根據(jù)理論計(jì)算，一般情況下木材干燥過程的有效熱能約占干燥過程總熱能消耗的80%，殼體散熱損失等無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)中排放到烘干窯外部，此時(shí)這部分高溫?zé)釢窨諝庵械臒崮芤呀?jīng)轉(zhuǎn)化為無效能耗。按照我國木材干燥生產(chǎn)現(xiàn)狀，特別是在無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)烘干窯在干燥生產(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)；而烘干窯除濕干燥的特點(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)。

在試點(diǎn)的烘干窯經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行，目前無論是干燥的品質(zhì)還是干燥時(shí)間及干燥成本，效果均理想，與傳統(tǒng)窯（燃柴鍋爐）相比，綜合成本節(jié)約30%以上，達(dá)到初期設(shè)計(jì)效果。示范工程、試點(diǎn)項(xiàng)目中采用的是太陽能/熱泵技術(shù)木材干燥設(shè)備，以太陽能熱能蓄熱器供熱為主、熱泵空氣能熱能蓄熱器供熱為輔，屬于低溫型烘干窯，烘干溫度在20 ~80 ℃。木材的干燥程度不受自然條件、地區(qū)、季節(jié)和樹種的限制，可根據(jù)要求獲得任何程度的最終含水率，且具有較成熟的干燥理論以及工藝技術(shù)，可儲(chǔ)存600組以上木材干燥基準(zhǔn)，能保證任何樹種的干燥質(zhì)量。太陽能/熱泵干燥設(shè)備的使用安全可靠，安裝有遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，只要按設(shè)計(jì)要求建造和定期維修保養(yǎng)，一般均可使用12~15年以上，且干燥成本為現(xiàn)有傳統(tǒng)電和蒸汽烤房的1/2。

系統(tǒng)由帶混合室烤房、太陽能集熱模組、空氣能熱泵模組、蓄能模組、增濕器、全熱回收冷凝式除濕機(jī)組、復(fù)合式加熱模組、人工智能帶GPRS遠(yuǎn)程維護(hù)集中控制系統(tǒng)等組成。烘干窯主要特點(diǎn)：可儲(chǔ)存600組以上不同品種木材干燥數(shù)據(jù)和自動(dòng)采集客戶憑經(jīng)驗(yàn)干燥設(shè)置的數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析與比對(duì)干燥后物料的效果，將數(shù)據(jù)通過GPRS無線遠(yuǎn)傳至數(shù)據(jù)庫，計(jì)算機(jī)將整理后的有效數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)給其它干燥設(shè)備（系統(tǒng)），使其適應(yīng)任何木種的干燥，該系統(tǒng)通過自帶的集中控制系統(tǒng)有效地將太陽能集熱器、空氣能熱泵系統(tǒng)、自動(dòng)化霜系統(tǒng)、超聲波增濕系統(tǒng)、內(nèi)循環(huán)除濕系統(tǒng)、太陽能蓄能系統(tǒng)、復(fù)合供熱系統(tǒng)及綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集中管理，達(dá)到高效節(jié)能運(yùn)行效果。

為解決我國木材資源不足和能源浪費(fèi)問題，需要大力研發(fā)改進(jìn)木材干燥設(shè)備適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求?，F(xiàn)代烘干窯的研發(fā)主要體現(xiàn)在干燥質(zhì)量和干燥效率兩個(gè)層面，干燥質(zhì)量要求成材干燥均勻、變形和裂紋等缺陷較少，干燥效率要求在干燥的過程中實(shí)現(xiàn)能源消耗的較小化且干燥周期短。由于木材干燥是一個(gè)涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜問題，其中涉及到材料學(xué)、流體力學(xué)、溫度場和結(jié)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域。

木材干燥是一個(gè)宏觀和微觀兩個(gè)層面的水分遷移過程，又是一個(gè)受到濕度場和流場共同影響的過程。在這種情況下，需要綜合考慮多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的影響作用，深入研究干燥系統(tǒng)的機(jī)理，通過改善干燥設(shè)備的干燥質(zhì)量和干燥致率來提窩資源利用率和節(jié)能減排。實(shí)際中，由于木材干燥設(shè)備較大且干燥周期長，采用試驗(yàn)型烘干窯來研究木椅的干燥過程操作難度較大，并且木材干燥受到多個(gè)復(fù)雜因素的影響，試驗(yàn)過程中難Ｗ避免會(huì)破壞原本的干燥條件造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。本文采用多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和遺傳算法得出合理的結(jié)構(gòu)尺寸和干燥參數(shù)，烘干窯利用ＣＦＤ方法建立木材干燥塞模型，采用計(jì)算機(jī)模擬的手段來控制干燥系統(tǒng)內(nèi)部的溫度、風(fēng)速等主要變量，再經(jīng)過分析解算驗(yàn)證參數(shù)的合理性用Ｗ指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。