Биомейлер — отопление компостом
Если кто-то из читателей имел удовольствие зимой пребывать в селе, а именно — в районе силосной ямы, то вы могли отметить интересный факт — чтобы загрузить силос в трактор на корм скоту, его не нужно долбить ломом, хоть на улице и мороз. Более того — от него исходит пар, а если запустить руку в толщу массы хотя бы по локоть, то можно заметить, что внутри ощутимо горячо!
Метод получения тепла из компоста был разработан французом Жан Пейном в 1970 году, и эта технология не потеряла свою актуальность и сегодня. Данный способ активно используется в Германии и он имеет название Биомейлер (Biomeiler). Биомейлер это система получения тепла из специальной компостной кучи (биомассы), также известная как «компостное отопление».
Процесс ферментации целлюлозы аэробными бактериями сопровождается выделением углекислого газа и тепла, а также еще разных, мало нам интересных в рамках нашей темы веществ (подробнее о процессе). Нас на данном этапе интересует тепло. Сразу уточним, что если в компосте кроме целлюлозы (веток, листьев, ботвы и прочих растительных отходов) будут присутствовать компоненты, содержащие азотистые основания (например, помет животных, навоз, органические отходы), то в дело включатся и некоторые другие бактерии и наш новоиспеченный биореактор начнет выделять еще и метан, который можно будет использовать как для источник топлива для газовой плиты, так и, при достаточном его количестве, для отопления. Но пока поговорим о тепле, которое мы получим от растений.
Во время процесса компостирования аэробные бактерии превращают органическое вещество (например измельченные ветки и растительные остатки, ботва кукурузы и буряка) в тепло и углекислый газ. Этот процесс происходит вокруг нас постоянно и повсюду: на земле и в почве.
Это тепло может быть использовано для отопления помещений и нагрева горячей воды, температура внутри компостной кучи достигает 60 градусов по Цельсию..
Биомейлер это очень простая система. Для нее нужно только трубы, вода и тепло компоста. Единственная подвижная часть системы это стандартный циркуляционный насос центрального отопления. Эта простая конструкция уменьшает стоимость обслуживания и риски поломки.
Биомейлер для своей работы требует кислород, поэтому помещать эту кучу органики в подземный бункер не следует — процесс ферментации не прекратится, но сильно замедлится, что скажется на количестве тепла, которое можно будет отобрать у кучи. Сразу отметим — 2 куба листьев не отопят дом, но вот помыть посуду, постирать и ополоснуться летом в теплой водичке — этот объем уже сможет помочь.
Идея горячего водоснабжения «для ленивых», мне очень нравится — 3-4 дня работы и 6-8 месяцев можно мыть руки в теплой воде. Если вы хотите цифр, то их есть на австрийском сайте, есть обзорная статья с картинками (пару я оттуда утащил) и более подробная, с цифрами, объёмами и киловаттами (копия). Сразу скажу — чтобы полностью решить проблемы с горячей водой в вашем загородном доме, одного Камаза веток и листьев будет мало. Но кто вам мешает пройтись по осенним улицам своего города, посмотреть на большие кучи палой листвы, собранной дворниками для вывоза на мусорный полигон и поинтересоваться у ответственных за очистку улиц — а не хотят ли они утилизировать ЭТО абсолютно бесплатно? Не на полигоне, а у вас на заднем дворе, например?
Источник
Компост по жан пейну
Компостный биореактор: как отопить дом за счет кучи компоста
- » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>
Подробности Опубликовано: 24.03.2018 08:47
Отопление является главной статьей расходов среди всех коммунальных платежей. Чаще всего для обогрева помещений используют газовые или твердотопливные котлы, электрические радиаторы или кондиционеры. Все эти способы предполагают значительные расходы и прямо или косвенно вредят окружающей среде. Но есть ли альтернативы? Для жителей частных домов с придомовым участком – есть. В данной статье речь пойдет о малоизвестном способе обеспечить себя дешевым теплом из абсолютно экологичного источника.
Большинство людей имеет представление о том, что такое компост – это органические удобрения, получаемые в результате разложения органических веществ под влиянием деятельности микроорганизмов. Однако, чего многие люди (в первую очередь, городские жители) не знают, так это того, что в процессе жизнедеятельности этих микроорганизмов выделяется большое количество тепла. В середине прошлого века французский новатор Жан Пейн начал использовать для обеспечения своей фермы теплом специально созданную для этой цели компостную кучу. В качестве материала для кучи он использовал поросль из ближайшего леса, привезенную трактором. Он подсчитал, что расходы энергии (бензин) на заготовку биоматериала в несколько раз ниже, чем эквивалентные расходы на отопление традиционными способами.
Основная идея состоит в том, чтобы построить достаточных размеров компостную кучу, в середину которой закладывается длинная труба или шланг с постоянно циркулирующей водой. Тепло от жизнедеятельности бактерий нагревает воду в трубе, а нагретая вода потом подается в систему отопления. В итоге мы получаем компостный водонагреватель, который также называют «биомейлер» (biomeiler).
Здесь мы попытались дать ответы на самые распространенные вопросы, касающиеся этой биотехнологии:
Вопрос: Какая температура внутри кучи?
Ответ: Температура зависит от материала, который используется для закладки, от размеров кучи и температуры окружающей среды. Вы можете рассчитывать на значения в диапазоне 50-60 °C.
В: Разве этого достаточно для обогрева дома? А ведь температура воды в момент ее прохождения по трубам в доме, будет еще ниже из-за теплопотерь.
О: Верно, для обычного неутепленного дома с радиаторной системой отопления может потребоваться «догревать» теплую воду газом до уровня горячей. В этом случае использование предварительного нагрева кучей позволит существенно снизить расход газа.
В: А что насчет утепленных домов?
О: В хорошо утепленных домах описываемая система раскрывается во всей красе, т.к. температуры воды в радиаторах в 35-40 °C будет достаточно для комфортного пребывания в помещении, и «догревать» воду нет необходимости.
В: Как долго куча компоста может вырабатывать тепло?
О: В зависимости от материала, от 3 до 18 месяцев. Чем активнее проходят процессы в куче, тем выше там температура, но тем быстрее она «сгорает».
В: Значит, проведя закладку материала один раз, можно обеспечить себя теплом на целый год?
О: Все верно. Важно лишь подобрать такой исходный материал, чтобы его хватило на весь сезон (см. ниже).
В: Из чего сделать компостную кучу, какие материалы использовать?
О: Чтобы куча вырабатывала тепло хотя бы год, лучше использовать перемолотые в дробилке ветки деревьев, листья, сено и свежую траву. Всё это можно найти в ближайшей лесопосадке, у себя и соседей во дворе бесплатно. Если рядом с вами есть деревоперерабатывающее предприятие, то, вероятно, вы сможете получить там опилки и другие отходы производства дешево или также бесплатно.
В: Каких размеров куча нам нужна?
О: Зависит от того, что конкретно вы заложили, какую площадь вы собираетесь отапливать, насколько хорошо утеплен дом, насколько холодные зимы в вашем регионе. В среднем, жители Украины могут ориентироваться на значения в 5-7 м3 (эти цифры не являются окончательными или рекомендованными, они приведены лишь для приблизительной оценки, достаточный именно для вас, объем можете установить только вы сами экспериментальным путем). Для заготовки такого количества материала разумно будет арендовать или попросить помочь знакомых с машиной, если у вас нет собственной.
В: Как построить компостную кучу для отопления?
О: Выбираем место, где будет располагаться куча. Идеально подойдет какой-нибудь сарай рядом с домом (можно сделать пристройку или хотя бы навес), хотя можно и просто расположить ее во дворе. Сначала сыпем немного купленного биогумуса или готового компоста (его роль состоит в том, чтобы сразу подселить нужные нам микроорганизмы в кучу), сверху укладываем подготовленную щепу, плотно утрамбовывая каждый слой и поливаем водой. Засыпав половину объема щепы, укладываем шланг. Чем длиннее шланг, тем больше тепла он будет забирать из кучи. Рекомендуется применять шланг не менее 20 мм в диаметре и 100 м в длину, чтобы вода успевала прогреться. Сверху насыпаем оставшийся объем биоматериала вперемешку с биогумусом, еще раз плотно утрамбовываем всё и щедро поливаем водой. Далее нужно обмотать кучу утеплителем (например, минеральной ватой), чтобы зимой она не замерзла. Не нужно пытаться замотать ее герметично – для жизнедеятельности микроорганизмов нужен воздух. Куча может обойтись и без утеплителя, но тогда её объем должен быть больше. Готово.
В: Когда компостная куча начнет выделять тепло?
О: В течение недели.
В: Требуется ли какое-то обслуживание кучи или контроль за ней?
О: Нет, построенная куча работает сама и не требует вмешательства вплоть до окончания срока службы.
В: Наверно, компост будет вонять, как навоз?
О: Если вы не закладывали в кучу навоз, то не будет.
В: Во что превратится куча после полной «выработки»?
О: Готовый компост представляет собой тот же гумус, который вы использовали при создании кучи – рассыпчатая субстанция, похожая на землю по текстуре и запаху. В ходе своего жизненного цикла, куча уменьшится в объеме в несколько раз, а на выходе вы получите отличное удобрение для растений. Если вам оно не нужно, его можно просто высыпать обратно в природу или отдать/продать другим людям.
В: Кто-то уже применяет описанный метод на практике?
О: Данный метод используют жители экопоселений и просто загородных домов в Великобритании, Германии, Нидерландах и других странах.
Плюсы компостного биореактора:
+ существенно сокращает расходы на отопление;
+ не требует готовой инфраструктуры (например, подведенной газовой трубы);
+ дает вам определенную степень независимости – вы обеспечиваете теплом сами себя, и никто не сможет вам «перекрыть краник» отопления или поднять тариф;
+ является полностью возобновляемым ресурсом и абсолютно не вредит окружающей среде;
Минусы:
— не подходит для квартир;
— раз в год нужно потратить время и силы, чтобы выгрузить отработанный материал и загрузить новый;
— если по неопытности вы сделали что-то неправильно и ваша куча «перегорела» слишком быстро, замерзла или «умерла» по любой другой причине, вы останетесь без тепла, поэтому желательно иметь запасные варианты;
— в первый раз нужно потратиться на покупку длинного шланга, насоса и некоторых других расходных материалов, также сам биоматериал или его доставка могут стоить денег.
Описанная система компостного отопления идеально сочетается с водяным теплым полом, температура теплоносителя в котором всегда ниже, чем температура теплоносителя в радиаторах. Если дом хорошо утеплен, то появляется вариант и вовсе отказаться от установки радиаторов. Вы также можете поместить внутрь кучи второй контур, чтобы снабжать себя теплой водой, только не забывайте, что из-за теплопотерь в трубах вы вряд ли получите на выходе из крана воду горячее, чем 40 °C.
Компостная куча также может отлично подойти для обогрева теплицы: не нужно никаких шлангов или насосов – просто разместите кучу внутри теплицы и выращивайте растения круглый год. Закладку материала лучше производить осенью, перед началом отопительного сезона. В это время года деревья сбрасывают листья, а у вас будет время протестировать свою кучу на работоспособность до начала сильных холодов. Предложенный вариант создания кучи предполагает ее работу в течение, как минимум, 8-9 месяцев, т.е. в холодный сезон вы точно не замерзнете.
Отопление газом может «съедать» до $1000 в год для хозяев двухэтажного дома в средней полосе Украины. Утепление жилья и использование компостного «биореактора» позволяет сократить расходы в разы и полностью отказаться от сжигания какого-либо топлива. Таким образом, вы сохраняете не только свои деньги, но и окружающую среду.
Автор: Максим Барановский
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!
Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!
Источник
Курган Пэйна — компостная система отопления
Общий выход тепловой энергии за 18 месяцев составляет примерно 1.5 ГВт. После окончания цикла ферментации, курган используется как высококачественное удобрение.
Расположение и фундамент
Курган должен находиться как можно ближе к потребителям горячей воды. Учтите, что вам понадобиться доступ с одной стороны кургана для техники (трактор или тележка). Строительство начинается с создания уровня аэрированной поверхности фундамента, путем насыпания круга из сухой крупной древесной щепы, толщиной примерно 60см и диаметром на 1.5 м больше, чем будет сам курган.
Трубы могут быть свернуты в круг под нижним срезом слоя-фундамента, а могут проходить прямо насквозь, но сверху трубы должны быть закрыты щепой. Если у вас есть 30-40 кубических ярдов (примерно 23 кубометра) «горячей смеси» (мульчи коры или смеси мульчи, щепы, опилок, навоза). Диаметр нижней части вашего кургана должен быть 16-18 футов (примерно 4.8-5.5м), а диаметр фундамента 20-22 фута (примерно 6-6.7 метра).
Центр и периметр.Замеры
Отметьте центр вашей насыпи колышком. Привяжите к нему веревку, длиной равной радиусу фундамента вашего кургана. Пусть ваш помощник идет по кругу, а вы отмечайте колышками периметр будущей конструкции . Не вынимайте центральный колышек. После этого отметьте диаметр основания вашего кургана (как писалось выше, оно должно быть на 1.5м меньше фундамента). Насыпьте 60 сантиметровый слой “горячей смеси” или мульчи коры, поверху фундамента, формируя основание кургана. Как можно ровнее распределяйте материал, избегая его уплотнений.
Далее надо проложить трубы “питание” (горячая вода будет поступать из кургана к потребителям) и “обратка” (холодная вода будет поступать от потребителей в курган). Труба “питание” должна быть проложена от потребителя через центр кургана. Временно привяжите эту трубу к центральному колу, оставляя 3 метра запаса, чтобы можно было подключить ее к трубе в верхнем слое насыпи .
Авторы рекомендуют использовать 90 метровые бобины труб из полиэстра.
Оставьте конец трубы обратки рядом c трубой, отходящей от потребителей горячей воды. Начните укладывать трубу по кругу, оборачивая ее вокруг центрального колышка, к наружнему краю ,избегая перегибов трубы. (60 см для первой центральной секции змеевика). Разматывая постепенно трубы, укладывайте их вокруг первого кольца змеевика, сохраняя расстояние между трубами в 15-20 см. Используйте шлакоблоки или камни, чтобы удержать витки змеевика на основании.
Для 4.8м основания вы должны сделать 7 витков змеевика, это будет примерно 36 метров тубы. Первый (внешний) виток змеевика должен быть в полуметре от внешнего края “горячей смеси”. Закончив укладывать первый слой змеевика ,положите катушку снаружи на фундамент.
Горячая смесь.»Hot Mix»
Навалите несколько кубометров “горячей смеси” по верху первого змеевика, разравнивая ее граблями, пока она не станет вровень со шлакоблоками. Шлакоблоки нужны, чтобы витки змеевика не смещались при укладке и в качестве уровня смеси, и легче было определять толщину слоя. После того, как вы распределили смесь до одного уровня с верхней кромкой шлакоблоков, извлеките их и заполните оставшиеся пустоты смесью. Во избежание уплотнения “горячей смеси”, распределяйте ее граблями стоя на фундаменте.
Повторите предыдущие два шага для 2 и 3 слоя. Т.к. смесь будет осыпаться с внешних витков змеевика, курган начнет сужаться. Это значит, что вам надо будет уменьшать расстояние между витками змеевика (с 20-25 см до 15), чтобы получить 270м змеевика, взятых из расчета кургана объемом 22 кубометра. Вы получите 7-8 слоев спирального змеевика. Для 4 и 5 слоев вам придется уменьшить количество колец змеевика с 7 до 6. На 7 и 6 слое количество колец уменьшится с 6 до 5, сохраняя при этом расстояние между витками 15см и расстояние от края насыпи до внешнего витка змеевика равным 25 см.
Когда вы уложите все слои змеевика, верхний\последний слой надо соединить с трубой “питание”, которую вы оставили ранее. Авторы используют пропановую горелку для этих целей. Затем накройте последнюю секцию змеевика хотя бы 40 см слоем смеси. Не забывайте, что укладывая каждую секцию змеевика надо, по возможности, стараться избегать уплотнений смеси, а для замера толщины слоя и временной фиксации змеевика, использовать шлакоблоки.
Когда вы закончите постройку основной части кургана, заложив внутри змеевик-теплообменик, надо будет сделать воздухопроницаемую теплоизоляцию внутренней части. Для этого надо покрыть курган слоем щепы или не прессованного сена. Это обеспечит доступ воздуха, при пассивной вентиляции, к бактериям внутри и увеличит производительность в зимний период. Слой теплоизоляции должен быть толщиной 30-60см.
После окончания строительства кургана надо подключить трубы к потребителям горячей воды. Можно поставить резервуары для хранения горячей воды, или распределять ее по потребителям с помощью коллекторов. Надо поставить насос, который будет закачивать горячую воду в резервуар, с которого, в свою очередь, будет запитываться теплица, теплый пол жилого дом. Любой компетентный водопроводчик сможет вам спроектировать подобную систему распределения воды.
Ваш компостный курган должен производить воду температурой 50-60 градусов через 10 дней после окончания строительства. Если курган будет чрезмерно увлажнен во время строительства из-за дождя, этот процесс может затянуться на 3-4 недели, пока смесь не просохнет. 1.5 м зонды-термометры являются отличным инструментом, чтобы измерить температуру кургана в различных местах.
Как только температура вашего кургана достигнет 50-70 градусов, можете заполнять систему водой. Проследите, чтобы в системе не было воздушных пробок. Надо прогнать воду в системе до полного ее заполнения. После этого можете рассчитать тепловую производительность вашей системы. Самый простой способ это измерить температуру воды ,поступающую на вход кургана, потом измерить температуру и скорость потока воды на выходе из кургана. 22 кубовая насыпь с 270 метровым змеевиком должна обеспечивать стабильную температуру в 45-60 градусов на выходе, при расходе 1-4 литров в минуту с температурой входящей воды 7 градусов. Увеличивая расход воды от 1 до 4 л/мин, до тех пор, пока температура не начнет снижаться ,вы узнаете производительность вашей системы. Тестирование надо производить в течение часа. Для этого теста можно применять расходомеры, термометры, которые используются для измерений в солнечных коллекторах.
После того, как вы узнали температуру на выходе и измерили расход воды, можете посчитать примерно тепловую мощность вашей насыпи. Для примера: если ваш расход воды равен 3 л/мин при температуре входящей воды 10 градусов и температуре на выходе 55, значит дельта-t составляет 45 градусов при расходе воды 180 л/час. Далее вычисляем тепловую мощность по формуле Q=V*(1.16*T). Где Q мощность в киловаттах, 1.16- теплоемкость воды, а V-расход воды (кубометры в час). В данном примере получается 9.3 кВт/ч. Это получается 38000 кВт/ч за 6 месяцев. Можете поискать в интернете, как перевести эти цифры в килограммы угля, дров или кубометры газа. Учтите, что ваш курган будет действовать 12-18 месяцев.
Такой курган при наличии не большого трактора, 5 помощников и всех материалов можно построить за 8 часов. Правда укладка змеевика, засыпание его смесью ,выравнивание граблями–тяжелая работа.
Авторы экспериментируют с различными вариантами смеси, чтобы получить больше тепла на более длительный срок. Жесткие деревянные материалы могут дать больше тепла, чем мягкие. Но жесткие породы дерева дают тепла в течении меньшего промежутка времени, чем мягкие.
Важно, чтобы часть смеси состояла из измельченной щепы, для обеспечения доступа воздуха бактериям и создания необходимой площади для их размножения. Насыпь сделанная только из щепок даст температуру 35-45 градусов летом, весной и осенью, но будет остывать зимой. Мульча из коры даст температуру 50-60 градусов, если она не загрязнена промышленными отходами. Стойкие к гнили сорта дерева не будут производить тепло их не надо использовать. Сосну можно использовать в небольших количествах. Щепа, смешанная с опилками или навозом тоже будет работать. От качества сырья будет зависеть выход тепла и ценность полученного гумуса, после того, как ваш курган перестанет выделять тепло. Влажность кургана тоже важна, при большой влажности, вода заполнит промежутки между щепками и опилками и уменьшит доступ кислорода. При низкой влажности уменьшится биологическая активность бактерий. Оптимальная влажность 30-50%. Воздухопроницаемая теплоизоляция позволит не остыть кургану зимой. Трубы можно использовать повторно, что снизит стоимость последующих построек. При закладке труб отмечайте их местоположение, это позволит избежать трудностей, когда вы будете срывать курган
На картинке примерная схема горячего водопровода, расположение сенсоров температуры и состав «горячей смеси»
Во вложении пошаговая инструкция по строительству кургана на английском
Источник