Курган пэйна - компостная система отопления. Компостный биореактор: как отопить дом за счет кучи компоста - ЭкоТехника Отопление помещения на компосте
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 странах Европы и он имеет название Биомейлер (Biomeiler). Биомейлер это система получения тепла из специальной компостной кучи (биомассы).
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°С .
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. Идея горячего водоснабжения "для ленивых", мне очень нравится - 3-4 дня работы и 6-8 месяцев можно мыть руки в теплой воде.
Компостная куча, в которую зарыто несколько «этажей» нагревающихся труб. Трубы горизонтальными рядами забирают больше тепла, но сложнее разбирать кучу после перегнивания. Трубы на сердечнике намного легче удаляются, но дают меньше тепла. С точки зрения длительности эксплуатации теплообменника воду стоит умягчать.
Для того, чтобы обеспечить свой дом горячей водой, понадобится много органических отходов (биомассы), чаще всего это скошенная трава, опавшие листья, мелкие ветки, опилки, солома, измельченная бумага и пищевые отходы. С первого взгляда ничего сложного, но как и всегда существует ложка дёгтя, - весь этот материал понадобится в конкретное время, так сказать, "в один день" и это создает некоторую сложность. Но, в чем таких сложностей нет? Если изучить метод и заранее приготовиться, вполне возможно решить задачу. Чтобы полностью понять суть методики нагрева воды, необходимо осветить несколько деталей, которые стоит учитывать.
Аэрация компостной кучи .
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 валежник - 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.
Исходя из вышеизложенного, нам заранее надо предусмотреть способы аэрации компостной массы, для получения устойчивого эффекта ферментации. Кроме формирования кучи в виде благоприятной формы, можно воспользоваться дополнительными средствами:
- вставить в компост аэрационные трубы;
- добавить к компосту бактерии для выгребных ям;
- разместить компост на воздушной подушке
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 - куча составляется не из травы, а в основном из измельчённых веток.
Управление теплоотдачей в технологии Биомайлер .
Температура компостирования зависит от стадии компостирования:
- Начальная стадия, когда работают низкотемпературные бактерии. Зависит от доступа воздуха и наличия воды.
- Вторая стадия - рост температуры. В дело вступают бактерии, выдерживающие большую температуру. Они размножаются, температура поднимается. От температуры окружающей среды до 45-50°С.
- Третья стадия - максимальная температура. Значение - 65-70°С . 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.
- Четвёртая стадия - температура снова около 40°С - 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
- как долго
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.
Вариантов конструирования биомайлеров может быть большое множество, всё зависит от сложности конструкции, которая в свою очередь может быть исполнена от примитивной кучи до высокотехнологичной установки. Исходя из вышеизложенного можно поговорить о конструктиве биомайлера. Конструирование этого объекта во многом зависит от наличия площади и более того, от наличия количества биомассы. Поэтому надо подумать о более высокотехнологичном способе изготовления биомайлера:
- Очевидно требуется использование бойлера косвенного нагрева воды, где отдельным контуром будет отбираться тепло из теплообменника биомайлера;
- Сам биомайлер можно сконструировать в виде нескольких компактных установок. Например, испоьзовать емкости из Еврокуба, вырезав в них вверху технологические отверстия для загрузки биомассы;
- Обеспечить необходимую аэрацию и увлажнение биомассы, установив для этих целей трубы в компост;
- Организовать теплоизоляцию биомайлера, например обвернуть мини-биомайлер минеральной ватой или другим утеплителем ;
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.
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, если не предусмотреть теплоизоляцию биомайлера .
Расчёт биомайлера (с сайта http://native-power.de/en/native-power/calculate-size-your-biomeiler):
| Круглое основание | |||||||
| Диаметр | Высота | Площадь | Слои | Объём | Выход энергии | ||
| м | м | м² | штуки | м³ | кВт | ||
| 4 | 2.1 | 13 | 2 | 20 | 1.1 | ||
| 5 | 2.8 | 20 | 3 | 40 | 2.6 | ||
| 6 | 2.8 | 28 | 3 | 60 | 4.2 | ||
| 7 | 3.5 | 37 | 4 | 100 | 7.9 | ||
| 8 | 3.5 | 50 | 4 | 145 | 11.3 | ||
Вывод
В приведенных примерах и расчетах биомайлера, принято во внимание нагрев проточной воды, при входящей температуре +10°С и получении на выходе температуры +60°С, - это работа настоящего реактора, ибо поднять температуру надо на +70°С, при этом входящая вода будет постоянно остужать реактор. Но на самом деле реактор такой мощности нам не нужен. Достаточно, если биомайлер будет генерировать (беспрерывно) температуру 40-60°С, черз которую мы будем прокачивать теплоноситель из бойлера косвенного нагрева воды. Эта циркуляция будет постоянной и круглосуточной, в связи с этим на входе в биомайлер будет вода с плюсовой температурой, которую необходимо будет поднять на 10-20°С, а это не такая уже и сложная задача. Например, солнечный коллектор в пасмурную погоду нагревает теплоноситель всего до 40°С и этого достаточно для нагрева воды в бойлере косвенного нагрева до 80°С.
Эти факты наводят на мысль, что мини-биомайлер вполне возможно изготовить в домашних условиях, в любом индивидуальном хозяйстве и использовать его не только в теплое время года, но и зимой и не только для нагрева воды, но и для отопления дома системой водяного теплого пола.
11.02.2010, 00:44
Привет всем
Задумал для удешевления отопления дома дополнительно использовать тепло компоста (навоза).
Идея заключается в следующем:
недалеко от дома в яме, заполненной навозом, ну или из выгребной ямы:oops: , расположена емкость с теплоносителем или змеевик м/п трубы. К ней подходят подача и обратка от теплоаккумулятора в доме. Температура внутри кучи "свежака" доходит до 70 гр и держиться практически всю зиму.
Прошу критики.
Зеленый Кот
11.02.2010, 01:08
Трудность только в одном: так как закона сохранения энергии до сих пор никто не смог отменить, то для обогрева дома надо ну очень большую кучу дерьма:D:D:D . То, что оно греется всю зиму - всего лишь из-за того, что никто не "откачивает" тепло.
Также насчет температуры - не стоит расчитывать на столь высокую температуру - навоз имеет плохую теплопроводность и, исчерпав поверхностный слой в районе змеевика, надо будет ждать пока тепло опять до него дойдет. С другой стороны возможно оно будет и лучше - такое принудительное охлаждение - ведь для большинства бактерий 40 С - уже "очень неприятная жара".
Техническая же мысль пока пошла по другому пути: из навоза гонят газ, который и сжигают для приготовления пищи или обогрева... но это, опять же надо, ферму "от десяти голов" под боком.
Возможно когда-нибудь этим займутся биохимики и выведут штамы бактерий, что будут работать на траве, сене и.т.п...
11.02.2010, 10:38
Тепло канализационных стоков достаточно широко используется в мире и даже в Москве (снегоплавильные установки).
Выгребная яма и навозная куча, ИМХО, это золото под ногами))). Мы просто так выкидываем кучу энергии в некуда, когда смываем за собой или пока моемся в душе, а ведь могли все это сберечь и приумножить, благодаря естественным процессам.
Если у вас есть время прошу ознакомиться с этим материалом (анг.язык), там есть интересные идеи и результаты экспериментов:
Но с точки зрения закона сохранения, что переработать солому бактериями, что просто ее сжечь в пиролизном котле - эффект обогрева будет одинаков.
Утверждение верное, если считать, что в хим.реакции участвуют одни и те же вещества и в итоге получаем одни и те же соединения. Однако в процессе жизнедеятельности бактерий участвует не только углерод и кислород, но и вода, минеральные соли, различные кислоты, воздух(а не только кислород) и т.д. Да и выход будет не зола))) Это как сравнить сколько энергии получим от сжигания шоколадки.
Вот небольшой отрывок который меня удивил:
"Schuchardt reports heat recovery rates of 111 kilowatt-hours per cubic meter (496,000 Btus/yd3 or 4.00 x 108 J/m3) over a sixmonth period; water temperatures were maintained between 30 and 40 degrees C" этот из компостированной древесной щепы в отдельно стоящем бункере, съем тепла через теплоноситель. 111 квт/ч в течение 6 месяцев, учитывая, что в одном кубе березовых дров всего 1500 квт.
Зеленый Кот
11.02.2010, 14:04
А разве это не так? :arrow:
11.02.2010, 14:56
не совсем так, в процессе биологического разложение участвуют бактерии которым для роста необходим в основном углерод (С), азот (N), фосфор (P) и калий (К). Кислород для некоторых участвующих бактерий почти не нужен. т.е. можно получить выход энергии и без кислорода.
При горении, все просто. углерод + кислород = различные окислы углерода.
Зеленый Кот
11.02.2010, 15:39
===========
=======
11.02.2010, 16:15
Самое забавное, что в вашем ответе есть все необходимое, что бы вам возразить))) Но куда мне неучу (печально вздохнул)
Представим биотанк в виде черного ящика,(запятая))) куда бросили определенную массу отходов (углерод, азот, фосфор, калий) + добавили воды + свежий воздух(азот и кислород)
В итоге получим углекислоту, воду, различные азотсодержащие органические вещества(например аммонийный азот), соединения фосфора и т.п.
А вот если золу добавить в компост, то...
Зеленый Кот
11.02.2010, 16:41
При горение из того же сена мы заберем углерод и окислим его. Все остальное в золу.
Это пристрастное мнение, основанное только на Ваших личных домыслах, которые ничего общего с реальным положением дел не имеют:!:
Что за оценки у Вас были в школе по химии и физике:?:
[Ссылки доступны только зарегистрированным пользователям]
11.02.2010, 17:29
Демагоги среди прочего используют три основных приема:
Подмена тезиса "что переработать солому бактериями, что просто ее сжечь в пиролизном котле - эффект обогрева будет одинаков" - мы говорим о тепле компоста, т.е. побочный продукт любого хоз-ва)
Переход на личности (и далось вам мое образование!?)
11.02.2010, 17:31
и еще
- Ложная альтернатива, ложная дилемма
- Манипулирование смыслом высказываний
- Ошибочные силлогизмы и софизмы
Спасибо wikipedia
11.02.2010, 21:41
Agalex, большое спасибо за ссылку. Оказывается народ на этом зарубается и еще как! и как я понял - это работает и отапливает не только теплицы и зимние сады.
У меня был опыт перерработки бактериями навоза и соломы биопрепаратами с и без доступа кислорода. Действительно, кислород для такого дела не сильно нужен, поэтому я и выбрал не кучу, а яму.
Вопрос тут еще вот в чем: из какого материала нужно сделать регистр, чтоб он не сгорел вместе с навозом.
А вот про снижение температуры кучи за счет более холодного регистра не подумал, моих тер. знаний на это не хватает.
И еще момент. На любую такую кучу обязательно слетаются мухи, а это рядом с домом не гуд. Есть мысли по этому вопросу?
А от компостной кучи с деревенском доме никуда не денешься и жалко ею обогревать улицу.
11.02.2010, 21:50
Как это ни прискорбно должен константировать демагогию, низкий уровень теоретической подготовки с Вашей стороны, а также злоупотребление псевдонаучным бредом.
Как Вы думаете, за счет какой энергии живут бактерии?
Как Вы думаете, если у нас есть линейка окислителей разной "мощности" в каком случае будет максимальный выход тепловой энергии?
Почему Вы не подумали, что при горении и все вышеуказанные элементы тоже будут представлены виде окислов - суть выделят энергию при окислении.
===========
Представьте биотанк в виде черного ящика куда бросили определенную массу отходов. Эта масса имеет запасенным некоторое количество энергии в связях, что при и выделиться при их разрыве...
Если мы просто все бросим в котел - оно сгорит до энергетического минимума (т.е., чтобы разорвать связь в CO2 нам или надо затратить энергию, или сжечь его во фторе, которые еще более сильный окислитель).
Бактерии кроме того, что разрывают связь еще и строят высокомолекулярные соединения, которые дальше "никуда" и остаются твердым остатком, еще строятся и летучие соединения, которые просто испаряются из активной зоны (забирая не только энергию, но и массу).
Если мы говорим, что у нас идет разложение без кислорода - это совсем не значит, что он не участвует в процессе - он просто берется с "другого места" опять же за счет трат энергии.
Вывод: больше энергии чем мы внесли получить мы не можем, а сделать ее выход максимальным - это получать наиболее простые и устойчивые соединения с максимальными энергиями связи - суть окислы.
=======
Если я слишком груб, приношу свои извинения: последователи Мотовилова и Чикена реально достали...
11.02.2010, 21:52
А кто это такие Мотавилов и Чикин
Зеленый Кот
11.02.2010, 23:32
Подмена тезиса "что переработать солому бактериями, что просто ее сжечь в пиролизном котле - эффект обогрева будет одинаков" - мы говорим о тепле компоста, т.е. побочный продукт любого хоз-ва)
Это я для упрощения... если Вы не в курсе, то и навозом топят (высушивают и топят).
Переход на личности (и далось вам мое образование!?)
Нет, я по-честному решил уточнить, какой именно теоретической базой знаний в этой области обладаете.
Если есть хотя бы базовые понятия, то есть и смысл дальше строить доказательную базу, если же нет, то разговор со временем станет в стиле "сам дурак", чего уже и наблюдаем.
==================
Снижение температуры кучи за счет более холодного регистра не подумал
ВКН, именно что закон сохранения энергии работает - если мы планируем забрать с кучи несколько кВт*ч энергии, то столько же куча и потеряет, а следовательно и остынет... если же не утеплите, то зимой и замерзнет. Сколько же можете получить - не больше чем от однотипной кучи соломы (критерий именно по объему)...
=======
Основным критерием необходимой массы топлива для обогрева есть масса "активного" вещества, а неоптимальный тип реакции может только уменьшить кпд за счет того, что часть хим.связей останется неразорваной. Вот взвешиваем и говорим, что с 1 кг вещества можно произвести столько-то энергии... любые бактерии, выделения газа или потери воды заберут свою долю, в результате чего получим меньше от того значения когда бы все связи были последовательно разорваны окислением... Ну нет в там просто какой-то другой энергии за счет которой живут бактерии:!: - только то, что есть в наличии и все...
Все разговоры, что если бактерии, то оно выделиться чего-то больше - это именно вечный двигатель и нарушения законов термодинамики.
Мы можем наготовить навоза, сена/соломы, собрать листья, наколоть дров и.т.п. - в компостном баке мы всегда получим меньше чем если бы высушили на солнце и сожги. Если кто возразит, что в куче ненадобно сушить - пусть считает и потери на траспортировку туда и отходов обратно.
========================
Кажется вот стоит большая куча навоза, и снег на ней тает - можно использовать... увы, когда начинаем оперировать реальной оценкой сколько и чего мы можем получить - необходимое количество сырья сразу начинает исчисляться десятками тонн в месяц.
С куба навоза мы тем или иным макаром можем "выгнать" 100-400 кВт*ч... При этом потери я не учитывал.
Зеленый Кот
11.02.2010, 23:54
При горение из того же сена мы заберем углерод и окислим его. Все остальное в золу.
Откройте, пожалуйста, школьный учебник химии и посмотрите как идет горение древесины (бета-глюкозы).
Также посмотрите горят ли азот (N), фосфор (P) и калий (К)...
12.02.2010, 09:25
Продолжаем гнуть свою тему?
- Ложная альтернатива, ложная дилемма.
Сжечь или не сжечь?! А золу будем потом вместо почвы укладывать?
Зеленый кот, (пользуюсь приемом демагога) а у вас собственно хоз-во есть? Вы огород чем удобряете? Вы понимаете, что сжечь и переработать навоз, домашние помои, ботву, листву, опилки и другие отходы связанные с личным хоз-вом просто невозможно. Или вы предлагаете все это высушить, перемолоть, наделать брикетиков, хранить где-то, а зимой подкидывать вставая два раза ночью, что б не замерзнуть?!
Компостная куча все равно есть и будет у любого хозяина, но у некоторых она не греет зимой уличный воздух, а обогревает полезный объем.
Я обсуждаю эту тему, в надежде использовать тепло компостной кучи в качестве обогрева для круглогодичной теплицы. По моим прикидкам 1/5 объема теплицы обеспечит её теплом весь холодный период + СО2 для растений + плодородная почва для всего огорода.
12.02.2010, 09:47
Но с точки зрения закона сохранения, что переработать солому бактериями, что просто ее сжечь в пиролизном котле - эффект обогрева будет одинаков.
Само это утверждение уже должно натолкнуть на мысль, что раз выход энергии одинаков, то зачем платить больше? Пусть и пиролизное горение не самое эффективное, но ведь люди готовы платить большие деньги только за то, что бы не подходит к котлу как можно дольше, а в компостной кучи все процессе саморегулируются (в известных пределах), я уж не говорю о том, что в пиролизный котел даже слегка влажные дрова класть нельзя, а компост - что угодно, любые биологические отходы.
Т.е. если верить Зеленому Коту, компостная куча по эффективности равна пиролизному котлу, но во всех остальных вопросах превосходит последний на голову.
Это называется "Манипулирование смыслом высказываний". Прошу прощения за демагогию.
Зеленый Кот
12.02.2010, 10:30
Пусть и пиролизное горение не самое эффективное,
* хмыкает...
По моим прикидкам 1/5 объема теплицы обеспечит её теплом весь холодный период + СО2 для растений + плодородная почва для всего огорода.
Открываем справочник химии и смотрим, что выделяется из компостной кучи...
Эффективность "биотермального реактора" зависит от слишком многих параметров, и не поддается четкому расчету.
*хмыкает еще раз: а как это соотносится с цитатой выше? - четко ведь расчитали - 20% объема и на весь сезон... Типа теплица 3 на 4 на 2.5 - 6 кубов загрузили и порядок (при этом все равно из чего стены, какой климат местности и.т.д...)
Если верить Зеленому Коту, компостная куча по эффективности равна пиролизному котлу
12.02.2010, 14:56
ВКН, по моему опыту куриный помет (он ядреный, он проймет) не сильно влияет на полиэтилен, ПВХ и, наверное, на полипропилен. Яма, на мой взгляд, не самый удобный вариант, т.к. доставать от туда компост для замены очень неудобно, удобней сделать отдельный полузаглубленный ящик, утепленный со всех сторон, к нему необходимо подвести воду и в идеале необходимо иметь возможность выгрузить туда самосвал напрямую, без тачек. От запаха поможет труба идущая выше дома, возможно стоит совместить её с фановой трубой. По поводу канализации идей у меня нет. Может если участок позволяет и есть склон, то так можно.
Но с точки зрения закона сохранения, что переработать солому бактериями, что просто ее сжечь в пиролизном котле - эффект обогрева будет одинаков.
И кто подменяет понятия, если в своем предыдущем посту я именно доказывал, что хуже?
Зеленый Кот, а какое еще горение древесины, по сути, Вы знаете кроме пиролизного?
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
- как долго
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.
Как сделать фильтр для воды своими руками: обзор самых популярных самоделок
Двухтрубная система отопления с нижней разводкой: схема, которая поможет экономить
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.
Расчёт биомайлера
Круглое основание
Выход энергии
Удачного воплощения отопления компостом Biomeiler! опубликовано
Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!
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:
- Начальная стадия, когда работают низкотемпературные бактерии. Зависит от доступа воздуха и наличия воды.
- Вторая стадия — рост температуры. В дело вступают бактерии, выдерживающие бо льшую температуру. Они размножаются, температура поднимается. От температуры окружающей среды до 45-50 градусов по Цельсию.
- 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.
- 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
- как долго
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 http://www.biomeiler.at/FAQs.html:
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.
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.
Расчёт биомайлера (с сайта http://native-power.de/en/native-power/calculate-size-your-biomeiler):
Удачного воплощения отопления компостом Biomeiler!
Если у кого есть идеи, соображения или практика — обязательно пишите в комментарии!
7 Марта 2015Представьте, что вы можете греть воду и отапливать дом, используя энергию, полученную из компоста без покупки и сжигания топлива, и параллельно производя биопродукт, тонна которого стоит дороже тонны угля. Современные инновации на базе старой идеи сделали энергию компоста доступной для многих людей.
Вам может показаться, что получение энергии из компоста связано с дурным запахом и навозом, но это не так. На самом деле, система получения тепла из компоста наоборот уменьшает запахи процесса гниения, и это является ее дополнительным преимуществом.
В последние годы всплеск земледелия в западных странах стимулирует инвестиции в увеличение производства высококачественного компоста. Увеличение расходов и перебои с поставками обычных удобрений, таких как поташ, стимулируют спрос на качественный компост. Кроме того, повышенные требования к растительной продукции запрещают использование обычных химических удобрений для ее производства.
Инвестиции в производство компоста в свою очередь подстегнули различные инновации в области получения тепла из компоста. В результате, появилось несколько жизнеспособных методов управляемого получения тепла из компоста.
На сегодняшний день существует много примеров домохозяйств, оранжерей и ферм, которые используют тепло и горячую воду, полученную из систем получения энергии из компоста, исключая или уменьшая при этом необходимость использования обычного сжигаемого топлива. Спектр таких систем представлен как простыми низкотехнологичными установками, производящими энергию из опилок и стружки, так и большими инженерными установками на фермах и заводах по производству компоста.
Инженерная система получения тепла из компоста была разработана компаниями Agrilab Technologies и Acrolab Ltd. Она известна под названием Isobar. Эта установка перемещает горячий влажный воздух от компоста в теплообменник. При этом вода в теплообменнике нагревается до 50 – 60 °С. Установка Isobar окупает себя менее чем за пять лет и идеально подходит для заводов по производству компоста и хозяйств со 100 и более коров, либо аналогичным хозяйствам со схожим количеством произодимого навоза, кормовых запасов, остатков пищи или остатков леса.
Несколько слов, о том, как выделяется тепло в компосте. Если кратко, то любой биоматериал при достаточном количестве термической массы, воздуха и влаги, подвергнется естественному термофильному процессу компостирования, другими словами, гниению.
Микробы, которые производят тепло в процессе компостирования, нуждаются в пище, воздухе и влаге, как и любые другие живые организмы. Даже, если отвлечься от возможности использовать это тепло, в этом процессе есть много других преимуществ, таких, например, как уничтожение патогенов при производстве почвы.
Французский фермер Жан Пейн разработал простой метод использования тепла и нагрева воды из компостных куч щепы в 1970-х годах, но его метод был забыт после его смерти в 1981 году. И вот 10 лет назад группа энтузиастов вернула к жизни его метод.
Сейчас есть несколько установок Isobar, которые успешно функционируют и вырабатывают по 0,3 кВт/ч с тонны компоста в течении восьмимесячного цикла. В среднем с тонны компоста получают 410 кВт тепловой энергии, эквивалентным экономии топлива на $45. Сорок пять долларов на тонну компоста – это очень большая величина, так как тонна высококачественного угля стоит $40.
Ключевые слова: горячая вода, водонагреватели
