木材太阳能干燥solar-energy drying ofwood

利用太阳光的直射能加热干燥介质的窑干法。
原理 在平均日、地距离时，地球大气层的上界，垂直于太阳光线表面上的辐射通量的测定值为1 353瓦/平方米，或1.94卡/平方厘米·分，是 一常量，称为太阳常数。地面上的太阳光辐射通量随着不同地点、海拔高度，不同季节和天气（晴天和阴天），以及每天的不同时刻而变化，但总是小于太阳常数。中国大部分地区晴天的直接辐射通量常在488～907瓦/平方米(或0.7～1.3卡/平方厘米·分)之间，这说明中国太阳能资源十分丰富，有着利用太阳能和建造太阳能木材干燥窑的自然条件。太阳光直接辐射的波长在0.3～3.0微米之间，为短波辐射。一般透明材料如玻璃、聚酯薄膜等具有允许短波辐射通过，阻止长波辐射（物体温度比气温高时的热辐射）通过的特性，从而截留太阳光辐射能。太阳能木材干燥窑的透明体采光面就是利用这种特性来截留日光，使它成为干燥用的热源。世界各国建造的太阳能木材干燥窑型式多样，但有共同特点：采用单层或双层（气温比较低的地区）透明材料作采光面，通常以当地的地理纬度为依据作为采光面与水平面之间的安装角度，在北半球倾斜面朝正南（在南半球则相反）方向。如果当地冬季时间较长，安装角取地理纬度加10°。如果夏季时间较长，安装角取地理纬度减10°。目的是使采光面在全年内能够取得比较多的辐射通量。在采光面下安装涂成黑色的集热板或其他的集热器， 吸收光能发出热能， 加热干燥窑内的空气，使之成为温度高于气温而湿度减小的干燥介质。
类型 根据太阳能木材干燥窑工作时对天气的依赖程度，可以分为温室型太阳能干燥窑和混合型太阳能干燥窑两大类。
温室型太阳能干燥窑 只能在晴天时工作。这类窑的东、西、南向（或反南向）墙及倾斜屋顶采用透明材料做成，北墙(或东、西墙)用非透明材料做成。有的窑放有卵石或充水的水箱作蓄热装置，以备短暂的阴天或黑夜临时供热用。窑内温度基本不受人工控制，晴天时，正午温度最高，早晨温度最低，温度变幅比较大，可以将木材干燥到比当地平衡含水率低的终了含水率。针叶树材的干燥质量一般较好，硬阔叶树材的质量合格率稍差。但和大气干燥相比较，干燥质量较好，终了含水率较低，干燥周期较短。
混合型太阳能干燥窑 可以不受天气影响而能全年工作。这类窑除了有一定面积的采光面和集热或蓄热装置外，另外配有用锅炉蒸汽或热水、或燃料燃烧的炉气体等作热源的辅助加热器。干燥窑在晴天时利用太阳能作热源，阴雨天时利用辅助热源供热。窑内干燥介质状态可以调节，和常规干燥窑类似，但平均温度多半在60℃以下，属低温干燥范围。干燥周期比常规窑干长。
趋势 利用太阳能干燥木材是20世纪60年代世界能源危机时期兴起的新技术。在70年代末以前，世界各国建造的太阳能干燥窑绝大多数属于温室型的，木堆容量在10立方米以下，主要用于试验。自70年代末以后，各国趋向于研制生产型的混合型太阳能干燥窑。窑的木堆容量可达成百立方米。大容量的混合型太阳能干燥窑宜采用白天工作晚上停窑的间歇式操作工艺，预干湿坯料到含水率30%以下再转常规蒸汽窑干燥。80年代以后，出现了太阳能干燥和除湿干燥联合应用的干燥方法。这种干燥窑的特点，在晴天时以太阳能加热为主，在阴雨天时以除湿机工作为主，可以不受天气影响进行全年作业。但由于除湿机设备费用昂贵，并增加了干燥设备维修工作量和干燥木材的电耗，经济效益不高，尚待进一步研究。