Чтобы добиться высокого качества и срока службы изделий, изготовленных из древесины, нужно использовать для их создания хорошо высушенный материал. Современный рынок предлагает разные виды сушильного оборудования для пиломатериалов, сделать выбор для конкретных условий производства поможет сопоставление основные параметров работы сушилок.
В этой статье мы рассмотрим принцип действия и рабочие характеристики инфракрасной сушилки и конденсационной сушильной камеры и сделаем выводы об эффективности использования подобного оборудования.
Принцип работы
Инфракрасные сушилки высушивают пиломатериалы за счет их прогрева инфракрасными лучами. Отсутствие теплоносителя избавляет от необходимости следить за его рабочими параметрами. Такие сушилки не нуждаются в обустройстве системы вентилирования и наличии сложной автоматики. В них предусмотрена возможность изменения режима сушки исходя из характеристик исходного материала. Качество сушки леса с помощью ИК-сушилок удовлетворяет самым жестким требованиям.
Принцип работы конденсационной сушильной камеры схож с действием традиционной конвективной сушилки. Но воздух, проходящий через калориферы, в этом устройстве в дальнейшем поступает в конденсационную установку. Здесь выведенная из древесины влага накапливается, а отработанный воздух снова отправляется для нагрева.
Хладагентом выступает фреон, влага удаляется из сушильной установки в жидком виде. Ее количество можно измерить, что дает возможность точно определить текущую и итоговую влажность материала и учесть эти данные при автоматизации процесса. В отличие от конвективной сушки данная технология предполагает работу при низких температурах, что исключает появление внутренних напряжений в древесине, коробление и изменение цвета. Конденсационные камеры потребляют только электроэнергию.
Внешний вид
Инфракрасная сушилка
- это набор тонких термоактивных кассет, соединенных кабельной разводкой и подключенных к электросети через щит управления.
Конденсационная сушильная камера представляет собой шкаф с основанием в виде пространственной рамы, закрытый утепленными съемными панелями. В состав такого устройства входят: холодильный компрессор и арматура, теплообменная система, испаритель, конденсатор и управляющая автоматика.
Размер и вес
Габаритные размеры и вес являются главным преимуществом ИК-сушилок перед другими видами сушильного оборудования. Каждая термоактивная кассета имеет размер 1230x650x1,5 мм и весит всего 5,7 кг. Набор для сушки 1 м³ древесины со всеми составляющими компонентами весит всего 130 кг, а при транспортировке умещается в багажник легкового автомобиля.
Размеры конденсационных камер достаточно велики, при этом вес только лишь конденсационной установки равен минимум 120 кг.
Автономность работы
ИК-сушилка
полностью автономна. Работнику достаточно произвести укладку пиломатериалов в штабель с размещение внутри него термоактивных кассет и запустить процесс сушки. Постоянно следить за работой сушилки нет необходимости. Использовать оборудование можно как в помещении, так и на улице под навесом.
Конденсационные камеры снабжаются управляющей автоматикой также позволяющей свести к минимуму участие человека в процессе сушки пиломатериалов.
Время сушки
Время, требуемое для достижения древесиной влажности 8% (оптимальный показатель для производства мебели) зависит от вида материала и его первоначальной влажности.
С помощью инфракрасного оборудования сосновые доски высыхают за 3-7 суток. Более тонкие и менее влажные доски сохнут быстрее толстых брусков с высоким уровнем влажности.
Из-за невысокой температуры внутри конденсационных камер процесс сушки длится в 2-2,5 раза дольше, чем в привычных конвективных установках. Так, для высушивания 40-миллиметровой сосновой доски потребуется 9 суток, 50-миллиметровой - 12 суток, а 70-миллиметровой - 18 суток.
Источник питания
Инфракрасные сушилки подключаются к бытовой электросети 220 В.
Агрегат конденсационной сушки требует только подключения к трехфазной сети напряжением 380 В.
Мощность и потребление электроэнергии
Максимальная мощность ИК-сушилки - 3,3 кВт/м³. Потребление электроэнергии за весь период сушки 1 м³ пиломатериалов - 100-400 кВт*ч.
Энергозатраты на сушку сосны в кондиционной камере составляют 140 кВт*ч/м³.
Цена
Цена - это значимый показатель при выборе оборудования. Стоимость ИК-сушилок
:
- комплект для сушки кубометра трехметровой доски - 59 288 рублей;
- комплект для сушки кубометра четырехметровой доски - 69 329 рублей;
- комплект для сушки кубометра шестиметровой доски - 70 007 рублей.
Цены на разные виды конденсационных камер существенно отличаются и составляют от 250 000 до 1 000 000 рублей.
Выводы
Инфракрасные установки обладают массой достоинств: они компактны, экономичны и недороги. Термоактивные кассеты можно использовать для сушки единичных заготовок и большого объема пиломатериалов. Они легко монтируются, быстро разбираются и при необходимости могут быть перевезены в другое место без привлечения спецтехники.
Конденсационные камеры экономно потребляют электроэнергию, благодаря свойствам фреона, позволяющего использовать низкотемпературные режимы сушки. Но процесс сушки в них длится дольше, чем при применении инфракрасного оборудования. К тому же использование фреона и сложные настройки оборудования обуславливают высокие эксплуатационные расходы. Применять конденсационные камеры целесообразно для сушки лесоматериала большого сечения, ценных пород древесины и трудносохнущих сортиментов.
В конденсационных сушильных камерах для сушения пиломатериалов из хвойных и лиственных пород деревьев используют агрегаты сушильные конденсационного типа (АСКТ).
Основные принципы действия и особенности конструкции сушильного агрегата конденсационного типа.
Такой агрегат, предназначенный для сушки древесины, может устанавливаться в сушильной камере и вне камеры. Для этого устройство просто помещают в специальное помещение, которое достаточно хорошо тепло изолировано и в то же время является непроницаемым для влаги.
Работа агрегата сушильного конденсационного типа выглядит таким образом:
Пиломатериал укладывают в штабеля с использованием прокладок. С помощью осевых вентиляторов обеспечивается усиленная циркуляция воздуха через материал. Влага, находящаяся в материале, в этом момент усиленно испаряется. С помощью агрегата сушильного конденсационного типа (АСКТ) производится конденсация уловленной влаги и сбор образовавшейся в результате воды. Таким образом, в камере все время циркулирует сухой и подогретый воздух. Сушка при этом происходит в мягких режимах, минимизируется риск возникновения деформаций и трещин материала.
Конденсационный метод сушки древесины имеет еще одно важное преимущество - агрегат конденсационной сушки можно устанавливать не только в специально смонтированные камеры, но и в любые помещения с нормальным уровнем влаго- и теплоизоляции. То есть, если на территории заказчика есть неиспользуемый ангар или любое другое помещение - установку можно монтировать в нем, без предварительной реконструкции объекта.
Группа компаний «Ижевский промышленник» производит следующие типы агрегатов сушильных конденсационного типа.
Наши заказчики отдают предпочтение простым, надежным и максимально эффективным технологиям сушки, которые позволяют получить высококачественный свободный от внутренних напряжений сухой материал, при минимальных затратах на обслуживание камер в процессе работы.
Обезвоживатели или системы с тепловым насосом
Строго говоря, это обыкновенная конвективная сушилка, закольцованная через холодильник, на котором и конденсируется влага. Это проводит к тому, что мы не "отапливаем" атмосферу, а используем все тепло, по его прямому назначению, для нагрева древесины. Это очень важно в городах, где экологические службы душат производителей всеми доступными им средствами.
К плюсам данного типа оборудования относятся:
- экологическая чистота
- отсутствие котельной
- невысокая энергоемкость, хотя для нагревания используется электричество
- прекрасные результаты как при сушении хвойных, так и при сушении твердолиственных пород древесины
ПРИМЕРЫ КОМПЛЕКТАЦИИ КОНДЕСАЦИОННЫХ СУШИЛЬНЫХ КАМЕР MAC
Пример 1. КОНДЕНСАЦИОННЫЕ СУШИЛЬНЫЕ КАМЕРЫ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ С ТУННЕЛЬНОЙ ЗАГРУЗКОЙ Модель MAC 6/С
ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ КОНДЕНСАЦИОННОЙ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ
Полезный объемом загрузки 6 м 3 обрезного пиломатериала толщиной 25 мм.
Габаритные размеры:
А (ширина) =2000 мм., В = 6300 (длина) мм., С=1500 мм., Н= 2200 (высота) мм.
Камеры снабжены загрузочными рельсами, неподвижными внутри камеры и, подвижными снаружи. MAC-6 имеет двойные рельсы. Камеры MAC-6 поставляются в разобранном виде. Корпус камер изготовлен из полиуретановых панелей, облицованных алюминием, толщина панелей60 мм. Камеры поставляются с полом, для внутрицеховой установки. Для циркуляции воздуха в камерах используется центробежный вентилятор. Управление камерами осуществляется компьютером, управляющего сразу четырьмя камерами. В сушильной камере МАС используется нейтральный газ тетрафлорэтан (R134 a). Электрооборудование моделей МАС реализовано с полным соблюдением норм безопасности ЕС. Кроме того, все кабели внутри камеры изготовлены из высокотемпературного силикона.
1 датчик EMC на каждую
6 зондов для древесины
1 зонд для температуры
Пример 2. КОНДЕНСАЦИОННАЯ СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ С ТУННЕЛЬНОЙ ЗАГРУЗКОЙ Модель MAC 15- C
ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Полезный объемом загрузки 15 м 3 обрезного пиломатериала толщиной 25 мм.
Габаритные размеры:
А=3500 мм., В=6300 мм., С=1500 мм., D=2800 мм., F=6500 мм., Н=2700 мм.,
Х=6400 мм., L=13000 мм., К=2950 мм.
Камеры снабжены загрузочными рельсами, неподвижными внутри камеры и, подвижными снаружи. MAC-15 имеет двойные рельсы. Камеры MAC-15 поставляются в разобранном виде. Корпус камер изготовлен из полиуретановых панелей облицованных алюминием, толщина панелей 60 мм. Камеры поставляются с полом, для внутрицеховой установки. Для циркуляции воздуха в камерах используется центробежный вентилятор. Управление камерами осуществляется компьютером, управляющего сразу четырьмя камерами. В сушильной камере МАС используется нейтральный газ тетрафлорэтан (R134 a). Электрооборудование моделей МАС реализовано с полным соблюдением норм безопасности ЕС. Кроме того, все кабели внутри камеры изготовлены из высокотемпературного силикона.
1 датчик EMC на каждую
6 зондов для древесины
1 зонд для температуры
1 комплект тефлоновых кабелей со штепселями и нержавеющими винтами для считывания показаний по содержанию влаги в древесине.
Схема работы камеры
СУШИЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ
Размер штабеля1,2 mx1,2 m
Длина доски/штабеля: 6,0…6,2 m, (используемая длина в расчетах способности6,0 m)
Толщина прокладок между досками -20 mm
Толщина доски под штабелями100 mm
Сортамент: обрезные пиломатериалы толщиной 25-50 мм.
Н.В.Ладейщиков
технический директор
ООО НПВФ "Уралдрев-СКМ"
КОНДЕНСАЦИОННЫЕ СУШИЛЬНЫЕ КАМЕРЫ
При промышленном применение древесины почти всегда необходимо снижение её влажности до определенной величины, зависящей от назначения древесины.
Удаление влаги из древесины связано со значительными трудностями. Эти трудности объясняются относительно большой толщиной пиломатериалов и изменением размеров древесины при снижении её влажности. Изменение размеров высушиваемой древесины при неправильном проведении процесса сушки может привести к растрескиванию, короблению и другим дефектам сушки.
Задачей сушки пиломатериалов является равномерное снижение влажности всей партии высушиваемой древесины и каждой доски в отдельности по её сечению и длине при сохранении требуемого качества материала.
Для осуществления сушки древесины необходимы два условия:
1) обеспечение испарения влаги с поверхности материала;
2) создание условий для интенсивного продвижения влаги к поверхности древесины.
Первое условие обеспечивается главным образом достаточно низкой влажностью воздуха и значительной скоростью движения воздуха у поверхности древесины. Второе условие? достаточной величиной температуры и влажности высушиваемого материала, т.е. температуры и влажности агента сушки.
Сколько существует сушка древесины столько и ведется поиск наиболее простого и не затратного способа удаления влаги из древесины. Причем простота способа сушки должна обеспечиваться в первую очередь простотой обслуживания сушильной камеры, т.е. камера должна быть оснащена технически несложным, и, соответственно не дорогим технологическим оборудованием.
Так уж повелось, что сегодня в массовой сушке пиломатериалов наиболее распространенными способами удаления излишней влаги из древесины являются атмосферная (воздушная) и камерная сушка.
Атмосферная сушка по сравнению с камерной протекает в условиях мало способствующих продвижению влаги в древесине ввиду относительно низкой температуры и невозможности регулирования влажности воздуха. Поэтому она неизбежно сопровождается большой опасностью появления трещин и значительным сжатием сухой поверхности древесины. Единственным методом уменьшения опасности растрескивания является уменьшение вентиляции штабеля, но эта мера, вызывая замедление сушки, тем самым создает опасность появления грибов на влажной поверхности древесины.
Хоть атмосферная сушка и является самой менее энергозатратной, следует все-таки рекомендовать её как предварительную подсушку свежесрубленной древесины, в первую очередь на предприятиях с большим объемом переработки древесины (крупных лесопильных предприятиях).
При производстве изделий из древесины более подходит сушка древесины в виде заготовок и пиломатериалов в специальных помещениях - сушильных камерах, которая обеспечивает необходимое количество сухих пиломатериалов для дальнейшей переработки древесины.
Камерная сушка древесины основана на проведении процесса при температуре и влажности воздуха выше атмосферного, т.е. с большей интенсивностью. Кроме того, при камерной сушке имеется возможность создания в сушильной камере необходимого уровня температуры, влажности и скорости движения воздуха, что позволяет регулировать процесс в за-висимости от свойства материала и создавать наиболее благоприятные условия для его просыхания.
Наиболее распространенными камерными сушилками являются конвективные камеры. В конвективной камере передача тепла происходит через воздух, проходящий через теплообменники, по которым проходит тепло-носитель (горячая вода или перегретый пар).
Сушильный агент (воздух) циркулирует по камере, проходя через сушильные штабеля с пиломатериалами и передавая им тепловую энергию. В зависимости от технологии и стадии процесса сушки можно менять параметры сушильного агента: увлажнить с помощью увлажнительных форсунок в камере; понизить влажность путем удаления влажного воздуха через воздуховоды и замены его более сухим; изменить температуру просто понизив её в теплообменных калориферах; изменить скорость и направление агента за счет изменения частоты и направления вращения вентиляторов.
Камерная сушка пиломатериалов является самым энергоемким технологическим процессом в лесопилении и деревообработке. При сушке древесины на 1 кг испаренной влаги расходуется до 1000-1600 ккал (4500-7000 кДж) энергии, поэтому важнейшей задачей является снижение энергоемкости процесса сушки древесины.
В последние годы у нас в стране появляется интерес еще одному способу сушки древесины - к конденсационной сушке. Некоторые производители су-шильных камер начали выпуск конденсационных камер, основываясь на успешный опыт зарубежных производителей, правда, не всегда освещая все нюансы данного способа сушки, и в первую очередь, привлекая покупателей высоким качеством сушки в них и очень низкими энергозатратами на процесс сушки. Так ли это на самом деле задача данной статьи.
Принципиально конденсационные сушильные камеры не отличаются от традиционных конвективных. Они относятся к одному классу конвективные, камерные, воздушные, т.е. агентом сушки в них служит нагретый влажный воз-дух. Основное отличие конденсационной камеры заключается в том, что нагретый влажный воздух не удаляется из камеры как в большинстве конвективных сушильных камер, а направляется во влагоудаляющую установку, где осушивается, подогревается и вновь участвует в процессе сушки. При этом происходит экономия тепловой энергии, которая обычно затрачивается на удаление из камеры отработавшего влажного агента сушки.
Энергопотребление конденсационных сушилок составляет 0,25-0,45 кВтч на 1 кг испаренной воды в зависимости от влажности материала, и, увеличивается при её снижении. Это примерно в два раза меньше расхода энергии в обычных конвективных камерах периодического действия.
Влагоудаляющая установка работает по принципу теплового насоса. (рис.1).
Рис. 1. Принцип теплового насоса
Вентилятор перемещает воздух через испаритель с системой охлаждения, в котором температура воздуха резко падает до точки росы.
Влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется и удаляется из установки. При конденсации 1кг воды высвобождается 0,65 кВт тепловой энергии, которая отдается охлажденному воздуху в подогревателе.
Тепло от компрессора и вентилятора также подогревает обезвоженный воздух. Воздух из влагоудаляющей установки вновь используется для сушки. Этот циклический процесс повторяется до тех пор, пока древесина не будет высушена до требуемой влажности.
Процесс смешения воздуха различных состояний можно для конденсаци-ионных сушильных камер можно рассмотреть на Id-диаграмме проф. Л.К.Рамзина.
Диаграмма строится в косоугольных координатах. На ось ординат наносятся энтальпия I и одновременно температура воздуха Т, а на ось абцисс - влагосодержание d. Ось абцисс вспомогательная, значения d спроектированы на неё с линии I=0, которая проходит через начало координат и располагается внизу, под тупым углом к оси ординат. На рисунках 2 и 3 представлены соответственно принципиальная схема процесса конденсационной сушки и Id-диаграмма конденсационной сушильной камеры.
Рис. 2. Принципиальная схема работы конденсационой установки
В конденсационной сушильной камере циркулирует постоянное количество воздуха, относительная влажность которого регулируется специальным конденсационным устройством. Часть отработавшего воздуха (поз. 2 на рис.2 и рис. 3) проходит через испаритель теплового насоса, и охлаждается (линия 2-3). В результате конденсации (3-4) водяных паров агент сушки обезвоживается. Образовавшийся конденсат удаляется из камеры. Осушенный воздух (состояние 4) проходит через конденсатор 5 нагревается и смешивается с остальной частью циркулирующего агента сушки в камере. Полученная смесь (положение 6) дополнительно подогревается в нагревателе 1 до заданной температуры.
Рис. 3. Id-диаграмма конденсационной сушильной камеры
Конденсационные сушильные камеры
Конструктивно конденсационная сушильная камера аналогична конвективной. Ограждающие конструкции камеры могут быть выполнены из металлических утепленных конструкций (сэндвич панелей), либо из различных строительных материалов (кирпич, строительные блоки и др.).
Конденсационные сушильные камеры могут иметь различные размеры и конфигурацию, а также различный температурный уровень сушильной среды из за применяемого хладагента (фреон, R22, R134а) в конденсационных установках. Европейские и российские производители конденсационных камер в связи с особенностями хладагентов устанавливают уровень температуры в камере 40-45 С. В США, например, применяют фреоны, позволяющие увеличить температуру в сушильной камере до 70-75 С.
На рисунке 4 показана схема конденсационной сушильной камеры.
Рис. 4. Схема конденсационной сушильной камеры
Поток воздуха, созданный вентиляторами 2 проходит через теплообменники 1, и, далее подается к штабелям высушиваемых пиломатериалов. Проходя через штабель агент сушки, насыщается влагой и частично поступает в конденсаторную установку 6. В ней он охлаждается до температуры ниже точки росы.
В некоторых камерах конденсационный контур состоит из теплообменни-ков, расположенных внутри камеры и за пределами камеры. Они соединены между собой трубопроводами, по которым циркулирует хладагент. Циркуляцию хладагента обеспечивает насос. Наружный теплообменник предназначен для охлаждения агента.
В конденсационной установке агент сушки осушается и подогревается, и, затем обратно поступает в сушильную камеру. Осушенный таким образом агент продолжает циркулировать в сушильной камере, а образовавшийся конденсат удаляется через специальный влагосборник.
По принципу проведения процесса конденсационные сушильные камеры могут быть непрерывного действия и периодического действия.
Конденсационные сушильные камеры непрерывного действия строятся довольно редко. Для получения достаточной циркуляции воздуха в них кроме конденсатора и соответствующей поверхности нагрева отопительных приборов требуется установка вентиляторов, которые обычно располагаются в специальном помещении рядом с тоннелем. Воздух отсасывается с сырого конца, а затем через конденсатор и отопительные приборы подводится к сухому концу сушила.
Конденсационные камеры можно различить по четырем конструкциям:
1. Камеры с поверхностным конденсационным устройством, расположен-ным как вентиляторы и отопительные приборы, вне камеры.
2. Камеры с конденсационным устройством, расположенным в самой камере. Влажность среды в камере при этом регулируется температурой воды в конденсационном устройстве, т.е. скоростью прохождения воды по конденсационным трубам. Получение достаточной циркуляции воздуха в таких сушилах часто затруднительно, в особенности в начале процесса, когда именно важно иметь интенсивную циркуляцию воздуха.
3. Сушильные камеры с водоструйными конденсационными устройствами (патент Г.Д.Тимана), в которых водоструйные приборы располагаются рядами вдоль боковых стен, отопительные приборы устанавливаются под штабелями. На выходе из теплообменника нагретый воздух поднимается, идет в горизонтальном направлении через зазоры штабеля к продольным стенам камеры, где находятся конденсационные устройства, проходит через них и уменьшает влагосодержание до требуемой степени влажности.
Обезвоживатели удерживают частицы осажденной воды, затем воздух по-ступает к отопительным приборам, нагревается и снова поднимается. Эта кон-струкция имеет большие преимущества, т.к. циркуляция воздуха, температура и влажность его не зависят друг от друга.
4. Камеры с конденсацией на пористых тканях. Раньше эти сушилки устраивались сплошь (стены, потолок) из какой либо ткани; оборудование такого сушила производилось внутри здания. Отопительные приборы помещались вдоль одной стены, а циркуляция осуществлялась искусственным путем. Нагретый влажный воздух при соприкосновении с более холодной тканью отдает часть влаги этой ткани, которая, в свою очередь, испаряет ее с обратной стороны в окружающую среду.
Более поздняя конструкция имеет жесткие стены; внутри, на расстоянии 30 см от боковых стен, устроены стенки из натянутой ткани. Между жесткими и матерчатыми стенами прогоняется снизу вверх, при помощи вентиляторов, холодный воздух, который поглощает осаждающуюся внутри сушила на матерчатых стенах влагу; этот воздух проходит только снаружи матерчатых стен сушила и ни в коем случае не приходит в соприкосновение с сушимым материалом. Циркуляция воздуха в камере осуществляется находящимся снаружи вентилятором. Отопительные приборы располагаются, как обычно, внизу под штабелями.
Сопоставление конвективных и конденсационных сушильных камер
Эффективность применения той или иной конструкции сушильной камеры зависит от целого ряда привходящих обстоятельств, вследствие чего какого-либо определенного суждения по этому вопросу быть не может. Стоимость постройки конвективной сушильной камеры несколько ниже, чем конденсационной, так как отпадают расходы на дорогостоящее конденсационное оборудование.
Снижение влажности воздуха в конвективных камерах производится ис-ключительно путем добавления того или иного количества наружного воздуха. Благодаря этому, создается некоторая зависимость от состояния этого наружного воздуха: конденсационные сушилки совершенно не зависят от каких либо внешних факторов, а потому в них возможно более тщательное регулирование процесса сушки, необходимость которого тем большая, чем труднее лесоматериал поддается сушке.
Конденсационные сушилки в России в последние годы получают распро-странение в деревоперерабатывающей отрасли наряду с конвективными камерами, однако имеющиеся в большинстве случаев, страдают некоторыми конструктивными недостатками. Большой интерес к конденсационным сушилкам объясняется, главным образом, существующим до сих пор мнением о значительной экономической целесообразности проведения сушки пиломатериалов в них.
Кроме того, конденсационные сушильные камеры привлекают к себе вни-мание как сушилки, в которых можно наиболее качественно высушить древесину. Ведь низкие температуры среды это отсутствие температурной нагрузки на материал, следовательно, отсутствие напряжений в древесине.
Изменение цвета древесины, причиной которой зачастую является окислительная реакция, особенно при высоких температурах, усиливается при конвективной сушке. Поскольку конденсационная сушка происходит в условиях замкнутого процесса, то есть без постоянного доступа кислорода со свежим воздухом, то реакция изменения цвета подавляется.
Влага, испарившаяся из древесины, удаляется из конденсационной сушилки в виде жидкости, и ее количество легко замерить. По количеству удаленной таким образом влаги из древесины можно с довольно высокой точностью знать текущую и конечную влажность древесины, а также на основе этих данных разработать способ автоматического контроля за процессом сушки.
Однако при таком низком уровне температур среды в конденсационных камерах не происходит стерилизация древесины (т.е. она может поражаться грибками), снижения уровня гигроскопичности не наблюдается (т.е. древесина легко набирает влагу из воздуха и меняет свою влажность).
Учитывая, что конденсационный способ сушки все таки даёт сокращение энергозатрат, перспективной является разработка новых конденсационных су-шильных камер с холодильными установками на хладагенте, позволяющем применять не только мягкие, но и нормальные режимы сушки с температурами 60-70 °С.
Из-за свойств фреона, который используется в качестве хладагента, в кон-денсационных камерах применяются низкотемпературные режимы сушки с температурой 45-50°С. При повышении температуры сушильного агента более 45°С КПД конденсационных сушилок понижается. Поэтому производительность их малая, так как продолжительность процесса в 2-3 раза больше, чем в традиционных конвективных камерных сушилках.
Кроме того, необходимо также учитывать и повышенные эксплутационные расходы конденсационных сушилок (покупка фреона, поддержание в работоспособном состоянии оборудования для конденсации).
Конденсационная сушка применяется, прежде всего, для высушивания чувствительной древесины (материал больших сечений, трудносохнущие сортименты твердолиственных пород), то есть той древесины, которая требует особо щадящего высушивания. Так как такое высушивание древесины, как правило, производится при низких температурах (до 40°С), опасность трещинообразования и коробления значительно снижена. Кроме этого, уменьшаются дефекты поверхности, изменение окраски и коллапс клеток.
Для небольших предприятий можно рекомендовать конденсационную су-шильную камеру с небольшим объемом загрузки, когда необходимо обеспечить экономное сушки древесины особо твердых лиственных пород, таких как дуб, бук, граб, ясень, тогда это будет экономически оправданным решением.
При высоких ценах на электроэнергию конденсационная сушка не столь выгодна и рентабельна.
Для массовой сушки пиломатериалов, в основном хвойных пород древесины (сосна, ель, лиственница) конденсационные сушильные камеры не могут конкурировать с конвективными, тем более при сушке пиломатериалов до низкой конечной влажности древесины (8-10%). Наиболее эффективно можно конденсационные сушильные камеры использовать на крупных лесопильных предприятиях, когда требуется сушка большого количества древесины хвойных пород, в первую очередь до транспортной влажности (18-20 %).
Конденсационные сушильные камеры эффективно использовать в тандеме с традиционными конвективными сушильными камерами. В таком случае, пиломатериалы сначала высушиваются в конденсационной камере, а потом досушиваются по необходимости до эксплуатационной влажности в конвективной камере. При таком варианте будет обеспечено высокое качество пиломатериалов и затраты на сушку будут минимальны.
ДЕРЕВО РУ, 2013г.
Вы можете задать интересующий вопрос, воспользовавшись этой формой. Наши специалисты ответят Вам в течении рабочего дня.
Сегодня мы рассмотрим вопросы, с которыми чаще всего сталкиваются деревообработчики при выборе сушильных камер. Изобилие на рынке приводит к еще большей проблеме, чем при дефиците. И порой ответить на вопрос «Что выбрать?» гораздо сложнее, чем на вопрос «Где достать?» в прежние годы.
− Давно размышляю на тему покупки сушильной камеры. Однако никак не могу решить, окупятся ли затраты. Все-таки это довольно ощутимые вложения.
− В принципе после распиловки древесины есть два варианта. Первый − это продать распиленные доски, и второй − высушить их и пустить в дальнейшую переработку или опять же продать. Совершенно ясно, что чем глубже переработка материала, тем выше и экономическая эффективность предприятия. Ну, а что касается затрат, то они значительны. И все же, учитывая небольшие эксплуатационные затраты и большую прибыль при продаже конечного продукта, вложения быстро окупятся.
− Да, но на рынке существуют и конвективные, и аэродинамические, и вакуумные, и конденсационные камеры для сушки древесины. И это не считая появившихся в последнее время сушильных камер, работающих на основе каких-то «новейших технологий и последних разработок». Как разобраться во всем этом многообразии и выбрать то, что подходит именно мне?
− Сейчас есть и диэлектрические сушильные камеры, и индуктивные, и конденсационные, и вакуумные. Принципы сушки древесины были открыты достаточно давно. Из-за сложности в технологиях и высокой цены все эти методы получили более или менее широкое применение только в последнее время. Но факт остается фактом: подавляющее большинство древесины во всем мире высушивается в сушильных камерах конвективного типа. Означает ли это, что вышеперечисленные «экзотические» технологии не имеют право на существование? Да нет же, имеют. Просто используются они в довольно специфических условиях и имеют массу ограничений. К их основным недостаткам по сравнению с конвекционными камерами относят следующие:
- большой расход электроэнергии в аэродинамических сушильных камерах;
- высокую стоимость конденсационных сушильных камер. Срок сушки древесины увеличен в 1,5−2 раза;
- высокую стоимость вакуумных сушильных камер. Сушильные камеры сложны в обслуживании и эксплуатации.
Конвективные же сушильные камеры являются наиболее выгодными для массовой сушки разных пород древесины различных сортиментов. Такие сушильные камеры значительно дешевле, более просты в конструкции и обслуживании, а значит, и более надежны. Поэтому камеры для сушки древесины конвективного типа станут для вас наиболее оптимальным решением повышения экономической эффективности.
− Каков принцип действия конвекционных камер?
− Принцип действия конвекционных камер заключается в нагреве древесины при помощи газообразного теплоносителя − агента сушки. В качестве агента сушки может выступать пар, воздух и топочные газы. При нагреве древесины выделяется влага, которая и повышает влагосодержание агента сушки. Избыток влаги выбрасывается с агентом сушки в окружающую среду.
− Насколько значим с экономической точки зрения тот факт, что с агентом сушки в окружающую среду выбрасывается и избыток влаги?
− Влагосодержание воздуха при высокой температуре в десятки раз превышает влагосодержание воздуха при температуре окружающей среды. В конвективных сушильных камерах объем заменяемого воздуха не превышает 2% от всего циркулируемого воздуха в час. С одной стороны, мы не можем пренебречь этой цифрой. А с другой − существенно на энергопотребление сушильной камеры она не повлияет.
− Поговорим о комплектности сушильных камер, поставляемых заказчикам. Существует ли некая «базовая» комплектация?
− В принципе любой производитель подобного оборудования всегда исходит из условий каждого конкретного случая. Поэтому комплектность камер практически любая − от отдельных комплектующих до полностью оснащенных комплексов сушильных камер с котлами, работающими на отходах лесопиления. Тем не менее практика показывает, что наиболее востребованными являются следующие варианты:
- оборудование для оснащения существующего или вновь возводимого под сушильную камеру здания;
- комплект сборного здания сушильной камеры с оборудованием.
− А что представляет собой здание сушильной камеры?
− Корпус камеры представляет собой металлоконструкцию, собираемую на монолитно-столбчатом фундаменте. Металлоконструкция выполнена из алюминия или углеродистой стали с антикоррозионным покрытием. С внешней стороны камера облицована оцинкованными листами. С внутренней − алюминиевыми. Причем все внутренние элементы также выполнены из алюминия − и фальшпотолки, и дефлекторы, и все силовые части конструкции. В качестве утеплителя используются минераловатные плиты.
Конструкция здания обеспечивает экономичность и соответствует отечественным нормам (СНиП, ГОСТ). Естественно, для постройки сушильных камер в условиях, отличных от базового варианта, необходима привязка проекта.
Базовые модели рассчитаны на использование во II-IV географическом районе по снеговой нагрузке.
− Какой все-таки вариант предпочесть − с использованием алюминия или черного металла?
− Углеродистая сталь в камере для сушки древесины применяется только в виде замкнутых профилей с высококачественным покрытием на основе эпоксидных эмалей. Покрытия наносятся методом безвоздушного распыления в окрасочной камере с высокотемпературной сушкой.
Сушильные камеры с металлоконструкцией из алюминия выполнены из сплава специальных марок. Они обладают повышенной коррозионной стойкостью. Это, естественно, стоит несколько дороже вариантов с частичным использованием черного металла, тем не менее в долгосрочной перспективе полностью себя оправдывает.
− А не бывает ли сложностей при использовании минеральной ваты?
− Мы слышали о сложностях при использовании минеральной ваты. Однако этот вопрос лежит исключительно в плоскости качества комплектующих и конструктивных особенностей. Если поставщик сушильных камер поскупился, то и у заказчика возникнут сложности. Правда, это можно сказать и обо всех остальных комплектующих. Поэтому специалисты нашей компании используют минеральную вату хорошего качества известных производителей, таких как Rockwool и Paroc. В конструкции камер реализован частый шаг реек. Этот параметр и качество плит исключают оседание минеральной ваты по высоте, а вентилируемые зазоры позволяют утеплителю высыхать даже при попадании влаги.
− Какие используются вентиляторы?
− Разумеется, здесь уместно говорить о вентиляторах известных мировых производителей. Их двигатели выполнены во влаготермозащищенном исполнении по классу «H» (до 130°С) или «F» (до 85°С) (ГОСТ 8865-93), степень защиты − IP55 (ГОСТ 14254-96). Применяются высокоэффективные реверсивные вентиляторы с КПД реверса до 90%. Например, в немецких лопатки вентиляторов либо литые алюминиевые, либо выполнены из нержавеющей стали. Обечайки также выполнены из алюминиевых сплавов или из нержавеющей стали. В процессе эксплуатации вентиляторы не требуют никакого обслуживания (смазки подшипников и т.п.).
Иногда в качестве так называемого «бюджетного» варианта некоторые производители предлагают установку вентиляторов «тропического» исполнения, либо вентиляторов с выносными двигателями. Но такая экономия вряд ли оправдана. Поясню почему. Вентиляторы в тропическом исполнении имеют рабочую температуру окружающей среды до +45°С. Кроме того, ресурс подшипников отечественных вентиляторов крайне мал. Реверсивные отечественные вентиляторы обладают низким КПД реверса − порядка 60%.
Вентиляторы с выносными двигателями обладают несколько меньшим КПД. Они требуют более тщательного обслуживания. Это вызвано тем, что конструктивно они имеют более длинный вал, постоянно приходится следить за нарушениями герметичности, кроме того, более пристального внимания требуют уже упомянутые подшипники. Идея использования выносных двигателей была разработана очень давно и с тех пор морально устарела.
− Какие используются калориферы?
− Сушильные камеры оснащаются калориферами типа КНСк с биметаллическими спиральнокатанными трубами. Теплопередающая поверхность, выполненная из алюминия, и плотный контакт двух материалов обеспечивают высокие теплотехнические характеристики калориферов. Калориферы КНСк специально разработаны инженерами компании для применения в сушильных камерах и выполнены в двух вариантах − из углеродистой и из нержавеющей стали.
Срок эксплуатации калориферов, выполненных из углеродистой стали, составляет 6−8 лет, из нержавеющей − до 30 лет.
− Каким образом разрабатывались сушильные камеры?
− При разработке использовались материалы таких специалистов, как И. В. Кречетова, П. В. Соколова и других известных в данной области ученых, «Руководящие технические материалы…» ЦНИИМОДа. Также специалисты компании проанализировали и систематизировали опыт ведущих зарубежных и отечественных компаний.
− Можно ли сушить в камерах конвективного типа древесину ценных пород? Я слышал, что такую сушку нужно производить в вакуумных сушильных камерах.
− В сушильных камерах конвективного типа можно сушить древесину любых пород. А о недостатках вакуумных сушильных камер мы упоминали выше.
− Как решаются вопросы пропарки древесины?
− В действительности необходимость пропарки древесины в камерах конвективного типа является не более чем мифом. В сушильных камерах реализована функция увлажнения мелкодисперсной влагой. Это позволяет осуществлять бездефектную сушку древесины, в том числе толстых сортиментов и твердых пород. И если не стоит задача изменения оттенка древесины, то увлажнение является экономически более эффективным, чем пропарка.
− Почему используется итальянская автоматика? Ведь это дороже.
− Проанализировав рынок отечественной автоматики, наши специалисты пришли к выводу, что российская пока сильно уступает импортной по качеству. Тогда мы остановили свой выбор на итальянской. На рынке существует много производителей, но по сравнению с финскими и немецкими итальянские производители сильно выигрывают в цене.
− Существуют камеры для сушки древесины, в которых подается заранее нагретый воздух. В чем их отличие от поставляемых вами?
− В сушильных камерах с использованием заранее нагретого воздуха все равно необходимо применение дополнительных вентиляторов, т. к. без них срок сушки существенно возрастает. А при использовании вентиляторов увеличивается стоимость системы. Кроме того, реализация данной функции несколько снижает гибкость всей системы − требуется обязательная привязка к котлу с водовоздушным теплообменником.
− Какой уровень качества обеспечивают ваши сушильные камеры?
− Качество высушиваемой продукции соответствует ГОСТ № 6449.1−82 и позволяет получать материал любой, в том числе I, категории качества. Такое качество, например, позволяет производить брус под склейку для строительных несущих конструкций.
− Хорошо, я покупаю конвективную сушильную камеру. Но как выбрать критерии оценки? Все предложения очень схожи, и неспециалисту в данной области разобраться достаточно сложно. На что обратить особое внимание?
− В сушке древесины, как и во многом другом, не бывает мелочей. И только при точном соблюдении всех условий на выходе получается качественный конкурентоспособный продукт. Одним из самых важных показателей хорошего уровня сушильной камеры является наличие современной системы управления процессом сушки. Даже если у вас установлена одна сушильная камера, а не целый сушильный комплекс, минимизировав пресловутый «человеческий фактор», вы существенно повысите качество и скорость процесса сушки.
Крайне важен подход к проектированию сушильных камер. Как вы думаете, можно ли собрать «Мерседес» в старом сарае? Нет? Правильно. А почему же вы готовы вкладывать несколько тысяч долларов в высокотехнологичный продукт, чертеж которого набросали от руки, а собрали «на коленке»? Поэтому наличие конструкторского отдела с квалифицированными специалистами, следящими за новинками на рынке технологий и обладающими собственными разработками, выступает гарантом качественного проектирования. Ну, а логическим завершением данного этапа будет наличие современного производства, оснащенного качественным оборудованием. Тогда и монтаж у вас будет длиться ровно столько, сколько нужно, и двери будут закрываться плотно, и обслуживание потребуется минимальное.
Качество получаемого продукта во многом зависит от комплектующих. Поэтому, соблюдая баланс между ценой и качеством, мы подбираем только самые лучшие и материалы, и комплектующие.
Обслуживание любого оборудования является «головной болью» производственников. Поэтому нужно обращать внимание на то, способна ли компания, поставившая оборудование, предоставить качественное сервисное обслуживание. Несмотря на то что сами по себе сушильные камеры требуют минимального внимания, все же важно чувствовать уверенность в том, что выезда специалиста вам не придется ждать несколько недель. А он, в свою очередь, приехав на ваше предприятие, не в первый раз увидит эту сушильную камеру.
