DE2355930B2 - Verfahren zum regeln des trocknens von holz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Trocknens von Holz in einem geschlossenen Raum mit Entfeuchtung des Kammerklimas.

Da Holz Feuchtigkeit enthält, muß es in vielen Fällen nach dem Zersägen durch eine Trocknung verwendungsbereit gemacht werden. Diese Trocknung kann im Freien auf Holzlagerplätzen durch Sonnenwärme und Wind oder in Trocknungsräumen auf künstlichem Wege bewirkt werden. Im ersten Fall is\ es aus naheliegenden Gründen nicht möglich, den Zustand der Umgebungsluft zu beeinflussen, und daher hängt der Verlauf der Trocknung im Freien weitgehend von der Witlerung und jahreszeitlichen Einflüssen ab, woraus sich eine lange Trocknungszeit ergibt. Im Hinblick hierauf wird die künstliche Trocknung in geschlossenen Räumen in einem ständig zunehmenden Ausmaß angewendet, denn in solchen Räumen läßt sich der Zustand der das zu trocknende Holz umgebenden Luft leicht beeinflussen und ändern, z. B. durch die Verwendung erwärmter Luft als Regelungsmittel.

Die künstliche oder geregelte Trocknung von gesäglem Holz wird gewöhnlich in Durchlauftrocknungsan- 5<> lagen durchgeführt, in denen Holzbündel von im wesentlichen gleichen Abmessungen schrittweise durch Zonen gefördert weiden, die sich bezüglich des Zustandes der darin vorhandenen Luft unterscheiden, oder aber in Trocknungskammern, in die das zu trocknende Holz gebracht wird, und in denen der Zustand der das Holz umgebenden Luft verändert wird. z. B. durch Zuführen von erwärmter Luft bis /um Finde der Trocknung des Holzes. Ohne Rücksicht darauf, ob diese Änderungen des Zustandes der Luft durch kontinuierliches oder diskontinuierliches Zuführen von erwärmter Luft oder auf andere Weise herbeigeführt werden, muß so geregelt werden, daß d;is Hol/ in der Trocknungskammer keinen hohen inneren .Schwindspannungen ausgesetzt wird, die unier anderem bei einer zu schnei- ⁶S len Trocknung zum Entstehen von Rissen führen winden, und ferner muß die Trocknung so geregelt werden, daß ein Schwaminbefall vermieden wird, der zu einer Verfärbung oder zur Bildung von Schimmel führen würde.

Bis jetzt wird die Trocknung in einer Trocknungskammer entweder entsprechend einem Programm geregelt, durch das eine vorbestimmte Trocknungsdauer und vorbestimmte luftklimatische Bedingungen festgelegt werden, z. B. durch eine Vorherbestimmung der Trocknungszeit und eine entsprechende Regelung des Trocknungsklimas, oder aber dadurch, daß die in der Kammer erzielte Entfeuchtung des Holzes geregelt wird, wobei dtr Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ständig gemessen wird, und wobei die Trocknung so lange fortgesetzt wird, bis das Holz einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt hat. jedoch hat sich keine dieser bekannten Verfahren in jeder Beziehung bewährt. Bei dem erstgenannten Verfahren benötigt man eine große Anzahl verschiedener Programme, und man muß im voraus den optimalen Verlauf der Trocknung bei dem zu trocknenden Holz kennen, damit sich das Holz in der beabsichtigten Weise trocknen läßt. Bei dem zweiten bekannten Verfahren wird am Beginn der Trocknung. wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes noch relativ hoch ist, relativ schnell getrocknet, wobei jedoch die Gefahr des Entstehens von Rissen besteht, und wenn das Holz bereits einen relativ niedrigen Feuchtigkeitsgehalt hat, spielt sich die Trocknung relativ langsam und auf unwirtschaftliche Weis.e ab, so daß sich eine erheblich langete Gesamttrocknungszeit ergibt lim weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren zum Regeln der Trocknung von Holz in geschlossenen Räumen oder Kammein besteht darin, daß sie sich nicht anwenden lassen beim Trocknen bestimmter Holzarten, z. B. von Birkenholz, bei denen eine große Gefahr des Entstehens von Rissen gegeben ist.

Bei einem bekannten Trocknungsverfahren mit Steuerung des Klimaverlaufs in Schnittholz-Trocknungsanlagen wird die Psychrometerdifferenz während der Trocknungszeit in derselben Weise erhöht, in welcher die Holzfeuchtigkeit abnimmt, nämlich stetig und gleichmäßig logarithmisch (österreichische Patentschrift 2 86 880).

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Trocknen von Holz wird der Feuchtigkeitsgehalt der Trocknungsraumiuft so gewählt, daß stets der Grad ihrer Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit dem Grad der Feuchtigkeitsabgabefähigkeit des Trocknungsgutes bei der im Raum herrschenden Temperatur entspricht (österreichische Patentschrift 91 136).

Ferner ist ein Verfahren zum Trocknen von Holz bekannt, bei dem die Klimatisierung der Trocknungsluft in der Trocknungsanlage so gesteuert wird, daß das Verhältnis der jeweils vorhandenen mittleren Gutsfeuchtigkeit zu der dem jeweiligen Trocknungsluftklima entsprechenden, mit dieser im hygroskopischen Gleichgewicht stehenden Gutfeuchligkeit konstant ist (deutsche Patentschrift 8 44 578).

Schließlich ist ein Verfahren zum Regeln des Trocknungsluftzustandes beim Trocknen von 1 lol/ bei Atmosphärendruck und Temperaturen von 100 C und darüber bekannt, bei dem der Dampfpartialdruck der Trocknungsluft während des Trocknungsvorganges so eingestellt wird, daß er mit der gewünschten Fertig· holzfciichtigkcit im Gleichgewicht steht. Hierzu wird ohne weiteren Luftdurchsalz durch die Kammer die Trocknungstemperatur von Anfang an so eingestellt, df'i der bei ihr maximal erreichbare Dampfpartialdruck diesem Gleichgewicht entspricht (Auslcgcstück der deutschen Palentanmeldung P 47 543 D).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- en zum Regeln des Trocknens von Holz in einem hlossenen Raum mit Entfeuchtung des Kammerkli- *" so zu gestalten, daß sich eine optimale Trock-"^a geschwindigkeit ergibt und dabei die gesamte 5 Trocknungszeit den jeweiligen Bedingungen, d. h. dem Wassergehalt des Holzes, der Dichte des Holzes, dem f efüge des Holzes usw. angepaßt wird. Ir. der Trock- ngskammer soll eine möglichst hohe relative Feuchte ""frechterhc'ien werden, so daß es nicht erforderlich 10 ?" das Holz während der Trocknung zu befeuchten. ^B Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema,1- her Zeichnungen an Ausführungsbeispielen naher erläutert. Es zeigt

pig. 1 ein Blockschaltbild einer Regelanlage zum 15 T ocknen von Holz und dem Verfahren nach der Erfin-

FiK 2a und 2b graphische Darstellungen, welche die Beziehung zwischen der relativen Feuchte in der Trocknungskammer und der Zeit, bzw. die Beziehung 20 zwischen der Temperatur des das Holz umgebende Luft und der Zeit während des Trocknungsvorgangs bei Verwendung der Regelanlage nach F i g. 1 veranschaulichen. Af. U-

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausfuhrungsbei- spiel ist angenommen, daß eine geeignete Trocknungstemperatur in der Trocknungskammer relativ schnell erreicht und dann im wesentlichen konstant gehalten J bis sich der Feuchtigkeitsgehalt des Holzfs aiii tenden Sollwert zuzüglich des Unterschiedes zwischen dem Sollwert und dem oberen Hysteresepegel. Die zwischen je zwei Belüftungsvorgängen ablaufende Zeit wird gemessen und durch einen programmierbaren Zeitgeber 4 überwacht, der zwei Ausgänge χ und y hat und mit Informationseingängen 5 versehen ist, denen Signale zugeführt werden können, durch welche die Ober- und Untergrenzen für den zeillichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Belüftungsvorgängen bestimmt werden. Wird diese vorbestimmie Zeitspanne überschritten, d.h. dauert es langer, bis in der Trocknungskammer der Feuchtegrad erreicht ist. der dem gehenden Sollwert entspricht, als es durch die programmierte Zeitspanne festgelegt ist, sendet der Zeitgeber 4 einen Impuls aus. z. B. einen 1-Impuls, der über den Ausgang ν einem programmierbaren Sollwertschalter 6 zugeführt wird; wird dagegen die genannte Zeitspanne unterschritten, erzeugt der Zeitgeber 4 einen Impuls, z. B. einen 1-Impuls, der am Ausgang ν des Zeitgebers erscheint. Solange der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden BeIuI-tungsvorgängen in den programmierten Grenzen veibleibt, läßt der Zeitgeber 4 an keinem seiner Ausgange λ und ν einen Impuls erscheinen.

Der programmierbare Sollwertschalter 6 hat einen Eingang χι, der an den Ausgang .v des Zeitgebers angeschlossen ist, und einen Eingang vi, der mit dem Ausgang y des Zeilgebers verbunden ist, und der Eingang ist so programmiert, daß er beim Erscheinen von 111-

ειπεί 1 vwi UV·»" — ^w

F i ε 2b durch die Kurve B veranschaulicht ist. Dieser vorbestimmte Wert, der bei einer gegebenen Temperatur einem bestimmten Wert der relativen Feuchte in der Kammer entspricht, wird als Bestandteil eines Trocknungsprogramms verwendet, das auch den hochsten zulässigen Wert der relativen Feuchte in der Kam mer von z. B. 95% enthält, oberhalb dessen stets eine kontinuierliche Belüftung der Kammer stattrindet.

Zu der Regelanlage gehört gemäß F 1 g. 1 ein Aufnehmer 1, der die relative Feuchte in der Trocknungs- kammer fühlt und ein zur relativen Feuchte proportionales Signal einem Verstärker 2 zuführt, dessen Aus gangsspannung zur relativen Feuchte proportional ist.

Istwert, d. h. die relative Feuchte in der Trocknungskammer, mit einem nach oben und unten verstellbaren Sollwert zu vergleichen, der somit nicht höher sein darf als der Wert für die hochstzulässige relative Feuchte in der Kammer. Wenn der Istwert den Sollwert zuzüglich des Unterschiedes zwischen dem Sollwert und dem oberen Hysteresepegel in einem bestimmten Zeitpunkt überschreitet, bewirkt der Komparator 3. daß die Trocknungskammer belüftet wird, d. h. daß ein oder mehrere Gebläse 8 betätigt werden, um die relative Feuchte zu verringern; dieser Belüftungsvorgang wird fortgesetzt, bis die relative Feuchte in der Kammer in dem betreffenden Zeitpunkt auf den Sollwert abzüglich des Unterschiedes zwischen dem Sollwert und dem unteren Hystcresepegcl des Komparators zurückgegangen ist. Sobald dieser Zustand erreicht ist. wird die Belüftung der Kammer beendet, so daß von dein 1 InI/ abgegebene Feuchtigkeit verdampft und die relative Feuchte in der Trocknungskammer wieder erhöht, bis der dem Komparator 3 eingegebene Istwert erneut dem oberen Hysleresepcgel des Komparators entcnrirht d.h. dem für den betreffenden Zeitpunkt gel-Betrag von z. B. 5% je Schritt verringert, und daß er beim Erscheinen von Impulsen an seinem Eingang w den Sollwert schrittweise um einen vorbestimmten Betrag V(Jn z. B. 5% je Schritt vergrößert. Der jeweils neu eingestellte Sollwert w ird gemäß F i g. 1 dem Komparator 3 eingegeben, der dann den Istwert mit dem neuen Sollwert vergleicht und die weitere Regelung so bewirkt, daß schließlich das Programm den niedrigsten Sollwert erreicht, der gesondert eingestellt werden kann, z. B. gemäß F i g. 1 mit Hilfe einer Einstelleinrichtung 7, und der dem vorbestimmten Endwert des Feuchtigkeitsgehalts des Holzes entspricht.

Mit der beschriebenen Regelanlagc wird somit die Diffusionsgeschwindigkeit dadurch gemessen und geregelt, daß die Zunahme der relativen oder absoluten Feuchte der Luft je Zeiteinheit ermittelt wird. Zu diesem Zweck wird die Zeit gemessen, die zwischen dem Stillsetzen der Gebläse 8 und der erneuten Inbetriebsetzung vergeht, d.h. entsprechend der Kurve A in F i g. 2a die Zeit n. welche die zu der relativen Feuchte in der Trocknungskammer proportionale Istwertspannung benötigt, um vom unteren Hysteresepegel ties Komparators 3 bis auf seinen oberen Hysierescpegel anzusteigen.

Während das Holz in der Trocknungskammer getrocknet wird, verringeri sich die Fähigkeit des Holzes, die relative Feuchte in der Kammer aufrechtzuerhalten. so daß eine Belüftung der Kammer nicht mehr so oft durchgeführt zu werden braucht wie zuvor, d. h. daß sich die Zeitspannen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Belüftungsvorgä'ngen verlängern. Sobald diese Zeitspanne gemäß F i g. 2a einen bestimmten Wert / 2 überschreitet, wird die programmierte ßezug'sspannung bzw. der Sollwert um einen Schritt verkleinert, der gemäß der vorstehenden Beschreibung /.. B. 5% entsprechen kann, für den man jedoch natürlich auch einen anderen Wert wühlen könnte. Mit anderen Worten, es

wird mit einem neuen Sollwert der relativen Feuchte in der Kammer gearbeitet, der solange wie möglich aufrechterhalten wird. Wie erwähnt, ist das Programm umkehrbar, d. h. wenn die Diffusionsgeschwindigkeit zu schnell zunimmt, wird bei dem Programm um einen oder mehrere Schritte zurückgeschaltet, so daß der Sollwert der relativen Feuchte erhöht und die Diffusionsgeschwindigkeit entsprechend herabgesetzt wird. Auf diese Weise wird eine abgeglichene Diffusionsgeschwindigkeit und eine entsprechend abgeglichene Trocknungsgeschwindigkeit erreicht, die unter Berücksichtigung der Konstruktion der Trocknungskammer und der Eigenschaften des zu trocknenden Holzes einen optimalen Wert hat. Das beschriebene Verfahren ermöglicht ferner die Erzielung einer Gesamttrock nungszcit, die sich in jeder Beziehung den jeweiliger Bedingungen bezüglich des Feuchtigkeitsgehalts eic? Holzes, der Dichte und dem Gefüge des Holzes us\s anpassen läßt.

Im Rahmen der Erfindung kann das beschrieben Verfahren auf verschiedene Weise abgeändert werden Beispielsweise ist es möglich, an Stelle der Zeit, wäh rcnd welcher sich die relative Feuchte um einen vorbc stimmten Prozentsatz erhöht, die Zunahme der rclati vcn Feuchte in der Trocknungskammer während cinci vorbestimmten Zeitspanne zu messen, um den Track nungsvorgang zu regeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln des Trocknens von Holz

in einem geschlossenen Raum mit Entfeuchtung des Kammerklimas, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfeuchtung nach Erwärmung des Kammerklimas auf die nachher im wesentlichen konstant zu haltende Trocknungstemperatur begonnen und dann abgebrochen wird, wenn eine vorbestimmte Abweichung zwischen der relativen oder absoluten Feuchtigkeit des Kammerklimas und einem zugehörigen, nach oben und unten verstellbaren Bezugswert herrscht, wobei dieser in Abhängigkeit von der durch Messen der Zunahme der relativen oder absoluten Feuchtigkeit des Kammerklimas je Zeiteinheil ermittelten Feuchteabgabegeschwindigkeit an der Holzoberfläche geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugswert schrittweise vom höchsten zulässigen Wert ausgehend bis auf einen Endwert verkleinert wird, bei dem die Trocknung fortgesetzt wird, bis die Feuchteabgabegeschwindigkeit den Wert Null erreicht hat.

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