Отопление 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

Biomeiler: отопление компостом — недорогом способе нагреть воду и отопить дом

Экологичная усадьба: Биомайлер — отопление компостом очень старо. Можно сказать, настолько старо, насколько стара цивилизация. Мало того, вполне вероятно, динозавры тоже использовали отопление компостом — прямо как современные кабаны. У нас на даче листья выносились за участок и складывались в огромные кучи — в ожидании поджига. Но пока не было времени на это, в кучах поутру всегда можно было найти несколько «кроватей» — лунок, где спали кабаны.

Сегодня расскажем о старом, но малоизвестном, эффективном и недорогом способе нагреть воду вместо бойлера и отопить дом. Б олее продуманная идея почти с полувековым стажем.

Биомайлер — отопление компостом очень старо. Можно сказать, настолько старо, насколько стара цивилизация. Мало того, вполне вероятно, динозавры тоже использовали отопление компостом — прямо как современные кабаны. У нас на даче листья выносились за участок и складывались в огромные кучи — в ожидании поджига. Но пока не было времени на это, в кучах поутру всегда можно было найти несколько «кроватей» — лунок, где спали кабаны. Причина проста: при перегнивании компоста выделяется много тепла.

Но люди — не животные, и они смогли организовать даже интересное отопление компостом там, где компоста не было. Например — биомайлер, технология из Германии, которую мы опишем картинками и видео. Но сначала — немного теории про компостирование.

Компостирование (ком — приставка «с-«, пост — корень со значением «ложить» = «сложение»; однокоренное слово — компот) — процесс, когда органические вещества превращаются в гумус при помощи бактерий, воды и кислорода. При этом выделяется температура и углекислый газ.

Биомайлер — немецкое слово из био- (биологический) и майлер (раньше — печь для выжигания древесного угля; сейчас — Atommeiler — ядерный реактор).

Biomeiler — технология компостного отопления, состоящая из двух контуров:

Компостная куча, в которую зарыто несколько «этажей» нагревающихся труб (первый контур).

Второй вариант намотки труб — на сердечник в самой горячей зоне компостной кучи:

Трубы горизонтальными рядами забирают больше тепла, но сложнее разбирать кучу после перегнивания. Трубы на сердечнике намного легче удаляются, но дают меньше тепла.

Теплообменник, забирающий тепло от этих труб и передающий второму контуру.

Второй контур — отопление дома или горячая вода дома.

Принцип работы технологии биомайлер:

Всё очень просто:

1. Компост перегнивает, греет первый контур.

2. Теплообменник передаёт тепло на второй контур.

3. Пользователь пользуется либо отоплением, либо горячей водой.

С точки зрения длительности эксплуатации теплообменника воду стоит умягчать.

Но есть несколько деталей, которые стоит учитывать.

Аэрация компостной кучи для обогрева дома

Компостная куча должна иметь достаточный размер для предотвращения быстрой потери тепла и влаги и обеспечения эффективной аэрации во всем объеме.

При компостировании материала в кучах в условиях естественной аэрации их не следует складывать больше 1,5м в высоту и 2,5м в ширину, в противном случае диффузия кислорода к центру кучи будет затруднена. При этом куча может быть вытянута в компостный ряд любой длины.

При большей кучи в центр кучи вставляется полый цилиндр, через который может проходить воздух. Это позволить аэрироваться куче и изнутри.

Именно поэтому это — компостная куча, а не яма. И именно поэтому каркас — сетка (или куча бескаркасна) — никаких стен, перегородок и т.д. — это ухудшает воздухообмен.

Также воздухообмен улучшается, если куча наваливается поверх пары слоёв поддонов или на толстый слой толстых веток и валежин — воздух может проходить и снизу.

Компостная куча регулярно «дырявится» ломом во всех направлениях — создаются каналы для проникновения воздуха. Но дырявится аккуратно, так как в куче зарыты трубы с теплоносителем.

Соотношение азота и углерода в компосте для нагрева воды

Также для компостирования важно соотношение азота и углерода. «Зелёная» часть компоста — травы, листья, яичная скорлупа, фруктовые и овощные отходы и т.д. — содержат намного больше азота. «Коричневая» часть — ветки, сучья, опилки и пр. содержат больше углерода. Если много азотистых компонентов, то температура нарастает быстрее. Однако выделяется много аммиака (азотсодержащее соединение), который губит бактерий. И куча может «сдохнуть».

Оптимальная пропорция — примерно 25 % «зелёного» компоста и 75 % «коричневого». Тщательно их перемешивайте, чтобы избежать зон гниения.

Именно поэтому ниже на видео вы заметите — куча составляется не из травы, а в основном из измельчённых веток.

Управление теплоотдачей в технологии Биомайлер

Температура компостирования зависит от стадии компостирования:

1. Начальная стадия, когда работают низкотемпературные бактерии. Зависит от доступа воздуха и наличия воды.

2. Вторая стадия — рост температуры. В дело вступают бактерии, выдерживающие большую температуру. Они размножаются, температура поднимается. От температуры окружающей среды до 45-50 градусов по Цельсию.

3. Третья стадия — максимальная температура. Значение — 65-70 градусов. Работают только бактерии, выдерживающие эту температуру. На этой стадии происходит быстрое обезвоживание компоста. И одновременно — очень быстрое потребление органики. Чем активнее эта фаза, тем быстрее наступает следующая.

4. Четвёртая стадия — температура снова около 40 градусов по Цельсию — когда пищи для бактерий и воды осталось мало.

Вопрос в том, сколько времени длится каждая стадия. Это зависит от множества факторов, и разброс может быть чуть ли не в 10 раз. Но на скорости можно влиять, и в первую очередь — водой. Самая критичная и высокотемпературная, которую неплохо было бы замедлить (ведь она длится иногда всего неделю) — третья стадия.

Оптимальная влажность компоста – 60-70%. Очевидно, чем ниже влажность, тем медленнее гниение (и тем меньше температура). И, наоборот — больше воды, больше температура, меньше времени прослужит компостное отопление.

Следовательно, нужно определиться

какая температура воды нужна

И соответственно реагировать поливом или его отсутствием на рост температуры.

Также на температуру компостирования можно воздействовать охлаждением.

Механизм прост: тепло из компостной кучи в технологии Биомайлер отбирается через теплообменник и идёт в дом. Следовательно, нужно интенсивно отбирать воду — теплообменник охлаждается, нагревающийся контур в куче перегноя остывает, остывает и компост.

Итак, всё просто — но не настолько, чтобы лечь пузом кверху, как на центральном отоплении. Но зато — независимость от внешних источников энергии, что в современных условиях актуально.

Но перейдём от теории к практике:

Как именно организована технология Биомайлер.

Об этом — видео (которое, в частности, поясняет первую картинку к статье; цистерна в центре — для образования биогаза, это бескислородный процесс, но в самом центре кучи — чтобы было теплее):

Ещё видео (длинное и очень, очень подробное):

И ещё видео про мини-биомайлер:

Ключевой вопрос: сколько горячей воды мы получаем от биомайлера? Вот ответ с немецкого сайта:

Biomeiler на 50 тонн и 120 м³ компоста (куча примерно 5 метров в диаметре и 2,5 м в высоту), с 200 метрами трубы внутри компоста производит постоянно 4 литра воды в минуту около 60 градусов Цельсия (при начальной температуре воды 10 градусов). Это равно 240 литрам воды в час = 10 кВт (примерно как с 1 л жидкого топлива). Куча на 50 тонн работает от 10 месяцев.

Это Вам будет интересно:

Кстати, нюанс: вы можете использовать 2 линии в компостной куче. Одна — из водопроводных труб, для нагрева воды. А вторая — воздуховод, для нагрева воздуха (организация воздушного отопления). В «воздушном» случае не нужен теплообменник; труба забирает холодный воздух с пола и возвращает горячий.

Также нужно учитывать: куча более 50 тонн практически не реагирует на зимние морозы. Мини-биомайлеры «замерзают» на зиму, а весной снова начинают работать.

Источник