚氨树脂板制成，表面用铝箔覆盖。白天有太阳时，盖板反射器起反射太阳辐射的作用，而在雨天和夜间则起盖板的作用，防止通过玻璃板散失热量以保持窑温。
用这种太阳能干燥窑干燥100毫米厚的红栎木，从生材干燥到终含水率8需要2到3个月，其时间长短取决于干燥季节。采用这种方法干燥的木材其干燥质量非常好，干燥应力极小，同时干燥缺陷也很小。这种具有热贮存装置和集热器盖板反射器的太阳能干燥窑，为实际生产提供了一种高效而又经济的干燥木材的方法，对于小型的锯材加工厂、木材半成品经营者具有很强的吸引力。
2.3.以木废料为补充能源的简易太阳能干燥室由于木材干燥是一个连续加热的过程，而太阳能受到阴雨、黑夜等自然现象的影响，不可能连续供应能量，所以靠单一太阳能不能满足干燥的要求。另一方面，木材加工过程中产生了许多的木废料。对于小型木材加工厂采用燃烧木废料来作为太阳能的辅助能源是一种合理的利用方法。它既满足企业的能源需求又能解决剩余物占地和污染问题，而且成本低廉，具有现实的经济效益和社会效益。
北京林业大学木材干燥中心曾设计了一种太阳能与木废料联合干燥系统。该系统主要由干燥窑、集热器、风机和辅助热源木废料热风燃烧炉组成（如），各组成部分技术参数见表1.太阳能集热器供热系统与木废料加热系统彼此独立，只是以太阳能为主，木废料能源为辅。当在白天或阳光充足时由太阳能集热器直接产生热空气导向干燥窑内进行木材加热，当阴雨天及夜间时启动辅助能源，由木废料热风燃烧炉向干燥窑内送入热空气对木材进行加热干燥。通过实验发现以木废料为补充能源的简易太阳能干燥系统的优点是：（1）系统实现了连续干燥且能源自给、热效率较高，节省了常规能源；（2）设备投资少，投资回收期约为两年且干燥成本低；（3）利用了生产过程中产生的废料，清理了厂区环表1：以木废料为补充能源的简易太阳能干燥系统技术参数项目技术参数项目技术参数窑内材积蒸发热量窑内容积集热面积材堆尺寸集热器供热量窑内风机窑内风速初含水率燃烧炉换热面积终含水率木废料量预热热量进、出窑空气温度556以上几种太阳能干燥系统均为简单可行的太阳能干燥装置。利用太阳能干燥木材，不污染环境、且干燥质量很好，是一种有利于环保的绿色干燥技术。它不仅可用于干燥木材，也可用来干燥其他物料。今后太阳能干燥将在现有的基础上朝着联合干燥、自动化方向发展，利用太阳能进行干燥的经济和社会效益显著。可以预见，未来太阳能将可能成为的主要能源之一。
中国林业2004.