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空氣能熱泵烘幹淺談複合式除濕熱泵在木材幹燥中的作用

一:木材幹燥的意義:
1、提高木材和木製品使用的穩定性,減少變形和開裂;
木材長期暴露在空氣中,其中的水分就會隨著空氣相對濕度的變化而變化,發生木材隨空氣濕度增加而膨脹和隨空氣濕度減少而收縮的濕脹和幹縮現象。
木材中水分的存在與變化是導致木材尺寸不穩定的根本原因。
幹燥特性的區別木材的濕脹幹縮以及由於各向尺寸變化不一致而引起的翹曲、開裂等種種變形是木材加工、幹燥過程中必須避免的。
縱向幹縮是沿著木材紋理方向的幹縮,其收縮率僅為0.1-0.3%;
徑向幹縮是沿直徑方向的幹縮,其收縮率為3-6%;
弦向幹縮是沿著年輪切線方向的幹縮,其收縮率為6-12%,約為徑向幹縮的2倍。



2、提高木材的力學強度,改善木材的物理性能;
樹木的生長是由成千上萬的細胞不斷生長而來,因此怡春院所使用的木材就是成千上萬的細胞有規律排列而形成,這些組成木材的細胞是由細胞壁和細胞腔組成。木材中的水分存在於細胞腔和細胞間隙中怡春院稱為自由水,僅存在於木材細胞壁的水分稱之為吸附水;自由水的性質和普通的液態水接近,與木材結合不緊密,對木材的物理、力學性質影響不大;而吸著水通過氫鍵與遊離羥基與細胞壁形成牢固的結合,與木材的物理、力學性質密切相關。木材幹燥就是要降低木材中的自由水和吸附水。
木材的強度和木製品的表麵裝飾質量,木材的保溫性與絕緣性均隨木材含水率的降低而提高。
空氣能熱泵烘幹

纖維飽和點(FSP):當自由水蒸發完畢,而吸附水處於飽和狀態時木材的含水率。
3、預防木材腐朽, 提升木製品的使用壽命;
濕木材如果長時間堆放在露天空氣中,若不采取適當的保護措施,會發生腐朽或蟲害。把木材幹燥到含水率8-15%左右,可以大大減少菌類和害蟲的侵害與破壞,不僅保證了木材的固有性質和強度,而且也提高了木材的抗腐蝕能力。
4、降低木材的重量,減少木材的運輸成本。
由於木材初含水率很高,甚至超過它本身的重量,經過幹燥後,能大大減輕木材重量,有利於提高車輛的運載能力。


二:木材對流幹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兩種。存在於由細胞腔組成的大毛細管係統內的水分叫做自由水,它的增減隻影響木材的重量,而不影響木材的性質;存在於細胞壁組成的微毛細管係統內的水分叫做吸附水,它的變化,不僅能使木材產生收縮和膨脹,而且也將影響木材的其他物理力學性質。
木材幹燥就是要排除木材中的自由水和吸附水,以適應不同的用途和質量要求。幹燥木材的方法雖然有多種,但基本原理是共同的,即利用沿木材厚度上的含水率梯度,以及在加熱後形成的內部大、外部小的水蒸汽分壓力差,促使水分以液態和汽態兩種形式連續地由內部向外部移動,並通過木材表麵向外界蒸發;內部的水分移動強度應與表麵的水分蒸發強度協調一致,使木材由表及裏除濕變幹。
木材對流幹燥過程是:先使高溫和高濕(飽和或接近飽和)的濕空氣在循環流動中不斷地穿過材堆,對木材預熱。當木材及其水分被加熱到一定程度後,按幹燥工藝的規定,降低循環介質的相對濕度,迫使木材中的水分從表麵蒸發,這是幹燥開始。然後按照幹燥工藝規定的程序,逐步提高循環介質的溫度及降低相對濕度,使木材中水分的蒸發麵逐漸移向內部,直到幹燥結束。
木材幹燥的基本原則是在保證幹燥質量的前提下提高幹燥速度,節約能源消耗,降低幹燥費用。避免幹燥過程中出現木材端麵開裂和表麵開裂、塌陷、內部開裂及變形等缺陷。不降低木材的物理力學性質,以保證幹燥質量。
三:複合式除濕熱泵在木材幹燥中的應用:
本文提供一種複合式熱泵除濕烘幹技術,開閉式熱泵結合,升溫階段從環境中吸收熱量,幹燥階段實現閉式除濕,不排放,除濕的同時吸收濕空氣中水蒸氣的冷凝潛熱, 保證木材烘幹的品質為前提,更節能環保。

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