Biomeiler — отопление компостом


Продолжаем раздел «Коттедж» и подраздел «Инженерные системы» статьёй «Biomeiler — отопление компостом«. Где расскажем о старом, но малоизвестном, эффективном и недорогом способе нагреть воду вместо бойлера и отопить дом. Кстати, с обогревом компостом мы уже сталкивались в статье «Экостроителям — две оригинальные идеи«. Но сегодня — более 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.

Biomeiler - отопление компостом

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).

Biomeiler - отопление компостом

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

Biomeiler - отопление компостом

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.

Biomeiler - отопление компостом

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 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):

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

Удачного воплощения отопления компостом Biomeiler!

Если у кого есть идеи, соображения или практика — обязательно пишите в комментарии!

6 Comments

  1. Здравствуйте.
    Давно искал точные цифры в компостном отоплении и наконец нашел. По ходу чтения возник резонный вопрос: к какой категории отнести навоз (корова, кролики, овцы и проч.)?
    Как соблюсти пропорции биомассы (25% на 75%) при использовании навоза?
    Я полагаю навоза 75% а растительной ботвы или листьев 25%?

    • Хороший вопрос, спасибо.
      Навоз относится к «зелёным» компонентам компоста. Коровы его делают из травы, так что цвет здесь не главное. Поэтому навоза в компостной куче не должно быть много.

  2. РЕБЯТА\КОРОТКО\НАВОЗ ГОРИТ ,ТАК СКАЗАТЬ, ПРИ 65 ГРАДУСАХ,ДАЛЬШЕ СВЕЖЕ СКОШЕНАЯ БОТВА ЕСЛИ СЛОЖИТЬ В ТЕПЛУЮ ПОГОДУ ВНУТРИННЕЕ ГОРЕНИЕ ПРОИСХОДИТ ИНТЕНСИВНО ПОТОМУ КАК ОЧЕНЬ МНОГО АЗОТА ЕСЛИ ХОТИТЕ БОЛЬШЕ ЗНАТЬ ЧИТАЙТЕ СТАТЬИ** КАК СДЕЛАТЬ//ЗАЛОЖИТЬ// КОМПОСТ,СДЕСЬ ИНФЫ КРОХИ,ЛЕТОМ Я ИСПЫТЫВАЛ СВОЮ СИСТЕМУ,ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ БОЛЬШЕ 55,

  3. Здравствуйте. Не понятно и мало описано о воздушном отоплении от кучи. Я так понял на выходе труб из биомейлера устанавливается вентилятор, который будет нагнетать теплый воздух в помещение? Но тогда нужно бороться с конденсатом в трубах. И можно ли зимой укрывать кучу, чем нибудь, например батвой от кукурузы?

    • Спасибо, изучим и опишем, что найдём.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *