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空气能热泵烘干浅谈复合式除湿热泵在木材干燥中的作用

一:木材干燥的意义:
1、提高木材和木制品使用的稳定性,减少变形和开裂;
木材长期暴露在空气中,其中的水分就会随着空气相对湿度的变化而变化,发生木材随空气湿度增加而膨胀和随空气湿度减少而收缩的湿胀和干缩现象。
木材中水分的存在与变化是导致木材尺寸不稳定的根本原因。
干燥特性的区别木材的湿胀干缩以及由于各向尺寸变化不一致而引起的翘曲、开裂等种种变形是木材加工、干燥过程中必须避免的。
纵向干缩是沿着木材纹理方向的干缩,其收缩率仅为0.1-0.3%;
径向干缩是沿直径方向的干缩,其收缩率为3-6%;
弦向干缩是沿着年轮切线方向的干缩,其收缩率为6-12%,约为径向干缩的2倍。



2、提高木材的力学强度,改善木材的物理性能;
树木的生长是由成千上万的细胞不断生长而来,因此我们所使用的木材就是成千上万的细胞有规律排列而形成,这些组成木材的细胞是由细胞壁和细胞腔组成。木材中的水分存在于细胞腔和细胞间隙中我们称为自由水,仅存在于木材细胞壁的水分称之为吸附水;自由水的性质和普通的液态水接近,与木材结合不紧密,对木材的物理、力学性质影响不大;而吸着水通过氢键与游离羟基与细胞壁形成牢固的结合,与木材的物理、力学性质密切相关。木材干燥就是要降低木材中的自由水和吸附水。
木材的强度和木制品的表面装饰质量,木材的保温性与绝缘性均随木材含水率的降低而提高。
空气能热泵烘干

纤维饱和点(FSP):当自由水蒸发完毕,而吸附水处于饱和状态时木材的含水率。
3、预防木材腐朽, 提升木制品的使用寿命;
湿木材如果长时间堆放在露天空气中,若不采取适当的保护措施,会发生腐朽或虫害。把木材干燥到含水率8-15%左右,可以大大减少菌类和害虫的侵害与破坏,不仅保证了木材的固有性质和强度,而且也提高了木材的抗腐蚀能力。
4、降低木材的重量,减少木材的运输成本。
由于木材初含水率很高,甚至超过它本身的重量,经过干燥后,能大大减轻木材重量,有利于提高车辆的运载能力。


二:木材对流干燥的基本原理及要求:
木材中的水分主要有自由水和吸附水两种。存在于由细胞腔组成的大毛细管系统内的水分叫做自由水,它的增减只影响木材的重量,而不影响木材的性质;存在于细胞壁组成的微毛细管系统内的水分叫做吸附水,它的变化,不仅能使木材产生收缩和膨胀,而且也将影响木材的其他物理力学性质。
木材干燥就是要排除木材中的自由水和吸附水,以适应不同的用途和质量要求。干燥木材的方法虽然有多种,但基本原理是共同的,即利用沿木材厚度上的含水率梯度,以及在加热后形成的内部大、外部小的水蒸汽分压力差,促使水分以液态和汽态两种形式连续地由内部向外部移动,并通过木材表面向外界蒸发;内部的水分移动强度应与表面的水分蒸发强度协调一致,使木材由表及里除湿变干。
木材对流干燥过程是:先使高温和高湿(饱和或接近饱和)的湿空气在循环流动中不断地穿过材堆,对木材预热。当木材及其水分被加热到一定程度后,按干燥工艺的规定,降低循环介质的相对湿度,迫使木材中的水分从表面蒸发,这是干燥开始。然后按照干燥工艺规定的程序,逐步提高循环介质的温度及降低相对湿度,使木材中水分的蒸发面逐渐移向内部,直到干燥结束。
木材干燥的基本原则是在保证干燥质量的前提下提高干燥速度,节约能源消耗,降低干燥费用。避免干燥过程中出现木材端面开裂和表面开裂、塌陷、内部开裂及变形等缺陷。不降低木材的物理力学性质,以保证干燥质量。
三:复合式除湿热泵在木材干燥中的应用:
本文提供一种复合式热泵除湿烘干技术,开闭式热泵结合,升温阶段从环境中吸收热量,干燥阶段实现闭式除湿,不排放,除湿的同时吸收湿空气中水蒸气的冷凝潜热, 保证木材烘干的品质为前提,更节能环保。

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