Тепло от навоза зимой

Отопление

Отопление необходимо в любом доме, ведь даже самое качественное утепление не может постоянно поддерживать комфортную температуру, а также нагревать входящий во время проветривания воздух.

Там, где есть доступ к дешевому газу или другим энергоносителям, не приходится прибегать к экзотическим способам отопления, однако если такого доступа нет, можно использовать для этой цели навоз или помет.

Это особенно актуально в отдаленных сельских регионах, ведь там не всегда есть доступ к дешевым энергоносителям, зато навоза и помета очень много. Кроме того, экскременты птиц или животных можно использовать для отопления ферм, теплиц и других строений.

Почему навоз начали применять в качестве топлива?

Несколько тысячелетий назад кочевые племена, живущие в бедных древесиной районах, вынуждены были искать альтернативное топливо, подходящее для обогрева жилищ и готовки еды.

Именно они обнаружили, что высохшие лепешки, в которые превращаются экскременты животных, хорошо горят и дают достаточно тепла для их нужд.

Поскольку доступного дерева вокруг не было, зато в наличии были огромные стада различных животных, то эти племена даже в морозные зимы никогда не испытывали нужды в топливе. Ведь животные ежедневно едят, а также ежедневно опорожняют кишечник, поэтому их навоз будет до тех пор, пока они живут и едят.

Варианты отопления

Топливо из навоза подходит для любого способа отопления, основанного на получении тепловой энергии через сжигание горючего вещества.

Поэтому в зависимости от вида топлива оно подходит для использования в:

• отопительных и отопительно-варочных печах;
• водяных и воздушных котлах;
• каминах;
• пиролизных котлах и печах;
• любых твердотопливных теплогенераторах с автоматической загрузкой топлива (материал из навоза должен подходить по форме и размеру).

Поэтому топливо из высушенных экскрементов подходит для любых типов воздушного и водяного отопления, включая теплый пол, работающих от твердотопливных или газовых нагревательных приборов.

Более подробно о:

• применении топлива из навоза для отопления;
• преимущества/недостатках такого топлива по сравнению с другими энергоносителями;
• переделке под теплогенераторов такое горючее,

Виды топлива, особенности их получения и применения

Из навоза изготавливают следующие виды топлива:

• биогаз;
• сушеные лепешки;
• пеллеты и брикеты.

Каждый из видов топлива изготавливают по индивидуальной технологии, предусматривающей особые требования к исходному материалу.

Затем газообразное горючее очищают от примесей, а твердое высушивают. В результате получаются вещества с разными характеристиками, поэтому из них можно подобрать топливо для любого отопительного прибора.

Биогаз

Этот вид горючего материала получают во время перегнивания (сбраживания) жидких экскрементов.

Сначала твердую фракцию измельчают и смешивают с мочой животных и водой до получения влажности 90–95%.

Затем готовую смесь заливают в специальные герметичные емкости, которые называют биореакторами или метантенками.

В экскрементах животных и птиц содержится много бактерий и других микроорганизмов, как активно потребляющих кислород, так и анаэробных, то есть не нуждающихся в кислороде.

После заливки измельченной смеси в метантенк ацетогенные бактерии расщепляют сложные органические вещества на простые монополимеры. Во время этого процесса происходит обеззараживание материала, ведь все болезнетворные микроорганизмы состоят из сложных органических веществ, поэтому они гибнут в результате этого процесса.

Кроме того, исчезает неприятный, свойственный навозу запах, ведь его причина – сложный полимер скатол, который также распадается на простые полимеры в процессе гидролиза.

Расщепленные вещества становятся пищей для гетероацетогенных микроорганизмов, которые окисляют их и превращают в пищу для метанобразующих бактерий (метаногенов).

Из-за того, что в метантенк регулярно вносят новый материал, все три процесса происходят одновременно, поэтому происходит постоянная выработка биогаза, основную часть которого составляет метан.

Во время очистки, которую иногда называют обогащением, из биогаза удаляют:

• сероводород;
• углекислый газ;
• водяной пар.

Очищенный биогаз на 93–98% состоит из метана, поэтому хорошо подходит для питания любых газовых нагревательных устройств. Однако для обеспечения максимальной эффективности сгорания и увеличения КПД отопительного прибора необходимо регулировать подачу газа для создания наиболее подходящей смеси с воздухом.

Такую регулировку проводят путем подбора жиклеров в котлах без электронных блоков управления (ЭБУ) или меняя прошивку ЭБУ. Все остальные части отопления ничем не отличаются от тех же, которые используют при работе на сжиженном или природном газе.

Сушеные лепешки и бруски

Этот материал был популярен не только в античности или средних веках, но и даже в XX–XXI веках на тех территориях, где по любым причинам нет возможности подключиться к сетевому газу, а электричество и другие энергоносители слишком дорого стоят.

Если лепешки высушить до влажности 8–10%, то они по теплотворной способности будут сопоставимы с древесиной, однако для этого их придется выдержать в проветриваемом сарае 1–3 года.

Если же не дождаться снижения влажности до этого уровня, то теплотворная способность будет заметно ниже, а негативное влияние на дымоход гораздо выше, чем у дров.

Эти лепешки делают разными способами, однако наиболее эффективным является накопление в течение зимы смеси навоза с подстилочным материалом при тщательном отводе жидких фракций (мочи).

Ежедневно или несколько раз в неделю заваленный экскрементами пол засыпают новым слоем подстилки из соломы, опилок или других материалов. Перемещаясь по загону, животные тщательно утрамбовывают и перемешивают эту массу, благодаря чему к весне пол покрывает плотный слой смеси, который режут любым способом на куски нужного размера, затем в течение нескольких недель сушат их на солнце.

Подсохшее топливо складывают в сарай, где выдерживают еще несколько лет, после чего оно ничем не уступает дровам.

С весны по осень этот материал перерабатывают иначе – после чистки коровника или других строений, навоз смешивают с измельченными древесными остатками и лепят из него бруски или лепешки.

Это можно делать как вручную, так и с помощью различных форм. Затем сформованные лепешки либо выкладывают на земле в один ряд, либо набрасывают на южную стену сарая, которую необходимо оббить доской. На земле заготовки ежедневно переворачивают для лучшей просушки, а налепленные на стену лепешки выдерживают примерно неделю, после чего материал досушивают на воздухе или в помещении любым способом.

Из-за сильного уплотнения навоза животными плотность брусков, а значит и теплотворная способность по отношению к объему, заметно больше, чем у лепешек. Однако по этой же причине срок сушки также заметно больше, ведь спрессованная масса такой плотности хуже пропускает влагу, а значит быстро просохнут лишь наружные слои, а внутренние будут сохнуть в несколько раз больше.

Основным преимуществом этого горючего материала является возможность изготовления брусков любого размера и формы, благодаря чему они хорошо подходят для систем автоматической подачи топлива. Применяют их так же, как и дрова, то есть сжигают в печах, котлах и каминах, поэтому они подходят для любого типа отопления с соответствующим теплогенератором.

Пеллеты и брикеты

Этот вид твердого топлива отличается от лепешек и брусков способом изготовления.

Экскременты смешивают с измельченным растительным наполнителем, затем пропускают через сепаратор, который снижает влажность до уровня в 40–60%.

Смесь такой влажности хорошо поддается формовке с помощью пресса, который также снижает влажность на некоторое значение. Если же нет сепаратора, то смесь можно прессовать сразу же, ведь в формах пресса предусмотрены отверстия для отвода лишней жидкости. Более подробно этот процесс мы описывали в статье про брикеты из навоза.

Также для изготовления брикетов или пеллет можно использовать то же оборудование, что и для производства прессованных видов топлива из опилок или другой измельченной древесины. Однако оборудование нужно будет отрегулировать для снижения степени сжатия, а также предусмотреть отвод выделенной во время прессования влаги. Затем готовые пеллеты или брикеты сушат сначала на солнце, затем в проветриваемом сарае, пока их влажность не достигнет значения ≤10%.

Вывод

Топливные материалы, полученные из навоза, не могут конкурировать с сетевым газом или электроэнергией, а также с доступными углем и дровами, поэтому наиболее востребованы они будут там, где нет возможности приобрести энергоносители, или их стоимость слишком велика.

Процесс производства газообразного горючего не занимает много времени, зато требует серьезных капитальных вложений. Прессованные лепешки и другие изделия, полученные этим же методом, можно производить даже на самодельном оборудовании, однако весь процесс занимает несколько лет, причем большую часть времени будущее топливо сохнет до приемлемого уровня влажности.

Источник

Отопление навозом частного дома: подготовка топлива, преимущества и недостатки

Отопление – это неотъемлемая часть любого дома или квартиры.

Вне зависимости от способа отопления тепловую энергию получают, используя какие-то другие виды энергии, например, электрическую или химическую.

Высушенный навоз является одним из тех видов топлива, которые производят тепловую энергию из химической, то есть выделение тепла является следствием окисления молекул одних веществ и их превращения в другие вещества.

Особенности горения

В отличие от большинства твердых видов топлива, сушеный навоз является веществом невысокой плотности, отдаленно похожим на бурый уголь, но с заметно меньшей влажностью.

Он хорошо разгорается и быстро прогорает, поэтому для получения необходимого количества тепла объем такого горючего должен быть заметно больше объема дров или угля, необходимого для получения того же количества тепловой энергии.

Если же объем топливника недостаточен, и его забили брикетами или кизяком полностью, то эффективного сгорания не будет, ведь горит не сам сушеный навоз, а выделяющийся при его нагреве пиролизный газ.

По этой причине в печах, каминах и котлах, топка которых рассчитана на дрова, желательно закладывать лишь половину необходимого для протопки горючего, а после его прогорания за один раз догружать все остальное.

При сжигании в котлах под уголь количество топлива из навоза приходится делить на 5–7 порций и подкладывать их по мере прогорания. Это увеличивает время топки, зато позволяет использовать для отопления кизяком любые твердотопливные отопительные устройства.

Преимущества и недостатки такого топлива

Мы уже рассказывали о различных видах и способах отопления частного дома, основанных на сжигании органического топлива здесь и в этой статье.

Вся эта информация в полной мере применима и к сушеному навозу.

Однако сначала необходимо определить параметры, по которым сравнение будет наиболее корректным, ведь бессмысленно сравнивать обогрев дома углем или сетевым газом там, где нет возможности подключиться к системе газоснабжения.

Поэтому при сравнении с электричеством и сетевым газом мы будем исходить из того, что их сначала нужно провести и подключить.

Для сравнения мы предлагаем использовать следующие параметры:

• размер капитальных вложений для каждого из способов отопления;
• объем необходимого на зиму топлива (только для твердого и жидкого);
• возможность сделать запас топлива без вложения финансов;
• влияние на экологию;
• влияние на атмосферу в доме или квартире;
• влияние на дымоходы;
• возможность плавной регулировки температуры в комнатах;
• время автономной работы различных отопительных приборов.

Капитальные вложения

При печном отоплении размер капитальных вложений зависит не от вида топлива (разница составляет 1–3%), а от типа и размеров печи, а также от объема дополнительных работ, включая строительство фундамента, провод дымохода через крышу и наружную отделку (если необходимо).

При выборе котлов для воздушного, водяного или инфракрасного (теплый пол) отопления ситуация иная, ведь приходится брать более мощный котел, потому что он оснащен топкой достаточно крупного размера.

А такой котел стоит на 10–30% дороже того, который предназначен для дров или угля. Если же устанавливают котел с автоматической загрузкой, то никакой разницы нет, просто тот же объем бункера для топлива будет сгорать в 2 раза быстрей. При этом все остальное оборудование для любого вида топлива будет стоить одинаково.

Объем топлива на зиму

Несмотря на то, что этот параметр формирует такие факторы, как качество утепления и эффективность работы системы отопления, также существует строгая зависимость от вида применяемого топлива.

Вот примерная теплоемкость различных видов твердого топлива в мДж/кг при нулевой влажности:

• уголь каменный — 25–35;
• дрова сухие разных пород — 8–13;
• уголь бурый — 13–25;
• древесные брикеты и пеллеты — 15–18;
• брикеты и лепешки из навоза — 14–18.

Учитывая, что плотность топлива из навоза в 1,5–2,5 раза меньше древесины и в 3–4 раза меньше плотности угля, то общий объем брикетов или кизяка при той же плотности укладки будет примерно в 2 раза больше, чем у древесины и в 7 раз больше, чем у угля. Исходя из этих данных, и необходимо рассчитывать объем топлива на зиму.

Возможность сделать запас без вложения финансов

Для превращения навоза в топливо не требуется какой-то квалификации или особых знаний, зато необходимы хорошая выносливость и отсутствие брезгливости.

Кроме того, необходимы:

• постоянное поступление исходного материала, включая травяные наполнители;
• достаточное количество свободного времени для изготовления нужного объема горючего;
• достаточное свободное пространство для изготовления и сушки брикетов или лепешек;
• достаточный для сушки период теплой солнечной погоды.

Если все это доступно, то топливо из навоза можно делать без всяких финансовых вложений, чего нельзя сказать о дровах и, тем более, об угле.

Если вы не знаете, почему дрова почти невозможно добыть бесплатно, то рекомендуем прочитать эту статью.

Степень влияния на экологическую обстановку

Любое горючее влияет на окружающую среду либо при производстве или генерации, либо во время применения.

К примеру, для получения электричества ставят запруды на реках, которые нарушают условия обитания пресноводных рыб и различных живущих в реках животных.

Тепловые электростанции обеспечивают выброс огромного количества парниковых газов, а атомные станции производят радиоактивные отходы, которые необходимо где-то хранить. Поэтому не существует идеального топлива, не создающего негативного влияния на экологию, весь вопрос лишь в том, насколько сильно это влияние.

Большая часть горючих веществ в сушеном навозе (за исключением входящих в его состав растительных наполнителей) представлена простыми полимерами, а для эффективного сгорания необходим избыток кислорода.

Подавляющая часть дыма, образованного при тлении сушеного навоза, состоит из углекислого газа и водяного пара.

Древесина состоит из сложных органических соединений (полимеров), поэтому не все из них распадаются до простых углеводородов, из-за чего содержание токсических веществ даже при избытке кислорода для сгорания будет всегда больше, чем у навоза.

С углем ситуация еще хуже, потому что даже при избытке кислорода во время его сгорания образуется множество ядовитых веществ. Если же отопительный прибор работает в экономичном долговременном режиме, то есть уголь медленно тлеет при нехватке кислорода, то количество ядовитых веществ возрастает в несколько раз.

Сжиженный и природный газ состоят из простых углеводородов, поэтому при сгорании образуются углекислый газ, водяной пар и незначительное количество других веществ. Однако эти виды топлива относятся к невозобновляемым, а их добыча наносит серьезный урон природе.

Можно сделать вывод, что на фоне других видов топлива навоз выгодно выделяется как экологически чистый продукт.

Влияние на воздух в частном доме или квартире

В квартирах и домах, которые оснащены дровяными печами, во время топки появляется характерный запах, свойственный лишь сжигаемой древесине.

Если котел или печь полностью исправны, то количество ароматических веществ не представляет угрозы даже при полностью закрытых форточках, а запах не вызывает раздражения.

Аналогичная ситуация возникает и во время топки сушеным навозом, только запах становится немного другим. Несмотря на множество страшилок, в которых говорят, что во время топки в доме воняет навозом, появляющийся запах ничем не напоминает навоз, скорее это похоже на смесь древесного дыма и горящей вдалеке соломы, причем при исправной печке или котле этот запах едва заметен.

При топке углем, особенно в режиме тления, запах во много раз сильней, гораздо неприятней и нередко вызывает головную боль. Исправные отопительные приборы, работающие на любом жидком топливе или газе, а также электричестве, никаких запахов не выделяют.

Однако при нарушении тяги отопительных приборов, работающих на любом газе, в комнатах появляется угарный газ, который не обладает запахом, но представляет серьезную угрозу.

Поэтому обнаружить нарушение тяги можно лишь вручную или по состоянию людей, находящихся внутри помещения. Жидкотопливные котлы при нарушении тяги начинают выделять весьма неприятный запах, поэтому обнаружить проблему можно до того, как количество угарного газа достигнет опасного значения.

При нарушении тяги твердотопливных приборов появляется сильный неприятный запах, поэтому там проще всего обнаружить проблему, ведь запах превращается в вонь задолго до достижения опасной концентрации угарного газа.

Влияние на дымоходы

Благодаря тому, что органическая часть высохшего навоза состоит из низкомолекулярных веществ, при их правильном сгорании образуется дым, содержащий минимум веществ, влияющих на сажевые и другие отложения на стенках дымохода.

Нарушение режима горения, а также использование сырого топлива резко увеличивает количество этих веществ и водяного пара в дыме.

В таком случае на стенках холодного дымохода появляется конденсат из водных растворов этих веществ. Эти же процессы происходят с любым другим топливом, ведь часть водяного пара образуется в результате окисления молекул водорода, а другая часть появляется после испарения воды, которая содержится в засасываемом из комнаты воздухе.

При правильной топке скорость обрастания дымоходов отложениями сопоставима с этим же процессом, протекающим при правильном сжигании сухих лиственных дров, благодаря чему чистка дымохода нужна каждые 5–7 лет.

При правильной топке хвойными чистить дымоход нужно каждые 2–3 года, а при топке углем каждый год, а в некоторых случаях и дважды в год. Такое же соотношение остается и при использовании сырого топлива или при «экономной» топке в режиме тления.

Поэтому скорость обрастания дымохода в равной мере зависит как от вида топлива, так и от режима его горения. Исключение составляют газ и жидкие виды топлива, ведь там для снижения мощности ограничивают подачу топлива, которое всегда горит в оптимальных режимах.

Поэтому периодичность чистки дымоходов газовых устройств составляет 10–15 лет, а жидкотопливных 3–7 лет, в зависимости от тяжести горючего.

Возможность плавной регулировки температуры в комнатах

Эта возможность, в первую очередь, зависит от типа отопительного прибора и конфигурации системы отопления.

Любые виды отопительных печей лишены этой возможности, ведь они быстро нагреваются до температуры, зависящей от количества выделенной тепловой энергии, и потом медленно остывают.

В системах водяного отопления эту функцию можно реализовать двумя способами, то есть:

• одновременным изменением температуры теплоносителя (для этого меняют количество топлива или режим горения) и ограничением скорости движения теплоносителя на определенных участках (с помощью вентилей);
• установкой теплоаккумулятора, который избавляет от необходимости менять режим горения и изменением скорости движения теплоносителя на отдельных участках.

Первый способ для топлива на основе сушеного навоза не подходит, потому что приводит к быстрому зарастанию дымохода, а второй требует дополнительных вложений.

Ведь необходимо купить или сделать теплоаккумулятор достаточного объема, качественно утеплить его и установить там, где в случае протечки струя или лужа кипятка не сможет никого обжечь.

Время автономной работы отопительных приборов

Этот параметр зависит от:

• типа отопительного прибора;
• объема его топливника;
• возможности автоматической догрузки топлива.

В традиционных печах и котлах все решают размер топливника и характеристики топлива.

Чем крупней топливник, тем больше горючего материала можно заложить в него. А чем выше плотность и теплотворная способность топлива, тем дольше оно будет гореть.

Тем не менее, правильное время топки, при котором твердое топливо сгорает в оптимальном режиме, составляет 1–2 часа, после чего отопительный прибор либо глушат до следующей топки, либо заполняют новым топливом.

Из-за того, что плотность сушеного навоза даже в форме брикетов или пеллет заметно ниже, чем дров/угля, время топки котлов непрерывного горения оказывается очень маленьким, поэтому они будут требовать постоянного обслуживания.

В кирпичных печах, а также водяных системах отопления с теплоаккумулятором и котлом избыточной мощности периодичность закладки сушеного навоза сопоставима с топкой дровами и в первую очередь зависит от объема топливника и мощности котла.

Куда девать золу и сажу?

Зола, остающаяся после сжигания сушеного навоза, является хорошим калийно-фосфатным удобрением, поэтому ее используют так же, как и обычную древесную золу.

Собранную сажу из сгоревшего навоза можно применять для:

• опрыскивания деревьев (убивает все виды гусениц и других вредителей);
• вносить в сложенный для перегнивания компост (наполняет его питательными веществами);
• вносить в почву (в виде водных растворов).

По своему составу сажа/зола сушеного навоза и древесины довольно близки, поэтому их применяют одинаковыми способами.

Поэтому даже после сжигания навоз превращается в полезное удобрение и эффективный препарат для борьбы с вредителями, чего нельзя сказать об угле, ведь угольные зола/сажа губительны для почвы и растений.

Другие способы обогрева с помощью навоза

Еще одним способом является использование биогаза в качестве замены сжиженному или природному газу.

Ведь их теплотворные способности довольно близки, поэтому потребуется лишь небольшая регулировка электронного блока управления или подбор форсунок, чтобы обеспечить оптимальное соотношение воздуха и газа.

Иногда в качестве альтернативы традиционным способам отопления предлагают совместить тепловой насос с мощным источником тепла, которым является перегнивающая куча навоза.

Ведь внутри кучи температура нередко превышает 45 градусов, поэтому с помощью теплового насоса ее можно легко поднять до любого необходимого уровня.

Однако из-за огромного количества минусов, таких как сложность замены перегнившего навоза на новый и высокая стоимость теплового насоса, этот способ отопления не получил сколько-нибудь заметного распространения.

Тематические форумы

Мы подготовили список тематических форумов, где пользователи обсуждают различные аспекты использования навоза в качестве топлива, в том числе и для отопления частного дома:

Вывод

Высушенный навоз может стать хорошим заменителем дров или других видов топлива. Такое использование помогает не только сохранить деревья и невозобновляемые энергоресурсы, а также избавиться от скапливающихся навозных куч, представляющих серьезную угрозу и наполняющих воздух неприятным запахом.

Однако процесс превращения экскрементов в готовое топливо очень трудоемкий, а использование слишком влажного материала не только не даст необходимого количества тепла, но и сильно навредит дымоходу.

Источник