Solar Lumber Kiln/hr
Ljubitelji drva ili mali proizvođači namještaja po narudžbi često imaju poteškoća s nabavom malih količina drvene građe osušene u peći. Za ove ljude brzo proizvodno sušenje nije kritično. Sušenje u peći ili daljnje sušenje je potrebno jer bi drvo za unutarnju upotrebu u Sjedinjenim Državama trebalo imati sadržaj vlage od 6 do 8 posto. Ovdje je opisana jeftina sušilica za drvenu građu koja se grije na solarnu energiju, u biti ne ovisi o fosilnim gorivima za dobivanje energije. Nije namijenjen za komercijalne poslove gdje je važna brzina sušenja. Originalni model ove sušare uspješno je napravio i godinama ga je koristio Curtis Johnson, umirovljeni zaposlenik Šumske službe.* Noviji model koji je dizajnirao g. Johnson s većim kapacitetom držanja i drugim poboljšanjima sada je u funkciji. Ovo izvješće opisuje kako izraditi i koristiti ovaj najnoviji model te vrijeme potrebno za sušenje nekih vrsta drva. Sušionica se nalazi u južnom Wisconsinu na oko 43° sjeverne geografske širine.
Johnson, Curtis L. Sušilica za drvenu građu na vjetar pogonjena solarnim grijanjem. Southern Lumberman, 1. listopada 1961.
IZGRADNJA I RAD
MALA SUŠILICA DRVA NA SOLARNO GRIJALO
Paul J. Bois
Državni stručnjak za sušenje drva
Državno i privatno šumarstvo
USDA, Šumarska služba, Državno i privatno šumarstvo, Zadružno šumarstvo
One Gifford Pinchot Drive, Madison, WI 53705
Ponovno izdanje 3/1989
Sadržaj
Izgradnja
Fotografije sušare za drvo prikazane su na slikama 1, 2 i 3. Slike 4, 5 i 6 prikazuju glavne dimenzije i detalje konstrukcije. Ovisno o debljini drvene građe, sušara ima kapacitet od 750 do 850 stopa dasaka drvene građe od 8 stopa. Sušionica je potpuno drvene konstrukcije i izolirana. Izolacijske letvice mogu se pričvrstiti na zidove i strop. Južna strana sušionice je zatvorena s četiri prozora od stakla jednostruke čvrstoće, što daje staklenu površinu od oko 47 četvornih stopa. Južni zid je nagnut 40 stupnjeva od okomice i svaka jedinica za prikupljanje solarne energije je malo zakrenuta u pokušaju da uhvati malo sunca rano ujutro i kasno poslijepodne. Ovaj potonji detalj može biti od upitne koristi i može se smatrati dodatnim građevinskim detaljem. Dva ventilacijska otvora u podu prekrivena su hardverskom tkaninom za zaštitu od glodavaca. Svaki od ovih podnih otvora je 4 x 10 inča i nalazi se ispod središnjeg "plenuma". Svaki od gornjih ventilatora (dva ravnomjerno raspoređena preko tereta sušilice od 8 stopa) isporučuje 1200 kubičnih stopa zraka u minuti prema dolje između dva hrpa drva. Zglobne pregrade koje vise s ventilatora osiguravaju da sav zrak koji isporučuju ventilatori bude usmjeren između hrpa u "plenum" prostor tako da sav raspoloživi isporučeni zrak cirkulira kroz drvenu građu odvojenu naljepnicama. Plenumski prostor trebao bi biti širok 15 do 20 inča kako bi se osigurala ravnomjerna distribucija zraka kroz drvo. Električni ventilatori se aktiviraju pomoću termostata koji je podešen da uključi ventilatore kada unutarnja temperatura dosegne 80° F. Jedinice prozorskog stakla okrenute su prema crno obojenom limu i solarnim kolektorskim jedinicama s tvrdom podlogom. Gornji i donji dio svake kolektorske jedinice otvoreni su kako bi se omogućila cirkulacija zagrijanog zraka. Bočna vrata na istočnoj strani sušare omogućuju pristup utovaru i istovaru i pregled drvene građe. Susjedna manja vrata služe kao pristup prostoru za solarno grijanje.
Sušilica je postavljena na temeljne stupove od obrađenog drva postavljene 30 inča u zemlju.
Operacija
Solarna sušilica hvata dio sunčeve topline i koristi je za sušenje drvene građe. Ovom se metodom drvo može smanjiti na niži sadržaj vlage nego samim sušenjem na zraku i takvo je drvo prikladno za visokokvalitetnu upotrebu kao što je namještaj. Sušilica će s vremenom smanjiti sadržaj vlage u drvnoj građi na oko 8 posto; vrijeme određeno početnim sadržajem vlage u građi, godišnjem dobu i vrsti koja se suši. Sušilica radi na sljedeći način: sunčeve zrake prolaze kroz staklo, a dio raspoložive topline apsorbira crni metalni kolektor topline. Metal zauzvrat zagrijava zračni prostor unutar. Kada su ventilatori u radu, zagrijani zrak cirkulira kroz drvo i skuplja vlagu. Nešto zraka se upušta i odzračuje u procesu kroz proreze na podu, potrebna količina ovisi o sadržaju vlage u sušilici. Kada se suši zelena građa puna vlage, ventilacijski otvori mogu biti potpuno otvoreni; kako drvo postaje suše, otvori se mogu postupno zatvarati. Svrha odzračivanja je održati relativnu vlažnost zraka u sušilici što je moguće nižom uz održavanje visoke temperature suhog termometra. Kada termostatski kontrolirani ventilatori ne rade, kolektori i dio sušenja i dalje se odvijaju jer se zrak polagano kreće kroz sušilicu konvekcijom.
Važno je da drvo bude pravilno složeno sa suhim naljepnicama jednake veličine od 3/4 inča (ili debljim) koje odvajaju svaki red drveta. Svaki sloj naljepnica treba pažljivo poravnati, oko 24 inča za tvrdo drvo. Daljnji detalji o načelima dobrog slaganja opisani su u “Air Drying of Lumber, A Guide to Industry Practices,” Agriculture Handbook No. 402, USDA, Forest Service, koji je dostupan od Superintendent of Documents, Government Printing Office, Washington, DC
U Wisconsinu temperature sušilice mogu doseći 130°F ljeti i 80° do 90°F zimi. Temperature će varirati u drugim geografskim područjima.
Temperature sušilice za drvo također će varirati kako se drvo suši. Tijekom ljeta, temperature u sušilici za zeleno drvo mogu doseći samo 10° do 15° F iznad temperature okoline. Kasnije tijekom ljeta kada sadržaj vlage u drvnoj građi padne ispod 20 posto, temperature u sušilici će se popeti na 20° do 30° F iznad temperature okoline. Isparavanje je sporije, a učinak hlađenja manji pri nižim sadržajima vlage.
Rezultati
Ova sušilica i raniji modeli rade u južnom Wisconsinu više od 10 godina. Neke krivulje brzine sušenja za vrste osušenog drva prikazane su na slikama 7 i 8. Osušene vrste su crna trešnja, crni orah, bijeli hrast i pamuk. Sadržaj vlage u drvnoj građi koja ulazi u sušaru određen je rezanjem malih komada reprezentativnih ploča i njihovim vaganjem, sušenjem u pećnici i ponovnim vaganjem. Kako je sušenje napredovalo, uzorci dasaka iz kojih su izrezani komadi koji se zovu vlažni dijelovi, postavljani su na reprezentativna mjesta u sušilici i vagani u intervalima kako bi se odredio napredak sušenja. Tehnike uzorka ploča opisane su u “Priručniku za rukovanje suhom peći,” Agric. Priručnik br. 188, koji je dostupan preko Superintendent of Documents, Washington, DC Na kraju sušenja, dodatni komadi tih istih ploča su izrezani i osušeni u pećnici (215°F) kako bi se odredio konačni sadržaj vlage. Očitavanja su također uzeta vlagomjerom otpornog tipa kako bi se provjerile dodatne ploče u nekim nabojima. Kao što je prikazano na slici 7, drvo trešnje osušilo se s prosječnog sadržaja vlage od 60 posto na prosječno 6 posto u 52 dana. Bijeli hrast se u istom razdoblju osušio s prosječnih 15-1/2 posto na prosječno oko 7-1/2 posto. Ova šarža je osušena tijekom optimalnog perioda sušenja koji je započeo 15. srpnja. Još jedna serija je napravljena sa svježe piljenom građom crne trešnje koja je stavljena u sušaru 14. studenog. Kao što je prikazano na slici 8, sadržaj vlage smanjen je s oko 50 posto prosječne vlage sadržaj na 8 posto za oko 218 dana. Nakon vađenja iz sušilice, obje šarže su bile svijetle, čiste i očito bez godišnjih pregleda. U drugoj vožnji u ljeto 1976. s klinovima od pamučnog drveta s početnim sadržajem vlage od oko 130 posto i 4/4 oraha s 85 posto sadržaja vlage (sl. 7), započetim 14. srpnja, sadržaj vlage dosegao je prosječnih 10 posto i 12 posto, nakon 47 dana izvrsnog sušnog vremena. Opet, nisu primijećeni nedostaci pri sušenju.
Nakon eksperimentiranja s vremenom sušenja tijekom godina, g. Johnson smatra da je za ljetno sušenje potrebno oko 80 dana da se osuši gore spomenuto 4/4 zeleno tvrdo drvo. Također je utvrdio da to pretpostavlja oko 70 sunčanih dana ili ukupno oko 400 sati izravne sunčeve svjetlosti. S punim punjenjem peći i počevši od drvene građe, samo dva punjenja godišnje mogu se staviti kroz sušaru.
Očigledan način povećanja količine osušene građe godišnje je punjenje sušionice materijalom osušenim na zraku. Drvo osušeno na zraku u središnjim i istočnim Sjedinjenim Državama općenito će doseći sadržaj vlage od 12 do 15 posto. Vrijeme sušenja na zraku opet ovisi o vrsti, debljini, geografskoj širini i dobu godine. Općenito, vrstama kao što su hrast, pekan orah, hikorija, orah i kameni brijest potrebno je od 70 do 200 dana, što je kraće vrijeme za ljetno sušenje, što je duže za materijal koji se suši zimi. Vrste koje se brže suše, kao što su žuta topola, lipa, pamuk, bobica, meki javor i platana, trebat će 40 do 150 dana. Inventar dobro osušenog materijala spremnog za solarnu sušionicu mogao bi nekoliko puta povećati volumen solarne sušionice.
Preporuča se da se zeleni i na zraku sušeni materijal ne suše zajedno jer će dodatno sušenje na zraku osušenog materijala biti usporeno sve dok se sadržaj vlage sirovog materijala ne približi sadržaju vlage u drvu osušenom na zraku.
Vrijeme sušenja za materijal osušen na zraku može se procijeniti prema odgovarajućim krivuljama brzine sušenja. Unesite krivulju na odgovarajući sadržaj vlage i očitajte dane preostale do konačnog sadržaja vlage.
Materijali
Predloženi popis materijala za izradu solarne sušilice
Struktura
- 9 komada - Tretirani stupići 5 inča na vrhu, 42 inča dužine
- 2 komada - 10' 4"x6"
- 2 komada - 10' 2"x6"
- 8 komada - 12' 2"x6" podne grede
- 5 komada - 10' 2"x4"
- 12 komada - 6' 2"x4"
- 6 komada - 7' 2"x4"
- 4 komada - 12' 2"x4"
- 14 komada - 8' 2"x4"
- 4 lista - podloga od šperploče 4'x8' 3/4"
- 1 komad - vrata 6'x2'6".
- 300 bf - 1"x8" bočni kolosijek teretnih vagona
- 8 komada - 8' 1"x4" ukras
- 6 komada - 12' 1"x6" ukras
- 6 listova - 25/32" standardni omotač - unutarnja podstava
Krov
- 5 listova - 8' Metalni krov od krutih rebra
- 1 rola - Izolacija obložena folijom
Kolekcionari
- 25 stopa - 24" limenka s valjkom za kolektor topline
- 32 lf - okviri 1"x6" za kolektor topline
- 24 lf - 5/4"x6" krilo
- 24 lf - krilo 1"x6".
- 48 sf - Staklo
- 2 lista - 4'x8' 1/8" kaljeni lesonit
- 1 list - vanjska šperploča 4'x8' 3/8"
Vidi također
Vanjske poveznice
- http://www.motherearthnews.com/library/1982_July_August/A_Homemade_Solar_Lumber_Kiln
- http://www.homepower.com - Ne sjećam se problema, negdje 2004. godine, mislim.