Solar Lumber Kiln/nl
| Type | Zonnedroger |
|---|---|
| Auteurs | |
| Status | "deployed" is not in the list (In progress, Idea, Designed, Modelled, Prototyped, Verified, Deployed, Clinical trial, Commercialized) of allowed values for the "Project status" property. Ingezet |
| Jaren | 2006 |
| Gemaakt | Ja |
De houthobbyist of kleine meubelmaker heeft vaak moeite om kleine hoeveelheden ovengedroogd hout te verkrijgen. Voor deze mensen is snelle productiedroging niet cruciaal. Ovendrogen, of verder drogen, is vereist omdat hout voor gebruik binnenshuis in de Verenigde Staten een vochtpercentage van 6 tot 8 procent moet hebben. Hier wordt een goedkope houtdroger beschreven die op zonne-energie werkt en die in wezen niet afhankelijk is van fossiele brandstoffen voor energie. Deze droger is niet bedoeld voor commerciële doeleinden waar droogsnelheid belangrijk is. Het oorspronkelijke model van deze droger werd met succes gebouwd en jarenlang gebruikt door Curtis Johnson, een gepensioneerde medewerker van de Forest Service.* Een nieuwer model, ontworpen door de heer Johnson, met een grotere opnamecapaciteit en andere verbeteringen, is nu in gebruik. Dit rapport beschrijft hoe dit nieuwste model gebouwd en bediend moet worden en hoeveel tijd nodig is om bepaalde houtsoorten te drogen. De droger bevindt zich in het zuiden van Wisconsin op ongeveer 43° noorderbreedte.
Johnson, Curtis L. Windaangedreven, met zonne-energie verwarmde houtdroger. Southern Lumberman, 1 oktober 1961.
HET CONSTRUCTEREN EN BEDIENEN VAN EEN KLEINE HOUTDROGER MET ZONNE-ENERGIE
Paul J. Bois
Nationale specialist in hout drogen
Staats- en particuliere bosbouw
USDA, Forest Service, Staats- en particuliere bosbouw, Coöperatieve bosbouw
Eén Gifford Pinchot Drive, Madison, WI 53705
Heruitgegeven 3/1989
Bouw
Foto's van de houtdroger zijn te zien in figuur 1, 2 en 3. Figuur 4, 5 en 6 tonen de belangrijkste afmetingen en constructiedetails. Afhankelijk van de dikte van het hout heeft de droger een capaciteit van 750 tot 850 board feet (ongeveer 2,4 meter) hout van 8 voet (ongeveer 2,4 meter). De droger is volledig van hout en geïsoleerd. Isolatieplaten kunnen aan de muren en het plafond worden bevestigd. De zuidkant van de droger is omgeven door vier stormramen van enkelvoudig glas, wat resulteert in een glasoppervlak van ongeveer 4,5 vierkante meter. De zuidmuur helt 40 graden af ten opzichte van de verticale as en elke zonnecollector is licht gedraaid om wat zonlicht in de vroege ochtend en late middag op te vangen. Dit laatste detail kan van twijfelachtig nut zijn en kan worden beschouwd als een optioneel constructiedetail. Twee ventilatieopeningen in de vloer zijn bedekt met gaas om knaagdieren buiten te houden. Deze ventilatieopeningen zijn elk 10 bij 25 centimeter en bevinden zich onder het centrale "plenum". De plafondventilatoren (twee gelijkmatig verdeeld over de 2,4 meter lange droger) blazen elk 355 kubieke meter lucht per minuut naar beneden tussen de twee houtstapels. Scharnierende schotten die aan de ventilatoren hangen, zorgen ervoor dat alle lucht die door de ventilatoren wordt aangevoerd, tussen de stapels door naar de "plenumruimte" wordt geleid, zodat alle beschikbare lucht door het met stickers gescheiden hout circuleert. De plenumruimte moet 38 tot 50 cm breed zijn om een gelijkmatige luchtverdeling door het hout te garanderen. De elektrische ventilatoren worden geactiveerd door een thermostaat die is ingesteld om de ventilatoren in te schakelen wanneer de binnentemperatuur 27 °C bereikt. De raamglasunits zijn voorzien van dofzwart geverfd plaatstaal en zonnecollectoren met een hardboard achterkant. De boven- en onderkant van elke collectorunit zijn open om de verwarmde lucht te laten circuleren. Een zijdeur aan de oostkant van de droger biedt toegang tot het laden en lossen en maakt inspectie van het hout mogelijk. Een aangrenzende kleinere deur dient als toegang tot het zonneverwarmingsgedeelte.
De droger is gemonteerd op funderingspalen van behandeld hout die 30 inch in de grond zijn geslagen.
Operatie
De zonnedroger vangt een deel van de zonnewarmte op en gebruikt dit om het hout te drogen. Met deze methode kan het vochtgehalte van het hout worden verlaagd tot een lager niveau dan bij alleen luchtdrogen, en dergelijk hout is geschikt voor hoogwaardige toepassingen zoals meubels. De droger brengt het vochtgehalte van het hout in de loop van de tijd terug tot ongeveer 8 procent; de tijd wordt bepaald door het oorspronkelijke vochtgehalte van het hout, de tijd van het jaar en de houtsoort die wordt gedroogd. De werking van de droger is als volgt: de zonnestralen dringen door het glas en een deel van de beschikbare warmte wordt geabsorbeerd door de zwarte metalen warmtecollector. Het metaal verwarmt op zijn beurt de luchtruimte binnenin. Wanneer de ventilatoren draaien, circuleert de verwarmde lucht door het hout en neemt vocht op. Hierbij wordt een deel van de lucht via de vloersleuven toegelaten en afgevoerd; de benodigde hoeveelheid is afhankelijk van het vochtgehalte in de droger. Wanneer vochtig groen hout wordt gedroogd, kunnen de ventilatieopeningen volledig open blijven staan; naarmate het hout droger wordt, kunnen de ventilatieopeningen geleidelijk worden gesloten. Het doel van ontluchten is om de relatieve luchtvochtigheid in de droger zo laag mogelijk te houden en tegelijkertijd een hoge drogeboltemperatuur te handhaven. Wanneer de thermostatisch geregelde ventilatoren niet werken, vinden er nog steeds collectoren en een deel van de droging plaats, doordat de lucht langzaam door de droger stroomt door convectie.
Het is belangrijk dat het hout goed wordt gestapeld met gelijkmatig verdeelde droge stickers van 1,9 cm (of dikker) tussen elke rij hout. Elke rij stickers moet zorgvuldig worden uitgelijnd, ongeveer 60 cm uit elkaar voor hardhout. Meer informatie over goede stapelprincipes vindt u in "Air Drying of Lumber, A Guide to Industry Practices", Agriculture Handbook nr. 402, USDA, Forest Service, verkrijgbaar bij de Superintendent of Documents, Government Printing Office, Washington, D.C.
In Wisconsin kunnen de drogere temperaturen in de zomer oplopen tot 54°C en in de winter tot 27°C. De temperaturen kunnen op andere geografische locaties variëren.
De temperaturen in de houtdroger variëren ook tijdens het drogen. In de zomer kan de temperatuur in de droger met groen hout slechts 10 tot 15 °F boven de omgevingstemperatuur uitkomen. Later in de zomer, wanneer het vochtpercentage van het hout onder de 20 procent daalt, zal de temperatuur in de droger oplopen tot 20 tot 30 °F boven de omgevingstemperatuur. De verdamping verloopt trager en het koelend effect is minder bij een lager vochtpercentage.
Resultaten
Deze droger en eerdere modellen zijn al meer dan 10 jaar in gebruik in het zuiden van Wisconsin. Enkele droogsnelheidscurven voor gedroogde houtsoorten worden weergegeven in figuren 7 en 8. De gedroogde houtsoorten waren zwarte kers, zwarte walnoot, witte eik en populier. Het vochtgehalte van het hout dat de droger binnenkwam, werd bepaald door kleine stukjes van representatieve planken te zagen en deze te wegen, in de oven te drogen en opnieuw te wegen. Naarmate het drogen vorderde, werden de monsterplanken waaruit de stukken, de zogenaamde vochtsecties, waren gezaagd, op representatieve locaties in de droger geplaatst en met tussenpozen gewogen om de voortgang van het drogen te bepalen. Technieken voor monsterplanken worden beschreven in "The Dry Kiln Operator's Manual", Agric. Handbook nr. 188, dat verkrijgbaar is via de Superintendent of Documents, Washington, D.C. Aan het einde van de droogcycli werden extra stukken van dezelfde planken gesneden en in de oven gedroogd (215 °F) om het uiteindelijke vochtgehalte te bepalen. Er werden ook metingen verricht met een vochtmeter van het weerstandstype om extra planken in sommige ladingen te controleren. Zoals te zien is in figuur 7, droogde het kersenhout in 52 dagen van een gemiddeld vochtpercentage van 60 procent naar gemiddeld 6 procent. Het witte eikenhout droogde in dezelfde periode van gemiddeld 15,5 procent naar gemiddeld ongeveer 7,5 procent. Deze lading werd gedroogd tijdens een optimale droogperiode die begon op 15 juli. Een nieuwe droogcyclus werd uitgevoerd met vers gezaagd zwart kersenhout, dat op 14 november in de droger werd geplaatst. Zoals te zien is in figuur 8, daalde het vochtpercentage in ongeveer 218 dagen van gemiddeld 50 procent naar 8 procent. Bij het verwijderen uit de droger waren beide ladingen hout helder, schoon en blijkbaar vrij van seizoensresten. Tijdens een andere test in de zomer van 1976 met populierenhout met een initiële vochtigheidsgraad van ongeveer 130 procent en 4/4 walnoothout met een vochtigheidsgraad van 85 procent (fig. 7), gestart op 14 juli, bereikten de vochtigheidsgraden na 47 dagen uitstekend droogweer respectievelijk een gemiddelde van 10 en 12 procent. Ook hier werden geen droogfouten opgemerkt.
Na jarenlang te hebben geëxperimenteerd met droogtijden, is dhr. Johnson van mening dat er voor het drogen in de zomer ongeveer 80 dagen nodig zijn om de hierboven genoemde 4/4 groene hardhoutsoorten te drogen. Hij heeft ook vastgesteld dat dit neerkomt op ongeveer 70 zonnige dagen of in totaal ongeveer 400 uur direct zonlicht. Met volle ovenladingen en beginnend met groen hout, kunnen er slechts twee ladingen per jaar in de droger.
Een voor de hand liggende manier om het volume gedroogd hout per jaar te verhogen, is door de droger te vullen met luchtgedroogd hout. Luchtgedroogd hout in het centrale en oostelijke deel van de Verenigde Staten bereikt over het algemeen een vochtgehalte van 12 tot 15 procent. De droogtijden zijn afhankelijk van de houtsoort, dikte, breedtegraad en tijd van het jaar. Over het algemeen hebben soorten zoals eik, pecannoot, hickory, walnoot en rotsiep 70 tot 200 dagen nodig; hoe korter de droogtijd in de zomer, hoe langer de droogtijd in de winter. Sneller drogende soorten, zoals gele populier, linde, populier, netelboom, esdoorn en plataan, hebben 40 tot 150 dagen nodig. Een voorraad goed luchtgedroogd hout, klaar voor de zonnedroger, kan de productie van de zonnedroger aanzienlijk verhogen.
Het wordt aanbevolen om het groene materiaal en het luchtgedroogde hout niet samen te drogen. De verdere droging van het luchtgedroogde hout wordt namelijk vertraagd totdat het vochtgehalte van het groene materiaal gelijk is aan dat van het luchtgedroogde hout.
Droogtijden voor luchtgedroogde voorraad kunnen worden geschat met behulp van de juiste droogsnelheidscurven. Voer de curve in bij het juiste vochtgehalte en lees het aantal resterende dagen af tot het uiteindelijke vochtgehalte.
Materialen
Voorgestelde lijst met materialen voor de bouw van een zonnedroger
Structuur
- 9 stuks - Behandelde palen 5 inch boven, 42 inch lang
- 2 stuks - 10' 4"x6"
- 2 stuks - 10' 2"x6"
- 8 stuks - 12' 2"x6" vloerbalken
- 5 stuks - 10' 2"x4"
- 12 stuks - 1,88 m x 10 cm
- 6 stuks - 7' 2"x4"
- 4 stuks - 12' 2"x4"
- 14 stuks - 8' 2"x4"
- 4 platen - 4'x8' 3/4" multiplex ondervloer
- 1 stuk - 6'x2'6" deur
- 300 bf - 1"x8" goederenwagon zijspoor
- 8 stuks - 8' 1"x4" afwerking
- 6 stuks - 12' 1"x6" afwerking
- 6 vellen - 25/32" standaard omhulling - binnenvoering
Dak
- 5 platen - 8' stijve metalen dakbedekking
- 1 rol - Folie-gecoate isolatie
Verzamelaars
- 25 voet - 24" roldalblik voor warmtecollector
- 32 lf - 1"x6" frames voor warmtecollector
- 24 lf - 5/4"x6" raamkozijn
- 24 lf - 1"x6" raamkozijn
- 48 sf - Glas
- 2 platen - 4'x8' 1/8" gehard hardboard
- 1 plaat - 4'x8' 3/8" exterieur multiplex
Zie ook
Externe links
- http://www.motherearthnews.com/library/1982_July_August/A_Homemade_Solar_Lumber_Kiln
- http://www.homepower.com - Ik kan me het probleem niet herinneren, ergens in 2004 denk ik.
| Auteurs | Eric Blazek |
|---|---|
| Licentie | CC-BY-SA-3.0 |
| Locatie | {{{coördinaten}}} |
| Organisaties | USDA |
| Citeer als | Eric Blazek (2006–2025). "Solar Lumber Kiln" . Appropedia . Geraadpleegd op 13 september 2025 . |