| P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Verfahren zum Trocknen von in Stapeln zusammengefaßtem Holz mit Hilfe eines die Holzstapel durchströmenden Trocknungsgasstromes, der unter Abfuhr feuchten Abgases nach den Holzstapeln und Zufuhr von Frischgas vor den Holzstapeln teilweise im Kreislauf durch die Holzstapel geführt wird, wobei das Holz bei einem Feuchtigkeitsgehalt über der Fasersättigung rascher als bei einem Feuchtigkeitsgehalt unter der Fasersättigung getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz vor seiner langsameren Trocknung mit Hilfe des teilweise im Kreislauf geführten Trocknungsgasstromes mit einem zumindest im wesentlichen nur aus Frischgas bestehenden Trocknungsgasstrom rascher getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Holz zumindest während eines Anfangsabschnittes der Trocknung mit Frischgas eine Temperatur von höchstens 0 0 C aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas nach einer Vorwärmung im Wärmeaustausch mit der fühlbaren Abwärme des abgeführten Abgases vor dem Durchströmen der Holzstapel durch wenigstens ein Heizregister erwärmt wird. |
Verfahren zum Trocknen von in Stapeln zusammenqefasstem Holz
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von in Stapeln gelagertem Holz mit Hilfe eines die Holzstapel durchströmenden Trocknungsgasstromes, der unter Abfuhr feuchten Abgases nach den Holzstapeln und Zufuhr von Frischgas vor den Holzstapeln teilweise im Kreislauf durch die Holzstapel geführt wird, wobei das Holz bei einem Feuchtigkeitsgehalt über der Fasersättigung rascher als bei einem Feuchtigkeitsgehalt unter der Fasersättigung getrocknet wird.
Stand der Technik
Zur Trocknung von in Stapeln gelagertem Holz wird üblicherweise ein Trocknungsgasstrom durch die Holzstapel gefördert, wobei von der Holzoberfläche Feuchtigkeit an das Trocknungsgas abgegeben wird, und zwar in Abhängigkeit von der Gastemperatur, der Gasfeuchtigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsgases. Das Trocknungsgas, üblicherweise Trocknungsluft, wird dabei zum Teil im Kreislauf durch die Holzstapel geführt, wobei zur Abfuhr der Feuchtigkeit ein Teilstrom aus dem Kreislauf ausgeschieden und durch erwärmtes Frischgas ersetzt wird. über die Menge des abgeführten feuchten Abgases und des zugeführten trockeneren Frischgases kann die Feuchtigkeit des den Holzstapeln zugeführten Trocknungsgases in Abhängigkeit von der Restfeuchtigkeit des Holzes für einen erwünschten Trocknungsverlauf vorge-
geben werden. Im Hinblick auf eine möglichst kurze Trocknungszeit wird eine vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeit für den Trocknungsgasstrom gewählt, was einen erheblichen Energieeinsatz zur Folge hat.
Der Umstand, daß die Trocknungsrate von Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt über der Fasersättigung, also von Holz mit einem freien Wasseranteil, im wesentlichen nur von der zugeführten Wärmemenge und erst bei einem Feuchtigkeitsgehalt unter der Fasersättigung, also bei nur mehr in den Holzzellwänden gebundenem Wasser, vom Feuchtigkeitsgehalt abhängt, hat dazu geführt (AT 412 741 B), Holzstapel mit einer unterschiedlichen mittleren Ausgangsfeuchtigkeit oberhalb der Fasersättigung unterschiedlich rasch bis zur Fasersättigung zu trocknen, so daß aufgrund der damit verbundenen unterschiedlichen Trocknungsraten trotz der unterschiedlichen Ausgangsfeuchtigkeit alle Holzstapel gleichzeitig die Fasersättigung erreichen und folglich gemeinsam auf die angestrebte Endfeuchtigkeit unter der Fasersättigung getrocknet werden können, und zwar unter Beachtung eines hiefür vorteilhaften, erheblich langsameren Trocknungsverlaufes. Um die unterschiedlichen Trocknungsraten der Holzstapel mit den unterschiedlichen mittleren Ausgangsfeuchtigkeiten über der Fasersättigung sicherzustellen, werden die abgeführten Abgasmengen und die zugeführten Frischgasmengen für die Holzstapel zonenweise voneinander unabhängig gesteuert. Damit bleibt aber der Energieaufwand für die Kreislaufströmung des Trocknungsgases entsprechend hoch.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen von Holz der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß kurze Trocknungszeiten unter einem vergleichsweise geringen Energieeinsatz sichergestellt werden können, ohne das zu trocknende Holz zu schädigen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Holz vor seiner langsameren Trocknung mit Hilfe des teilweise im Kreislauf geführten Trock-
nungsgasstromes mit einem zumindest im wesentlichen nur aus Frischgas bestehenden Trocknungsgasstrom rascher getrocknet wird.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß oberhalb der Fasersättigung Holz beliebig schnell getrocknet werden kann, ohne Schaden zu nehmen. Dies bedeutet, daß oberhalb der Fasersättigung kein Trocknungsgasstrom mit einer bestimmten Mindestfeuchtigkeit erforderlich ist, so daß auf eine teilweise Kreislaufführung des Trocknungsgasstromes verzichtet werden kann. Wird dem Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt oberhalb der Fasersättigung vergleichsweise trockenes Frischgas zugeführt, so können hohe Trocknungsraten mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsgases mit dem Vorteil gewährleistet werden, daß der Energieaufwand für die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Trocknungsgasströmung im Vergleich zu herkömmlichen Trocknungsverfahren beschränkt bleibt. Außerdem kann die Gastemperatur niedrig gehalten werden, so daß auch die Gefahr von Verfärbungen aufgrund von Temperaturbelastungen selbst bei Laubhölzern vermieden werden kann, die gegenüber solchen Verfärbungen besonders anfällig sind. Die rasche Trocknung des Holzes mit Hilfe von Trocknungsgas niedrigen Feuchtigkeitsgehaltes erfolgt während einer Trocknungsphase, bei der das Holz einen Feuchtigkeitsgehalt oberhalb der Fasersättigung aufweist. Spätestens im Bereich der Fasersättigung muß allerdings die Trocknung auf eine herkömmliche Führung des Trocknungsgases in einem teilweisen Kreislauf umgestellt werden, um Trocknungsschäden zu vermeiden, die erst unterhalb der Fasersättigung in Erscheinung treten.
Wie bereits ausgeführt wurde, kann bei einem Verzicht auf einen im Kreislauf durch die Holzstapel geführten Trocknungsgasanteil während eines Feuchtigkeitsgehaltes oberhalb der Fasersättigung die Behandlungstemperatur für das Holz niedrig gehalten werden, und zwar bei durchaus wirtschaftlichen Trocknungsraten. Für besonders farbempfindliche Holzarten hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß bei einer Holztemperatur von höchstens 0 0 C zumindest während eines Anfangsabschnittes der Trocknung mit Frisch-
gas eine im Sinne der Holzfärbung vorteilhafte Behandlung des Holzes möglich wird. Das in diesem Fall im Holz gefrorene Wasser verdampft nämlich bei einem entsprechend geringen Feuchtigkeitsgehalt des Trocknungsgases, ohne sich vorher zu verflüssigen.
Bei der Trocknung weniger farbempfindlicher Hölzer kann die Trocknungsrate im Bereich der Holzfeuchtigkeit oberhalb der Fasersättigung auch durch eine mäßige Erwärmung des Trocknungsgases gesteigert werden, indem das Frischgas nach einer Vorwärmung im Wärmeaustausch mit der fühlbaren Abwärme des abgeführten Abgases vor dem Durchströmen der Holzstapel durch wenigstens ein Heizregister erwärmt wird, was eine vorteilhafte Ausnützung der Wärmeenergie mit sich bringt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von Holz näher beschrieben, und zwar wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem schematischen Querschnitt gezeigt.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Die dargestellte Vorrichtung zum Trocknen von Holz weist in herkömmlicher Weise eine Trocknungskammer 1 auf, in der das zu trocknende Holz in strichpunktiert angedeuteten Stapeln 2 gelagert wird. Oberhalb des Lagerraumes für die Holzstapel 2 ist die Trocknungskammer 1 mit einer Zwischendecke 3 versehen, die einen den Auslaß 4 für das den Lagerraum durchströmende Trocknungsgas mit dessen Einlaß 5 verbindenden Strömungskanal 6 bildet. Dieser Strömungskanal 6 ist an einen Kreuzstromwärmetauscher 7 angeschlossen, über den Abgas 8 aus dem Lagerraum abgeführt und Frischgas 9 zugeführt wird. Zur Förderung des Trocknungsgases durch den Lagerraum sind über die Länge der Trocknungskammer 1 verteilte Gebläse 10 vorgesehen. Mit Hilfe wenigstens einer im Strömungskanal 6 angeordneten Steuerklappe 11 kann das Verhältnis zwischen den Abgas- bzw. Frischgasmengen einerseits und
dem Anteil des über den Strömungskanal 6 im Kreislauf geführten Trocknungsgases anderseits in Abhängigkeit vom Trocknungsverlauf gewählt werden. In der dargestellten Schließstellung der Steuerklappe 11 wird der Strömungskanal 6 gesperrt, so daß eine Kreislaufströmung des Trocknungsgases durch die Trocknungskammer 1 unterbunden wird und das über den Kreuzstromwärmetauscher 7 angesaugte Frischgas 9 den gesamten Trocknungsgasstrom darstellt, der nach dem Durchströmen der Holzstapel 2 als Abgas 8 wieder über den Kreuzstromwärmetauscher 7 abgeführt wird. Zur Erwärmung des zugeführten Frischgases 9 kann im Bereich des Einlasses 5 ein Heizregister 12 vorgesehen sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist auch im Bereich des Auslasses 4 ein Heizregister 13 angeordnet, das dann zum Einsatz kommt, wenn der Trocknungsgasstrom fallweise in seiner Strömungsrichtung umgekehrt wird.
Die Trocknung von im Lagerraum der Trocknungskammer 1 gelagerten Holzstapeln 2 erfolgt zunächst bei geschlossener Steuerklappe 11 zumindest im wesentlichen nur mit Hilfe des über die Gebläse 10 angesaugten Frischgases 9, das einen vergleichsweise geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweist und daher eine rasche Trocknung des Holzes erlaubt, solange die Holzfeuchtigkeit oberhalb der Fasersättigung liegt. Als Frischgas wird üblicherweise Frischluft eingesetzt. Es können aber auch Abgase von Heizkesseln oder anderen Einrichtungen vorteilhaft für die Holztrocknung Verwendung finden, wenn diese Gase ausreichend trocken sind. Je nach der zu trocknenden Holzart kann das Frischgas 9 über das Heizregister 12 im Einlaß 5 mehr oder weniger zusätzlich aufgeheizt werden, um die Trocknungsrate zu erhöhen, ohne eine Temperaturschädigung des Holzes in Kauf nehmen zu müssen. Da die fühlbare Abwärme des Abgases 8, das die Feuchtigkeit von der Holzoberfläche abführt, im Kreuzstromwärmetauscher 7 für die Vorwärmung des Frischgases 9 genützt werden kann, kann die über das Heizregister 12 zuzuführende Wärmemenge vergleichsweise gering ausfallen, zumal im Hinblick auf die Verfärbungsgefahr insbesondere farbempfindlicher Laubhölzer die Holztemperatur begrenzt werden soll. Für besonders günstige Behandlungsbedingungen wird in diesem
Zusammenhang gesorgt, wenn die Holztemperatur unter 0 0 C gehalten wird. Trotzdem kann eine wirtschaftliche Trocknungsrate sichergestellt werden, weil wegen des Fehlens eines Kreislaufstromes des Trocknungsgases über den Strömungskanal 6 der Feuchtigkeitsgehalt des Trocknungsgases ausschließlich durch den Feuchtigkeitsgehalt des Frischgases 9 bestimmt wird, der entsprechend gering gehalten werden kann. Oberhalb der Fasersättigung nimmt auch eine extrem niedrige Gasfeuchtigkeit keinen nachteiligen Einfluß auf den Trocknungsverlauf.
Die durch den Einsatz von im wesentlichen nur Frischgas bedingte niedrige Gasfeuchtigkeit erlaubt eine erhebliche Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsgases durch die Holzstapel 2, was den Energieeinsatz für die Förderung des Trocknungsgases merklich verringert. Der fehlende Kreislaufanteil der Trocknungsgasströmung erfordert allerdings ausreichend große Frischgas- bzw. Abgasmengen. Um einen entsprechenden Volumenstrom sicherzustellen, wird die Trocknungskammer 1 nicht in herkömmlicher Art mit einzelnen über die Kammerlänge verteilten Zu- und Abgasöffnungen, sondern mit über die Kammerlänge durchgehenden öffnungen für die Zufuhr von Frischgas 9 bzw. die Abfuhr von Abgas 8 versehen werden.
Sobald die Holzstapel 2 auf einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich der Fasersättigung getrocknet sind, ist zur schonenden Trocknung des Holzes auf eine Endfeuchtigkeit unterhalb der Fasersättigung ein Anteil des Trocknungsgases in bewährter Weise in einem Kreislauf über den Strömungskanal 6 zu führen, so daß sich für die Trocknungsgasströmung durch die Holzstapel 2 eine höhere Gasfeuchtigkeit einstellt. Zu diesem Zweck ist die Steuerklappe 11 zu öffnen, wobei der Anteil der Kreislaufströmung durch die Klappenstellung gesteuert werden kann. In der vollständig geöffneten Klappenstellung kann das Abgas oder das Frischgas gesperrt werden, was eine ausschließliche Kreislaufführung des Trocknungsgases zur Folge hat. Der bei einer zumindest teilweisen Kreislaufführung des Trocknungsgases unter Umständen größere Wärmebedarf kann durch das Heizregister 13 im Auslaß 4 gedeckt werden.