Сушилка для древесины своими руками: чертежи

Издревле при изготовлении изделий из дерева использовался лес, срубленный несколько лет назад. Мебель из сырой или неправильно высушенной доски покоробится либо рассохнется и пойдет трещинами. Высыхая, материал сжимается, сырые балки из дерева со временем поведет, а в стенах сруба появятся щели с ладонь шириной. В сырой древесине заводится плесень. Но и пересушенные доски плохи — материал начинает впитывать влагу, разбухает.

Сушка проводится горячим воздухом или паром, процесс длительный и дорогой, но он придает древесине дополнительную прочность, предупреждает изменение формы и размеров, пиломатериал дольше хранится.

Как высушить доски за шесть недель

На рисунке показан принцип работы солнечной сушилки. Уложенные с прокладками сырые доски высыхают в потоках теплого воздуха, которые направляются вниз вентиляторами и проходят сквозь штабель. Часть воздуха выходит наружу, другая часть снова участвует в циркуляции.

В деревообрабатывающей промышленности давно применяются сушильные камеры. Они совершенствовались в течение десятилетий, и теперь появились технологии, позволяющие получить сухой материал даже из самых упрямых пород. В таких сушилках расходуется много тепла, которое вырабатывается горелками, работающими на газе или ином топливе.

В процессе часто используется пар, чтобы снять внутренние напряжения в досках. Изучая данный вопрос, мы поняли, что такое сложное оборудование, требующее технических знаний, недоступно мастеру-любителю, поэтому нет смысла идти этим путем. В поисках решений обычно приходится последовательно переходить от одного источника сведений к другому, и нам удалось кое-что узнать о технологии сушки. Много полезных сведений мы получили от специалистов из лаборатории Федеральной лесной службы. Они поделились не только ценными советами, но и показали схематические наброски двух простых солнечных сушилок, из которых одна показалась слишком сложной. Другая, концепция которой разработана в 1978 г. в университете штата Висконсин, была намного проще. Мы выбрали ее в качестве основы для нашего проекта. По уверениям авторов этой концепции, доски из древесины твердых пород можно высушить до влажности 6-8% примерно за шесть недель при ясной теплой погоде, а сушка хвойной древесины заканчивается еще быстрее.

Эта концепция получила название «сушилка-парник с солнечной рециркуляцией». Мы же называем ее просто солнечной сушилкой. Небольшие затраты на ее постройку окупились практически полностью после первой же загрузки свежими досками, которые были получены на домашней лесопилке.

Основные виды сушильных камер

Сушильные комплексы для древесины могут быть классифицированы по многим признакам.

По способу отведения влаги:

  1. Конвекционные. Теплопередача в них идет с помощью конвекции. Различают туннельные и камерные.
    1. Туннельные. Вытянутая конструкция, в одном конце которой загружают пиломатериал, предназначающийся ля высушивания, в другом – вынимают сухой.
    2. Камерные. При сушке в камере устанавливается определенная температура, которая поддерживается на необходимом уровне при помощи специального оборудования. Этот тип наиболее часто используется.
  2. Конденсационные. Водяной пар, улетучившийся из дерева, не отводится потоком воздуха, а попадает на специальные устройства (конденсаторы), где охлаждаясь, превращается в жидкую воду. Такие сушильные устройства идеальны для тяжелых пород.

По способу циркуляции воздуха:

  • С естественной циркуляцией. В них древесина просушивается неравномерно, низкая производительность.
  • С принудительной циркуляцией.

По типу сушильного агента:

  • Воздушные.
  • Газовые.
  • Высокотемпературные.

Ниже описаны наиболее часто применяемые типы сушильных комплексов.

Режимы работы сушильной камеры

Камерная сушилка для древесины не подразумевает сильного нагрева при обычном режиме работы. А полный цикл работ, связанных с высушиванием одной партии древесины, можно разделить на несколько этапов.

Первый этап длится от 15-ти до 20-ти часов. В течение этого периода воздух в камере прогревается до 45Со. Вентиляция не включается, а на стенах помещения выпадает конденсат.

Второй этап длится около 48-ми часов. Он подразумевает подключение вентиляции и прогрев воздуха в камерной сушилке до 50 Со.

Третий этап длится до достижения требуемого конечного уровня влажности во внутренней структуре древесины (8…12%). В это время температура воздуха повышается до 55 Со, вытяжные заслонки полностью открываются, а вентиляторы работают на полную мощность.

После того как влажность достигнет требуемых показателей, следует прекратить подачу тепла. Вентиляторы должны остаться включенными еще на 24 часа. В результате этой тепловой обработки вы получите сухую древесину, полностью готовую для использования во время столярных или строительных работ.

Познакомиться с практическими наработками наших форумчан, касающихся правильного построения штабеля, вы сможете в разделе «Атмосферная сушка древесины». Желающие подробнее узнать о технологии сушки пиломатериалов могут посетить раздел «Сушка древесины». Тем же, кто хочет увидеть мастер-класс по технологии состаривания древесины, мы рекомендуем посмотреть соответствующее видео.

  • Аэродинамические
  • СВЧ-сушильные камеры
  • Конвективные
  • Конденсационные

А теперь разберем параметры качества сушки в разрезе представленных видов сушильных камер.

Процесс сушки древесины в камере

Аэродинамическая сушильная камера

Стоимость аэродинамической сушильной камеры сравнительно небольшая. Но затраты на энергию высокие. Представляет собой теплоизолированную камеру с вентилятором. Воздух нагревается за счет трения о лопатки вентилятора. Когда доска помещается в камеру, ее влажность распределена равномерно.

Далее начинается процесс сушки.

Циркулирующий горячий воздух вокруг доски подсушивает доску. После сушки при измерении влагомера, измеряющего влажность только верхнего слоя, мы увидим показатель влажности, которой и хотели добиться. Порядка 8-10%. Но если взять хороший игольчатый влагомер, то увидим настоящую влажность доски под поверхностным слоем, в 25-35%. Потому что доска осталась внутри сырой. Такую доску нельзя использовать. В ней огромное напряжение за счет разности по влажности (доску покоробит, потом она треснет).

Поэтому продолжаем сушку. Опять горячий воздух циркулирует на большой скорости вокруг доски.

Кстати, скорость потока в аэродинамической сушильной камере практически невозможно регулировать.

Продолжая сушить доску, ее внешний слой продолжает досыхать и пересыхает. От пересыхания верхний слой становится хрупким. Остается 1-3% влажности. Сухой слой уплотняется и сужается . Из внутреннего же слоя влага уходит медленнее. Соответственно, внутренний слой сужается медленнее, внешнего. А когда внутренний слой становится шире внешнего слоя доски — доска лопается.

Из вышесказанного напрашивается вывод: качественно высушить древесину в аэродинамической камере вряд ли получится

СВЧ сушильная камера

Довольно-таки интересная инженерная мыль.

Работает по принципу обычной бытовой микроволновки.

  • Под воздействием электромагнитного излучения высокой частоты, молекулы древесины увеличивают скорость колебания и древесина нагревается.
  • Сушка в СВЧ камере значительно сокращает сроки сушки.

Но на этом плюсы заканчиваются. Потому что стоит такая камера дорого, электроэнергии потребляет также, если не больше, чем аэродинамическая камера. Еще, в процессе практического применения свч-камер, выяснилось, что излучатели волн СВЧ быстро выходят из строя.

Заканчивая предложение, с которого начался обзор свч сушильных камер, Интересная инженерная мысль, но на практике не получила применения.

Конвективная сушильная камера

Этот вид сушильных камер можно назвать самым распространенным видом.

Принцип работы конвективной сушильной камеры таков:

  • через воздух, который проходит через теплообменники происходит передача тепла.
  • По теплообменникам проходит горячая вода и /или перегретый пар.
  • Можно изменять параметры воздуха, повысить или понизить влажность.
  • Повышают влажность с помощью влагообрабатывающих форсунок в камере. Понижают с помощью замены воздуха на сухой.
  • Настройки инверторных двигателей позволяют изменить направление и скорость воздушного потока.
Читайте также  Сечение кабеля диаметр

Процесс сушки в конвективной камере происходит следующим образом:

  • Доску сильно нагревают, в насыщенной влагой среде, при повышенной циркуляции воздуха. Это нужно для того, чтобы частицы воды всегда были теплые. Вода легко удаляется из древесины, поскольку та нагревается до 75-80 градусов по Цельсию.
  • В зависимости от толщины доски, в процессе сушки делается от одной до трех тепловлагообработок. Последняя тепловлагообработка проводится, чтобы полностью снять напряжение в древесине, перед самым окончанием сушки. В этот момент доска уже достигла необходимой влажности.

Из представленных вариантов, конвективная камера для сушки является самой подходящей для качественной сушки древесины.

Конденсационная сушильная камера

С самого начала сушки, теплый воздух удаляет влагу из внешних слоев древесины, циркулируя вокруг доски. Потом воздух переходит в конденсатор, нагревается и к доске направляется теплый сухой воздух.

Конденсационные сушильные камеры бывают с инверторами на двигателях и без таковых. Сушат дерево с увлажнением воздуха и без такового. Если инвертор отсутствует, то трещин не избежать, поскольку, инвертор позволяет замедлить скорость воздуха, для плавного выхода влаги. Сушить древесину без увлажнения воздуха и инверторов на двигателях, в конденсационной камере нельзя. Доска треснет. Без увлажнения и с инверторами сушить дерево можно, но доска будет с большим напряжением.

В конденсационных камерах, увлажнение проводят на втором этапе сушки, чтобы снять с верхнего слоя доски напряжение.

В результате осмоса, влага вытесняется изнутри доски, не повреждая верхние слои. Поскольку конденсационная камера рассчитана на невысокие температуры, вся вода в центре доски не успевает достаточно прогреться и перейти в наружный слой. То есть если затянуть влагообработку, то доска отсыреет по всему объему. Но при правильном подходе можно заметно снизить напряжение в доске. Для столярного производства такая древесина не годится, но для заборной доски или вагонки вполне подойдет.

Надеемся, что наша статья поможет вам определиться с выбором сушильной камеры. Из описания выше должно стать понятным, что правильная, качественная сушка получается при использовании конвективной сушильной камеры .Стоит отметить, что если требования к качеству пиломатериала невелики, то есть дерево будет использовано на черновое строительство или нужна сушка до транспортной влажности, то качественная сушка не является обязательным требованием.

Дополнительное оборудование

В качестве дополнительного оборудования можно установить в сушильную камеру автоматику. Ее свойства:

Схема газовой сушилки.

  • система способна работать с камерами разного размера и с разными источниками тепла;
  • стоит относительно дешево;
  • не требует специальных знаний для ее обслуживания;
  • отличается простотой установки;
  • измеряет температуру и влажность в камере;
  • обеспечивает полностью автоматический или полуавтоматический режим работы сушильной камеры;
  • автоматически управляет работой клапанов, заслонок и вентиляторов.

Для работы системы достаточно задать толщину и породу пиломатериала, нужную конечную влажность. Система помогает просушить различные породы древесины: сосну, ель, дуб, березу, бук, липу, ясень, клен, ольху, граб, тополь, осину, явор. Каждые 2 часа автоматика снимает показания влажности и температуры и вносит необходимые коррективы в работу всех систем обогрева воздуха и вентиляции помещения. Примерная стоимость такой системы колеблется в пределах 400-450$.

Построить сушилку своими руками довольно хлопотно и дорого.

Но результат покрывает все издержки. Особенно это важно для тех, кто занимается изготовлением деревянных изделий вроде мебели и резьбы по дереву. Сухая древесина стоит в несколько раз дороже сырой. Кроме того, в собственной сушилке можно достичь определенного показателя влажности заготовок. Все вполне можно сделать самостоятельно при большом желании и наличии подходящего места.

Для чего сушить древесину?

Сушкой называют процесс удаления влаги из материала, путем испарения. Когда дерево растет, обмен веществ в нем осуществляется с помощью циркуляции влаги по стволу. При срезании циркуляция прекращается, и влага начинает испарятся. Для того, чтобы построить дом или сделать любое деревянное изделие, нужно качественно просушить бревна.

Покупная вакуумная сушилка

Хорошо просушенный материал защищен от грибков, повреждений и трещин, а срок службы заметно увеличится.

Если сушка была качественной, то и изделие прослужит Вам долгие годы.

Древесина делится на категории в зависимости от степени влажности:

  1. мокрой считается та, которая находилась в воде и ее влажность стопроцентная;
  2. свежесрубленная, с влажностью в пределах от 50 до 100%;
  3. воздушно-сухая, в случаи если материал долго находился на воздухе. Влажность такой древесины примерно 15-20%;
  4. комнатно-сухая, с влажностью 8-12%
  5. абсолютно сухая, влажность которой ровна 0.

Влажный материал будет плохо поддаваться обработке, но отличается гибкостью и эластичностью.

Сушка древесины в теории

Влага в древесине находится в двух состояниях:

  • свободная, содержится в больших количествах в капиллярах древесины, отдается первой и значительно не влияет на форму и объем волокон;
  • связанная, содержится в самих стенках клетки, отдается только под воздействием температуры и напрямую поддерживает структуру волокон.

Из-за особенностей данной структуры существует 2 вида сушки древесины:

  • Естественная сушка. Производится на открытом воздухе под навесом, закрывающим от дождя и прямых солнечных лучей. При такой сушке можно добиться 18-23% влажности. А также сушка может производиться в закрытом помещении, чтобы материал принял «комнатно-сухое» состояние с 8-12% влажности. Свободная влага и излишки связанной выветриваются. Процесс естественной сушки может длиться в течение нескольких недель или даже месяцев.
  • Искусственная сушка. Этот процесс проводится в специальных камерах – сушилках. занимает от нескольких часов до нескольких дней. Именно этим способом мы производим доску сухую обрезную и другие сухие пиломатериалы. Но существует и способ сушки древесины в жидкой среде, в ваннах с петролатумом при температуре 130-1400C.

Схема устройства сушильной камеры

Стрелками указаны потоки циркуляции воздуха в камере.

Особенности устройства сушильных камер

Большинство современных камер имеют схожую конструкцию, не зависимо от типа. Чаще всего устройство сушильной камеры представляет собой горизонтальную конструкцию в цилиндрической формы, реже в виде параллелепипеда. Входное отверстие закрывается массивной крышкой, через которую сырье загружается и выгружается из камеры. Вакуумные модели имеют резиновую прокладку на двери, которая позволяется создать условия, близкие к идеальному вакууму.

Пиломатериалы располагаются на нагревательных пластинах, изготовленных из сплавов алюминия. Все пластины установлены на ролики, с помощью которых достигается оптимальное перемещение древесины и равномерная просушка, а также удобная погрузка-выгрузка.

В зависимости от схемы камеры, устанавливается соответствующее оборудование.

Вакуумные камеры оборудованы помпой, некоторые модели — нагревательными элементами для нагнетания горячего воздуха внутрь камеры (на электрическом или дровяном отоплении), а некоторые — паровой машиной.

Оборудование для конденсационной сушки пиломатериала можно сделать самостоятельно, исходя из базовых принципов строения сушильных камер.

Описание некоторых вариантов рабочего процесса

Сырой пиломатериал всегда создает проблемы. Использование такой древесины приводит к низкокачественному конечному результату. Дома свежекупленные доски при неправильном хранении могут быстро почернеть. Нужно обеспечить качественную естественную сушку на открытом воздухе. При планировании строительства необходимо учитывать время на процесс просушки пиломатериала.

При выдержке на открытом воздухе влажность древесины достигает определенного значения (влажности воздуха). В процессе из древесины испаряется влага, затем заготовки забирают ее из внешней среды (незначительно меняются размеры материала). Происходит циклический процесс забора и отдачи влаги из окружающего воздуха. Древесина проходит несколько этих этапов (усушка/набухание), доходит до нужной кондиции, но изменение размеров почти не наблюдается. Пиломатериал, просушенный естественным способом, менее подвержен трещинообразованию и короблению (процесс происходит плавно).

Сушка в штабелях

При выборе способа, как высушить доски, самым эффективным считается вариант сушки на открытом воздухе. Он подходит для больших объемов древесины. Важно правильно выбрать место, чтобы оно было открытым и продуваемым. Для этих целей хорошо подходит середина огорода, плоская крыша хозяйственной постройки. Подготовленную площадку следует застелить кусками рубероида (необходимо сделать большой нахлест для предотвращения вытягивания влаги из почвы).

Перед укладкой пиломатериала, надо определить преобладающее направление ветра, чтобы сложить доски поперек. Штабель следует делать до 1.2 м (оптимально выбрать 0.8 метра) в ширину. Иначе расположенные внутри доски сохнуть будут дольше. Высоту штабеля можно сделать любой (если удобно выкладывать).

Важно выдержать расстояние до низа штабеля от земли (оптимально сделать 0.5 м). Чтобы поднять нижние пиломатериалы над землей, проще всего использовать брус. Брусья, из которых выполняются опоры под штабель, должны иметь длину равную ширине штабеля.

На готовые опоры (расстояние между ними в1.5 м) укладываются нижние прокладки (из брусков сечение в 20-50мм). Располагаются прокладки перпендикулярно направлению досок. Струганные прокладки в пределах одного слоя досок должны иметь одинаковую толщину. Торцы досок впитывают влагу из воздуха быстрее остальной поверхности, поэтому следует обработать раствором извести (сметанообразная смесь со столярным клеем в составе). Можно покрыть олифой, маслом либо краской.

Чтобы пиломатериалы не повело, готовый штабель надо пригрузить или стянуть вертикально. На верхний слой пиломатериалов укладываются прокладки. Стягиваются резиновым жгутом (шириной в 30-40мм) концы верхних и нижних прокладок. В таком положении доски высыхают за несколько недель (процесс естественным путем ускоряется летом). Данный способ отличает предотвращение возникновения трещин в древесине.

Готовый штабель следует надежно защищать от атмосферных осадков (особенно косого дождя). Важно закрыть пиломатериал так, чтобы влага продолжала испаряться. На верх штабеля (во всю длину) укладывается несколько достаточно толстых прокладок. После этого внахлест укладывается кровельное железо так, чтобы соорудить козырек в 15 -25 см по периметру штабеля. Жесть прижимается парой брусков, которые привязываются для прочности к прокладкам. Под железом должен образоваться проветриваемый зазор от 10 см. Допускается использовать иные кровельные материалы. Надо выбирать жесткое покрытие, которое не должно касаться высушиваемых досок.

Сооружение навеса

Технология сушки совпадает с предыдущим способом, но навес строится предварительно и надежно защищает штабель от осадков и прямых солнечных лучей. Можно соорудить простейшее строение из брусков, на которых обустраивается крыша из любого кровельного материала. Под навесом сооружается ровное основание, на которое укладываются заготовки. От земли должно быть расстояние от 30 см. До обустройства основания земля застилается рубероидом, чтобы избежать проникновения влаги из почвы.

Просушка на корню

Чтобы выполнить сушку древесины на корню, необходимо у корня снять достаточно широкое по высоте кольцо коры. Работы рекомендуется начинать весной. В этот период времени дерево особенно хорошо поддается естественной сушке. После снятия коры прекращается поступление воды по стволу к кроне, и дерево постепенно высыхает. Сушить помогает листва, вытягивая влагу естественным способом. Потом это дерево можно валить и пилить на доски.

Другие варианты

К естественным видам сушки древесины также относится вариант когда дерево сначала валят, затем очищают от коры (крона остается), листва около двух недель вытягивает влагу, дерево осушается за достаточно короткий срок (в то время как доски, сложенные на открытом воздухе, высушиваются за месяцы).

Хорошо влагу вытягивает бетон. Существует основанный на этом метод сушки древесины. На чистый бетонный пол укладывается в один слой пиломатериал, который следует регулярно переворачивать.

Когда требуется быстро высушить древесину небольших размеров, то заготовка оборачивается в 7-14 слоев бумаги. Сверху все закрывается слоем полиэтилена, в котором проделываются дырочки. Заготовку укладывают рядом с источником тепла. Сушка происходит равномерно при регулярном переворачивании доски.

Всю влагу впитывает бумага, поэтому ее необходимо регулярно менять. Если толщина доски равна 3 см, то для сушки потребуется 4 суток. Если по окончании данного процесса пиломатериал покоробится, то исправить получившийся недостаток, можно воспользовавшись рубанком.

Небольшие деревяшки можно сушить методами запаривания, через две недели после просушивания такие заготовки можно обрабатывать.