Nr. 4. Stefan Stenudd LÖVTRÄINSTITUTET. Forcerad friluftstorkning. Rapport nr 4 NATIONELLT CENTRUM FÖR KUNSKAP OCH INFORMATION OM LÖVTRÄ

Transkript

1 Nr. 4 Stefan Stenudd LÖVTRÄINSTITUTET Forcerad friluftstorkning Rapport nr 4 NATIONELLT CENTRUM FÖR KUNSKAP OCH INFORMATION OM LÖVTRÄ

2 LÖVTRÄINSTITUTET Nationellt centrum för kunskap och information om lövträ Rapport nr 1 MARKNADSSTUDIE AV AL- OCH ASPPANEL Kent Holmqvist Rapport nr 2 HANDBOK I PRAKTISK LÖVTRÄLIMNING Joakim Ericsson Rapport nr 3 BIPRODUKTER PÅ LÖVTRÄBAS Anders Åhström Rapport nr 4 FORCERAD FRILUFTSTORKNING Stefan Stenudd TRÄTORKNINGSTEKNIK Praktisk handledning 119 s. Thomas Thomassen DETTA PROJEKT ÄR DELFINANSIERAT AV EUROPEISKA UNIONEN Lövträinstitutet SOLVIKEN TRANÅS Telefon Fax E-post Hemsida info@lovtrainstitutet.se

3 Tack! Till Thomas Thomassen som bistått med material och råd till denna skrift kring den teknik han utvecklat och förfinat under drygt 30 år.

4 Förord Lövträinstitutet är ett nationellt centrum för kunskap och information kring lövträ, tillkommit som ett resultat av det ökade intresset för svenskt lövträ, både i Sverige och i övriga Europa. Institutet är en ekonomisk förening bestående av ett 80-tal företag som representerar hela kedjan från skog till färdig möbel, snickeri, golv Blonda nordiska lövträslag är idag populära över hela Europa, men tillgången på högkvalitativ råvara är begränsad i Sverige. Därför är det viktigt att utveckla rationella förädlingsmetoder för den råvara som finns. På Lövträinstitutet uppmärksammar vi frågeställningar från våra medlemmar och söker dess lösningar såväl inom som utom landet. Saknas kända lösningar samarbetar vi med universitet, högskolor och anda institut i vår strävan att söka svar på frågeställningarna. På så vis skapas ny och efterfrågad kunskap som sprids till medlemmar och andra intressenter. Resultat som på detta vis direkt kan komma till praktisk användning där de efterfrågas, inom näringen. Som ett led i detta arbete har denna skrift tillkommit. Med råd om forcerad friluftstorkning, en enkel och billig förtorkningsteknik, avsedd för torkning av färskt virke till lufttorr nivå. Detta arbete har delfinansierats av LEADER II Sommenbyggd med stöd av den Europeiska Unionen.

5 Innehållsförteckning FÖRORD 4 INLEDNING 5 TRÄ & VATTEN 6 KLIMAT 10 TORKNINGSVILLKOR 11 TORKSKADOR 13 FRILUFTSTORKNING 14 FORCERAD FRILUFTSTORKNING 15 TORKKANAL 17 PRESENNING 18 UNDERTRYCKSKAMMARE 19 TÄTNINGAR 20 KOMBINATIONER 21 DRIFT 22 FÖRVÄRMNING AV TORKLUFTEN 24 BERÄKNING AV FLÄKTKAPACITET 25 RITNINGSEXEMPEL 27 VIDARE LÄSNING 30 SÖKORDREGISTER 31 TORKKLIMAT I SVERIGE 32 5

6 Inledning Timmer och nysågat virke är färskvaror som om de behandlas felaktigt lätt förstörs. Efter uppsågning skall virke ströläggas och torkas så snabbt som möjligt för att inte kvalitén skall försämras och därmed virkesvärdet minskas. Helst bör allt virke torkas i någon form av virkestork där klimatet kan styras och kontrolleras under hela processen. Men att investera i en torkanläggning är inte alltid ekonomiskt försvarbart för mindre sågverk, särskilt inte de som bara sågar under delar av året. De mindre producenterna av sågat virke har således varit hänvisade till att ställa ut virket på brädgården och lita till vädrets makter. Problemet med brädgårdstorkning är att virket står ute under bar himmel i allt från 3 månader upp till ett år och att det under tiden löper stor risk att förstöras av t.ex. missfärgning, mögel, röta och sprickor. Trä som ingår i möbler och snickerier måste torkas till låga fuktkvoter, omkring 6-10 % för att kunna användas utan problem. Många möbelindustrier har därför egna torkar för att torka ner virke från lufttorr nivå (ca 20 %) till lämplig fuktkvot just för deras produkter. Dessa företag köper idag brädgårdstorkat eller förtorkat virke från olika sågverk. Forcerad friluftstorkning kan här ses som ett bättre alternativ än brädgårdstorkning för de sågverk som idag saknar torkar eller inte har tillräckligt stor torkkapacitet men som vill leverera prima möbel- och snickerivirke. Torkmetoden är särskilt väl passad för ljusa lövträslag exempelvis björk och bok som är känsliga för olika former av missfärgning. Många svenska lövträslag är heller inte lika känsliga för sprickor som furu och torkresultatet blir därför i stort sett lika bra som vid fullt kontrollerad torkning i en konventionell kammartork. Idén att förbättra och snabba på brädgårdstorkning är inte ny. Olika tekniker har provats och praktiserats över hela världen under minst 100 år. Vetskapen om att det stora problemet med brädgårdstorkning är den dåliga ventilationen har gett oss många kluriga lösningar, som fungerat både bra och mindre bra i verkligheten. Under slutet att 1960-talet utvecklade Thomas Thomassen tekniken för forcerad friluftstorkning i Danmark. Den gången handlade det om boktorkning, både av plank och ämnen och syftet var att minska kapacitetsbristen hos de danska lövsågverken. Under de följande 30 åren har dessa idéer vidareutvecklats och förfinats. Tekniken används idag både för att öka kapaciteten i de konventionella torkarna och för att minska torkskadorna, särskilt färgproblem på lövträ på många håll i Europa. 5

7 Trä & vatten I nyavverkat timmer finns det ofta lika mycket vatten som torrt trä. För att virket skall gå att använda måste stora delar av detta vatten först tas bort. Annars kommer problem uppkomma med bl.a. krympning, sprickor och deformationer i träet när det torkar hos användaren. Fuktkvot Vatteninnehållet i trä kallas fuktkvot och anges i procent av torrvikten. Fuktkvoten kan mätas direkt enligt torrviktsmetoden eller indirekt med någon form av elektrisk fuktkvotsmätare, de senare ger dock inga tillförlitliga mätningar över ca 30% eller när virket är nedtorkat under omkring 6-7%. 25 mm min 300 mm 103 Trä med vatten Torrt trä 210,5 126,8 Figur 2.1: Provtagning och fuktkvotsbestämning enligt torrviktsmetoden. massavåt massatorr Fuktkvot. = 100 massa torr [%] Figur 2.2: Definitionen av virkesfuktkvot, om värdena i figur 2.1 används innebär det ((210,5-126,8)/126,8)x100 = 66,4 % vilket är fuktkvoten hos provbiten. Jämviktsfuktkvot Trä och produkter tillverkade av trä innehåller alltid en viss mängd vatten bundet i cellväggarna. Detta vatten står i direkt förhållande dels till den omgivande luftens temperatur men framförallt till den relativa luftfuktigheten. Den fuktkvot som virket strävar efter att inta med hänsyn till luftens temperatur och relativa fuktighet kallas 6

8 jämviktsfuktkvot och anges likaledes i procent av torrvikten. Är träet fuktigare än jämviktsfuktkvoten kommer virket avge vatten till den omgivande luften och dessutom krympa. Omvänt tar virket upp fukt från den omgivande luften och sväller om träets fuktkvot är lägre än den rådande jämviktsfuktkvoten. Relativ luftfuktighet Vanlig luft är en blandning av torr luft och vattenånga. Luft kan innehålla olika mycket vatten vid olika temperaturer. Om luft vid en viss given temperatur innehåller maximalt med vatten sägs luften vara mättad, d.v.s. den relativa luftfuktigheten är 100 %. Innehåller luften mindre vatten än möjligt vid en given temperatur är luftens relativa fuktighet lägre än 100 %. Om luften exempelvis innehåller hälften så mycket vatten som de maximalt skulle kunna vid en viss temperatur är den relativa luftfuktigheten 50 %. Kyls varm fuktig luft tillräckligt mycket klarar luften inte längre av hålla lika mycket vatten och överskottet fälls då ut i forma av dimma eller kondens på en kallare yta. Torr termometer Våt termometer Fuktig trasa Lufthastighet minst 1,5 m/s Vatten Figur 2.3: Psykrometer, en enkel anordning för att bestämma luftfuktigheten med god noggrannhet vid forcerad friluftstorkning, psykrometern kan även användas som kontrollutrustning i en konventionell tork. Vill man mäta den aktuella relativa luftfuktigheten med en psykrometer läser man av temperaturen (torr temperatur) sedan beräknar man psykrometerskillnaden d.v.s. torr minus våt temperatur. När dessa båda värden fastställts går man in i en psykrometertabell och läser av den aktuella luftfuktigheten i skärningspunkten mellan temperaturen och psykrometerskillnaden. Exempel: om den torra temperaturen är 21 C och den våta temperaturen 18 C är psykrometerskillnad 4 C, ur tabellen fås då den relativa luftfuktigheten till 75 %. 7

9 Psykrometerskillnad (torr - våt temperatur), *C Temperatur, *C 0, Relativ luftfuktighet, % Tabell 2.4: Psykrometertabell ur vilken man kan utläsa luftfuktighet vid olika torr- och våttemperaturer på psykrometern. 8

10 Temperatur-Luftfuktighet-Fuktkvot 30% 25% Jämviktsfuktkvot 20% 15% Temperatur 5*C 10% % % 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Relativ luftfuktighet Figur 2.5: Sambanden mellan Luftfuktigheten, luftens Temperatur och virkets Jämviktsfuktkvot. Sambandet mellan relativ luftfuktighet, temperatur och träets jämviktsfuktkvot framgår av figur 2.5. Det framgår här att luftfuktigheten har större betydelse för jämviktsfuktkvoten än temperaturen vid vanliga utomhustemperaturer. 9

11 Klimat Temperaturen och den relativa luftfuktigheten varierar över dygnet och över året. Därmed varierar jämviktsfuktkvoten vilket gör att virkets fuktkvot också varierar. 100 Te m pera tur (*C) - Jäm viktsfuktkvot (%) - Luftfuktighet (%) Torkklimat Linköping 7:00 19:00 13:00 Luftfuktighet Jäm viktsfuktkvot Tem peratur -10 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Figur 3.1: Klimatets variation över året. För att få en uppfattning om dessa årsberoende variationer på olika platser har diagram för 11 orter i Sverige sammanställts från Lund i söder till Umeå i norr, dessa återfinns i bilaga A. Diagrammen visar att det vid friluftstorkning är möjligt att som mest torka ner virket till omkring 15 % under några få månader på sommarhalvåret och till ca 22 % under vinterhalvåret. Vidare framgår det att dagsklimatet under sommarhalvåret torkar snabbare än kvälls- och nattklimatet, samt att det inte är någon större skillnad mellan klimatet på dagen, kvällen eller natten under vintermånaderna. 10

12 Torkningsvillkor Luftfuktighet Trä torkar när det vatten som virket innehåller förångas och avges till den omgivande luften. Är den omgivande luften torr kan den ta upp mer vattenånga från virket i förhållande till om luften är fuktig vid samma temperatur. Är luften mättad med vatten dvs. om den relativa luftfuktigheten är 100% kan inte luften ta upp någon fukt alls. Det är därför viktigt att byta ut den fuktiga luften omkring virket mot ny torr luft för att torkningen skall fortgå. När nysågat virke utsätts för torr luft kommer det fria vattnet i träet på och strax under ytan först avdunsta när ytan ställer in sig mot den rådande jämviktsfuktkvoten. Därmed blir virket vid ytan torrare. Samtidigt startas en transport av vatten och vattenånga från det inre delarna av virket ut mot ytan. På detta sätt försöker virket hela tiden jämna ut skillnaderna mellan det inre och yttre, detta gör att hela virkesstycket torkar. Temperatur Vid en given relativ luftfuktighet torkar virket snabbare vid en hög temperatur än vid en låg temperatur. Som en tumregel kan sägas att torktidens längd är omvänt proportionell mot temperaturhöjningen dvs. höjs temperaturen till det dubbla halveras torktiden vid samma relativa luftfuktighet. Lufthastighet Vatten som förångas från virket lägger sig som ett gränsskikt på ytan av virket. Ju tjockare detta gränsskikt är desto svårare är det för den fukt som finns kvar i virket att vandra ut. Gränsskiktet kan göras tunnare genom att höja hastigheten med vilken luften strömmar förbi virket. Figur 4.1: Gränsskikt 11

13 Vid låga lufthastigheter framkommer en glidande laminär luftström som inte förmår att bryta ned gränsskiktet. Vid högre lufthastigheter uppstår luftvirvlar eller turbulent strömning. Turbulensen tunnar ut gränsskiktet som därmed snabbar på torkningen. Vid ytterligare ökning av lufthastigheten, efter att turbulens har uppnåtts, ökar torkhastigheten vidare men ökningen blir mindre och mindre i förhållande till ökad lufthastighet. Samtidigt som kravet på fläktkapacitet ökar markant. En dubblering av lufthastigheten kräver ungefär 8 ggr större fläkt. Den lägsta lufthastighet som ger turbulens vid trätorkning ligger omkring 0,6 m/s mellan virkeslagen. Emellertid är det svårt att skapa 0,6 m/s överallt i virkesstaplarna, därför är det lämpligt att skapa en högre medelhastighet. Det betalar sig dock inte att höja lufthastigheten för mycket. Den genomsnittliga lufthastigheten bör därför ligga mellan 1-3 m/s vid forcerad friluftstorkning. Lufthastighet 1-3 m/s Luftens torkförmåga minskar efterhand som den upptar fuktighet när den strömma över det fuktiga virket. Om luften blir mättad med vatten när den är halvvägs genom kanalen sker det ingen torkning i den sista halvan av kanalen. Inte förrän första halvan har torkat ned så mycket att den avger mindre fukt till luften förskjuts gränsen för hur långt in i kanalen som virket torkar. För att motverka detta kan lufthastigheten höjas för att öka den effektiva torklängden, i praktiken har det dock ingen större betydelse. 12

14 Torkskador Nysågat virke har ofta en fuktkvot mellan %. För att virket skall kunna lagras utan risk för kvalitetsnedsättande skador måste det först torkas ner till cirka %. Missfärgning De flesta missfärgningar t.ex. blånad, inre mörkfärgning och strömärken är knutna till vatteninnehållet i träet. I intervallet procents fuktkvot är det stor sannolikhet för uppkomst av missfärgning, antingen av kemisk- eller biologisk natur t.ex. till följd av svampangrepp. Ju längre virket befinner sig i detta fuktintervall ju större är risken för en kvalitetsförsämring. Många ljusa träslag t.ex. björk och bok är också känsliga för höga torktemperaturer i detta fuktintervall. Ur färghänseende är det därför gynnsamt att torka ned dessa trädslag under 30 % vid en låg temperatur. Strömärken Strömärken på lövträ kan till stor del undvikas genom bruket av friska möbeltorra smala strön av t.ex. gran alternativt profilerat lövträ. Ströna skall alltid lagras under tak och får inte utsättas för nederbörd. Svarta svampangripna strön bör kasseras eftersom de fungerar som smittspridare på brädgården. Risken för strömärken minskar också om virket torkas snabbt. Mögel Hög luftfuktighet, plusgrader samt fuktigt virke är utmärkta förutsättningar för att trä skall angripas av mögel. Särskilt känsligt för mögelangrepp har basad bok visat sig vara. Även om mögelangreppen oftast inte ger upphov till missfärgning på djupet är det olämpligt att hantera mögligt virke, särskilt inomhus av hälsoskäl. Mögelangrepp kan undvikas genom att se till att det strölagda virket ventileras väl och att torkningen snarast möjligt påbörjas. Vädergrånad Den vädergrånad som vanligen uppkommer på virke som brädgårdstorkas under en längre tid kan undvikas genom snabb nedtorkning till lufttorr nivå samtidigt som virket skyddas mot solljus och nederbörd. Sprickbildning Solsprickor och annan sprickbildning som lätt uppkommer på virkesytan kan minskas genom att virket skyddas mot solljus och nederbörd så att klimatväxlingarna på ytan blir mindre. För att minimera risken för sprickbildning hos sprickkänsliga träslag som t.ex. furu och ek bör virket torkas i ett styrt klimat omedelbart efter uppsågning. Ändsprickor orsakas av att torkningen sker snabbast i ändytorna. För att effektiv minska antalet ändsprickor på plank kan ändträet tätas med speciella ändtätningsmedel, alternativt med tjock färg, vax, lim eller paraffin. Att skydda ändträt mot direkt solljus och återuppfuktning kan också minska antalet ändsprickor och göra så att de uppkomna sprickorna inte går lika djupt. 13

15 Friluftstorkning Friluftstorkning eller brädgårdstorkning sker normalt under förhållanden som kan karaktäriseras som okontrollerade beträffande de tre faktorerna som är avgörande för torkförloppet: luftfuktigheten, lufthastigheten och temperaturen. Dessa faktorer regleras av vädergudarna som erfarenhetsmässigt inte väljer väder med hänsyn till trätorkning. Det betyder bl.a. att virke sågat under sensommaren och hösten är lufttorrt först följande vår och att klimatet med undantag för delar av vår och sommar är sådant att det är stor risk för att missfärgning uppkommer när virket torkas i fri luft. Likaså kan det utsättas för sprickbildning till följd av allt för kraftiga klimat svängningar. Det har visat sig att luften inne i virkesstaplar vid friluftstorkning praktiskt taget är helt stillastående, även vid kraftig vind. Luften är lat och smiter hellre runt och över än genom paketen om den tillåts. Dessutom kan brädgårdens utformning försvåra torkningen t.ex. genom att brädgården ligger lågt eller att den är innesluten av byggnader eller skog som ger lä. Staplarna kan även stå för tätt och därmed hindra luftflödet eller för nära marken, så att gräs växer upp i staplarna. Figur 6.1: Strölagda bokplank med skyddande tak. Även om klimatet är idealt för friluftstorkning kan luften av de ovan nämnda orsakerna vara helt stillastående och fuktig kring själva virket. Därmed minskar torkhastigheten betydligt. Vid korrekt stapling och orientering av staplarna, övertäckning, bra avstånd mellan staplarna, hög markfrigång och val av lämplig torkplats kan en förbättring av de flesta sågverks friluftstorkning ske. Men utrymmet som brädgården kräver ökar då markant. Att ställa upp virket i torkbyggnader, virkesmagasin med tak men utan väggar, innebär en förbättring då man undviker nederbörd och direkt solljus. 14

16 Forcerad friluftstorkning Eftersom det dåliga resultatet vid konventionell friluftstorkning i väsentlig grad kan tillskrivas avsaknaden av effektiv luftväxling är det nära till hands att skapa en artificiell luftcirkulation. Denna ombesörjer borttransporten av kall och fuktig luft kring varje enskilt planka i virkesstapel samt tillför ny torrare och varmare luft med torkkraft. Historik Under årens lopp har flera olika system utvecklats som skapat artificiell luftcirkulation. Allt ifrån mobila fläktar som flyttats runt på brädgården till torkbyggnader som i stort sett liknat konventionella kammartorkar med eller utan förvärmning av luften. I slutet av 1960-talet utvecklade Thomas Thomassen vid Danmarks Teknologiska Institut ett system med väsentligt förbättrade prestanda. Systemet har sedan vidareutvecklats och förenklats ytterligare. Ett flertal anläggningar har byggt enligt denna princip både i Danmark och Sverige. Vid ett danskt boksågverk finns en anläggning med åtta kanaler som har varit i kontinuerlig drift sedan I dessa förtorkas hela produktionen direkt efter uppsågning och ämnestillverkning. Kanalerna är byggda inomhus och har tillgång till stödvärme på vintern. Princip Systemet bygger på att man suger luft genom virkesstaplarna i stället för att blåsa på dem. När torkluft blåses på virkesstaplar med hög hastighet tenderar luftströmmen att leta sig fram den lättaste vägen. Det innebär i de flesta fall att stora delar av luftströmmen studsar bort eller smiter runt virket på ett oönskat sätt. Därmed blir luftväxling kring varje planka ojämn, för vissa plankor mycket stor medan luften står helt stilla kring andra. Att suga ut luften via en undertryckskammare skapar däremot en jämnare luftström så att allt virke ventileras. Figur 7.1: Forcerad friluftstork med nysågade bokplank 15

17 Vidare utnyttjar systemet väggarna av presenning både som skydd mot sol och nederbörd och för att tätar läckflödena kring virket. Ett läckflöde som i vanliga virkestorkar ofta uppgår till % av det totala luftflödet. De följsamma väggarna gör således att systemet klarar sig med mindre fläktkapacitet jämfört med stela väggar och driftskostnaderna blir därmed lägre. Den forcerade friluftstorken består i huvudsak av två delar: virkespaket staplade på varandra i rad täckta av presenning så att en kanal bildas och en undertryckskammare med evakueringsfläkt. Till detta kan sedan t.ex. enklare styrsystem och förvärmning av luften kopplas på för att effektivisera anläggningen. I princip liknar anläggningen en kanaltork utan recirkulering och styrning av torkluften. Figur 7.2: Samma tork från andra hållet med undertryckskammaren och dess två axialfläktar till vänster. 16

18 Torkkanal Virkesstaplar eller pallar med ämnen ställs tät samman i en lång rad, vanligen ca m i längd. Virket orienteras så att ströna ligger längs med radens längdriktning. Torkas kvastpaket skall kvaständen omväxlande vändas genom hela raden. Figur 8.1: Uppställning av kvastpaket, fågelperspektiv Därmed minskas luftflödet genom kvaständarna. Ställs flera pallrader med ämnen i bredd bör dessa boxsstaplas så att läckaget mellan varje rad minimeras. Figur 8.2: Boxstapling av pallar med ämnen för att minska luftläckaget, fågelperspektiv Figur 8.3: Forcerad friluftstork med två fläktar som torkar självströade ämnen. Pilarna visar hur luften strömmar genom kanalen. 17

19 Presenning En eller flera presenningar läggs över alla virkesstaplarna, tvärs radens längdriktning, så att en gemensam kanal bildas med öppna kortsidor. Vid den ena kortsidan ställs undertryckskammaren och presenningen fästs tät mot kammaren. Den andra kortsidan förblir öppen. Presenningen kan läggas direkt på virket, inget mellanlägg behövs. A B Figur 9.1: A) En hel presenning pålagd med hjälp av vajerspel, lämpligt då torken står under tak. B) Flera mindre presenningar som överlappar varandra, hanteringsmässigt lämpligt vid påläggning av en lång kanal utomhus. Det är viktigt att presenningen tätar väl mot underlaget så att inget läckage av luft sker. Därför skall presenningen täcka en bit ut på underlaget från virkesstaplarna. På den extra del som ligger på underlaget kan plankor, sand eller något annat tungt placeras för att säkra mot läckage och att presenningen blåser bor när torken inte är i drift. Vid drift tätat systemet sig själv när presenningen sugs mot virket och underlaget av undertrycket i kanalen. Vid mycket kraftig blåst är det därför lämpligt att låta systemet vara igång för att säkra presenningen. Lämplig presenning till en forcerad friluftstork är en grov och relativt tung presenning av samma typ som används till lastbilar. Den är billig, går att få måttanpassad och har en livslängd på cirka 10 år. 18

20 Undertryckskammare Kammaren har till avsikt att skapa ett undertryck i ena ändan av virkeskanalen. På detta sätt kommer torkluften att sugas genom det strölagda virkespaketen. Genom att suga luften genom virkeskanalen minskas läckageflödet kring virkesstaplarna. Kammaren kan enkelt byggs upp av ett träskelett sammanfogat med vinkelplåtar och balkskor av standardtyp. Lämpligt virke är reglar på 50x100 och 50x150 mm. För att hålla en tung fläkt uppe kan grövre balkar av trä eller stål behövas. På ramverket fästs förslagsvis fukt- och vädertålig konstruktionsplywood eller ventilationsplåt på tre sidor samt tak så att en tät kammare bildas. I den ena sidan skall en dörr anläggas så att service och översyn av fläkten lätt kan ske. Inner och yttertak kläs med konstruktionsplywood eller plåt och ett lämpligt hål för fläkten tas upp. Figur 10.1: Exempel på undertryckskammare Det är viktigt att undertryckskammaren står på plan mark, annars är det nödvändigt att bygga ett innegolv för att täta mot underlaget. 19

21 Tätningar Ställs virket upp utomhus med högre markfrigång än 100 mm bör tätningar ställas upp mellan varje stapel för att minska läckaget under virket. Tätningarna kan t.ex. utgöras av tillsågade plywoodskivor som ställs upp mellan varje stapel. Figur 11.1: Tätningsskivor uppställda framför varje stapel, sett från inlastningsänden, för att minska läckaget under paketen. Torkas kortare ämnen på pallar bör pallarna boxsstaplas. Om ämnena är kortare än pallarna skall tätningar enligt figur 11.2 placeras mellan virket på pallarna. Tätningarna skall placeras ut vid minst varannan rad, helst vid varje. Dessa skall ligga tät mot virket, det kan behövas olika storlekar om ämnesstorleken skiljer mycket. Lämpligt material är t.ex. plywood eller gummiduk. Figur 11.2: Tätning mellan ämnespallar 20

22 Kombinationer Det är möjligt att bygga ihop upp till fyra kanaler till en och samma undertryckskammare. Om flera kanaler kopplas till en kammar och alla kanaler används samtidigt måste fläktkapaciteten öka lika många gånger som antalet tillkopplade kanaler dvs. i en 4- kanals anläggning skall fläktkapaciteten vara 4 ggr större än 1-kanals. I kamrar med flera fläktar måste fläktöppningar till avstängda fläktar tätas noga. Annars kommer stora läckflöden uppstå i systemet. I system med dubbla fläktar till en kanal har kapacitetsförluster på över 80% uppmätts då den ena fläkten varit avstängd utan att fläktöppningen täckts för. Figur 12.1: Enkel kanal och fyrsidigt anslutna kanaler till en och samma undertryckskammare, i det senare fallet måste fläktkapaciteten vara 4 ggr större än för den enkla kanalen. Ett platsbesparande och hanteringsmässigt effektivt sätt att anlägga torkar är att bygga dubbelsidiga kanaler som används som enkelsidiga. Då kan virket ställas upp på ena sidan om undertryckskammaren medan den andra sidan torkar. När den ena sidan sedan är klar kan en växling enkelt ske utan omflyttning av virket. Därmed kan systemet helat tiden utnyttjas maximalt samtidigt som laddning och tömning av torken kan ske utan brådska. Det torkade virket kan sedan lagras under presenningen i väntan på leverans eller flyttning till lager. Alternativt kan undertryckskammaren konstrueras så att den är lätt flyttbar med truck eller placeras på räls. På detta vis kan kammaren flyttas mellan olika färdigställda torkkanaler så snart en kanal är färdigtorkad. Mest hanteringsvänligt blir systemet då torken ställs under tak t.ex. i ett virkesmagasin. Då behöver virket bara flyttas en gång, från ströläggningen till den forcerade torken. Dessutom kan hissanordningar för presenningen anordnas i taket så att hanteringen ytterligare förenklas. 21

23 Drift Det går bra att torka olika virkesdimensioner och träslag i olika kanaler kopplade till en gemensam undertryckskammare samtidigt. Den långa torktiden jämfört med konventionell kammartorkning gör att eventuella skillnader i luftflöde har mindre inverkan vid forcerad friluftstorkning. Att blanda olika dimensioner och träslag i samma kanal är besvärligare eftersom de torkar olika fort. Är det nödvändigt att blanda bör kanalen delas in i två eller fler sektioner med det tunnaste och snabbast torkande virket lägst ut närmast luftintaget. Virket i kanalen kommer torka snabbare i insugningsänden av kanalen. Det är därför möjligt att efter en tid, då den yttersta stapeln är lufttorr ta bort denna från kanalen. Det kvarvarande virket kommer då att fortsätta torka något snabbare. Klimatbegränsningar Eftersom den forcerade friluftstorken är väderberoende och saknar styrning av klimatet uppkommer tre lägen då det är fördelaktigt att stänga av torken: när det är för fuktigt, för torrt eller för kallt. För fuktig luft När det är för fuktigt i luften, över cirka 95 % relativ luftfuktighet torkar anläggningen så långsamt att det inte är kostnadseffektivt att ha fläkten igång. Detta läge uppkommer vanligen under vintern och vid regn under sommaren. Däremot är det ingen större risk att virket återuppfuktas eftersom nederbörden inte kommer åt virket. Luftens fuktighet klarar inte att fukta upp trä över fibermättnadspunkten, exempelvis motsvarar 10 C och 100 % relativ luftfuktighet en jämviktsfuktkvot på cirka 28 %. Det är således av ekonomiska skäl som man bör stänga av fläkten, virket tar ingen större skada. För torr luft I mitten av sommaren kan det ibland bli för varmt och torrt i luften, särskilt för nysågat virke. Det kan då vara en god idé att stänga av fläkten under dagen och endast ha den igång under kvällen och natten för att inte riskera att virket torkar för snabbt och spricker. Alternativt kan torken växelköras med hjälp av en timer t.ex. 1 timmas drift följt av 1-2 timmars stopp. Virke som är delvis torkat är mindre känsligt för sprickor än nysågat och kan därför torkas hårdare och därmed snabbare. Känsligheten varierar också mellan olika träslag och dimensioner, se figur För kallt Under den kallare delen av året då temperaturen understiger ungefär 5 C torkar virket inte mycket, varken vid vanlig brädgårdstorkning eller vid forcerade friluftstorkning. Det finns helt enkelt inte tillräckligt med torkkraft i luften. Virket påverkas inte heller särskilt mycket i detta klimat som närmast kan liknas vid förvaring i kylskåp. De vanliga missfärgningarna och mögelangreppen uteblir nästan helt. För mindre sågverk eller där lagerkostnaderna inte upplevs som allt för betungande bör denna kylskåpslagring inte utgöra något större problem. Man får helt enkelt invänta varmare väder innan det är någon idé att starta den forcerade friluftstorken. Men även under den kalla årstiden kan temperaturen nå upp över 5 C på dagen. Anläggningen kan då vara i drift under den torkande tiden av dygnet. Om någon form av styrning kopplas till anläggningen kan detta skötas automatiskt. 22

24 Lämpligt torkklimat för nysågat virke Relativluftfuktighet (%) MILD TORKNING MEDEL TORKNING HÅRD TORKNING 70 RISK FÖR SPRICKBILDNING Temperatur (*C) Figur 13.1: Lämpligt torkklimat för nysågat virke med olika grad av risk för sprickbildning. Hård: Medel: Mild: Al, Alm, Asp, Björk, Gran, Lärk, Lind Ask, Bok, Furu, Sälg Ek När virket har torkat ett tag tål det hårdare klimat utan att sprickrisken ökar. En hårdare torkningen är samtidigt snabbare. Grova dimensioner > 50 mm kan behöv torkas extra försiktigt i början. Torktider Eftersom den forcerade friluftstorken endast kan påverka en av de tre styrande faktorerna vid trätorkning, lufthastigheten kan inte några exakta torktider anges. Men några fingervisningar som gäller under den varmare delen av året finns. Torkning av rått nysågat virke: Bok brädor 25 mm rått 25-30% 1-2 veckor Bok ämnen mm rått 24% 3-4 veckor Björk plank 50 mm rått 25-30% 2-4 veckor Ek ämnen mm rått 25-30% 3-4 veckor Tiderna gäller vid C och cirka 80 % relativ luftfuktighet 23

25 Förvärmning av torkluften Önskas systemet vara i drift året runt är en förvärmning av luften nödvändig för att systemet skall vara effektivt. En uppvärmning av luften några få grader ger betydligt förbättrade torkbetingelser. I det enklaste fallet placeras hela torken inomhus i en uppvärmd lokal eller i direkt anslutning till denna så att uppvärmd luft kan användas. Evakueringsluften från kanalen leds ut ur lokalen. En annan lösning är att ställa någon form av luftblandningskammare med tillhörande värmeaggregat framför intagsänden på kanalen. Luftblandningskammaren kan utgöras av en enkel kub med en öppen sida mot den första paketstapeln i kanalen. Kammaren bör vara ungefär lika stor som undertryckskammaren och kan byggas av t.ex. plywood eller plåt. Kammaren förses med stora ventiler för införsel av kalluft och har till uppgift att blanda kalluft utifrån med varmluft och ev. rökgaser från t.ex. en olje, gas eller pelletsbrännare. Allt för att se till att luften är homogen och lagom varm när den strömmar in i torkkanalen. Figur 14.1: Forcerad tork med tillskottsvärme och luftblandningskammare. Uppvärmning av den inströmmande luften kan även ske genom att man låter luften passerar genom ett värmeelement, därefter genom virkeslasten varpå den leds tillbaka till intagsänden med värmeelementet d.v.s. torkluften recirkuleras. Huvudparten av torkluften leds tillbaka och endast en del fuktig luft släpps ut och ny kalluft tas in via spjäll. Denna typ av anläggning kräver någon form av enklare styrsystem och kan liknas vid en primitiv kammartork eller en förtork. Lokalen som kanalerna placeras i bör vara isolerad annars kommer stora delar av värmen förloras utan att den gör någon nytta. 24

26 Beräkning av fläktkapacitet Fläktens storlek styrs av paketstorleken, strötjockleken och antalet paket på höjden och bredden som ställs upp framför undertryckskammaren. Det är ganska enkelt att överslagsmässigt beräkna hur stor fläkt man behöver för sin tork. Uppgifter som är nödvändiga då man skall beställa fläktar. Här följer därför ett beräkningsexempel baserat på vanliga förutsättningarna hos svenska lövsågverk. Förutsättningar Paketstorlek: 3,30 1,10 1,15 m (L H B) Virkestjocklek: 54 mm (råmått) Strötjocklek: 25 mm Truckströn: mm Torkvolym: 48 paket (3 i höjd och 16 staplar i rad) Lufthastighet: 2 m/s Läckage: 10% Luftspaltsarea mellan virket: Öppen Area = Antalet paket i höjd pakethöjd paketlängd strötjocklek/(strötjocklek + virkestjocklek) + antal paket truckströtjocklek virkeslängd 0,025 Öppen Area = 3,00 1,10 3, ,10 3,30 = 4,44m 0,025+ 0,054 2 Flöde: Flödet genom kanalen = Öppen area lufthastighet + uppskattat läckage kring virket. 3 Flöde = 4,44 2 1,1 = 9,77 m / s Fläkten eller fläktarna måste ha kapacitet nog att evakuera bort 10 m 3 /s eller m 3 /h. Tryckfall För tryckfallet över virkesstaplarna finns några ungefärliga värden men det är alltid nödvändigt att kontrollmäta lufthastigheten på den färdiga anläggningen. Värden för vårt exempel 50 mm virke på 25 mm strön beskrivs i tabell 15.1 på nästa sida. Vid torkning av grövre virke t.ex. 75 mm tjockt virke på 25 mm strön ökar lufthastigheten jämfört med 50 mm virke. Vid brädtorkning av 25 mm virke på 25 mm strön minskar lufthastighet. En konstant lufthastighet vid olika virkesdimensioner kan bara uppnås med en reglerbar fläkt, en investering som inte är försvarbar för en forcerad friluftstork. Anläggningen bör därför dimensioneras för den vanligaste dimensionen och så kan anpassningar av kanallängden och stapelarean göras för andra tjocklekar. 25

27 Blåsdjup (m) Tryckfall (Pa) Lufthastighet 3 m/s Lufthastighet 2 m/s Tabell 15.1 Tryckfall över virkeslast, 50 mm virke på 25 mm strön. I vårt exempel står 16 staplar i rad i kanalen (totalt 48 paket i kanalen uppställda 3 i höjd). Varje paket är 1,15 m brett och staplarna står med 0,1 m mellanrum. Detta ger en sammanlagd kanallängd på 19,9 m och ett effektivt blåsdjup på 18,4 m (16 1,15). Ur tabellen fås då att tryckfallet antags bli ca 230 Pa. Data för önskad fläkt: Flöde: 10,0 m 3 /s ( m 3 /h) Tryckfall: 230 Pa (23 mm vp) Det finns exempel på 8 poliga axialfläktar som klarar detta med en motoreffekt på cirka 3 kw. Fläktar med lägre poltal (4 eller 6) är billigare men kräver något större motorer och har en högre energiförbrukning. Fläkten behöver stor diameter för att klara det stora flödet men det räcker med en lite motor eftersom sugmotståndet är litet. Finns det tillgång till begagnade fläktar t.ex. höfläktar eller gamla torkhusfläktar kan dessa oftast användas. Tyvärr saknas vanligen diagram över flöde-tryck-effekt till fläktarna varför man får prova sig fram för att se hur de passar. Det enklaste sättet är att installera en fläkt och sedan mäta lufthastigheten i torken under drift. Därefter modifieras torken så att önskad lufthastighet uppnås, effektförbrukningen kommer dock att bli större än om en väl anpassad fläkt används. Kommer anläggningen vara i kontinuerlig drift under en längre tid kan det vara ekonomiskt försvarbart att investera i en ny anpassad fläkt med låg energiförbrukning. Är lufthastigheten för låg kan den ökas genom att t.ex. installera ytterligare fläktar eller minska stapelhöjden, alternativt bredden vid ämnestorkning. Om inte fläkten klarar av att bygga upp det nödvändiga trycket kan kanalen behövas kortas av för att uppnå rätt lufthastighet. Om lufthastigheten är för hög kan t.ex. en mindre fläkt installeras, stapelhöjden eller bredden ökas, kanalen förlängas eller i sista hand ett kontrollerat läckflöde skapas. 26

28 Ritningsexempel Figur 16.1: Översikts- och funktionsskiss Balksko för infästning av fläktbalkar, placering beroende på fläktdimension Balksko för infästning av fläktbärande balk, placering beroende av fläktdimmension Fläkt Yttertak, samt ev. Flä Yttertak, Byggplywood 12 mm samt ev. takbeläggning Innertak som tätar Innertak som tätar kring fläkten, Byggplywood 12 mm Balk: 150x50 mm av lövträ Balk 150x50 mm av lövträ (ek, bok, björk) Figur 16.2: t.h. Öppen långsida utan täckande skivor som ställs mot virkeskanalen. t.v. Långsida med yttertak samt innertak som har till uppgift att bära upp fläkten och täta mot kortslutning av torkluften. 27

29 Figur 16.3: Långsida med täckt vägg, den översta sektionen är öppen för att leda ut den fuktiga torkluften Gångjärn Dörr 100 Dörr i konstruktionsplywood Vinkelbeslag A (105x105x90) Lås Figur 16.4: Täckt gavel med servicedörr. 28

30 Figur 16.5: Täckt gavel. 29

31 Vidare läsning Vill du veta mer om trätorkning, med tyngdpunkt på kammartorkning, kan följande litteraturtips vara till hjälp: Trätorkningsteknik -praktisk handledning av Thomas Thomassen, utgiven av Lövträinstitutet Den är på 119 sidor och kostar 245 kr. Den kan beställas på eller på tel: Trätorkning 1a. Grunder i torkning av Björn Esping, utgiven av Trätek Den är på 234 sidor och kostar 520 kr, kan beställas på Trätorkning 1b. Praktisk torkning av Björn Esping utgiven av Trätek Den är på 960 sidor och kostar 1500 kr, kan beställas på Trätorkning 2. Torkningsfel åtgärder av Björn Esping utgiven av TräteknikCentrum Den är på 282 sidor och kostar 457 kr, kan beställas på Samtliga prisuppgifter är från 2000 och exklusive moms och frakt. 30

32 Sökordregister användarmiljö, 6 brädgårdstorkning, 5, 15, 24 fläkt, 12, 21, 28, 29 friluftstorkning, 3, 5, 7, 10, 12, 15, 16, 17, 24 fuktkvot, 5, 6, 7, 10, 13 fuktkvotsmätare, 6 förvärmning av luft, 27 gränsskikt, 11 jämviktsfuktkvot, 7, 9, 24 kanallängd, 29 klimat, 10, 13, 15, 24, 25 kondens, 7 kvastpaket, 19 luftfuktighet, 7, 8, 9, 11, 13, 24, 26 lufthastighet, 12, 28, 29 lufttorr, 3, 5, 13, 24 luftväxling, 17 läckage, 20, 28 läckflöde, 18, 23, 29 missfärgning, 13 mögel, 5, 13 nederbörd, 13, 16, 18 presenning, 18, 20 psykrometer, 7, 8 psykrometerskillnad, 8 psykrometertabell, 8 sprickbildning, 13, 15, 25 sprickor, 5, 6, 24 strömärken, 13 temperatur, 7, 8, 9, 11, 13 torkklimat, 25 torktider, 25 torrviktsmetoden, 6 tryckfall, 29 turbulens, 12 tätningar, 22 undertryckskammare, 17, 18, 21, 23, 24 vädergrånad, 13 ämnen, 5, 19, 22, 25 ändsprickor, 13 ändtätningsmedel, 13 31

33 Bilaga A Torkklimat i Sverige Klimatets variation på olika platser i Sverige, presenterade som temperaturens och jämviktsfuktkvotens förändring över året, medelvärde för Det tre övre streckade kurvorna representerar jämviktsfuktkvoten och de tre nedre heldragna kurvorna temperaturen. Kurvorna i respektive grupp motsvarar medelvärden vid klockan 07:00 (svart), 13:00 (ljusgrå) och 19:00 (mörkgrå). Den liggande stapeln under diagrammet motsvarar torksäsongen. Den mörkare mittdelen utgörs av den bästa årstiden då effektiv torkning kan ske dygnet runt. Den ljusare delen motsvarar de årstider då effektiv torkning kan bedrivas dagtid. Diagram finns för följande orter: Lund Växjö Borås Linköping Västerås Stockholm Karlstad Falun Delsbo Östersund Umeå Torkklim at Borås 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07:00 U jv 19:00 U jv 13:00 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Torksäsong Temp 07 T 07:00 T 13:00 T 19:00 Ujv 07:00 Ujv 13:00 Ujv 19:00 32

34 Bilaga A Torkklimat Delsbo, Hälsingland 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07:00 U jv 19:00 U jv 13:00 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Torksäsong Temp 19 Temp Torkklimat Falun 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Torksäsong Temp 19 Temp

35 Bilaga A Torkklimat Karlstad 25 Temperatur (*C) & Jämviktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Torksäsong Temp Torkklimat Linköping Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Temp 07 Torksäsong

36 Bilaga A Torkklimat Lund 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Temp 07 Torksäsong -15 Torkklimat Stockholm 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Temp 07 Torksäsong

37 Bilaga A Torkklimat Umeå 25 U jv 07 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 19 U jv 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 13 Torksäsong Temp 19 Temp 07 Torkklimat Västerås 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Temp 07 Torksäsong

38 Bilaga A Torkklimat Växjö 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 Temp 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 19 Temp 07 Torksäsong -15 Torkklimat Östersund 25 Tem peratur (*C) & Jäm viktsfuktkvot (%) U jv 07 U jv 19 U jv 13 jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Temp 13 Torksäsong Temp 19 Temp 07 37