Плюсы и минусы различных типов сушильных камер для древесины

В России много производителей сушильных камер для пиломатериала. Типов выпускаемых камер существует несколько, каждый со своими достоинствами и недостатками, у каждого типа свой метод сушки древесины. Во всех методах сушки лежит один принцип – это выпаривание влаги изнутри древесины.

Говоря о качестве сушки в первую очередь смотрят на такие параметры как срок сушки, напряжение и разница во влажности внутри материала.

Конвективные сушильные камеры для древесины

Начнем с самого распространенного вида камер. Именно они используются повсеместно. Конечно, с ними я работал больше всего. Технология заключается в выпаривании влаги из древесины за счет обдува горячим воздухом. Воздух нагревается калориферами, а требуемый поток создается мощными вентиляторами. Конвекционная сушильная камера позволяет осуществить пропарку древесины, чтобы снять лишнее напряжение.

Параметры среды измеряются психрометром, а управляет всем автоматика. Сушка состоит из нескольких этапов и на каждом из них состояние доски по влажности и напряжению разное. В процессе обдувки горячим воздухом верхний слой доски высыхает, а ближе к сердцевине влага не успевает испариться, в результате чего возникает внутреннее напряжение грозящее появлению трещин. Здесь на помощь и приходит этап влагообработки, после чего напряжение снимается и процесс сушки горячим воздухом продолжается. Если все этапы пройдены как надо в результате мы получим доску в которой влага распределена равномерно.

Но камера камере рознь и качество сушки зависит от производителя. В правильно спроектированных конвективных камерах сушильный процесс в последствии снимает напряжение в доске практически полностью, в результате чего можно избежать растрескивания материала.

Плюсы конвективной камеры:

• большая вместимость камеры  - до 1000 кубов;
• тонкая настройка и управление всем процессом, возможность изменения параметров на разных этапах сушки;
• небольшие издержки производства;

Минусы конвективной камеры:

• требуется обученный персонал для обслуживания;
• не самый быстрый способ сушки;

Конденсационные сушильные камеры для древесины

Отличие их от конвективных заключается в том, что влага вышедшая из древесины в воздух, конденсируется на спец охладителях и далее уже осушенный воздух повторяет свой замкнутый цикл по обдуву пиломатериала.

В качестве охладителя используется газ фреон, а температура внутри камеры обычно не превышает 45 градусов. Цикл сушки при этом получается длинный. Сушильный процесс в конденсационных камерах может проходить как с увлажнением воздуха, так и без. Увлажнение проводят после первого этапа сушки для снятия напряжения с верхнего слоя доски.

Если в конденсационной сушильной камере производителем не предусмотрено увлажнение, то обязательно должен быть инвертор на двигателях, который сможет замедлять скорость воздуха, чтобы влага плавно выходила из древесины. В противном случае растрескивания материала  не избежать.

Конденсационный метод сушки хорошо подходит для толстых и/либо плотных пород дерева – дуба, ясеня. Но для столярного производства такой метод сушки все же не совсем годится.

Плюсы конденсационной сушильной камеры:

• невысокое энергопотребление;
• древесина не коробится;

Минусы конденсационной сушильной камеры:

• длительный процесс сушки (на порядок дольше, чем в конвекционных камерах);
• качество сушки не самое лучшее;
• дополнительные расходы за счет использования фреона;
• вероятность поражением древесины грибком (ввиду отсутствия стерилизации из-за невысоких температур в камере).

Аэродинамические сушильные камеры для древесины

Такие камеры наиболее просты в конструкции, они представляют из себя металлический бокс с вентилятором. Воздух нагревается за счет работы самого вентилятора (при вращении ротора механическая энергия превращается в тепловую), работа которого останавливается при достижении заданной влажности в камере. Такую сушилку для пиломатериала собрать наиболее просто, однако у нее есть существенные минусы, из-за которых я бы ее использовать не рекомендовал.

А все дело в том что горячий воздух обдувая влажный пиломатериал высушивает его в первую очередь ближе к поверхности, а внутренние слои остаются влажными, в следствие чего в ней возникает напряжение из-за разности по влажности в слоях. Такую доску в столярных делах использовать никак нельзя, т.к. после попытки ее основательно высушить она начинает лопаться.

 

Вообще проблема напряжения внутри доски касается любой технологии сушки доски, но при аэродинамическом методе она наиболее явно выражена.

Плюсы аэродинамической сушильной камеры:

• простота и дешевизна установки (подключил к трехфазной сети и работает);
• высокая интенсивность сушки;
• стоимость сушилки невелика (если не считать затраты на последующую эксплуатацию);

Минусы аэродинамической сушильной камеры:

• плохое качество сушки;
• высокие затраты на электроэнергию;

Инфракрасная сушка древесины

Отличительной особенностью данного метода является то, что необязательно сооружать специальную камеру. Используются так называемые ИК-кассеты. Они располагаются между слоями пиломатериала и воздействуют инфракрасными лучами, выпаривая влагу. Летом можно сушить и на открытом воздухе, спрятав от дождя.

Имел дело с такими сушилками в своей мастерской, люблю тестировать различные новшества. В принципе, результат был удовлетворительный, однако в итоге отказался и пользуюсь своей сушильной камерой о которой писал выше. Для промышленных масштабов конечно такой вариант не рассматривается, а для частных случаев можно и прикупить себе ик-кассеты.

Плюсы инфракрасной сушки древесины:

• компактность и автономность;
• простота сборки;
• потребляет немного электроэнергии;

Минусы инфракрасной сушки древесины:

• используется для небольших объемов – до 5 кубов;
• сложно контролировать параметры сушки;

СВЧ сушильные камеры для древесины

Принцип работы аналогичен обычной СВЧ печи на кухне, только масштабы другие. Воздействие высокочастотным излучением на древесину является весьма деликатной вещью и особого вреда процесс сушки материалу не приносит, эффект нужный при этом достигается достаточно быстро (в плане сушки).

Однако СВЧ сушильные камеры встречаются довольно редко, сам я с ними не работал. Связано это с высокой стоимостью обслуживания. Выход из строя магнетронного генератора повлечет за собой немалые затраты, поэтому связываться с такими камерами мало кто берется.

Плюсы СВЧ сушильной камеры:

• высокое качество сушки и скорость процесса;
• относительное невысокое потребление энергии.

Минусы СВЧ сушильной камеры:

• невысокая вместимость камер - до 7 кубов;
• сложно контролировать процесс сушки;
• дороговизна магнетронных генераторов.

Вакуумные сушильные камеры для древесины

Вакуумные сушилки для дерева как правило полностью герметичны, в них создается пониженное давление и температура внутри камеры обычно не превышает 65 градусов. Из школы физики все знают, что чем ниже давление, тем ниже температура закипания воды. Этот принцип и помогает воздействовать на влагу внутри пиломатериала более низкими температурами достигая требуемого эффекта.

Снижение температуры способствует уменьшению теплопотерь в вакуумной камере и минимизирует изменение цвета доски. Конструктивные особенности зависят от конкретного производителя. К примеру, в итальянских сушильных вакуумных камерах WDE Maspell используются водяные нагреватели, а российские производители чаще используют электрические греющие элементы (по крайней мере, мне такие чаще попадались).

Особенностью вакуумной сушки древесины является то, что температура доски получается выше температуры насыщения (температуры кипения) водяного пара. А это убыстряет все процессы происходящие внутри доски и высушивание происходит быстрее. При этом технлогия позволяет не прибегать к агрессивному внешнему воздействию высокими температурами.

Но стоит понимать, что бездефектность высушенной древесины определяется не только методом сушки и типом камеры, но и технологическими режимами заложенными в конкретную конструкцию производителем и правильной работы автоматики.

Несмотря на более мягкое воздействие при вакуумной сушке дерева, вероятность растрескивания доски существует всегда, ведь в древесине множество разных видов напряжений. Эти напряжения зависят от местности произрастания дерева, его возраста и метода распила. 

Что касается сроков, доска из сосны 50 мм толщиной в вакуумной камере у меня высушивалась с 50% до 5% влажности примерно за неделю.

Плюсы вакуумных сушильных камер:

• хорошее качество сушки;
• высокая скорость сушки.

Минусы вакуумных сушильных камер:

• небольшой объем загрузки – до 10 кубов;
• дороговизна оборудования.