Особенности системы управления конвективными сушильными камерами древесины КСК.

В настоящее время есть большой выбор автоматик для управления сушкой древесины в сушильных камерах. При этом на сайтах производителей, как правило, недостаточно информации для оценки их эффективности, поэтому выбирать достаточно трудно. Итак, автоматики различаются:

По критерию перехода с предыдущей на следующую фазу режима сушки пиломатериалов. Переход может осуществляться четырьмя способами:

1. По времени.
2. По средней влажности древесины, которая определяется по параметрам климата (влажность и температура сушильного агента) в камере.
3. По средней влажности древесины, которая вычисляется по показаниям кондуктометрических датчиков влажности древесины.
4. По влажности древесины перехода. Этот параметр учитывает не только среднюю влажность древесины, но и разброс влажности древесины в камере. Влажность древесины при этом так же измеряется кондуктометрическими датчиками.

Первый вариант не эффективен по следующей причине: длительность каждого этапа сушки пиломатериалов зависит от климата, места заготовки, степени зрелости древесины, вида распила, начальной влажности и множества других факторов. Таким образом, в каждом конкретном случае это время будет различным. Следовательно, время  не может быть надежным критерием перехода на следующую фазу сушки пиломатериалов.

Второй вариант - по параметрам климата в камере возможно определить только влажность поверхностного слоя, при этом влажность в середине доски может быть значительно больше. Следовательно, переход на следующую фазу режима сушки может быть произведён раньше положенного времени, что приведёт к дальнейшему росту градиента влажности по толщине доски. В конечном итоге это может привести к порче пиломатериала. При этом, чем больше начальный разброс влажности древесины или чем больше градиент влажности по толщине в загруженном пиломатериале, тем больше вероятность такого результата.

Третий вариант применяется в большинстве современных сушильных камер. При малом разбросе начальной влажности древесины он обеспечивает хороший результат. Если же разброс начальной влажности достаточно велик, а это на реальном производстве дело обычное, то для самого влажного пиломатериала переход на следующую фазу режима осуществляется преждевременно. В результате для этой части пиломатериала фактический режим сушки получается более жестким, чем заданный. Следствием этого является коробление и растрескивание части пиломатериала.

СУ КСК осуществляет переход по четвёртому способу (из перечисленных выше). Это позволяет практически до нуля снизить брак в процессе сушки древесины.  Кроме того учёт разброса влажности при определении момента перехода существенно упрощает сушку сильно затиленнных пород, таких как дуб и граб. (Примечание: От греч. tylos — вздутие, утолщение, выросты клеток осевой или лучевой паренхимы, заполняющие полости сосудов и трахеид в ядровой древесине).

По «знанию» физики процессов в камере. Например: влажность воздуха можно понизить не только открытием штор приточно-вытяжной вентиляции, но и простым поднятием температуры. Следовательно, если температура в камере меньше заданной, а влажность воздуха больше заданной, то разные автоматики будут действовать по разному:

- Автоматика, не учитывающая зависимость влажности от температуры, просто откроет клапан нагрева и штору вентиляции. При достижении заданной температуры, если лишней массы паров воды в воздухе не было, а наоборот не хватало – закроет штору и включит увлажнение. То есть автоматика работает очень не рационально.

- Автоматика среднего уровня в этом случае откроет только нагрев. Решение об открытии шторы будет приниматься при достижении заданного значения температуры. Таким образом не нужные действия производиться не будут, но время выхода на заданные параметры будет неоправданно большим.

- Оптимальным будет вариант, когда автоматика заранее прогнозирует значение влажности  при заданной температуре и на основании этого принимает решение об открывании штор вентиляции.  В этом случае выход на заданные параметры климата будет произведён в минимально-возможное время и без совершения лишних действий.

Система управления сушильными камерами КСК для прогноза влажности воздуха использует трёхпараметровое управление, решение по открытию штор принимается по трём параметрам: температуре сухого термометра, температуре мокрого термометра и психрометрической разности температур. Это, с помощью достаточно простых формул, позволяет рассчитать изменение влажности воздуха при изменении его температуры и выбирать оптимальный способ достижения заданных параметров климата в сушильной камере.

Автоматики для сушильных камер отличаются по видам датчика для измерения влажности сушильного агента. Наибольшее распространение в сушильных камерах получили три датчика:

1. Датчик равновесной влажности (он же ЕМС, он же UGL).
2. Датчик относительной влажности.
3. Психрометр.

Не останавливаясь на достоинствах и недостатках первых двух (об этом написано уже много), рассмотрим преимущества психрометра.

Общеизвестно, что в процессе сушки регулируется скорость испарения влаги с поверхности пиломатериалов, которая в свою очередь зависит от влажности и скорости проходящего через штабель сушильного агента. На показания датчиков относительной и равновесной влажности скорость потока не влияет. Из-за этого при одном и том же режиме сушки, чем выше скорость потока, тем больше скорость испарения воды с поверхности пиломатериала.  При этом скорость потока в камерах разных производителей, а тем более в самодельных камерах, может отличаться существенно.  В результате один и тот же режим сушки полностью подходит для одних камер и совершенно не подходит для других.

Психрометрическая разность так же, как и скорость испарения, зависит от скорости потока. При увеличении скорости потока психрометрическая разность увеличивается, автоматика уменьшает ее и тем самым снижает скорость испарения. В результате происходит автоматическая коррекция режима сушки.

Важной отличительной особенностью СУ КСК является наличие алгоритмов, как для двухпозиционного, так и для пропорционального управления исполнительными механизмами сушильной камеры. В результате автоматика может управлять как электромагнитными, так и электромеханическими приводами. Вместо штор приточно-вытяжной вентиляции на камеру может быть установлен вытяжной вентилятор, вместо клапана нагрева – насос и так далее.

Дополнительные сервисные функции не оказывают влияния на качество сушки, но делают процесс сушки более удобным. Кроме широко распространённых функций, таких как запись всех параметров процесса и представления архивных данных в виде графиков или таблицы,  СУ КСК может разбудить в ночное время заснувшего кочегара, включив электрический звонок и другое.