| 近年來，國內(nèi)外木材加工工業(yè)化的程度不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模進一步擴大，對于優(yōu)質(zhì)鋸材的需求量越來越多，對木材干燥的要求越來越高，木材干燥的能源消耗約占木制品生產(chǎn)所需總能耗的60—70%，目前仍以蒸汽干燥為主，其主要優(yōu)點是工藝成熟，干燥容量大，干燥周期短，但其最大的缺點是熱損失大，而且能量利用率低，一般僅為30%左右。因此如何提高木材干燥中能源的利用率、降低能源消耗，對節(jié)約能源、降低成本具有重要意義，是木材加工企業(yè)面臨的一個重大課題。尋找和開發(fā)新的干燥方法和工藝，是解決節(jié)能問題的有效途徑：如太陽能干燥、除濕干燥（熱泵干燥）、等。除濕與太陽能干燥在節(jié)能方面都具有顯著效果，但太陽能干燥由于受氣候條件影響以及低成本的有效貯能問題沒有解決，故單一的太陽能干燥技術(shù)發(fā)展較慢。與之相比除濕干燥則具有明顯優(yōu)勢，近年來在我國的發(fā)展較快。除濕干燥大多是采用蒸氣壓縮式熱泵，其供熱溫度仍然受到制冷劑的限制，其最高供熱溫度也只有70℃左右。因而木材干燥緩慢，周期較長，特別是干燥厚板材、且終含水率要求低于20%時，這個缺點就更加突出，從而限制了這種節(jié)能技術(shù)的使用范圍。另外采用二次能源電作為能源，與一次能源相比存在能源轉(zhuǎn)換的效率問題。同時除濕干燥沒有蒸汽不能進行噴蒸處理，木材表面硬化，會引起表裂。為了節(jié)約能源，提高以蒸汽為介質(zhì)的干燥窯的熱效率，設(shè)計了一套蒸汽噴射式熱泵的蒸汽干燥窯供熱系統(tǒng)。
2 蒸汽噴射式熱泵工作原理
熱泵的工作原理是從低溫區(qū)（冷源）吸收熱能，并使此熱能拌隨著某些功的輸入，一并傳遞到高溫區(qū)（熱源），從而得到較高的溫度的可利用的熱能。噴射式熱系統(tǒng)流程圖及其基本循環(huán)的溫熵圖和壓焓圖見圖1和圖2。在鍋爐中被定壓加熱后的工質(zhì)（狀態(tài)6）進入噴嘴，等熵膨脹至狀態(tài)7，形成高速低壓氣流，因而能自蒸發(fā)器中吸入（狀態(tài)8）工質(zhì)，兩者在混合器中混和（成狀態(tài)2）后進入擴壓器增壓、升溫（狀態(tài)3），然后再進入冷凝器向高溫?zé)嵩炊▔号懦鰺崮埽蚨?nbsp;被冷凝成（狀態(tài)4的）液體。部分液態(tài)工質(zhì)經(jīng)節(jié)流閥，降溫降壓（至狀態(tài)1）后流經(jīng)蒸發(fā)器，自環(huán)境中定壓吸取熱能（成狀態(tài)8）后重被吸入混合器；另一部分液態(tài)工質(zhì)則被泵送（加壓至狀態(tài)5后）進入鍋爐再次被定壓加熱（而回復(fù)至狀態(tài)6）。 對蒸汽噴射式熱泵系統(tǒng)的工作進行分析，看出該熱泵系統(tǒng)可以分成兩個部分，第一部分是提供機械能的熱機，參與運行的質(zhì)量為m1的工質(zhì)按正向的動力循環(huán)5-6-9-4-5工作，第二部分是消耗機械功的熱泵，參與運行的質(zhì)量為m2的工質(zhì)按逆向的蒸汽壓縮循環(huán)1-2-3-4-1工作，參與運行的工質(zhì)必須是同一種工質(zhì)。其質(zhì)量比動力循環(huán)5-6-9-4-5與蒸汽循環(huán)1-2-3-4-1組成整個熱泵系統(tǒng)與蒸汽噴射式熱泵系統(tǒng)的組成形式雖然不同，而其客觀效果卻完全相同，即兩者的制熱量及熱力系數(shù)完全相等。
3 蒸汽噴射式熱泵的供熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
蒸汽噴射式熱泵干燥窯由干燥窯和蒸汽噴射式熱泵系統(tǒng)組成（圖3所示）。來自鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽被三通管分為兩路，一路直接進入干燥窯與噴蒸管相連接，并由噴蒸閥控制其啟閉，在需要時對窯內(nèi)木材進行噴蒸處理。另一路蒸汽進入蒸汽噴射器，在蒸汽噴射器中蒸汽經(jīng)過三個工作階段：絕熱膨脹階段，混合階段和壓縮階段。
在絕熱膨脹階段水蒸汽通過噴嘴絕熱膨脹，將其壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，以很高速度噴射出去。
在混合階段是水蒸汽與被抽的低壓氣體進行混合，二股氣流進行能量交換，被子抽氣流的速度增加，水蒸汽攜帶著被抽氣體進入到擴壓器中。
混合階段在擴壓器中水蒸汽與被抽氣體一邊繼續(xù)進行能量交換，一邊逐漸壓縮，動能又轉(zhuǎn)化為位能，到擴壓器的喉部完成混合階段，兩種氣流達到同一速度。再經(jīng)過擴散，此時速度降低，壓力進一步擴大，從而將被抽氣體排出噴射器，完成蒸汽噴射器的工作過程。
被增壓的水蒸汽進入冷凝器，在冷凝器（加熱器）中在近似等壓的過程中冷凝為凝結(jié)水，同時放出汽化潛熱。此時的凝結(jié)水壓力還比較高，可以再次利用，采用減壓閥對其進行減壓汽化，再經(jīng)過下一級的冷凝器繼續(xù)凝結(jié)放熱。冷凝器放出的熱量在風(fēng)機的引導(dǎo)下進入木材干燥窯對窯內(nèi)的木材進行加熱。 冷凝器里的水蒸汽放出汽化潛熱后的凝結(jié)水一部分流向凝結(jié)水箱，泵送至鍋爐。另一部分經(jīng)膨脹閥絕熱降壓成低壓的凝結(jié)水，在蒸發(fā)器中吸收汽化潛熱蒸發(fā)成低壓水蒸汽，然后被噴射器引射，在混合管中與噴射蒸汽混合，成為高溫高壓蒸汽，流入冷凝器。
從干燥室排出的熱濕空氣流過蒸發(fā)器的表面時，由于熱濕空氣的熱量被蒸發(fā)器吸收
|
