Problémy s vlhkostí dřeva sušeného solární pecí
Jako truhlář nebo obsluha pily víte, že správně vysušené dřevo je nezbytné pro výrobu vysoce kvalitních a trvanlivých projektů.
Solární pece nabízejí cenově dostupnou a nízkoenergetickou alternativu k tradičním metodám sušení, urychlují proces sušení a zároveň snižují náklady na energii. S sebou však nesou problémy s vlhkostí, která může ovlivnit integritu dřeva, pokud se o ni nestaráte.
Pochopení toho, jak monitorovat a kontrolovat vlhkost v řezivu sušeném sluncem, je klíčem k prevenci deformace, praskání a smršťování, což může zničit projekt ještě před jeho zahájením.
Solární pece získávají na popularitě mezi amatéry i profesionálními truhláři, kteří si suší řezivo sami. Sušené dřevo je v pile drahé, zatímco surové dřevo stojí mnohem méně. Sušení surového dřeva na vzduchu však může trvat měsíce a může vést k deformaci a praskání, než je dřevo použitelné. Sušení dřeva v kontrolovaném prostředí trvá mnohem kratší dobu a umožňuje dřevu smršťovat se bez deformace.
Obsah
- Výhody solárních pecí
- Pochopení klíčových konstrukčních prvků solární pece
- Vyplatí se solární pece?
- Jak dlouho trvá sušení dřeva v solární peci?
- Monitorování úrovně vlhkosti v řezivu sušeném sluncem
- Měřiče vlhkosti
- Optimální úrovně obsahu vlhkosti pro různé aplikace
- Výhody solárních pecí pro truhláře
Výhody solárních pecí
Solární pec suší čerstvé dřevo rychle a bezpečně, s menší pravděpodobností vad než sušení vzduchem. Protože teplo dodává slunce, solární pec nespaluje palivo, což z ní činí ekologicky šetrnou volbu pro sušení dřeva.
Zesnulý Dr. Eugene Wengert, specialista na lesní produkty na University of Wisconsin-Madison, zdůraznil jejich snadné použití: stačí naložit dřevo, nastavit větrací otvory a ke konci procesu sušení sledovat obsah vlhkosti (MC).
„A dřevo neusuší příliš rychle,“ řekl Dr. Wengert. „Je to v podstatě systém ‚nastav a zapomeň na to‘. Můžete tam dřevo prostě dát a téměř na něj zapomenout. Teprve ke konci sušení je potřeba změřit obsah vlhkosti (MC), abyste zjistili, zda je čas proces zastavit a dřevo vytáhnout.“
Pochopení klíčových konstrukčních prvků solární pece
Dr. Wengert vyvinul v roce 1978 populární a jednoduchý návrh solární pece. Často se označuje jako solární pec Virginia Tech, protože ji Dr. Wengert vyvinul během svého působení na Virginia Tech. Ačkoli dnes existují různé solární konstrukce, konstrukce Virginia Tech je model pece považovaný za standard, podle kterého se staví ostatní pece. Tesaři mohou najít návod k tomuto modelu a dalším podobným designům online.
Vyplatí se solární pece?
Počáteční investice do solární pece závisí na její velikosti a stavebních materiálech, ale z dlouhodobého hlediska se obvykle zaplatí. Solární pece se dodávají v různých velikostech, přičemž malé pece suší 800–1,000 1,500 bedněných stop (cca 2,000–XNUMX XNUMX bedněných stop) a velké pece suší XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX bedněných stop (cca XNUMX–XNUMX bedněných stop) nebo i více.
Jak dlouho trvá sušení dřeva v solární peci?
Sušení dřeva v solární peci, jako je model Virginia Tech, trvá přibližně jeden měsíc za mírně slunečných podmínek ve středních zeměpisných šířkách Spojených států. Pec absorbuje sluneční světlo přes průhledné glazury, které ohřívají černě natřené vnitřní povrchy. V procesu sušení hrají klíčovou roli faktory, jako je velikost pece, plocha kolektorů a úhel sklonu střechy.
Cirkulace vzduchu skrz hromadu dřeva vyžaduje elektrický ventilátor a větší pece mohou pro optimální proudění vzduchu potřebovat více ventilátorů.
Jak se vzduch ohřívá v prostoru kolektoru, jeden nebo více ventilátorů ho cirkuluje skrz řezivo, což mu umožňuje absorbovat vlhkost z povrchu řeziva. Když odpařená vlhkost příliš zvýší relativní vlhkost v komoře, vlhký vzduch se uvolňuje větracími otvory v zadní části pece.
Při dimenzování pece mějte na paměti důležitý poměr: na každých deset deskových stop kapacity je potřeba jedna čtvereční stopa kolektorové plochy. Pokud má pec příliš velkou kolektorovou plochu, riskuje, že dřevo příliš rychle vyschne, což způsobí jeho praskání a praskání.
Pokud však není dostatečná plocha kolektoru, existuje riziko, že se dřevo nikdy nepodaří vysušit s obsahem vlhkosti pod 15 %.
Důležitý je také úhel střechy. Pro určení správného úhlu je třeba určit zeměpisnou šířku pece. Číslo zeměpisné šířky se používá pro sklon střechy pece.
Například v Minnesotě je zeměpisná šířka přibližně 45 stupňů severní šířky. V takovém případě by byl kolektor natočen pod úhlem 45 stupňů a směřoval na jih. Pokud se používá v zimě, měl by se úhel zvětšit o 10 stupňů (v tomto případě na 55 stupňů), protože úhel dopadu slunce se od léta do zimy mění.
Máte zájem o stavbu solární pece?
Projděte si tento článek v časopise o stavba solární pece.
Monitorování úrovně vlhkosti v řezivu sušeném sluncem
Doba sušení na bázi solární energie se liší v závislosti na faktorech, jako je roční období a tloušťka dřeva. Tesaři, kteří se solárními pecemi začínají nebo suší dřevo silnější než jeden palec (2,5 cm), by měli denně sledovat vlhkost, aby se vyhnuli příliš rychlému sušení. Porovnání denních rychlostí ztráty vlhkosti s bezpečnými rychlostmi pro různé druhy dřeva je nezbytné pro prevenci vad řeziva.
Některé tabulky uvádějí bezpečné rychlosti sušení řeziva o tloušťce 1 nebo 2 cm z různých druhů dřeva. Bezpečná rychlost se vztahuje ke ztrátě vlhkosti za jeden den. Bezpečné rychlosti je nutné dodržovat, dokud vlhkost řeziva neklesne na 20 %.
Přestože vlhkoměry nefungují dobře, když je vlhkost vzduchu nad 30 %, konstrukce pece je taková, že dřevo obvykle neumožňuje příliš rychlé schnutí. Přesto, pokud se teprve učíte sušit řezivo v solární peci, je nejlepší proces sledovat, abyste předešli nepředvídaným problémům.
Překročení bezpečné rychlosti sušení pro daný druh dřeva může způsobit vady řeziva. Pokud je sušení příliš rychlé, měla by být část střechy zakryta, ventilátory vypnuty a větrací otvory uzavřeny během nejteplejší části dne. I když teplota uvnitř pece pravděpodobně stoupne, zachycený vzduch rychle dosáhne 100 % své kapacity pro zadržování vody a dřevo přestane schnout.
Identifikace vzorků desek na začátku je důležitá pro určení míry ztráty vláknitosti. Tyto desky mohly mít zpočátku vyšší vláknitost než zbytek nákladu, mohly být řezány nedávno než ostatní nebo mohly být o něco silnější.
„Pokud zkontrolujete vzorky a zjistíte, že jsou příliš mokré, budete v sušení pokračovat,“ řekl Dr. Wengert. „Než sušení přestanete, ujistěte se, že jsou vzorky dostatečně suché. Nezáleží na tom, jestli je polovina náplně připravena k vytažení.“
„Takže netahejte zátěž na základě průměru. Obvykle taháme zátěž na základě nejmokřejších kusů. Ty nejmokřejší musí být dostatečně suché,“ dodal.
Dr. Wengert poznamenal, že solární pec na Virginia Tech byla navržena tak, aby dřevo neschlo příliš rychle. Pokud je však pec naplněna pouze z poloviny a dřevo uvnitř je náchylné k praskání, jako například dub, bylo by nutné zakrýt polovinu kolektoru na střeše. Jinak by na malé množství dřeva v peci docházelo k příliš velkému solárnímu příkonu.
Měřiče vlhkosti
Vlhkoměry pro sušičky v pecích by měl splňovat všechny specifické potřeby, se kterými se můžete setkat. Jehlový měřič měří vlhkost dřeva tak, že mezi hroty dvou úzkých kovových sond zasunutých do dřeva prochází elektrický signál.
Hlavní nevýhody kolíkových měřičů jsou relativně malá testovaná plocha při každém zasunutí, jejich citlivost na teplotu dřeva a poškození, které kolíky způsobují povrchu dřeva. Kolíky se také mohou při nesprávném zasunutí zlomit nebo udávat nepřesné údaje.
Bezkolíkové měřiče používají elektromagnetický signál k pronikání do povrchu dřeva. Jejich konstrukce umožňuje uživatelům rychle „skenovat“ dřevo. Protože nemají kolíky, nepoškozují povrch dřeva. Měří v pevné hloubce, ale pro správný výsledek vyžadují dostatečný tlak.
„Nejlepší měřič je však ten, který se používá,“ řekl Dr. Wengert.
„Pokud sušíte dřevo a vyrábíte z něj něco, kolik byste zaplatili za pojištění, že bude fungovat správně? Vlhkoměr vám pomůže zabránit jeho praskání, deformaci nebo štěpení po výrobě. Jakou to pro vás má hodnotu? Kromě počáteční investice musíte platit jen za baterie,“ poznamenal.
Optimální úrovně obsahu vlhkosti pro různé aplikace
Podle Dr. Wengerta optimální odečet MC Pro měkké dřevo používané v interiéru je to 10 %, zatímco tvrdé dřevo by mělo mít vlhkostní kompozice (MC) okolo 7 %. Jak měkké, tak tvrdé dřevo by mělo být pro venkovní použití vysušeno na přibližně 12 % vlhkostní kompozice. Hodnoty Dr. Wengerta pro tvrdé dřevo a venkovní použití spadají do rozmezí běžně doporučovaných pro interiérové (6 % až 8 %) a exteriérové (9 % až 14 %), zatímco jeho hodnota EMC pro interiérové (interní) dřevo mírně překračuje rozsah pro interiérové použití. V každém případě je správným cílem elektromagnetická kompozice (EMC) tam, kde bude dřevo použito. Viz našeho průvodce přípustné úrovně vlhkosti dřeva více podrobností.
Výhody solárních pecí pro truhláře
Solární pece nabízejí skutečné výhody pro kutily i profesionální truhláře, včetně úspory nákladů, jednoduchosti a nízké spotřeby energie. Sledováním úrovně vlhkosti během sušení mohou truhláři předcházet vadám svého solárně sušeného řeziva a vytvářet vysoce kvalitní dřevěné výrobky bez deformace, praskání nebo štěpení.
Přestože jsou solární pece navrženy tak, aby zabránily příliš rychlému schnutí dřeva, je rozumné kontrolovat hladinu vlhkosti, zejména ke konci sušicího cyklu. Doporučuje se také, aby truhláři, kteří s sušením řeziva v solární peci teprve začínají nebo suší dřevo silnější než jeden palec (2,5 cm), často kontrolovali vlhkost, aby se předešlo pozdějším vadám.
Měřič vlhkosti je pro truhláře nejlepší pojistkou pro dřevo sušené sluncem, která zabraňuje praskání, deformaci nebo štěpení hotového dřevěného výrobku.
Další informace o sušení dřeva ve vlastní peci a proč jsou údaje o vlhkosti důležité.
Troy Edwards je technickým vedoucím služeb ve společnosti Wagner Meters, Inc., kde dohlíží na výrobu, kontrolu kvality a IT servis jejich elektronických měřicích produktů pro stavebnictví. Troy je držitelem titulu AAS v oboru elektronických technologií a má více než 20 let zkušeností na různých pozicích v oblasti výroby a výroby elektroniky.
Naposledy aktualizováno 1. října 2026
800-634-9961
Tony Morgan,
Děkuji za odpověď na otázku pana Jerroda Sandse. Bydlím ve střední části Washingtonu a můžeme mít dlouhé úseky s teplotami přes 100 °C po dobu déle než 1–2 měsíců v kuse, kdy vlhkost vzduchu klesá pod průměr na 20 % nebo méně. A nacházíme se na 47. stupni zeměpisné šířky, takže máme ještě delší dny až do zhruba 21. června. Bylo by to problémem, nebo byste se raději vrátili k komerčním pecím při teplotě 190 °C?
Díky!
Přečetl jsem si asi 5 různých webových stránek o maximálním snížení MC za den při sušení řeziva v peci. Všechny o tom mluvily do krajnosti.
Pouze jeden ze všech uvedl, že pro bílou borovici je třeba použít tabulku tvrdých dřevin. V tomto seznamu 1 až 6 tvrdých dřevin je rozsah od 8 % do přibližně 2.3 %. Tato tabulka je pro bílou borovici k ničemu.
Může mi někdo poradit, jaké je maximální procentuální ztráta vlákniny za den u White Pine?
Díky
Marku, tvůj kontaktní osoba by měl být Eugene Wengert, emeritní profesor z University of Wisconsin. Dlouholetý odborník na sušení dřeva a vady dřeva, který pravděpodobně zapomněl o sušení řeziva víc, než kdokoli na planetě kdy bude vědět.
Zde je odkaz na jeden z jeho mnoha, mnoha článků: https://www.woodweb.com/knowledge_base/Techniques_for_Equalizing_and_Conditioning_Lumber.html
Lze v této peci sušit i desky o tloušťce 2.75 palce?
Postavil jsem si vlastní verzi této pece s použitím tvrzeného skla ze starých posuvných dveří.
Žiji v jihozápadním Ohiu, jeden panel nastavte na 45 a druhý nad ním na 60.
Je 10 metry široký, 16 metrů dlouhý a 9 metru vysoký a pojme asi 2,000 metrů čtverečních.
V létě mám teploty 120 až 170 stupňů, když zavřu větrací otvory, může být ještě horko.
Vnější strana je T111, stěny jsou 2×4 s izolací R13, vnitřní strana je z 1/2” PVC překližky, podlaha je 2×6 s izolací R19 a 3/4” překližky.
Interiér je celý natřený černou barvou.
Na zadní straně krokve je hliník, který dává sklu otvor pro odvádění tepla do malého půdního prostoru, kde je teplo tlačeno zpět dolů ke dřevu podél zadní stěny pomocí starého ventilátoru s čtvercovou klecí pece a doku, který odvádí vzduch dolů skrz dřevo, které je připevněno k podkrovnímu termostatu, který jej každý den zapíná a vypíná, jak teplota stoupá a klesá.
V létě uschne červený dub, vyfoukne o 7 % za 3 až 4 týdny.
Cena byla cca 400 dolarů.
Sklo bylo zdarma (tepelné laky, které musely být rozebrány, těsnění se rozbilo). Viděl jsem to na vlastní oči. PVC překližka zůstala na místě, spolu s překližkou na podlahu, dveře a izolaci, které byly použity zdarma, musely být vyrobeny podle T2.
Má použití izolované polykarbonátové střešní krytiny dostatečnou výhodu oproti jednoduchým vlnitým průhledným vinylovým deskám? Vinylové desky jsou oproti polykarbonátu o polovinu levnější. Pomohla by vrstva průhledného plastu pod vlnitou střešní krytinou dosáhnout nějakého izolačního účinku?
Mám k usušení nějaké 15 metru dlouhé desky. Existuje nějaký důvod, proč nepostavit pec o šířce 16 metru a hloubce 8 metru, ale stále použít konstrukci od Virginia Tech?
Díky,
Jim
Jim:
Díky za otázky. K té první otázce musím říct, že si nejsem jistý, jak velký rozdíl to technicky bude, ale jsem si jistý, že existuje důvod, proč byl původní návrh proveden s izolací. Co se týče velikosti, nedokážu si vzpomenout na důvod, proč by to mělo nějaký vliv, za jinak stejných podmínek. Hodně štěstí.
Wisconsin
Svou solární pec jsem dokončil 15. září a ihned jsem ji naplnil dřevem bílého dubu, javoru, černé třešně a bílé borovice. Pec jsem postavil podle plánů „Virginia Tech“, tedy alespoň podle jejího konceptu, protože plány jiných lidí mám tendenci vnímat pouze jako návrhy. Veškeré dřevo, které jsem do ní dal, mělo po vysušení na vzduchu ve stodole od řezání minulou zimu obsah vlákniny kolem 20 %. Po měsíci v peci jsou mé hodnoty u bílé borovice asi 7.5 %, u javoru a černé třešně kolem 9 % a u bílého dubu 11 %. Všechny desky jsou silné 2 palce. Moje pec se PŘEHŘÍVÁ, možná až příliš. Za slunečného dne s teplotou 40 stupňů Celsia stále dosahuji v peci teplot přes 120 stupňů Celsia. Můj plán je nechat dřevo v peci až do sezóny lovu jelenů v polovině listopadu a tehdy všechno přehodnotit, protože budu mít připravenou další dávku. Zatím je to velká zábava. Stavba pece mě stála asi 3000 dolarů. Na solární clonu jsem použil 8 metru silné plexisklo a obložil ji kovovým obložením s prolisovanými žebry, takže náklady byly poměrně vysoké. Nejsem dřevař, ale za pár let půjdu do důchodu a plánuji se do toho pustit nejdříve jako do koníčku a pak možná i jako do podnikání. Překvapilo mě, kolik místních dřevařů mělo zájem o koupi prken ode mě, když se rozneslo, že jsem tuhle pec postavil. Myslím, že se mi to za pár let zaplatí jen z prodeje prken. Pec jsem postavil o rozměrech 12 x 8 metru, s úhlem 45 stupňů pro sklo a je asi 12 metru vysoká. Prkna, která suším, jsou dlouhá 9.5 metru, tlustá 2 cm a široká od 12 do 18 cm a konce jsou utěsněné. Doufám, že vám tyto informace pomohou.
Proč nepoužít betonovou podlahu a nevyužít ji jako tepelný zásobník, aby se noční teploty udržely o něco vyšší a snížila se kondenzace, která by mohla způsobit skvrny na dřevě?
Mike:
Není to špatný nápad, pokud jste betonovou desku postavili s parozábranou přímo pod ní, nechali betonu dostatek času na vyschnutí a dřevo nad betonem zvedli, aby se zajistilo správné větrání. Správně provedený beton také zvyšuje náklady a zvyšuje trvalost konstrukce, což pro některé nemusí být tak žádoucí.
Moc děkuji, že jste se s námi o tohle podělili!!!!
Děkuji vám!
Zajímalo by mě, jak by tato pec fungovala ve středním Ohiu.
Nedávno jsem si koupil solární pec postavenou z...
Plány Virginia Tech. Bydlím ve Phoenixu v Arizoně, bude tu na používání této pece příliš horko?
Ahoj Jerrode,
Zde je citát od Gena Wengerta, autora článků v časopise Sawmill & Woodlot a knih: Sušení tvrdého řeziva; Solární pec VA Tech; Řezání omítek a ořezávání tvrdého řeziva.
Doslova napsal knihu o peci VA Tech:
„Pokud je v peci mokré dřevo a suší se, pak dřevo využívá teplo k odpařování vody. Pec, která se opravdu zahřeje, nevyužívá sluneční teplo efektivně. Obecně platí, že o 20–25 °C tepleji v peci než venku je pro vlhčí dřevo dobré. Jak dřevo suší, může se teplota zvýšit až o 30–35 °C více než venku, což znamená, že dřevo schne pomaleji, což se děje při 15 % vlhkosti. Pec bude samozřejmě teplejší s lepší izolací a chladnější s netěsnostmi nebo dokořán otevřenými větracími otvory.“
Sečteno a podtrženo, nemyslím si, že je v Arizoně příliš horko na sušení dřeva v solární peci.
Komerční pece jsou obecně mnohem teplejší než okolní teplota:
Teploty uvnitř pece se pohybují od 120 do 190 stupňů Celsia v závislosti na fázi sušení. Ačkoli existují pece, ve kterých teploty dosahují až 240 stupňů Celsia, obvykle se používají pro měkká dřeva, která velmi snadno schnou, a pro méně hodnotná tvrdá dřeva.
Mám zájem o výstavbu vlastní solární elektrárny v Ugandě (na rovníku). Má to nějaké důsledky kromě zhruba ploché střechy…?
Zde je odkaz na plány solární pece. Najdete zde několik velmi dobrých tipů ohledně designu a také se zabýváte sklonem střechy ve vztahu k vaší geografické poloze.
http://pubs.ext.vt.edu/content/dam/pubs_ext_vt_edu/420/420-030/420-030_pdf.pdf
Snažil jsem se najít plány na větší verzi pece Virginia Tech, ale bez štěstí. Mohl byste mě k ní nasměrovat?
Zdá se, že všechny zmínky o peci na výrobu desek Virginia Tech 2000 z webu zmizely. Doporučuji kontaktovat katedru lesních produktů na Virginském polytechnickém institutu a státní univerzitě nebo se pokusit najít knihu:
„Návrhy solárně vytápěných sušáren na řezivo: Diskuse a kompilace existujících návrhů solárně vytápěných sušáren na řezivo“ od Eugena M. Wengerta, Luize Carlose Oliveiry
Katedra lesních produktů, Brooks Forest Products Center, Virginia Polytechnic Institute a State University, 1985