Вартість обігріву приватних будинків вже давно «кусається». Особливо в тих випадках, коли їхня площа немаленька. Тому багато домовласників ламають голову над тим, як заощадити на опаленні або зробити своє житло теплішим без серйозних витрат. Існують різні способи це зробити. Серед них утеплення будинку, перехід на інші джерела енергії (замість газу дрова чи електрика) та опалення лише частини кімнат. Але мало хто думає про отримання тепла одним з найприродніших методів - від компостної купи.
Це справді працює. Існує проста технологія, що дозволяє одержувати нагріту воду протягом кількох місяців. Її можна використовувати як для гарячого водопостачання, так і опалення будинку. Реалізувати цю ідею можна своїми руками. Для цього потрібні доступні матеріали, органічні відходи та невеликі знання біохімії. Для тих, хто не має наміру вникати в наукові тонкощі процесу, досить просто повторити кроки, викладені в «інструкції».
Метод Жана Пейна
Ще 1970 року французький лісничий повністю забезпечив своє домашнє господарство теплом і енергією, одержуваної з біогазу. Ця ідея прийшла до нього після компостування деревини, від якої він очищав ліс. Спочатку Жану знадобився гумус для саду. Він вирішив ефективно використати поросль, яку обов'язково потрібно було вирубувати, щоб убезпечити ліс від поширення пожеж та зупинити виснаження лісового ґрунту. Потім, помітивши, що переробка рослинності супроводжується виділенням тепла та газу метану, Пейн вирішив пустити її у справу. Він зрозумів, що це дозволяє максимально використовувати енергію сонця, що накопичується у деревній порослі. Так наглядовий французький лісничий став винахідником.
Перше, що створив Жан Пейн, – це подрібнювач для деревини. Він використовував маховик із сталевими ножами, який працював від трактора. Після отримання дрібних деревних частин, винахідник подрібнював їх ще раз до розміру тріски або стружки. Він мав два варіанти використання деревного матеріалу: спалювати в котлі/печі для обігріву будинку та нагрівання води або закласти компостну купу і отримати не тільки опалення з гарячою водою, але також біогаз та цінне добриво. Другий варіант здався Пейну набагато вигіднішим.
З 40 тонн деревних залишків, які лісничий зі своєю командою привіз із лісу, можна було отримати стільки ж енергії, як від 10 тисяч літрів бензину. Але компостування дасть ще більше. Це найефективніший спосіб використання деревних решток.
Закладка компостної системи обігріву за методом Жана Пейна
Розглянемо покроково створення компостної системи обігріву:
1) Вибираємо місце для біореактора.
Місце має бути на невеликій відстані від будинку, щоб гаряча вода не проходила великого шляху і не остигала. Звісно, можна нанести на трубу хорошу термоізоляцію. Але чим більша відстань, тим вищі додаткові витрати. До того ж на прогін води потрібно більше електроенергії.
2) Окреслюємо межі купи.
Можна використовувати не тільки спеціально подрібнені дерев'яні залишки, але і просте тирсу або стружку, взяті на виробництві пиломатеріалів. Їх потрібно викласти до купи, що має форму кола. Для цього визначаємо центр майбутньої купи і забиваємо в нього кільк. Одним кінцем прив'язуємо до нього мотузку, довжина якої відповідає радіусу кола, що описує межі купи. До іншого кінця кріпимо дерев'яний чи металевий стрижень. Він необхідний для окреслення кола, в рамки якого засипатиметься дерев'яний матеріал. Рисуємо кордони.
3) Засипаємо шарами.
У окреслені межі насипається тріска, стружка або тирса. Кожен шар приблизно з 30-40 см потрібно утрамбувати ногами (втоптати) і полити водою. Вона потрібна для створення сприятливого середовища, в якому мікроорганізми активно розкладатимуть органіку.
Ілюстрація технології Жана Пейна, що дійшла до нас, не включає в себе використання чого-небудь, крім деревної тріски. Але за логікою між шарами слід було б вносити сечовину (карбамід). Для ефективності – у розчиненій формі. Хоча навіть посипання гранулами добре працюватиме.
Сечовину можна замінити гною або курячим послідом. У цих речовинах багато азоту – елемента, якого не вистачає при компостуванні тирси, стружки та тріски. Азот необхідний мікроорганізмам, які переробляють деревну органіку. При його достатній кількості купа швидко розігрівається та стабільно підтримує високу температуру, яка нагріває воду.
4) Ставимо біореактор.
Цей пункт можна пропустити, якщо вам потрібна лише гаряча вода для опалення та господарських потреб. Отримання біогазу - непроста справа, що вимагає більше знань, обладнання та процесів, ніж нагрівання води за рахунок біохімічних процесів. Жан Пейн використовував потенціал компостного біореактора по максимуму, отримуючи:
• гарячу воду;
• біогаз для приготування їжі;
• цінний компост для вирощування рослин.
Тему отримання біогазу розкрито у цій статті.
Технологія французького ентузіаста включала установку великої металевої бочки-септика в центрі майбутньої купи на втоптаний шар тріски висотою до 1 м. У септик насипається напівперепрілий компост з водою і герметично закривається кришкою зверху. У ньому залишається місце для повітря, незаповнене компостом. При цьому всередині бочки-септика є невеликий патрубок, розташований у верхній частині. А зовні підключено трубу, яка веде назовні. Нею виходитиме біогаз метан.
5) Укладаємо трубу.
Навколо септика у вигляді спіралі укладається пластикова труба, по якій циркулюватиме вода, нагріваючись за рахунок результату роботи мікроорганізмів. У результаті труба знаходиться всередині гори з тріски по кілька витків на різних рівнях – знизу догори. На кожну спіраль із труби насипається наступний шар деревних залишків.
6) Підключаємо трубу до водопроводу/опалення.
Останній етап - підключення труби, що виходить з купи, до комунікацій будинку. Це можна зробити як самостійно, так і за допомогою спеціалістів. Для подачі води також необхідно підключити насос. Хоча навіть без нього відбуватиметься циркуляція рахунок сили подачі холодної води.
Усередині купи вода розігрівається до 50-60 градусів. Якщо врахувати, що під час транспортування температура може трохи впасти, можна отримати 40-50 градусів на виході в будинку. Цього достатньо для гарячого водопостачання, але обмаль для опалення погано утепленого будинку. Але з непоганим утепленням такої температури вистачить для підтримки зручної температури в будинку. У південних районах узимку можна отримати всі 60 градусів (як і влітку).
Герметично закривати біореактор не потрібно – мікроорганізми переробляють деревину з виділенням тепла лише за доступу повітря. Така купа буде гарячою навіть у морози. Головне, щоб усередині було достатньо волого та вистачало азоту для активних процесів переробки.
Готова купа має форму зрізаного конуса з невеликою різницею між нижньою і верхньою стороною. Це робить її стійкою. Якщо надати біореактору форму циліндра і не встановити каркас, що підтримує, тріска може обсипатися зверху. Жан Пейн витратив на свій варіант 40 т тріски та 20 т води. Об'єм купи становив 80 куб. м. Такий біореактор працював 2 роки, даючи гарячу воду та біогаз. За оцінками фахівців, такий спосіб дає в 5 разів більше енергії, ніж при спалюванні тієї самої кількості залишків. Але це ще не все. На виході залишається цінний компост, який дає харчування рослинам.
Розміри купи французького лісника вражають. Напевно, таку кількість деревних залишків у нас можуть назбирати лише одиниці. Для цього потрібна техніка та чимало часу. Але не засмучуйтеся, можна закласти менший біореактор - він теж буде працювати. Досвід винахідливого француза перейняли німці, які створили варіант компостного генератора тепла. Ім'я йому Biomeiler. Про нього йтиметься у наступному розділі.
Biomeiler – сучасні послідовники Жана Пейна
Цей термін означає компостний обігрівач або органічна піч. Хоча дослівний переклад з німецької означає: bio – біо, органічна; meiler – купа. Біомейлер (Біомайлер) – це технологія, яка використовується у всьому світі. Вивчивши досвід Жана Пейна та озброївшись науковими знаннями, німці розробили її для того, щоб люди могли переробляти органіку за найефективнішою схемою.
Насправді, використання тепла від компостної купи – це не новина. З давніх-давен цим займаються тварини! Люди не раз помічали вм'ятини на компостних купах, зроблених дикими кабанами. Інші звірі теж помітили, де можна знайти тепло в холодну пору року. Але люди не використовували весь потенціал «запаленої» органіки, тому що не мали достатніх знань. Тепер, коли науково-технічний прогрес відкрив перед людством небачені можливості, ми можемо не лише користуватися традиційними джерелами енергії/тепла, а й застосовувати наукові знання на благо собі та природі.
Про опалення за допомогою компосту знають багато досвідчених городників, які вирощують ранні культури у теплицях. Давно не секрет, що органіка, що розкладається, не тільки підвищує температуру в закритому грунті, але і живить рослини вуглекислим газом. Але мало хто використовує біогенератор для тривалого обігріву, тому що для цього потрібно багато залишків дерев і достатньо місця в теплиці.
Виділення тепла також відбувається під час давно відомого процесу заготівлі кормів для ВРХ – силосування. Щоправда, там превалюють мікроорганізми, які не розкладають, а консервують соковитий корм. А сильне нагрівання бурта призводить до втрати поживних речовин. Тобто включаються процеси, подібні до тих, які відбуваються в компостній купі.
Розглянемо детальніше технологію Біомайлер:
1) Підготовка місця.
Деревна органіка укладатиметься на підготовлену основу. Знизу майбутній компостний курган повинен мати доступ повітря. Його забезпечують різними способами:
• дренажем (з різних доступних матеріалів);
• укладанням гофрованих труб на дно кургану (для надходження повітря).
У першому випадку на дно можна покласти грубі рослинні залишки, які довго перегниватимуть (шматки гілок, товщиною від 1 до 5 см). Або використані дерев'яні піддони. У другому – на вирівняну основу кладеться покривний матеріал, що перешкоджає проникненню рідини в ґрунт (щоб поживні речовини не вимивалися з купи) та спрощує збирання готового компосту в майбутньому. А зверху укладаються гофровані труби з перфорацією (дірочками), діаметром 10-15 см. Вони забезпечуватимуть доступ кисню знизу. Використання покривного матеріалу не є обов'язковим, оскільки це один з можливих варіантів реалізації технології Біомайлер.
Основа для купи може бути різної форми - круглої, квадратної/прямокутної (якщо є каркас) або еліпсоїдної. Головне, щоб ширина та висота готового кургану була не менше 1.5 м. Тобто якщо форма еліпсоїдна або прямокутна, у найвужчому місці не повинно бути менше півтора метра. Такі параметри обумовлені тим, що інакше купа не буде достатньо розігріватися та утримувати високу температуру протягом тривалого періоду.
Максимальні розміри не обмежені, коли купа має додаткову аерацію. Без неї рекомендують робити курган не вище і не ширше 2.5 м. Оскільки можна організувати доступ повітря за допомогою перфорованих труб внизу та в центрі, теоретично можна зробити будь-який розмір обігріваючої купи. Але на практиці мало хто використовує велику кількість органіки - його не так просто зібрати. Для поліпшення аерації будь-який компостний курган, що обігріває, періодично дірявять металевим стрижнем. Але акуратно, щоб не пошкодити труби, що знаходяться всередині, з водою.
Підстава можна зробити більше майбутнього кургану на розмір шару, що утеплює, який може бути з тюків соломи, сіна або просто тріски. Це приблизно від одного до півтора метра (залежить від величини купи).
2) Встановлення сітки.
У технології Biomeiler органіка складається не так, як це було у Жана Пейна. Компостну купу підтримує каркас із металевої сітки з досить великим квадратним осередком – від 10 см. Він необхідний для утримання органічних залишків, надання їй стійкої форми. Щоб тріска не випадала, всередину каркаса на сітку кріпиться який-небудь неорганічний матеріал, що пропускає повітря. Наприклад, сітка, що затіняє, агроволокно або дихаюча будівельна мембрана.
Надходження повітря дуже важливе для аеробної переробки органіки, що супроводжується виділенням тепла. Якщо металева сітка каркаса має дрібні осередки будь-якої форми, то додатковий матеріал не можна застосовувати.
Встановлення сітки – не обов'язковий захід. Курган-біомайлер можна укладати без каркасу, як у Жана Пейна. У регіонах з холодною зимою зовні можна обкласти тюками сіна для додаткової теплоізоляції.
3) Укладання нижнього шару.
На дренаж або заздалегідь укладені гофровано-перфоровані труби насипають перший шар рослинних решток. Для тривалого перегнивання з виділенням тепла використовуються подрібнені деревні та грубі рослинні частини, багаті на вуглецю. Їхнє співвідношення має бути не менше 70%. 20-30% можуть становити зелені залишки рослин, які містять багато азоту, необхідного для ефективної роботи мікроорганізмів. Якщо їх немає, до купи між шарами потрібно вносити гній, послід чи сечовину. Вони дають змогу розкладати целюлозу, з якої складається деревина.
Нижній шар органіки то, можливо довільної висоти – від 30 до 70 див.
4) Укладання труб.
Подібно до того, як робив Жан Пейн, всередину компостного кургану укладаються труби для води. Є два способи їх розміщення:
• у вигляді так званого сердечника, який займає центральну частину купи, де тримається найвища температура;
• у вигляді спіралі майже по всій площі купи на різних рівнях, як Жан Пейн.
У першому випадку після закінчення переробки органіки простіше розібрати купу, але об'єм води, що нагрівається менше. Його вистачає лише для господарських потреб. Для опалення цієї води мало. Якщо забирати її частіше, то температура невисока. Другий варіант укладання дозволяє отримати більше гарячої води. При цьому з купи виводиться максимум тепла.
Сердечник намотується навколо тріски, що тут же укладається, яка в результаті має форму циліндра. Процес займає трохи часу і не є трудомістким. Важче і довше укладати трубу у вигляді спіралі/змійовика. Це робиться так само, як у Жана Пейна. Важливо не виводити зовнішній виток близько до краю купи, бо температура нижче.
Відстань між витками в змійовику має бути 15-20 см. Для того, щоб труба трималася в одній площині, застосовують два способи:
• тимчасово укладають зверху кілька пустотілих будівельних блоків;
• намотують змійовик на металеву зварювальну сітку і прикріплюють дротом.
Будівельні блоки утримують трубу від усунення в будь-якій площині. Після засипання шару за рівнем блоків їх витягують, заповнюючи порожнечі органікою. Якщо для фіксації труби використовується сітка, монтаж виконується разом із нею. Дерев'яні залишки накладаються зверху.
Для створення біореактора беруть гнучкі поліетиленові труби. Якщо верхня частина кургану буде нижньою, кількість витків спіралі поступово зменшують, зберігаючи мінімальну відстань між трубами. При однаковій ширині число витків однаково кожному рівні. Так роблять у купах будь-якої форми, оснащених зовнішнім каркасом.
5) Засипання основної частини органіки.
Залежно від обраного способу укладання труби по-різному проводиться заповнення купи органічними залишками. У випадку із сердечником спочатку засипається центральна частина, а потім додається все інше. При спіральному укладанні органіка розташовується шарами, на кожному з яких кладуться труби. Верхній шар, що закриває останню спіраль, повинен бути не менше 50 см. Зовнішні сторони кургану можна закрити тюками соломи або трісками дерева для теплоізоляції. Це дозволить краще зберігати тепло в купі. Товщина теплоізолюючого шару – 50-60 см.
6) Встановлення циркуляційного насоса.
Насос потрібен для постачання будинку гарячою водою. Його установка проводиться на останньому етапі створення біореактора. За допомогою насоса необхідно прогнати воду системою, щоб у ній не утворилося повітряних пробок. Вони зменшать ефективність системи. Надалі насос потрібен для використання води в системі опалення та водопостачання.
7) Перевірка системи.
Після робіт з монтажу труб, підключення насоса та засипки органіки потрібно не тільки прогнати воду, а й перевірити якість з'єднань та всієї системи в цілому. Важливо, щоб ніде не протікало, не було тріщин та будь-яких помилок.
Параметри та умови для ефективного компостування
У кургані має бути вологість 50-70%. При її зменшенні процеси компостування уповільнюються, і всередині купи знижується. Щоб відновити попередні параметри, необхідно додати води до потрібного співвідношення.
Чотири температурні стадії при компостуванні:
1) Мінімальна температура.
У перші дні до роботи включаються низькотемпературні бактерії. Ця стадія триває до 10 днів.
2) Розігрів.
За органіку береться інша група бактерій, яка витримує до 50 градусів тепла. Ця стадія триваліша, час залежить від різних чинників (розміру кургану, органічного наповнювача, зовнішньої температури, вологості, ступеня аерації тощо.).
3) Максимум тепла.
Температура всередині купи може бути 70 градусів. Це найінтенсивніша стадія переробки органіки, у процесі якої багато води. Вона може бути значно коротшою за попередню, якщо купа невелика.
4) Згасання.
Температура всередині кургану досягає максимум 40 градусів. Через нестачу води чи азоту процеси переробки помітно уповільнюються. Ця стадія може розтягуватися надовго.
Для того, щоб керувати температурою і не допускати сильного уповільнення гниття, можна зволожувати купу. Але третя стадія може швидко виснажити курган, призвівши загасання процесів переробки. Тут допоможе постійне використання води, що нагрівається, яке буде знижувати температуру всередині і гальмувати стрімке гниття.
Таким чином, для управління процесами потрібно:
• закласти достатньо азотистих сполук, щоб гниття не сповільнилося і не припинилося;
• з тією самою метою підтримувати вологість усередині купи;
• постійно використовувати нагріту воду, щоб максимальна стадія не виснажила біореактори раніше часу.
Сировина для компостного біореактора
У курган-компостер можна засипати такі органічні залишки:
• залишки після деревообробки: тріска, тирса, стружка;
• будь-яку подрібнену деревину;
• солому, сіно;
• сухі стебла соняшнику та кукурудзи;
• будь-які зелені рослинні рештки.
При закладці кургану основною частиною має бути подрібнена деревина. У ній багато целюлози, що розкладається мікроорганізмами. Високу температуру, яка тримається місяцями, можна досягти тільки на такому «паливі». Воно може перероблятися загалом до 18 місяців. У великих курганах, як Жан Пейн – до двох років.
Біореактор потрібно заповнювати лише подрібненою деревиною з додаванням азоту (гною, сечовини) або в пропорції 75% на 25%, де менша кількість – це зелена рослинність.
За допомогою компостного біореактора можна опалювати будинки, теплиці, курники, свинарники, майстерні та гаражі. Це найефективніше використання органічних ресурсів, які у прямому значенні валяються під ногами. Ними завалено наші ліси. Безкоштовна сировина, яка часто просто спалюється або викидається, не складно перетворити на теплову енергію та цінний компост. Потрібно тільки не лінуватися, щоби зібрати його і доставити на свою ділянку. Витрати створення біореактораокупаються багаторазово. Це абсолютно безвідходне виробництво, яке не шкодить природі.
Дана технологія дивує своєю простотою і досконалістю, дозволяючи стати автономною, знизити залежність від ресурсів, що постійно дорожчають – газу та електрики. Спробуйте продати її на своїй ділянці!
Поки немає коментарів. Будьте першим!