Problémy s vlhkosťou dreva sušeného solárnou energiou – solárna pec
Ako pracovník s drevom alebo obsluha píly viete, že správne vysušené drevo je nevyhnutné pre výrobu vysoko kvalitných a odolných projektov.
Solárne pece ponúkajú cenovo dostupnú a ekologickú alternatívu k tradičným metódam sušenia, pomáhajú urýchliť proces sušenia a zároveň znižujú náklady na energiu. S týmito výhodami však prichádzajú aj problémy s vlhkosťou, ktorá môže mať vplyv na integritu vášho dreva, ak sa s ňou správne nezaobchádza.
Pochopenie toho, ako monitorovať a kontrolovať hladinu vlhkosti v rezive sušenom na slnku, je kľúčom k prevencii deformácie, praskania a zmršťovania – to všetko môže zničiť projekt ešte predtým, ako sa vôbec začne. V tejto príručke preskúmame:
✅ Výhody používania solárnej pece
✅ Kľúčové konštrukčné prvky pre efektívne sušenie
✅ Ako dlho trvá správne vysušenie dreva
✅ Dôležitosť vlhkomerov pri prevencii porúch
✅ Ideálny obsah vlhkosti pre rôzne aplikácie spracovania dreva
Či už si staviate vlastnú solárnu pec alebo jednoducho chcete optimalizovať proces sušenia, tento článok vám pomôže zvládnuť kontrolu vlhkosti a zabezpečiť, aby vaše drevo zostalo stabilné a pripravené na použitie.
Solárne pece získavajú na popularite medzi hobbyistami a profesionálnymi stolármi, ktorí si chcú sušiť vlastné drevo. Vzhľadom na vysoké náklady na sušené drevo v pílových skladoch ponúkajú solárne pece ekonomickú a ekologickú alternatívu k sušeniu na vzduchu, ktoré môže trvať mesiace a viesť k zdeformovanému alebo popraskanému drevu.
Obsah
- Výhody solárnych pecí
- Pochopenie kľúčových vlastností návrhu solárnej pece
- Oplatí sa solárne pece?
- Ako dlho trvá sušenie dreva v solárnej peci?
- Monitorovanie úrovne vlhkosti v slnečne sušenom dreve
- Merače vlhkosti
- Optimálne úrovne obsahu vlhkosti pre rôzne aplikácie
- Výhody solárnych pecí pre stolárov
Greenwood na druhej strane stojí oveľa menej. Sušenie dreva na vzduchu však môže trvať niekoľko mesiacov, čo vedie k deformácii a praskaniu predtým, ako sa dá použiť. Sušenie dreva v kontrolovanom prostredí vyžaduje oveľa kratší čas a umožňuje drevu zmršťovať sa bez deformácie.
Výhody solárnych pecí
Solárna pec suší zelené drevo rýchlo a bezpečne, minimalizuje chyby a neprodukuje žiadne emisie CO². Vďaka tomu je to ekologicky zodpovedná voľba na sušenie dreva. Dr. Eugene Wengert, špecialista na lesné produkty na University of Wisconsin-Madison, zdôrazňuje ich jednoduchosť použitia: stačí naložiť drevo, nastaviť vetracie otvory a sledovať obsah vlhkosti (MC) ku koncu procesu sušenia.
Solárne sušiarne sú najjednoduchším, najlacnejším a najbezpečnejším spôsobom rýchleho sušenia čerstvého dreva a sú šetrné k životnému prostrediu, pretože neprodukujú emisie CO². Solárna pec vysuší drevo s menšou pravdepodobnosťou defektov ako sušenie vzduchom.
„A drevo neusušia príliš rýchlo,“ hovorí Dr. Eugene Wengert, špecialista na lesné produkty na University of Wisconsin-Madison. „Je to v podstate systém ‚nastav a zabudni‘. Drevo tam môžete jednoducho vložiť a takmer naň zabudnúť. Až ku koncu sušenia je potrebné zmerať obsah vlhkosti (MC), aby ste zistili, či je čas proces zastaviť a drevo vytiahnuť.“
Pochopenie kľúčových vlastností návrhu solárnej pece
Dr. Wengert vyvinul v roku 1978 populárny a jednoduchý dizajn solárnej pece. Často sa označuje ako solárna pec Virginia Tech, pretože ju Dr. Wengert vyvinul počas svojho pôsobenia na Virginia Tech. Hoci dnes existujú rôzne dizajny solárnych pecí, dizajn Virginia Tech je model pece považovaný za štandard, podľa ktorého sa stavajú ostatné pece. Drevári môžu nájsť návod na tento model a ďalšie podobné návrhy online.
Oplatí sa solárne pece?
Počiatočná investícia do solárnej pece závisí od jej veľkosti a stavebných materiálov, ale z dlhodobého hľadiska sa zvyčajne zaplatí. Solárne pece sa dodávajú v rôznych veľkostiach, pričom malé pece sušia 800 – 1,000 1,500 m dosky a veľké pece sušia 2,000 XNUMX – XNUMX XNUMX alebo viac m dosky.
Ako dlho trvá sušenie dreva v solárnej peci?
Sušenie dreva v solárnej peci, ako je model Virginia Tech, trvá približne jeden mesiac v mierne slnečných podmienkach v stredných zemepisných šírkach Spojených štátov. Pec absorbuje slnečné svetlo cez priehľadné zasklenie a ohrieva čierno natreté vnútorné povrchy. Faktory, ako je veľkosť pece, plocha solárnych panelov a uhol strechy, zohrávajú v procese sušenia kľúčovú úlohu.
Cirkulácia vzduchu cez stoh dreva vyžaduje elektrický ventilátor a väčšie pece môžu potrebovať viacero ventilátorov pre optimálne prúdenie vzduchu.
Keď sa vzduch ohrieva v kolektorovom priestore, jeden alebo viac ventilátorov ho cirkuluje cez drevo, čo mu umožňuje absorbovať vlhkosť z povrchu reziva. Keď odparená vlhkosť zvýši relatívnu vlhkosť v komore na príliš vysokú úroveň, uvoľní ju cez vetracie otvory v zadnej časti pece.
Pri zmene veľkosti pece je potrebné mať na pamäti dôležitý pomer: Na každých desať doskových stôp kapacity je potrebný jeden štvorcový meter plochy solárneho panela alebo strechy. Ak má pec príliš veľkú plochu solárnych panelov, riskuje sa príliš rýchle vyschnutie dreva, čo spôsobí jeho praskanie a štiepenie.
Ak však nie je dostatok plochy pre solárne panely, existuje riziko, že drevo sa nikdy nepodarí vysušiť s obsahom vlhkosti pod 15 %.
Aby mohol vzduch cirkulovať cez kopu dreva, je potrebné nainštalovať elektrický ventilátor. Ak sa stavia väčšia pec, pre optimálne prúdenie vzduchu budú potrebné dva alebo viac ventilátorov.
Dôležitý je aj uhol strechy. Na určenie správneho uhla je potrebné určiť zemepisnú šírku pece. Číslo zemepisnej šírky sa používa pre sklon strechy pece.
Napríklad v Minnesote je zemepisná šírka približne 45 stupňov severnej zemepisnej šírky. V takom prípade by bol solárny panel namontovaný pod uhlom 45 stupňov smerom na juh. Ak sa používa v zime, uhol by sa mal zväčšiť o 10 stupňov (v tomto prípade na 55 stupňov), pretože uhol slnka sa z leta na zimu mení.
Máte záujem o výstavbu solárnej pece?
Prečítajte si nasledujúci článok v časopise o stavba solárnej pece.
Monitorovanie úrovne vlhkosti v slnečne sušenom dreve
Doba sušenia na slnečnému žiareniu sa líši v závislosti od faktorov, ako je ročné obdobie a hrúbka dreva. Drevení pracovníci, ktorí sú noví v oblasti solárnych pecí alebo sušia drevo hrubšie ako jeden palec, by mali denne monitorovať vlhkosť, aby sa vyhli príliš rýchlemu sušeniu. Porovnanie denných mier straty vlhkosti s bezpečnými rýchlosťami pre rôzne druhy dreva je nevyhnutné na predchádzanie chybám reziva.
Niektoré tabuľky uvádzajú bezpečné rýchlosti sušenia reziva s hrúbkou 1 alebo 2 cm z rôznych druhov. Bezpečná rýchlosť sa vzťahuje na stratu vlhkosti za jeden deň. Bezpečné rýchlosti sa musia dodržiavať, kým vlhkosť reziva neklesne na 20 %.
Hoci vlhkomery nefungujú dobre, keď je vlhkosť vzduchu nad 30 %, konštrukcia pece je taká, že zvyčajne neumožňuje drevu príliš rýchle vysušenie. Napriek tomu, keď sa len učíte sušiť drevo v solárnej peci, je najlepšie proces monitorovať, aby ste predišli nepredvídaným problémom.
Prekročenie bezpečnej rýchlosti sušenia pre daný druh dreva môže spôsobiť chyby reziva. Ak je sušenie príliš rýchle, mala by byť časť strechy zakrytá, ventilátory vypnuté a vetracie otvory počas najteplejšej časti dňa zatvorené. Hoci teplota vo vnútri pece pravdepodobne stúpne, zachytený vzduch rýchlo dosiahne 100 % svojej kapacity na zadržiavanie vody a drevo prestane schnúť.
Identifikácia vzorových dosiek na začiatku je dôležitá na určenie miery straty MC. Tieto dosky mohli mať na začiatku vyššiu MC ako zvyšok nákladu, mohli byť rezané neskôr ako ostatné alebo mohli byť o niečo hrubšie.
„Ak skontrolujete vzorky a zistíte, že sú príliš mokré, budete pokračovať v sušení,“ hovorí Dr. Wengert. „Predtým, ako prestanete sušiť, sa chcete uistiť, že sú vzorky dostatočne suché. Nezáleží na tom, či je polovica bielizne pripravená na vybratie.“
„Takže neťahajte záťaž na základe priemeru. Zvyčajne ťaháme záťaž na základe najvlhších kusov. Najvlhšie musia byť dostatočne suché,“ dodáva.
Dr. Wengert poznamenáva, že solárna pec na Virginia Tech bola navrhnutá tak, aby drevo príliš rýchlo neschlo. Ak je však pec naplnená iba do polovice a drevo vo vnútri je náchylné na praskanie, ako napríklad dub, bolo by potrebné zakryť polovicu kolektora na streche. V opačnom prípade by bolo na malé množstvo dreva v peci príliš veľa slnečného žiarenia.
Merače vlhkosti
Vlhkomery pre sušičky v peciach by mal spĺňať všetky špecifické potreby, s ktorými sa môžete stretnúť. Kolíkový merač meria vlhkosť dreva vedením elektrického signálu medzi hrotmi dvoch úzkych kovových sond zasunutých do dreva.
Hlavnými nevýhodami kolíkových meračov sú relatívne malá testovaná plocha pri každom zasunutí, ich citlivosť na teplotu dreva a poškodenie, ktoré kolíky spôsobujú povrchu dreva. Kolíky sa tiež môžu zlomiť alebo poskytovať nepresné údaje, ak sú nesprávne zasunuté.
Bezkolíkové merače používajú elektromagnetický signál na preniknutie do povrchu dreva. Ich konštrukcia umožňuje používateľom rýchlo „skenovať“ drevo. Keďže nemajú kolíky, nepoškodzujú povrch dreva. Merajú v pevnej hĺbke, ale na dosiahnutie správneho výsledku vyžadujú dostatočný tlak.
„Najlepší glukomer je však ten, ktorý sa používa,“ hovorí Dr. Wengert.
„Ak sušíte drevo a niečo z neho vyrábate, koľko by ste zaplatili za poistenie, že bude fungovať správne? Vlhkomer vám pomôže zabrániť jeho praskaniu, deformácii alebo štiepeniu po výrobe. Akú to pre vás má hodnotu? Okrem počiatočnej investície musíte platiť iba za batérie,“ poznamenáva.
Optimálne úrovne obsahu vlhkosti pre rôzne aplikácie
Podľa Dr. Wengerta, optimálne čítanie MC pre mäkké drevo používané v interiéri je to 10 %, zatiaľ čo tvrdé drevo by malo mať vlhkosť okolo 7 %. Mäkké aj tvrdé drevo by sa malo na vonkajšie použitie vysušiť na približne 12 % vlhkosť. Ideálna vlhkosť sa však môže líšiť v závislosti od faktorov, ako je podnebie a vystavenie dreva.
Výhody solárnych pecí pre stolárov
Solárne pece ponúkajú množstvo výhod pre hobbyistov aj profesionálnych stolárov, vrátane úspory nákladov, jednoduchosti a ekologickosti. Monitorovaním úrovne vlhkosti počas sušenia môžu stolári predchádzať chybám v rezive sušenom na slnečnému žiareniu a vytvárať vysokokvalitné drevené výrobky bez deformácie, praskania alebo štiepenia.
Hoci sú solárne pece navrhnuté tak, aby zabránili príliš rýchlemu vysychaniu dreva, je rozumné skontrolovať hladinu vlhkosti, najmä ku koncu cyklu sušenia. Odporúča sa tiež, aby stolári, ktorí so sušením reziva v solárnej peci začínajú alebo sušia drevo hrubšie ako jeden palec, často kontrolovali úroveň vlhkosti, aby sa predišlo neskorším chybám.
Vlhkomer je pre stolára najlepšou poistkou pre rezivo sušené na slnku, aby sa zabránilo praskaniu, deformácii alebo štiepeniu hotového dreveného výrobku.
Ďalšie informácie o Drevo sušené v peci a prečo sú merania vlhkosti dôležité.
Troy Edwards je technickým vedúcim služieb spoločnosti Wagner Meters, Inc., kde dohliada na výrobu, kontrolu kvality a IT služby pre ich elektronické meracie produkty pre stavebníctvo. Troy má titul AAS v odbore elektronických technológií a viac ako 20 rokov skúseností na rôznych pozíciách v oblasti výroby a spracovania elektroniky.
Posledná aktualizácia 12. marca 2025
800-634-9961
Tony Morgan,
Ďakujem za odpoveď na otázku pána Jerroda Sandsa. Bývam v centrálnom Washingtone a môžeme mať dlhé obdobia s teplotou nad 100 °C trvajúce viac ako 1 – 2 mesiace po sebe, pričom vlhkosť vzduchu klesá pod priemer na 20 % alebo menej. A nachádzame sa na 47 ° zemepisnej šírky, takže do 21. júna máme ešte dlhšie dni. Bolo by to problémom, alebo by ste sa radšej vrátili ku komerčným peciam s teplotou 190 °C?
Vďaka!
Prečítal som si asi 5 rôznych webových stránok o znížení maximálnej dennej vlhkosti pri sušení reziva v peci. Všetky o tejto téme hovorili do sýtosti.
Iba jeden zo všetkých uviedol, že pre bielu borovicu sa má použiť tabuľka tvrdých driev. V tomto zozname 1 až 6 tvrdých driev je rozsah od 8 % do približne 2.3 %. Táto tabuľka je pre bielu borovicu nepoužiteľná.
Môže mi niekto poradiť, aké je maximálne percentuálne množstvo straty MC za deň pre White Pine?
Vďaka
Mark, tvojou najlepšou voľbou by mal byť Eugene Wengert, emeritný profesor z University of Wisconsin. DLHOročný odborník na sušenie dreva v peci a chyby dreva, ktorý pravdepodobne zabudol o sušení reziva v peci viac, než ktokoľvek na planéte kedy bude vedieť.
Tu je odkaz na jeden z jeho mnohých, mnohých článkov: https://www.woodweb.com/knowledge_base/Techniques_for_Equalizing_and_Conditioning_Lumber.html
Dajú sa v tejto peci sušiť aj dosky s hrúbkou 2.75 palca?
Postavil som si vlastnú verziu tejto pece s použitím tvrdeného skla zo starých posuvných dverí.
Žijem v juhozápadnom Ohiu, jeden panel nastavím na 45 a jeden nad ním na 60.
Je 10 metre široký, 16 metrov dlhý a 9 metra vysoký a pojme približne 2,000 metrov štvorcových.
V lete mám teploty 120 až 170 stupňov. Ak zatvorím vetracie otvory, môže byť ešte teplejšie.
Exteriér je T111, steny sú 2×4 s izoláciou R13, interiér je z 1/2” PVC preglejky, podlaha je 2×6 s izoláciou R19 a 3/4” preglejky.
Interiér je celý natretý čiernou farbou.
Na zadnej strane krokiev je hliník, ktorý dáva sklu hriadeľ na presun tepla do malého podkrovného priestoru, kde je tlačené späť dole k drevu pozdĺž zadnej steny pomocou starého ventilátora so štvorcovou klietkou pece a doku, ktoré uvoľňujú vzduch cez drevo, ktoré je pripevnené k podkrovnému termostatu, ktorý ho každý deň zapína a vypína, keď teplota stúpa a klesá.
V lete červený dub vyschne a vyfúkne 7 % za 3 až 4 týždne.
Cena bola približne 400 dolárov.
Sklo bolo zadarmo (tepelné laky, ktoré museli byť rozobraté, tesnenie sa rozbilo). 2×6 som videl na vlastné oči, PVC preglejka zostala na mieste, spolu s preglejkou na podlahu, dvere a izolácia boli použité a zadarmo, museli sme to urobiť podľa T111.
Má použitie izolovanej polykarbonátovej strechy dostatočnú výhodu oproti jednoduchým vlnitým priehľadným vinylovým doskám? Vinylové dosky sú oproti polykarbonátu o polovicu lacnejšie. Pomohla by vrstva priehľadného plastu pod vlnitou strechou dosiahnuť nejaký izolačný účinok?
Mám na vysušenie niekoľko 15 metrových dosiek. Existuje nejaký dôvod, prečo by som nemal postaviť pec so šírkou 16 metra a hĺbkou 8 metra, ale stále by som mal použiť dizajn od Virginia Tech?
Vďaka,
Jim
Jim:
Ďakujem za otázky. Čo sa týka prvej, musím povedať, že si nie som istý, aký veľký bude technicky rozdiel, ale som si istý, že existuje dôvod, prečo bol pôvodný návrh urobený s izoláciou. Čo sa týka veľkosti, neviem si spomenúť na dôvod, prečo by to malo mať nejaký vplyv, ak sú všetky ostatné veci rovnaké. Veľa šťastia.
Wisconsin
Solárnu pec som dokončil 15. septembra a ihneď som ju naplnil bielym dubom, javorom, čiernou čerešňou a bielou borovicou. Pec som postavil podľa plánov „Virginia Tech“, teda aspoň podľa jej koncepcie, pretože plány iných ľudí mám tendenciu považovať len za návrhy. Všetko drevo, ktoré som do nej vložil, malo po vysušení na vzduchu v mojej stodole od pílenia minulú zimu obsah vlákniny okolo 20 %. Po mesiaci v peci sú moje namerané hodnoty pre bielu borovicu okolo 7.5 %, pre javor a čiernu čerešňu okolo 9 % a pre biely dub 11 %. Všetky dosky majú hrúbku 2 palce. Moja pec sa PREHRIATA, možno až príliš. Za slnečného dňa s teplotou 40 stupne Celzia stále dosahujem teploty v peci nad 120 stupňov Celzia. Mojím plánom je nechať drevo v peci až do sezóny lovu jeleňov v polovici novembra a vtedy všetko prehodnotiť, pretože budem mať pripravené ďalšie drevo. Zatiaľ je to veľká zábava. Výstavba pece ma stála približne 3000 8 dolárov. Na solárnu clonu som použil 12 metra hrubé plexisklové dosky a obložil som ju kovovým obkladom s pro-rebrom, takže náklady boli dosť vysoké. Nie som drevospracujúci, ale o pár rokov odídem do dôchodku a plánujem sa do toho pustiť najprv ako do koníčka a potom prípadne ako do podnikania. Bol som prekvapený, koľko miestnych drevospracujúcich malo záujem kúpiť si odo mňa dosky, keď sa rozšírila správa, že som túto pec postavil. Myslím si, že sa mi to o pár rokov zaplatí len z predaja dosiek. Pec som postavil s rozmermi 8 x 45 metra, so 12-stupňovým uhlom skla a výškou asi 9.5 metra. Dosky, ktoré suším, sú dlhé 2 metra, hrubé 12 cm a široké od 18 do XNUMX cm a konce sú utesnené. Dúfam, že vám tieto informácie pomôžu.
Prečo nepoužiť betónovú podlahu a nevyužiť ju ako tepelný zásobník, aby sa nočné teploty udržali o niečo vyššie a znížila sa kondenzácia, ktorá by mohla spôsobiť zafarbenie dreva?
mike:
Nie je to zlý nápad, pokiaľ ste betónovú dosku postavili s parozábranou priamo pod ňou, nechali ste betónu dostatočne dlho vyschnúť a drevo ste zdvihli nad betón, aby ste zabezpečili správne vetranie. Správne vyrobený betón tiež zvyšuje náklady a robí konštrukciu trvalejšou, čo pre niektorých nemusí byť až také žiaduce.
Ďakujem veľmi pekne, že si sa s nami o to podelil(a)!!!!
Ďakujem !
Zaujíma ma, ako by táto pec fungovala v centrálnom Ohiu.
Nedávno som si kúpil solárnu pec postavenú z...
Plány Virginia Tech. Bývam vo Phoenixe v Arizone, bude tu príliš horúco na používanie tejto pece?
Ahoj Jerrod,
Tu je citát od Genea Wengerta, autora článkov v časopise Sawmill & Woodlot a kníh: Sušenie tvrdého reziva; Solárna pec VA Tech; Pílenie, lemovanie a orezávanie tvrdého reziva.
Doslova napísal knihu o peci VA Tech:
„Ak je v peci mokré drevo a suší sa, drevo využíva teplo na odparovanie vody. Pec, ktorá sa naozaj zahreje, nevyužíva slnečné teplo efektívne. Vo všeobecnosti je o 20 – 25 °F teplejšie v peci ako vonku, čo je dobré pre vlhkejšie drevo. Ako drevo suchšie, teplo sa môže zvýšiť až o 30 – 35 °F ako vonku, čo znamená, že drevo schne pomalšie, čo sa stáva pri 15 % vlhkosti. Samozrejme, pec bude teplejšia s lepšou izoláciou a chladnejšia s únikmi vzduchu alebo dokorán otvorenými vetracími otvormi.“
V konečnom dôsledku si nemyslím, že je v Arizone príliš horúco na sušenie reziva v solárnej peci.
Komerčné pece sú vo všeobecnosti oveľa teplejšie ako okolitá teplota:
Teploty vo vnútri pece sa pohybujú od 120 do 190 stupňov Celzia v závislosti od fázy sušenia. Hoci existujú pece, v ktorých teploty dosahujú až 240 stupňov Celzia, zvyčajne sú obmedzené na mäkké drevo, ktoré veľmi ľahko schne, a nízkohodnotné tvrdé drevo.
Mám záujem o výstavbu vlastnej solárnej elektrárne v Ugande (na rovníku). Sú s tým nejaké dôsledky okrem zhruba plochej strechy...?
Tu je odkaz na plány solárnej pece. Nájdete tam niekoľko veľmi dobrých tipov týkajúcich sa dizajnu a tiež sa tam píše o sklone strechy vo vzťahu k vašej geografickej polohe.
http://pubs.ext.vt.edu/content/dam/pubs_ext_vt_edu/420/420-030/420-030_pdf.pdf
Snažím sa nájsť plány na väčšiu verziu pece Virginia Tech, ale bez úspechu. Mohli by ste ma k nej nasmerovať?
Zdá sa, že všetky zmienky o peci na výrobu dosiek Virginia Tech 2000 z webu zmizli. Odporúčam kontaktovať Katedru lesných produktov na Virgínskom polytechnickom inštitúte a Štátnej univerzite alebo skúsiť nájsť tú knihu:
„Návrhy solárne vykurovaných sušiacich pecí na drevo: Diskusia a kompilácia existujúcich návrhov solárne vykurovaných sušiacich pecí na drevo“ od Eugena M. Wengerta, Luiza Carlosa Oliveiru
Katedra lesných produktov, Brooks Forest Products Center, Virgínsky polytechnický inštitút a Štátna univerzita, 1985