Обогрев с помощью компоста

Отопление компостом: принцип действия, материалы, технология монтажа и подключения системы

Дата публикации: 8 ноября 2019

Поиски дешевых способов отопления дома в продолжительный зимний период натолкнули на идею использовать для этих целей компост. Понятие, практически незнакомое городским жителям, близко и понятно каждому, кто имеет приусадебный участок. Под понятием «компост» объединены все органические удобрения, полученные благодаря разложению органических веществ под действием микроорганизмов. Поскольку в процессе распада высвобождается значительное количество тепловой энергии, ее стоит научиться собирать, накапливать и перенаправлять на более полезные цели, чем бесполезный обогрев окружающего воздуха.

Первые попытки использовать тепло компоста догадался Жан Пейн, французский фермер, озадаченный вопросом полноценного и недорогого отопления своей фермы. Не понаслышке зная, какое количество тепла выделяет органика, он решил использовать поросль из ближайшего леса, доставив ее прямо к дому. Общая идея Пейна выглядела следующим образом: сформировать большую компостную кучу прямо посередине участка, внутрь которой поместить трубу с циркулирующей внутри водой. Выделяемое компостом тепло нагревает воду, после чего она поступает в систему отопления дома, повышая температуру воздуха во внутренних помещениях. Полученный таким образом компостный водонагреватель не требует подключения к источнику питания, работает в автономном режиме и гарантирует качественное и стабильное отопление благодаря незыблемым законам физики.

Отопление компостом в вашем доме

Тем, кто загорелся идеей воссоздать отопление компостной кучей на даче или в загородном доме, не потребуются энциклопедические знания и набор сложных инструментов. Желательно, чтобы под рукой были несколько шлакоблоков, достаточное количество полимерных труб и запорная арматура. Используя перечисленные устройства и компостный курган, можно получить около 1,5 ГВт тепловой энергии за полтора года работы. Несложные подсчеты показывают: такого объема тепла при нулевых расходах достаточно для полноценного отопления внутреннего пространства дома.

Чтобы смонтировать и запустить компостное отопление, следует выполнять работы в рекомендуемой последовательности.

Выбор места расположения и подготовка фундамента

Точку расположения кургана для отопления компостом надо выбирать на незначительном удалении от потребителя, чтобы до минимума снизить теплопотери во время транспортировки нагретой воды. С одной из сторон будущей насыпи должно быть свободное место для подъезда мини-техники.

Основу фундамента компостной кучи составляет древесная щепа толщиной около 60 см, которую насыпают в форме круга диаметром на 1,5 м больше, чем курган. Для улучшения вентиляции компоста имеет смысл проложить перфорированные трубы снаружи по направлению к центру насыпи, сворачивая их по спирали. Размещать трубопровод можно в толще щепы или под ней, но так, чтобы поверхность труб была полностью скрыта внутри фундамента. Диаметр нижней части будущего кургана должен составлять около 5 м, а диаметр фундамента из щепы – около 6,5 м.

Выполнение замеров

Центр будущей насыпи отмечается с помощью вертикального колышка. К нему привязывают веревку длиной, равной радиусу окружности компостной кучи, и размечают ее периметр, действуя по принципу циркуля. Внутри размеченной площади круглой формы насыпают 60 см слоя так называемой горячей смеси из частиц коры, навоза, щепы и древесных опилок. Материал нужно распределить равномерно, избегая образования уплотнений.

Прокладка труб питания

Трубопровод в системе компостного отопления имеет двухконтурное строение: в части «питания» горячая вода поступает в точку потребления, а в части «обратки» остывший теплоноситель подается обратно в компост для нагрева. Труба «питания» проходит от зоны потребления в центр компостной кучи. Необходимо отмерить фрагмент нужной длины и оставить в запасе около 3 м для выведения и подключения к трубопроводу в верхнем слое кургана.

Для формирования трубопровода «обратки» лучше использовать трубы из полиэстера. Они укладываются по кругу в форме спирали, начиная от центрального колышка и заканчивая наружным слоем компостной насыпи на расстоянии 50 см от отмеренного диаметра. Шаг между витками трубы лучше оставлять в пределах 15-20 см. Чтобы удержать витки на своем месте и исключить их сдвиги и заломы трубы, можно использовать шлакоблоки или крупные камни, уложенные между витками.

Насыпь горячей смеси

По верху первого змеевика насыпается несколько кубометров горячей смеси из мульчи, опилок и навоза, разравнивается ее слой по высоте использованных фиксирующих шлакоблоков. Как только вся смесь будет равномерно распределена, шлакоблоки можно вытащить и заполнить свободное место той же горячей смесью. Работы нужно выполнять, стоя на фундаменте, чтобы не уплотнить мульчу весом собственного тела. Уложив вторую часть змеевика из труб, ее также присыпают смесью. Необходимо учитывать, что сыпучая консистенция состава вызовет его осыпание, поэтому внешний диаметр трубопровода нужно постепенно сужать. Всего рекомендуется выполнить 7-8 слоев, постепенно уменьшая число витков змеевика с сохранением шага в 15-20 см между рядами труб.

После завершения данного этапа работ необходимо подключить трубопровод к трубе питания, смонтированной ранее и выведенной к кургану из точки потребления. Затем последняя секция змеевика засыпается смесью высотой около 40 см. В качестве наружной теплоизоляции кургана можно использовать слой щепы или обычного сена, не подвергнутого прессованию. Оптимальная высота слоя – около 40-60 см.

Интенсивную подачу нагретой воды в систему отопления дома обеспечит подключение насоса необходимой мощности. Спроектировать системы распределения воды по основным и хозяйственным помещениям сможет любой специалист в области водоснабжения.

Возможности системы отопления дома с помощью компоста

Приблизительно через 10-14 дней после завершения работ температура воды в системе должна достичь 50-60 С. Если монтаж компостной насыпи осуществлялся во время дождя и ее компоненты отсырели, на нагрев теплоносителя до указанных параметров потребуется около месяца. Замерить температуру внутри кургана позволяют зонды-термометры длиной около полутора метров. При достижении температуры воды уровня 60-70 С можно заполнять систему отопления, позаботившись об отсутствии воздушных пробок.

14.02.2015. Тенденции и выставки
На энергетическом рынке ФРГ грядут перемены
Солнечная энергия даром
В России простимулируют использование возобновляемых источников энергии

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Тепло из органики. Источники тепла

Тепло из органики. Получение и использование тепла из разлагающейся органики применяется с древнейших времён. Достаточно вспомнить, например, устройство обычного хлева для зимовки скота, где самодостаточным источником тепла является навоз. Такой же эффект используется и в устройстве тёплых грядок, что позволяет высевать и высаживать огородные растения раньше обычного. А сколько мелких зверьков и насекомых обустраивают свои зимние жилища в опавших листьях и благополучно переживают холодную пору.

Для отопления помещений и нагрева воды можно использовать различные источники тепла. В статье мы разберём как получить и использовать тепло из органики. Вернее, оно уже давно используется, причём по всему миру. Причём отапливаются не только дома, но и теплицы, производственные помещения, склады и т. д. В северной Европе компостная система отопления известна под названием «биомайлер». В северной Америке её называют «курган Пейна». Разница только в названиях, принцип же одинаков.

Плюсы и минусы компостной системы получения тепла

При всей своей известности, широкого применения технология не получила, Получением и использованием тепла из органики занимаются, в основном, энтузиасты. Поэтому начнём с минусов:

Не везде и не у всех есть возможность собрать необходимый объём древесных отходов.
Для размещение кучи требуется постоянная площадка.
Работы по устройству компостной кучи довольно трудоёмкие.
Необходимо наличие довольно мощной дробилки для веток деревьев.
Процесс регулирования температуры в компостной куче медленный, что тоже многим не нравится.
Не малую роль в современном мире играет и широкий выбор других, более «удобных» источников тепла, что тоже оказывает большое влияние на принятие решения.

Положительных моментов в организации использования тепла компостной кучи тоже немало:

Возможность использовать любые виды древесных отходов. Все ветки, собранные после обрезки плодовых деревьев и живой изгороди, можно пустить в дело. Не менее 75% объёма компостной кучи должно быть именно древесного происхождения.
Возможность использовать в компост сено и опавшие листья. Объём зелёной массы в куче допускается до 25%.
На выходе получаем первоклассный компост. Поскольку в куче нет условий для гниения, компост имеет щелочную среду и может использоваться как удобрение до момента закладки новой кучи в августе-сентябре.
Отсутствие неприятных запахов.
Работает компостная куча до 10 месяцев, что вполне сопоставимо по времени с отопительным сезоном в средних широтах, и даже с запасом. Причём максимальный разогрев приходится на середину зимы.
Полученное тепло можно использовать для нарева воды в бойлере, устройства тёплых водяных полов, организации воздушного отопления. А при наличии большой компостной кучи, можно иметь всё одновременно.
Расход электроэнергии для работы минимален, достаточно одного циркуляционного насоса на каждый контур.

Принцип работы компостной системы отопления.

Система состоит из двух контуров:

Бактерии перерабатывают органику, выделяют тепло и греют теплоноситель первого контура. Первый контур через теплообменник передаёт тепло на второй контур.
Второй контур отдаёт необходимое количество тепла отопительным приборам и (или) выступает в качестве источника горячей воды.

В качестве теплообменника будет очень уместен электрический многоконтурный бойлер. В этом случае мы всегда будем иметь во втором контуре постоянную, нужную нам температуру воды. Поскольку электроэнергия будет использоваться только для подогрева воды, её расход будет незначительным. Многоконтурный бойлер хорош ещё и тем, что в течении полугода его можно подогревать другим «первым контуром» — от солнечной батареи. Таким образом горячая вода будет в доме круглый год.

Температура в компостной куче в первую очередь зависит от того, на какой стадии проходит процесс компостирования:

В начале процесса работают низкотемпературные бактерии. Для запуска процесса им нужно достаточно воздуха и влаги. На этой стадии температура поднимается медленно.
В дело вступают бактерии, предпочитающие более высокую температуру. Они начинают быстро размножаться и поднимают температуру в куче до 45 — 50 градусов.
На третьей стадии температура достигает 65 — 70 градусов и происходит максимально быстрое потребление органики бактериями. Самая короткая стадия, её длительность около 10 дней.
На четвёртой стадии температура падает до 40 — 45 градусов, так как пищи для бактерий стало заметно меньше.

Продолжительность каждой из стадий всегда нестабильна и зависит от многих факторов. Самый главный фактор, это уровень влажности сырья. Оптимальная влажность содержимого кучи от 65 до 70%. С помощью воды можно регулировать температуру. При недостатке влаги температура начинает падать, при избытке влаги температура растёт. Также температуру в компостной куче можно регулировать скоростью отбора тепла.

Устройство компостной кучи. Тепло из органики

Для правильного устройства компостной кучи нужно соблюсти некоторые правила:

Размер кучи должен быть достаточным, чтобы она не замерзала даже в сильные морозы и выдавала необходимое количество тепловой энергии. Компостная куча объёмом 120 м³ (50 тонн влажного сырья) не реагирует даже на продолжительные морозы. Такая куча способна выдавать при помощи пластиковой 200 метровой трубы около 4 литров горячей воды в минуту, при стабильной температуре 60 градусов по Цельсию. Это означает, что производительность компостной кучи такого объёма около 10 кВт/час тепловой энергии. Диаметр такой кучи 5 метров, высота 2.5 метра.
Во всём объёме компостной кучи должна быть хорошая аэрация, чтобы не допускать процессов гниения и гибели аэробных бактерий. Если требуется соорудить большую кучу, устраивать её нужно на помосте из жердей или деревянных поддонов, что обеспечит приток воздуха снизу. Если куча круглой формы, в центре можно установить цилиндр из сетки и таким образом обеспечить поступление воздуха в центр кучи. Также рекомендуется время от времени аккуратно протыкать кучу длинным тупым ломиком или арматурой.
Углеродного сырья (древесных отходов) должно быть не менее 75% от объёма кучи. Азотного сырья (сено и листовой опад) должно быть не более 25% объёма компостной кучи. Причем эти два вида сырья нужно тщательно перемешивать, чтобы избежать появления очагов гниения. Дело в том, что азотное сырьё при разложении выделяет много аммиака, что губительно для анаэробных бактерий и может привести к затуханию процессов разложения органики.

Правила закладки труб. Тепло из органики

Первым делом нужно выбрать место для устройства кучи. Лучше всего расположить её как можно ближе к теплообменнику (бойлеру). Это позволит сэкономить на материалах и минимизировать потери тепла.
Затем нужно выкопать между центром кучи и местом ввода трубы в здание траншею, глубиной ниже уровня промерзания грунта.
На дно траншеи укладывается пластиковая канализационная труба. Она будет служить защитным футляром для трубы с теплоносителем. Также она позволит при необходимости легко помещать и извлекать трубу первого контура.
В центре площадки для кучи, на выходе трубы из «футляра», желательно предусмотреть возможность рассоединения трубы. Это позволит убрать заложенные в кучу витки трубы и облегчит процесс уборки площадки от компоста в конце отопительного сезона.
Витки трубы укладываются слоями. Первый виток труб укладывается на 40 сантиметровый слой компоста. Последующие — через каждые 20 см. Расстояние между трубами одного уровня тоже 20 см. Все крайние трубы должны располагаться не ближе 40 см от внешних поверхностей кучи.
Для эффективного отвода тепла из кучи в 120 м³ вполне достаточно 250 — 280 метров пластиковой трубы в пол-дюйма.

Источник