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.
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 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.
С наступлением дачного сезона, многие семьи (вернее часть семей, состоящая из бабушек - дедушек и детей - внуков) переселяется на дачи, в деревни и т. д.
Свежий воздух, природа, свежие овощи «с грядки» и все прочие достоинства дачно-деревенской жизни - это просто прелесть. Но и отрыв от городского комфорта воспринимается как неизбежная плата за все эти удовольствия. И среди этих потерь - отсутствие «постоянной» горячей воды. Иногда это просто угнетает! Ни тебе ни умыться утром нормально, ни помыться вечером, ни помыть посуду, ни… Короче, горячая вода - не роскошь, а норма жизни! Давайте рассмотрим способы, каким образом мы можем «добыть» горячую воду на даче (деревне), и желательно без особых усилий. Способы вроде «нагреть в чайнике» или «нагреть кипятильником в ведре» отвергаем сразу, как «аварийные». Будем рассматривать только те, которые решают проблему раз и навсегда, причем результатом решения является кран, из которого течет горячая вода. Всегда, когда захочется. Как в городской квартире. Итак:
Электрические водонагреватели
Бывают двух типов - проточные и накопительные. Проточные нагревают воду непосредственно при ее протекании через нагреватель. Поскольку нагрев должен происходить быстро (хотя и малого объема воды), мощность нагревателя редко бывает менее 1,5-2 КВт. Причем горячая вода не льется ручьем, а течет струйкой. Столь высокая мощность нагревателя является серьезным препятствием в применении их в дачных условиях. Тут и трансформаторы не очень, и проводка… Да и в случае отключения электричества (что не редкость в сельской местности) все превращается в бесполезную игрушку. Им же затруднительно пользоваться например вечером, когда идет пиковое увеличение нагрузки на сеть. В общем, неизвестно чего у такого нагревателя больше - достоинств или недостатков.
Нагреватель накопительного типа представляет собой не что иное, как емкость на 20-30-50-100 литров, со встроенным электрическим нагревателем мощностью до 0,5-1 КВт и помещенную в термоизоляционный кожух, позволяющий сохранять тепло долгое время, например, несколько суток. Разовый расход горячей воды высокой температуры (75-85 градусов) вряд ли превышает несколько десятков литров (даже если речь идет о бане), поэтому нет смысла ставить нагреватель емкостью более 50-100 литров.
Небольшая относительная мощность нагревателя (как правило, совмещенного с термореле) позволяет не «насиловать» электрическую сеть. И за 10-20 часов нагреватель спокойно нагревает воду до высокой температуры и выходит на дежурный режим. По мере расхода воды, в емкость поступает новая порция холодной воды, которая слегка разбавляет горячую и нагреватель вновь включается. Накопительные нагреватели требуют постоянного подключения к источнику воды в виде водопровода или накопительного бака, из которого она подпитывает нагреватель. Иначе возможен выход нагревателя из строя. Это так же вносит некоторые неудобства. Даже если есть своя скважина или колодец, как минимум надо ставить мини-водонапорную башню или ставить насос-автомат с ресивером, поддерживающий давление в водопроводе. С другой стороны, обустройство собственной водонапорной башни на 1-2 тонны воды (пластиковые баки на 800-1000 литров сейчас совершенно не проблема) решает множество проблем водоснабжения сразу. Не надо постоянно гонять насос, достаточно раз в неделю подкачивать в бак свежую воду.
Сделать водонагреватель накопительного типа можно и самостоятельно, заказав в мастерской металлических изделий бак из нержавейки на 50-100 литров, врезав в него нагреватель с термореле и поместив бак в ящик с теплоизолятором (опилки, минвата, пенопласт).
Солнечные водонагреватели
Как известно, в средней полосе России на каждый квадратный метр поверхности, находящийся перпендикулярно солнечным лучам, падает 750-1000 Ватт энергии за 1 час. Т. е. примерно 1 КВт/час. Если научиться ее «собирать» и заставить нагревать воду, то вы будете обеспечены теплой водой с апреля по октябрь. Необходимо только устроить «правильный» солнечный водонагреватель.
Подавляющее большинство дачников максимум до чего продвинулось, так это до выкрашенной в черный цвет бочки, поставленной на крышу летнего душа. На этом работы по «эксплуатации» Солнца считаются законченными. И торчат такие бочки рядом с домишками, как памятники глупости. Нагревается в них вода до горячего состояния от силы раз 10-15 за сезон. Между тем, проведя простейшие доработки даже такого нагревателя можно значительно (в разы!) повысить его КПД и быть с горячей водой почти постоянно. И работы эти не потребуют ни больших затрат труда, ни расходов. Что же надо сделать.
Обратите внимание, бочка стоит на крыше «как есть». Т. е. совершенно «голая» и почти всегда открытая сверху, т. е. без крышки. Теперь обратите внимание, какая часть поверхности освещена солнцем - от силы 20% поверхности бочки можно считать «примерно перпендикулярной» к лучам. А остальная? 50% поверхности просто находится в тени, т. е. не поглощает солнечную энергию, а наоборот - излучает тепло! Потому что едва нагревшись выше температуры окружающего воздуха, бочка тут же превращается в излучатель тепла - природу не обманешь. Такое же излучение происходит и по торцам бочки. Теперь прибавьте практически постоянный обдув бочки ветром. Полный штиль - редчайшее явление. А каждые 10 метров в секунду гарантированно снижают температуру поверхности на 10 градусов! Итак что же в итоге мы получаем? Те жалкие крохи тепла, которые вода в бочке получает от узкой полоски поверхности бочки, находящейся перпендикулярно солнцу, тут же рассеиваются на обратной стороне бочки, уносятся ветром.
Поэтому если вы хотите действительно заставить Солнце работать на себя, необходимо проделать такую работу. Бочку необходимо поместить в ящик. Та сторона ящика, которая будет обращена к солнцу имеет стенки либо из стекла, либо из прочной полиэтиленовой пленки. А та половина бочки, которая находится в тени, должна быть покрыта теплоизолятором. Например в ящик можно засыпать опилки, обернуть бочку мягким теплоизолятором типа вспененного пенополиуретана и т. п. Иными словами, бочка должна быть помещена в специальную теплицу и дополнительно теплоизолирована, что бы не излучать тепло. И уж конечно надо исключить обдув бочки ветром. Сделайте это, и вы на второй день озаботитесь запасом холодной воды, потому что вода в теплоизолированной бочке будет нагреваться не до жалких 30-40 градусов и иногда, а до 60-70 и почти всегда. А такую воду уже потребуется разбавлять холодной водой для использования.
Еще более продвинутый солнечный водонагреватель можно сделать, если обустроить настоящий солнечный коллектор. Поскольку увеличить мощность Солнца мы не можем, то увеличить количество получаемого тепла можно только увеличением площади поверхности. Для этого к бочке присоединяют два патрубка. Один как можно ближе к дну, другой повыше. К патрубкам присоединяют шлангами в теплоизоляции собственно коллектор. Коллектор может представлять собой например плоскую металлическую емкость. Самый простой коллектор - это шланг черного цвета, аккуратно свернутый в спираль и помещенный в плоский ящик, закрытый стеклом или пленкой. Ящик изнутри оклеен бытовой фольгой.
Основное требование к работе такого коллектора - отсутствие воздушных пробок в системе и возможность постоянного циркулирования воды. Т. е. по мере расхода воды ее запас в бочке должен или пополняться или верхний патрубок должен быть устроен так, что бы не прерывался ток воды и не образовывались водяные пробки. Сама бочка, разумеется так же должна быть теплоизолирована.
Работа такого коллектора основана на том простом законе природы, что холодная вода плотнее теплой и стремится опуститься вниз. Вода, находящаяся в коллекторе нагревается и вытесняется более холодной водой из бочки, поступающей по шлангу из нижнего патрубка.
Но Солнце - Солнцем, но это все же милость природы. А бывает, что пасмурная погода стоит неделю - другую. И что тогда? А тогда лучше дополнить систему нагревателями других типов.
Нагреватели каталитического типа
Тем, кто серьезно занимается работами на дачном участке и заготавливает компост, наверняка известно такое явление. Если взять примерно с полкубометра (или больше) травы, соломы и пр. мелкого растительного мусора, хорошенько пролить его водой, утрамбовать, то этот мусор начинает «гореть». Не открытым пламенем, конечно, а гнить, выделяя при этом большое количество тепла. Причем температура в «эпицентре» превышает 100 градусов и больше. Известны многочисленные случаи самовозгорания стогов сырого сена и скирд соломы. А деятельность такого реактора - несколько недель, независимо от погоды и внешней температуры. Да и пополнить запас «топлива» всегда можно, скосив мешок - другой сорняков. Почему бы не использовать это тепло для нагревания воды? Да запросто.
Разумеется, понадобится теплоизолированная бочка, опять таки с двумя патрубками и шлангами. Вот только коллектор тут потребуется посложнее солнечного. Во-первых - только металлический, во вторых, с гибкой подводкой шлангов. В качестве такового подойдет например труба - полотенцесушитель. Можно купить несколько метров медной трубки и подключить на ее концы переходники на стандартную резьбу 3/4″ или 1/2 «. Трубку можно изогнуть в виде «змейки» или спиралью.
Сам «реактор» представляет собой деревянный ящик примерно 1?1 метр (его можно устроить в тени самого летнего душа, бани или кухни). Уложив в ящик примерно 1/3 имеющейся травы, укладывают коллектор и оставшуюся траву. Обильно поливают ее водой и утаптывают. После чего ящик закрывают полиэтиленовой пленкой. Через 1-2 дня в ящике начинается процесс гниения и он начинает «выдавать» почти кипяток.
Через 2-4 недели, когда значительная часть сырья перегорит, это видно по оседанию кучи трави и снижению температуры, реактор разбирают и пополняют запас топлива.
Особо ценным в таком нагревателе является то, что он не требует никакого ухода, работает сам по себе и вырабатывает помимо тепла еще и компост - ценнейшее органическое удобрение. Причем без семян сорняков - они просто там перевариваются, в отличии, например, от навоза. Кроме того, в сочетании с солнечным коллектором, работающим на ту же емкость, можно построить «неубиваемую» водонагревательную систему. Не знаю, что должно произойти, что бы вы остались без горячей воды.
Такой обогреватель хорош, если всегда есть возможность накосить 2-3 мешка травы. Если же такой возможности нет, то можно устроить «самовар» в тылу душа.
Нагреватель на дровах
Одно время были очень распространены водогрейные колонки. Представляли они собой печку-буржуйку, только маленьких размеров, с насаженой на ее трубу продолговатую емкость. Свою задачу они выполняли, хотя малый размер топки печки и доставлял массу хлопот при заготовке дров.
Между тем, давным-давно известна такая конструкция как самовар. Топка, как известно в нем расположена внутри самой емкости с водой, что делает КПД такого водонагревателя достаточно высоким. И главное - такая топка абсолютно неразборчива в топливе. Им может служить все. От шишек до достаточно длинномерных палок - лишь бы в трубу прошло (загрузка топлива в самоваре происходит через трубу).
Если в округе есть сварщик, мастерская или вы «сами умеете» - сделайте такой коллектор - самовар, повторив его стандартную конструкцию один в один, только сделав емкость на 20-30 литров в соединив ее с бочкой - накопителем теплоизолированными трубами. Достаточно будет нескольких поленьев дров, что бы обеспечить горячей водой всю семью для посещения душа. Душ - строение легкое. Достаточно будет включить в нем на минуту горячую воду, как весь он прогреется, поэтому нет нужды отапливать его самого. Он будет отапливаться падающей горячей водой. В период с мая по сентябрь включительно этого вполне достаточно.
Вот такими простыми способами можно легко получать горячую воду на даче и постоянно.
Использование компоста не новый, но малоизвестный, эффективный и недорогой способ нагреть воду вместо бойлера и отопить дом.
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.
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:
- Компост перегнивает, греет первый контур.
- Теплообменник передаёт тепло на второй контур.
- 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:
- 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 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):
Видео мини-бойлер:
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
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!
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
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:
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:
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 |
|||||||
|
Диаметр |
Высота |
Площадь |
Слои |
Объём |
Выход энергии |
||
|
м² |
Штуки |
м³ |
кВт |
||||
