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。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)。

烘干機(jī)即是采用了這種聯(lián)合式干燥技術(shù)的新型干燥窯，它將常規(guī)干燥技術(shù)與除濕干燥技術(shù)相結(jié)合并將這兩種技術(shù)進(jìn)行完善、運(yùn)用。它保持了常規(guī)干燥窯的特點(diǎn)，同時(shí)輔以除濕干燥技術(shù)，烘干機(jī)在干燥的不同階段分別采取合理的干燥方式，兩種技術(shù)相輔相成、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在保證木材干燥質(zhì)量的同時(shí)，較大程度上節(jié)約能耗，節(jié)省成本。聯(lián)合式干燥窯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中干燥窯的整體架構(gòu)與常規(guī)干燥窯一致，而與常規(guī)干燥窯較大的區(qū)別在于其供熱系統(tǒng)采用的不是蒸汽鍋爐而是節(jié)能型熱泵烘干機(jī)。熱泵烘干機(jī)是一種新型高效節(jié)能型設(shè)備，其工作原理是根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，采用少量的電能，利用壓縮機(jī)，將工質(zhì)經(jīng)過(guò)膨脹閥膨脹后在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氣態(tài)，并大量吸收空氣中的熱能，氣態(tài)的工質(zhì)被壓縮機(jī)壓縮成為高溫、高壓的氣體，然后進(jìn)入冷凝器放熱，把干燥介質(zhì)加熱，如此不斷循環(huán)加熱，可以把干燥介質(zhì)加熱至40℃~80℃。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。圖1 中另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是，干燥窯內(nèi)配備了噴淋裝置和輔助加熱器，以此來(lái)消除除濕干燥在干燥過(guò)程中的局限性。并且通過(guò)在窯體內(nèi)設(shè)置的溫、濕度檢測(cè)儀，可以更精準(zhǔn)的控制干燥窯內(nèi)的整體環(huán)境與干燥進(jìn)程，提高生產(chǎn)效率。

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。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% ?？梢?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。