1、概述
木材干燥的能耗约占木制品加工总能耗的40%～70%，且干燥过程的热损失很大，能量利用率仅30%左右，能源费用约占干燥总成本的50%以上。随着我国能源供需矛盾的日益紧张，大气温室效应造成的环境问题日益突出，木材干燥的节能问题也引起了木材工业界的重视，近20年来开展的各种节能的干燥技术中，热泵干燥属于节能效果较好的干燥技术。
热泵干燥又称除湿干燥，它与传统的热风干燥不同之处在于：热风干燥物料后的湿热空气排人大气，同时吸人等量冷空气，经加热为热风后再送去干燥物料，这种进、排气的热损失约占供热量的40%左右。而热泵干燥时湿空气在干燥烘干机与干燥烘干机间进行闭式循环。如图l所示，热泵向干燥室送热风，干燥物料后从干燥室排出的湿空气流经热泵的制冷系统，在蒸发器处湿空气因冷凝而脱出水分，湿度降低后的空气在流经冷凝器时被加热，热风（加热后的空气）又送回干燥室加热木材，重复下一个循环。由上所述可以看出，由于热泵干燥时利用制冷系统回收了湿空气冷凝排水时放出的汽化潜热（包括部分显热），故与传统的热风干燥相比，其节能率在40%以上。
按热泵干燥烘干机功能的不同，又可分为单热源（如图1）和双热源热泵干燥烘干机（如图2）。单热源热泵干燥烘干机，它只有使湿空气降湿并回收其潜热的功能。单热源热泵在干燥初期预热和干燥中、后期升温时往往依靠电加热，使电耗较高、节能效果下降。双热源热泵又称热泵除湿干燥烘干机，它通常具有两个蒸发器，其中除湿蒸发器吸收干燥室排出的湿空气的热量；而热泵蒸发器则吸收大气环境的热量，用于干燥室升温。一般情况下，双热源热泵比单热源节能15%以上，气温越高，节能越显著。此外，双热源干燥烘干机也可以是共用一个蒸发器，它可通过空气换向阀使蒸发器交替地从干燥室排气或从大气环境吸热。
2、我国热泵干燥烘干机生产现状
我国从20世纪80年代开始引进国外的热泵干燥烘干机产品，如从意大利、加拿大、荷兰、日本、英国、美国及前南斯拉夫等国，其中意大利的产品质量与性能较好。我国在1985年前后，从仿制国外产品开始，逐步走向独立设计制造。目前从整体水平看，我国生产的热泵干燥烘干机的性能与质量，与发达国家的产品相比尚有一定的差距。主要差距在于外观设计、加工精度、安装质量、电磁阀与膨胀阀等零部件。但从热泵干燥烘干机的设计水平来看，我国某些产品的性能已达国际水平，如北京林业大学设计的RCG系列中温、高温型双热源热泵干燥烘干机。由于RCG系列热泵干燥烘干机在制冷剂过冷方式、热泵进风系统、及二次风补充方式的设计方面有创新，使它的节能率比普通热泵干燥烘干机提高15%～20%，而制造成本却降低了5%～10%，它因此而获得了国家专利，并于1996～1998年间先后获得了北京市、林业部和国家的多项奖励。
由于从国外进口的热泵干燥烘干机价格比国内同类产品高几倍，同时国产热泵干燥烘干机已能满足生产需要，故近年来已很少进口产品了。表1所示为目前我国生产的热泵干燥烘干机的型号、生产企业及主要设备参数。从表1可以看出，我国热泵干燥烘干机生产厂主要分布在南方，这些生产企业中多数产量不大，未形成批量生产，且多数是非空调制冷专业厂，由于是以仿制国外产品为主，缺乏独立设计能力，因此难以创名牌产品。求的最高温度最好能保持在80℃以上，这就要求制冷工质的冷凝温度保持在100℃左右。过去已有的制冷工质中只有R114能满足这一温度要求，但由于环保的原因之一，R114已不允许使用。同时由于R142b的售价高，故目前我国用于木材干燥的热泵干燥烘干机多数用R22作制冷工质，这就使干燥室的温度太低、木材干燥时间太长、产量下降，这就是许多用户不愿选择热泵干燥的一个主要原因。因此，今后木材热泵干燥的进一步发展需要研制热工性能良好的环保型高温制冷剂。现在所用的替代工质R142b不仅冷凝温度不够高，而且单位容积制冷量太小。例如取蒸发温度为0℃、冷凝温度为50C时，单位容积制冷量仅为1047kj/m3，其制冷量只有R22相同温度段的1/3。
3.2需要研制高温热泵专用的压缩机及零配件
目前热泵干燥烘干机所用的压缩机，均借用制冷空调用的压缩机。但热泵干燥烘干机的工作温度比空调机高很多，使压缩机的输气系数下降。因此若要保障热泵的制冷量，必须增加气缸的容积和活塞行程。同时压缩机所需的高温润滑油、耐高温的橡胶垫及膨胀阀元件等都应与它相匹配，才能使热泵干燥烘干机更有效地工作。
3.3热泵千燥机质量的提高需要制定相应的行业标准
目前国、内外关于热泵干燥烘干机的型号、名称、零部件加工质量和安装质量等，均无行业规范，完全是各生产企业自作主张。因此产品质量不易保障。这也是影响热泵干燥烘干机质量提高和推广的重要原因之一。
3.4热泵干燥烘干机的推广需要加大宣传力度
热泵干燥烘干机虽然具有节能、环保、安全、干燥
质量好等许多优点，但热泵干燥烘干机在我国木材设备中仅占I/10左右，而在日本热泵干燥已占1/5，热泵干燥在加拿大、法国及美国等的比例也较大。我国热泵干燥推广不畅的原因，一方面与热泵干燥本身的缺点有关，另一方面是缺乏宣传力度和节能意识。从国内、外木材干燥技术的发展趋势来看，热泵干燥有上升的趋势，但总的格局仍然是以传统热风干燥为主。据了解，目前我国仍有为数不少的企业，对热泵干燥是否节能持怀疑态度。同时有些用户由于使用不当，造成热泵能耗或发生故障。因此今后应加强热泵干燥技术的宣传和推广工作。
今后的发展趋向是热泵干燥与传统热风干燥联合。这样可取二者优点而避其缺点，达到既节能又干燥快。
4、结束语
热泵干燥是一项有利于环保的节能干燥技术。在木材干燥行业，热泵干燥技术的发展有待于解决环保型高温制冷剂、热泵用压缩机及相关的零配件。热泵干燥烘干机质量的提高需要制定相应的行业标准。热泵干燥的推广需要加大宣传力度和热泵应用的指导。
建议热泵干燥首先应该在气温高、湿度大和电价便宜的地区推广使用。同时由于鱼类、水果、种子及热敏性质的化工原料等不宜用高温干燥，非常适宜用热泵干燥，建议加强这些领域的宣传推广工作。
