DE2355930C3 - 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 3" Entfeuchtung des Kammerklimas.

Da Holz Feuchtigkeit enthält, muß es in vielen Fällen nach dem Zersägen durch eine Tiocknung 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 ist es aus naheliegenden Gründen nicht möglich, den Zustand der Umgebungsluft zu beeinflussen, und daher hängt der Verlauf der Trocknung im Freien weitgehend von der Wittcrung und jahreszeitlichen Einflüssen ab, woraus sieh 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 Rcgelungsmittel.

Die künstliche oder geregelte Trocknung von gesägtem Holz wird gewöhnlich in Durchlauftrocknungsanlagen durchgeführt, in denen Holzbündel von im wesentlichen gleichen Abmessungen schrittweise durch Zonen gefördert werden, 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, /.. B. durch Zuführen von erwärmter Luft bis zum finde der Trocknung des Holzes. Ohne Rücksicht darauf, ob diese Änderungen des Zustandes der Luft durch kontinuicrliches oder diskontinuierliches Zuführen von erwärmter Luft oder auf andere Weise herbeigeführt werden, muß so geregelt werden, daß das Hol/, in der Trocknungskammer keinen hohen inneren .Schwindspannungen ausgesetzt wird, die unter anderem bei einer zu schnei- *5 len Trocknung zum Entstehen von Rissen führen würden, und ferner muß die Trocknung so geregelt weiden. (l:iU oin Schwammbefall 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 Trocknungszeil und eine entsprechende Regelung des Trocknungsklimas, oder aber dadurch, daß die in der Kammer erzielte Entfeuchtung des Holzes geregelt wird, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ständig gemessen wird, und wobei die Trocknung so lange fortgesetzt wird, bis das Holz einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt hat. ledoch 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 Weise ab, so daß sich eine erheblich längere Gesamttrocknungszeit ergibt. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren zum Regeln der Trocknung von Holz in geschlossenen Räumen oder Kammern 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 erhöhl, 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 Trocknungsraumluft so gewählt, daß stets der Grad ihrer Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit dem Grad der Feuchligkeitsabgabefähigkeit 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 Trocknungsluflklima entsprechenden, mit dieser im hygroskopischen Gleichgewicht stehenden Gutfeuchtigkeit konstant ist (deutsche Patentschrift 8 44 578).

Schließlich ist ein Verfahren zum Regeln des Trocknungsluftzustandes beim Trocknen von Holz bei Atmosphärendruck und Temperaturen von 100'^JC und darüber bekannt, bei dem der Dampfpartialdruck der Trocknungsluft während des Trocknungsvoigangcs so eingestellt wird, daß er mit der gewünschten Fertigholzfcuchtigkeit im Gleichgewicht steht. Hierzu wird ohne weiteren Luftdurchsatz durch die Kammer die Trocknungstemperatur von Anfang an so eingestellt, daß der bei ihr maximal erreichbare Dampfpartialdruck diesem Gleichgewicht entspricht (Auslcgestück der deutschen Patentanmeldung P 47 543 D).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln des Trocknens von Holz in einem geschlossenen Raum mit Entfeuchtung des Kammerklimas so zu gestalten, daß sich eine optimale Trocknungsgeschwindigkeit ergibt und dabei die gesamte Trocknungszeit den jeweiligen Bedingungen, d. h. dem Wassergehalt des Holzes, der Dichte des Holzes, liem Gefüge des Holzes usw. angepaßt wird. In der Trocknungskammer soll eine möglichst hohe relative Feuchte aufrechterhalten werden, so daß es nicht erforderlich ist, das Holz während der Trocknung zu befeuchten.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Regelanlage zum Trocknen von Holz und dem Verfahren nach der Erfindung,

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

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbcispiel isi angenommen, daß eine geeignete Trocknungstemperalur in der Trocknungskammer relativ schnell erreicht und dann im wesentlichen konstant gehalten wird, bis sich der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes auf einen vorbestimmten Wert verringert hat, wie es in F i g. 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 TiOcknungsprogramms verwendet, das auch den hochstcn zulässigen Wert der relativen Feuchte in der Kammer von z. B. 95% enthält, oberhalb dessen stets eine kontinuierliche Belüftung der Kammer stattfindet.

Zu der Regelanlage gehört gemäß F i g. 1 ein Aufnehmer 1, der die relative Feuchte in der Trocknungskammer fühlt und ein zur relativen Feuchte proportionales Signal einem Verstärker 2 zuführt, dessen Ausgangsspannung zur relativen Feuchte proportional ist. An den Verstärker 2 ist ein Komparator 3 angeschlossen, der an seinem Eingang einen oberen und einen oberen Hysteresepegel aufweist und dazu dient, den 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 höchstzulässige relative Feuchte in der Kammer. Wenn der Istwert den Sollwert zuzüglich des Unterschiedes, zwischen dem Sollwert und dem oberen Hystercscpegel 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 imleren Hysteresepegel des Kompaiators zurückgegangen ist. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird die Belüftung der Kammer beendet, so daß von dem Holz abgegebene Feuchtigkeit verdampft und die relative Feuchte in der Trocknungskammer wieder erhöht, bis der dem Komparator 3 eingegebene Istwert erneut dem oberen Hysteresepegel des Komparator enl- «inrirht. (Lh. dem für den betreffenden Zeitpunkt geltenden Sollwert zuzuglich 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 ν und y hai 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 länger, bis in der Trocknungskammer der Feuchtegrad erreicht ist. der dem geltenden 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 χ einem programmierbaren Sollwertschalter 6 zugeführt wird; wird dagegen die genannte Zeitspanne unterschritten, erzeugt der Zeitgeber 4 einen Impuls, z.B. einen 1-lmpuls. der am Ausgang ν des Zeitgebers erscheint. Solange der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden BeIuI tungsvorgängen in den programmierten Grenzen verbleibt, läßt der Zeitgeber 4 an keinem seiner Ausgänge ν und y einen Impuls erscheinen.

Der programmierbare Sollwertschalter 6 hat einen Eingang \i, der an den Ausgang χ des Zeitgebers angeschlossen ist, und einen Eingang y\, der mit dem Ausgang ν des Zeitgebers verbunden ist, und der Eingang ist so programmiert, daß er beim Erscheinen von Impulsen an seinem Eingang x\ den Sollwert, d. h. die Bezugsspannung, schrittweise um einen vorbestimmten Betrag von z. B. 5% je Schritt verringert, und daß er beim Erscheinen von Impulsen an seinem Eingang u den Sollwert schrittweise um einen vorbestimmten Betrag von z. B. 5% je Schritt vergrößert. Der jeweils neu eingestellte Sollwert wird gemäß F i g. 1 dem Komparator 3 eingegeben, der dann den Istwert mit dem neuen Sollwert vergleicht und die weitere Regelung st) 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 den-Stillsetzen der Gebläse 8 und der erneuten Inbetriebsetzung vergeht, d.h. entsprechend der Kurve A in F i g. 2a die Zeit /1, welche die zu der relativen Feuchte in der Trocknungskammer proportionale Istwertspannung benötigt, um vom unteren Hysteresepegcl ties Kompaiators 3 bis auf seinen oberen Hysteresepegel anzusteigen.

Während das Holz in der Trocknungskammer getrocknet wird, verringert sich die Fähigkeil des Hol/es, die relative Feuchte in der Kammer aufrechtzuerhalten. Su daß eine Belüftung der Kammer nicht mehr so olt durchgeführt zu werden braucht wie zuvor, d. h. daß sich die Zeitspannen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Belüftungsvorgängen verlängern. Sobald diese Zeitspanne gemäß F i g. 2a einen bestimmten Wert i2 überschreitet, wird die programmierte Be/ugsspannung bzw. der Sollwert um einen Schritt verkleinert, der gemäß der vorstehenden Beschreibung z. B. 5% entsprechen kann, für den man jedoch natürlich auch einen anderen Wert wählen könnte. Mit anderen Worten, es

wird mil einem neuen Sollwert der relativen Feuchte in der Kummer 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 DiIIu sionsgeschwindigkcil 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 Gesamttrocknungs/cil. die sich in jeder Beziehung den jeweiliger Bedingungen bezüglich des Feuchtigkeitsgehalts de; Holzes, der Dichte und dem Gefüge des Holzes usu anpassen läßt.

Im Rahmen der Erfindung kann das beschriebein Verfahren auf verschiedene Weise abgeändert werden Beispielsweise ist es möglich, an Stelle der Zeil, wäh rend welcher sich die relative Feuchte um einen vorbc stimmten Prozentsatz erhöht, die Zunahme der reluii vcn Feuchle in der Trocknungskammer während eine vorbestimmten Zeitspanne zu messen, um den Trock nungsvorgang zu regeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln des Trocknens von Hol/.

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 Zeiteinheit 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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