Устройство и сооружение сушильной камеры для пиломатериалов

Продукцию из дерева, отвечающую современным требованиям, можно получить только из специально отобранного и подготовленного сырья. Показатель влажности становится в этой ситуации решающим. Довести натуральный материал до нужных кондиций естественным методом долго. В зависимости от породы на это может уйти до нескольких до нескольких десятков лет. Если же используется сушильная камера для древесины, то время существенно сокращается. Крупные производственные объединения давно используют такое оборудование для пиломатериалов.

Для мелких компаний, индивидуальных предпринимателей и домашних умельцев этот вопрос становится актуальным, поскольку доски, брус естественной влажности существенно дешевле, но для производства качественной продукции он не годиться. Ждать, пока древесина высохнет естественным образом, слишком долго. При выборе способа принудительной качественной сушки встает вопрос, приобрести уже готовые камеры или сделать их своими руками. Но прежде всего, необходимо понимать теорию, принципы и особенности этой операции.

Технология сушки древесины

Опыт показал, что процесс удаления влаги из пиломатериалов будет эффективен при соблюдении общих правил. Определяются они следующими критериями:

• Сушильные камеры должны отвечать нормам по производительности и безопасности;
• Строгое выполнение режимов сушки;
• Правильная укладка и фиксация заготовок, исключающая коробление, растрескивание;
• Контроль на всех этапах операции, от подготовки сырья до выгрузки древесины из камеры.

Если сушилка для древесины сделана своими руками, то следует провести тестовую сушку на соответствие отраслевым нормам. Это даст возможность корректировать режим операции для конкретного устройства. Базовыми параметрами считаются исходная влажность древесины, толщина бруса, доски, порода. Согласно правилам проведения процедуры определяется скорость сушки. Отклонения нежелательны. Форсирование операции путем повышения температуры приведет к изменениям цвета массива, ухудшению эксплуатационных качеств.

Характерной ошибкой считается неправильная укладка пиломатериалов. Находясь в камере для сушки древесины, заготовки подвергаются структурным изменениям и возникают сильные внутренние напряжения. При укладке необходимо принудительно закреплять материал. Доски выкладываются плотно к основанию и прокладкам между ними для свободного движения воздуха. Исключаются перекосы и отклонения от ровной плоскости каждой заготовки. В противном случае сушка древесины может безнадежно испортить пиломатериалы. Качественная продукция уже не получится.

Принудительная подача воздуха значительно ускоряет процесс. Технологию сушки разрабатывали несколько поколений мастеров, и накопленный опыт показывает, что пренебрежение правилами становится причиной излишних расходов, удорожания конечного продукта и снижение его качества.

Влажность древесины

Для определения режима обработки необходимо проверить пиломатериалы по основным показателям. К таким относятся порода, толщина доски и влажность. Свежий лес высушивать сложнее. Кроме высокой влажности у хвойных пород происходит выделение смолы и значительный коэффициент усадки. В таких случаях операцию проводят в два этапа с разными режимами. Предварительная сушка до 20%, затем последующая до нужного значения, обычно 8-12%. Столько влаги в процессе изготовления изделия считается допустимой нормой.

Доводить заготовку до меньших значений влажности нельзя, за исключением особых случаев подготовки древесины со специальными качествами. Пересушенное дерево начинает впитывать влагу из воздуха, изделие набухает, изменяет свою геометрию вплоть до частичного или полного разрушения готовой конструкции. Рекомендовано прекращать процесс по достижении рекомендованных значений. Сушилка древесины обязательно оборудуется приборами контроля влажности.

Принцип действия конвекционных сушилок

Конвекционные сушильные устройства, построенные на принципе циркуляции теплого воздуха между исходным пиломатериалом. За один цикл, длительность которого от 5 часов до 14, дерево высушивается до нужного процента влажности. Кроме того принципиальное отличие конвекционных сушилок состоит в нагревании дерева газообразным теплоносителем. Им может быть:

• пар;
• нагретая воздушно-газовая смесь;
• газы продукты горения.

При нагревании древесного материала происходит выделение влаги, которая выбрасывается с теплоносителем наружу.

Сушильные камеры закрытого типа в виде отдельного бокса более компактны и отличаются тем, что по всему объему камеры сохраняется постоянная заданная температура и влажность. Такая конструкция печей позволяет высушить исходный древесный материал любого сорта, до нужной влажности.

Для бытовых нужд можно сделать минимальную конструкцию инфракрасной сушилки

Для чего нужна сушка

При выполнении строительных работ и на мебельном производстве в проектно-сметной документации указывается допустимая влажность древесины. Доводится сырье до нужной кондиции в сушильных камерах различных конструкций. Для отдельных операций в строительстве допускается влажность 20%. Мебель же производят из массива 8-10%. Значения определены с учетом возможных изменений структуры и геометрии в процессе дальнейшей эксплуатации. Не доведенные до нужных характеристик способом сушки заготовки не могут использоваться в производстве.

Продукция из дерева в большинстве случаев используется внутри помещений, где влажность меньшая, чем естественная под открытым небом. Неизбежны существенные изменения размеров и возникновение напряжений в изделии вследствие усыхания. Появившиеся трещины, коробление ухудшают внешний вид и эксплуатационные характеристики готового изделия. Естественным способом удалить влагу в промышленных масштабах не рентабельно, поскольку заготавливать сырье придется за несколько лет до его использования. Только сушилка для досок и других пиломатериалов способно быстро и качественно удалить излишки влаги и сделать материал пригодным для выпуска качественной продукции.

Режимы сушки

Эффективность сушки напрямую зависит от состава воздуха, его влажности и температуры. Экспериментировать со временем и температурой не имея опыта, не стоит, можно испортить заготовки. Ориентиром могут послужить следующие значения нормального режима сушки для доски 40-50 мм в камере конвективного типа:

• Бук, клен, лиственница. Температура 60°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 130 часов, при 20-25% — около 40 часов;
• Дуб, ясень, орех. Температура 50°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 255 часов, при 20-25% — 95-100 часов;
• Ольха, береза. Температура 60-65°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 90 часов, при 20-25% — 30-40 часов;
• Сосна, кедр, ель, пихта. Температура 70°С. Время сушки при влажности > 35% около 70 часов, при 20-25% — не менее 30 часов.

Предварительную сушку древесины с избыточной влажностью более 60% проводят в форсированном режиме, повышая температуру на 10-20 %. Лиственные допускается сушить при более высоких температурах, нежели хвойные.

Сушильные установки на базе СКРОН АЭРО

Сушильные камеры, поставляемые в сборе

Сушильные комплексы, поставляемые в модулях

Сушильная камера своими руками

Если решено, что делается сушилка своими руками, то следует знать основные элементы конструкции, их назначение и способы монтажа или строительства. Используется при этом только те материалы, которые способны выдержать предстоящие нагрузки. Применять обычные стройматериалы нельзя. Сушильные камеры для пиломатериалов состоят из следующих элементов:

1. Помещение, оборудованное системой теплоизоляции;
2. Источники тепла;
3. Система принудительной подачи воздуха к обрабатываемому материалу;
4. Оборудование для укладки заготовок;
5. Система отгрузки и загрузки;
6. Приборы, инструменты для контроля влажности и температуры.

В качестве источников тепла применяются различные приборы. Электрические нагревательные элементы, которые потребляют значительное количество энергии. Эффективнее считаются газовые горелки. Иногда монтируется котельное оборудование, которое имеет высокие показатели эффективности. Самостоятельно легче всего сделать сушильные камеры для пиломатериалов конвективного типа. Самостоятельно собрать аэродинамическую или СВЧ конструкцию сложно без определенных знаний и навыков.

Подбор помещения

Правильный выбор места для сушки станет гарантией эффективности конструкции. Использовать можно как уже имеющееся помещение, так и возведенное специально для этой цели строение. Отвечать оно должно следующим условиям:

• Теплоизоляция. Разница температур внутри и снаружи сушилки существенна, и чтобы ее поддерживать на нужном уровне включаются обогревательные приборы. В идеале стены и изоляция утеплителем должны иметь аналогичные с жилым домом показатели по энергоэффективности. Теплоизоляционный слой делают на стены, пол, потолок. В этом случае нагревательные приборы включаются на короткий срок при критических падениях температуры, а в остальное время они находятся в отключенном состоянии, что существенно экономит потребление энергии;
• Вентиляция или осушение воздуха при конвекции по внутреннему контуру. Своевременное удаление влаги станет залогом сокращения времени сушки, поэтому в помещении необходима эффективная вентиляция или сбор конденсата на холодный теплообменник. При проектировании сушилки на этот аспект следует акцентировать внимание;
• Безопасность. Электрическая схема, приборы и механизмы вбираются из образцов, предназначенных для эксплуатации при повышенной влажности и температуре, например из оборудования для строительства саун, бань. Требования пожарной безопасности, охраны здоровья и жизни человека должны стать приоритетными.

Сам принцип работы камеры для древесины не сложен. Но реализовать его можно только в подходящем для этого помещении. Затраты на возведение, переоборудование камеры разовые. Если выполнены все требования, то в дальнейшей работе сушилка при минимальных расходах на энергоноситель и обслуживание способна выдавать нужный объем просушенной древесины в заявленный срок с желаемым процентом влажности.

Корпус сушилки

Корпус печи для сушки пиломатериалов представляет собой конструкцию из металла, возведенную на фундаменте. Каркас и стены, как правило, делают из алюминия или листовой углеродистой стали с антикоррозийным покрытием. Внутренние конструктивные элементы: дефлекторы, подвесные потолки и агрегаты систем управления, а также вспомогательные конструкции делаются из алюминия, а в качестве утеплителя используется минеральная вата.

Особое внимание следует уделить минеральной вате, поскольку использование некачественной продукции может дать отрицательный результат. Поэтому следует использовать только известную минвату проверенных фирм, что исключит оседания теплоизолятора, а зазоры позволят утеплитель высыхать даже при попадании влаги.

Корпуса для размещения сушильного оборудования

Строительство и установка оборудования сушильной камеры

В продаже есть готовые камеры с отличными эксплуатационными характеристиками, однако их стоимость может не окупиться и за многие годы при небольших объемах производства. Выбор небольших компаний, индивидуальных предпринимателей часто падает на самостоятельное строительство нужной конструкции. Схема сушильной камеры конвективного типа проста. Можно использовать уже имеющееся помещение, строение, которое оборудуется нужными для решения задачи устройствами, приборами и механизмами.

Следует помнить, что подключение газового оборудования должны осуществлять уполномоченные организации. Электрическую схему проектирует квалифицированный электрик с учетом использования оборудования при повышенной температуре внутри камеры. Приборы, кабели, вентиляторы, источники освещение вбираются с маркировкой, указывающей на соответствующий температурный и влажностный режим эксплуатации. Помещение относится к категории с повышенной пожарной опасностью. Системы огнетушения предусматриваются на проектной стадии во избежание проблем с надзорными органами. Проектная мощность согласуется с возможностями подачи ресурса. В некоторых районах имеются ограничения по доставке газа, электроэнергии.

Оборудование

Набор оборудования небольшой, но требует тщательного выбора при покупке. Устройство сушильной камеры кроме стандартного комплекта из нагревательного элемента, системы принудительной подачи воздуха могут дополнительно оснащаться приборами, повышающими производительность, системами автоматизации. Датчики температуры, включенные в схему, могут своевременно включать или выключать источник тепла, без участия человека. В оборудование для сушильных камер включают устройство сбора и удаления конденсата. Высокой температуры не достаточно для быстрого удаления влаги, если в воздухе она находится в избыточном количестве. Холодный контур эффективно улавливает на поверхности частички воды и его рекомендуется устанавливать для повышения производительности. Улучшает показатели и предварительный прогрев поступающего воздуха, который не охлаждает обрабатываемые пиломатериалы, тем самым сокращая время сушки.

Характеристики сушильных аппаратов

Вид оборудования имеет прямоугольную форму, похожую на шкаф, облицованный съемными панелями, в основании которого заложена рама.

Состав аппарата включает:

1. Холодильный компрессор.
2. Теплообменную систему.
3. Холодильную арматуру.
4. Испаритель.
5. Управляющую автоматику.

Камера для конденсационной сушки

Быстрый монтаж и компактная конструкция сушильного аппарата вводят его в действие моментально. Теплообменники соединены друг с другом трубопроводами, по которым и циркулирует воздух.

Агрегат является полностью автоматизированным и управляется с помощью программируемого контроллера. Таким образом, все сбои или аварийные ситуации находятся строго под контролем.

Типы аппаратов могут быть двух видов, что соответстветствует разным температурам сушки:

• сушка до +45°С — предназначена для мягкой древесины;
• сушка до +60°С — для твердых пород.

Конденсационная сушка древесины является высококачественной технологией, которая использует небольшой объем пиломатериала (до 30 м3). Также, сам процесс экологичен и безопасен, и не предусматривает выброс отходов. Предприятия используют данный метод для минимизации производственных затрат и участия рабочего персонала.

Эксплуатация сушильной камеры

Обслуживание конструкции, когда она собрана правильно не представляется сложным процессом. Сушильные камеры не рекомендуется использовать для хранения, даже временного любым посторонних предметов, товаров. Поддерживается внутри помещения чистота. Регулярная уборка обязательна. Удаление пыли, грязи, опилок необходимо, поскольку достаточно мощная конвекция воздуха внутри камеры неизбежно приведет к попаданию посторонних веществ на источники тепла, что уменьшит их производительность, а в случае использования электрических, газовых нагревательных элементов к опасности возгорания. Проводится регулярных осмотр всех элементов конструкции: теплоизоляции, вентиляции, источников тепла.