Kompostheizung

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Komposthaufen als Biomeiler
Kompostsilo innerhalb eines Wohnhauss

Eine Kompostheizung, auch Biomeiler, ist eine Anordnung zur Nutzung der Abwärme eines Kompostierungssystems. Dabei wird die beim Verrottungsprozess durch die Arbeit von Mikroorganismen und Kleinlebewesen entstehende Wärme in geeigneter Weise so umgelenkt, dass sie am Nutzungsort zur Verfügung steht. Dies kann z.B. ein Wohnhaus sein.

Als Erfinder des Biomeilers gilt der französische Agronom Jean Pain, der sich mit Landbau im Einklang mit der Natur beschäftigte.

1 Komposthaufen mit Wasserkreislauf

Bei diesem Typ wird ein großer Komposthaufen im Freigelände mit einem mehr oder weniger gewundenen Wasserrohr durchzogen. Der Wasserkreislauf leitet die Kompostwärme ab und transportiert sie zu einem Nutzgebäude. Dort kann das durch den Komposthaufen erwärmte Wasser direkt in den Heizkreislauf eingespeist werden oder seine Wärme über einen Wärmetauscher an den Heizkreislauf abgeben.

2 Kompostsilo innerhalb des Nutzgebäudes

Schematischer Aufbau Kompostsiloheizung

2.1 Aufbau

Der Kompostierungsprozess läuft in einem hermetisch geschlossen Silo im Inneren eines Nutzgebäudes ab. Die Wärme wird über die Wandung des Silos direkt an den Wohnraum abgegeben. Zuluft- und Abluftrohre sorgen für die notwendige Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen und Kleinlebewesen im Silo.

Um den Wärmeverlust über das Abluftrohr gering zu halten, sollte ein Wärmetauscher eingebaut werden. Dieser entzieht der Abluft Wärme und erwärmt damit die Zuluft. Um Geruchsbelästigung zu vermeiden, muss das Abluftrohr ins Freie führen und gegen Eindringen von unerwünschten Lebewesen (Mäuse) gesichert werden.

Die Feuchtigkeit im Silo muss hoch genug sein, um den am Verrottungsprozess beteiligten Bakterien und Pilzen optimale Bedingungen zu bieten. Nach erfolgreichem Start des Verrottungsprozesses entsteht zusätzliches Wasser, welches durch einen Flüssigkeitsablauf am unteren Ende des Silos abgeführt werden muss. Dieses Wasser kann zum Teil auch wieder oben zugeführt werden, um die gleichmäßige Verteilung der Bakterien im gesamten Silo zu unterstützen. Überlegungen gehen auch dahin, das durchsickernde Wasser kontinuierliche oder regelmäßig wieder zuzuführen. Dabei entstehen Parallelen zum C.R.O.P. Projekt des DLR. [1]

Optional kann ein Wasserrohr senkrecht durch den Silo hindurchgeführt werden, um Warmwasser zu gewinnen. Dieses Rohr muss so angeordnet werden, dass das Zusammensacken des Verrottungsmaterials nicht behindert wird.

2.2 Einsatzbedingungen

Die abgegebene Wärmemenge einer Kompostsiloheizung ist sehr begrenzt, so dass diese Form der Heizung nur für ein Gebäude mit exzellenter Wärmedämmung in Frage kommt. Auch sonstige Wärmequellen im Gebäude (Personen, Verlustwärme von Elektrogeräten, etc.) müssen mitbetrachtet werden.

2.3 Prototyp

Prototyp

Der nebenstehende Prototyp wurde durch Umbau eines Regenwasserbehälters (Polyethylen) geschaffen. Er ist 1,90 m hoch und hat ein Fassungsvermögen von 300 l. Zusätzlich zur Einfüllöffnung und Entnahmeöffnung sind fünf verglaste Fenster erkennbar. Diese dienen der Beobachtung des Verrottungsprozesses und als Eingriffsmöglichkeit. Für Zuluft- und Abluftrohr wurde HT-Rohr (Polypropylen) verwendet. Das Zuluftrohr wurde durch die Entnahmeöffnung geführt. In der Entnahmeöffnung ist ein halbkreisförmiges Glasfenster erkennbar. Eine Warmwasserbereitung ist nicht Teil dieses ersten Versuches.

Der Prototyp wurde im Oktober 2017 in Betrieb genommen. Als Biomasse wurden eingefüllt: Strauchschnitt, Laub, Küchenabfälle. Um den Start des Verrottungsprozesses zu unterstützen, wurden anfangs zwei Eimer mit halbverottetem Kompost inclusive Kleinlebewesen hinzugefügt.

Kleinlebewesen, die sich im Prototypen stark vermehrt haben:

  • Kompostwürmer
  • Kellerasseln
  • Schnecken

Erfahrungen, die mit diesem Prototyp gewonnen wurden:

  • Innen eingebaute Drahtgitter als Maßnahme zur Erhöhung der Luftdurchlässigkeit sind unnötig. Sie behindern aber das Zusammensacken des Verrottungsmaterials und wurden deshalb im November 2017 wieder entfernt.
  • Die Umgebungstemperatur spielt eine wesentliche Rolle. Ist sie zu niedrig (< 10°C), verlangsamt sich der Verrottungsprozess sehr stark. Das hängt u.a. auch mit der schlanken Bauweise zusammen, bei der die entstehende Wärme schnell an die Umgebung abgegeben wird.
  • Die Feuchtigkeit muss hoch genug sein, um nicht nur den Kleinlebewesen sondern auch Bakterien optimale Bedingungen zu bieten. Das Verrottungsmaterial sollte immer tropfnass sein.

2.4 Berechnungen

Auf einem Grundstück mit einer Fläche von 1000 Quadratmetern kann Biomasse in Form von Rasenschnitt, Laubabwurf, Strauchschnitt usw. geerntet werden. Das entspricht einer Energiemenge von etwa 4000 kWh pro Jahr. Als Berechnungsgrundlage dienen die bekannten Daten vom Anbau eines Energiewaldes (Kurzumtriebsplantage).

Daten Energiewald Zahlenwerte
Ertrag je Hektar 8 bis 12 Tonnen
Energiegehalt von Biomasse 3,86 kWh je kg Holz (bei 20% Restfeuchte))

Während bei konventionellen Einfamilienhäusern (Baujahr bis etwa 2000) ein Heizenergiebedarf von etwa 20000 kWh pro Jahr besteht, verbrauchen vergleichbare Häuser mit Wärmedämmung nur noch weniger als 10000 kWh pro Jahr. Durch spezielle Raumaufteilung kann der Heizenergiebedarf eines Wohngebäude so weit verringert werden, dass bereits ein Kompostsilo mit einem Volumen von 1000 l ausreicht, um behagliche Raumtemperaturen ganzjährig sicherzustellen.

3 Weblinks

  1. Deutschland Radio: Ein Komposthaufen für die Raumstation

4 Weitere Internetseiten zum Thema

  • Kompost-Tipps mit Informationen zu Funktion und Praxis von Biomeilern
  • Was ist der Biomeiler mit Informationen über den Erfinder des Biomeilers Jean Pain
  • Native Power Viele Informationen zum Selbstbau von Kompostheizung und Mini-Biogasanlage