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  行业动态
 
蒸汽喷射式热泵木材干燥供热系统(1)

苗 平
                                       (南京林业大学木材工业学院  江苏  南京210037)

    摘  要:在木材加工企业,木材干燥所消耗的热量占整个企业总能耗的70%左右。因此在木材干燥过程中进行节能,其意义十分重大。本文是将蒸汽喷射式热泵技术应用于木材干燥,可以降低木材干燥的能耗,提高干燥质量和经济效益;蒸汽喷射式热泵以水蒸汽为工质,因此冷凝温度可以较高,适用于各种木材在不同的温度下的干燥以及高温干燥。它兼有蒸汽干燥适应性广和除湿干燥节能的优点避免了除湿干燥不能喷蒸、干燥温度低的缺点。
    关键词:节能;木材干燥;蒸汽喷射式热泵;蒸汽供热系统

       The Heating System with the Steam-jet Heat Pump in Wood Drying
                        Miao ping
(Wood Industry College, Nanjing Forestry University  Jiangsu  Nanjing  China 210037)

    As the heat energy consume account for 60-70% at total in wood drying process compare with others process in wood product manufacture, energy saving is vary important during wood drying. This paper introduces a steam-jet heating unit using in wood drying kiln of steam heating, which can reduce the energy consuming and reform the quality of wood during wood drying. In the Steam-jet heat pump steam and water is the working substance, so condensing temperature is higher than the refrigerant normally using in heat pump. It suitable to all kinds of species wood drying in different temperature, conclude high temperature drying. It possesses the merit of steam drying kiln and dehumidification drying as the same time avoid the demerit of no steaming and low temperature of dehumidification drying.

1前言
    近年来,国内外木材加工工业化的程度不断提高,生产规模进一步扩大,对于优质锯材的需求量越来越多,对木材干燥的要求越来越高,木材干燥的能源消耗约占木制品生产所需总能耗的60—70%,目前仍以蒸汽干燥为主,其主要优点是工艺成熟,干燥容量大,干燥周期短,但其最大的缺点是热损失大,而且能量利用率低,一般仅为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,对节约能源、降低成本具有重要意义,是木材加工企业面临的一个重大课题。寻找和开发新的干燥方法和工艺,是解决节能问题的有效途径:如太阳能干燥、除湿干燥(热泵干燥)、等。除湿与太阳能干燥在节能方面都具有显著效果,但太阳能干燥由于受气候条件影响以及低成本的有效贮能问题没有解决,故单一的太阳能干燥技术发展较慢。与之相比除湿干燥则具有明显优势,近年来在我国的发展较快。除湿干燥大多是采用蒸气压缩式热泵,其供热温度仍然受到制冷剂的限制,其最高供热温度也只有70℃左右。因而木材干燥缓慢,周期较长,特别是干燥厚板材、且终含水率要求低于20%时,这个缺点就更加突出,从而限制了这种节能技术的使用范围。另外采用二次能源电作为能源,与一次能源相比存在能源转换的效率问题。同时除湿干燥没有蒸汽不能进行喷蒸处理,木材表面硬化,会引起表裂。为了节约能源,提高以蒸汽为介质的干燥窑的热效率,设计了一套蒸汽喷射式热泵的蒸汽干燥窑供热系统。
2 蒸汽喷射式热泵工作原理
    热泵的工作原理是从低温区(冷源)吸收热能,并使此热能拌随着某些功的输入,一并传递到高温区(热源),从而得到较高的温度的可利用的热能。喷射式热系统流程图及其基本循环的温熵图和压焓图见图1和图2。在锅炉中被定压加热后的工质(状态6)进入喷嘴,等熵膨胀至状态7,形成高速低压气流,因而能自蒸发器中吸入(状态8)工质,两者在混合器中混和(成状态2)后进入扩压器增压、升温(状态3),然后再进入冷凝器向高温热源定压排出热能,因而 被冷凝成(状态4的)液体。部分液态工质经节流阀,降温降压(至状态1)后流经蒸发器,自环境中定压吸取热能(成状态8)后重被吸入混合器;另一部分液态工质则被泵送(加压至状态5后)进入锅炉再次被定压加热(而回复至状态6)。
过
    对蒸汽喷射式热泵系统的工作进行分析,看出该热泵系统可以分成两个部分,第一部分是提供机械能的热机,参与运行的质量为m1的工质按正向的动力循环5-6-9-4-5工作,第二部分是消耗机械功的热泵,参与运行的质量为m2的工质按逆向的蒸汽压缩循环1-2-3-4-1工作,参与运行的工质必须是同一种工质。其质量比动力循环5-6-9-4-5与蒸汽循环1-2-3-4-1组成整个热泵系统与蒸汽喷射式热泵系统的组成形式虽然不同,而其客观效果却完全相同,即两者的制热量及热力系数完全相等。
   
                                               预
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