Kompostheizungssilo

Kompostsilo innerhalb eines Wohnhauses

Ein Kompostheizungssilo ist der zentrale Bestandteil einer hausinternen Kompostheizung. Der Kompostierungsprozess läuft in einem hermetisch geschlossen Behälter im Inneren eines Nutzgebäudes ab. Die Wärme wird über die Wandung des Silos direkt an den Wohnraum abgegeben. Der Behälter wird im Herbst mit frischer Biomasse gefüllt und gibt dann den ganzen Winter über Wärme ab.

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1 Aufbau

Schematischer Grundaufbau in einfacher Ausführung

Zuluft- und Abluftrohre sorgen für die notwendige Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen und Kleinlebewesen im Silo. Um Geruchsbelästigung zu vermeiden, muss das Abluftrohr ins Freie führen und gegen Eindringen von unerwünschten Lebewesen (z.B. 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 wird. 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 regelmäßig oder sogar kontinuierlich wieder zuzuführen. Dabei entstehen Parallelen zum C.R.O.P. Projekt des DLR.

Optional kann mit der entstehenden Verrottungswärme auch Warmwasser gewonnen werden. Dazu werden wasserführende Rohre senkrecht durch den Silo geführt, ggf. in Kombination mit einem Vorratsbehälter.

2 Vorwärmen der Zuluft

Die erste Realisierung aus Beton. Rückseite mit Entnahmeöffnung für fertigen Kompost.

Belüftung über einen Wärmetauscher

Belüftung über ein vorhandenes Abwasserrohr

Über das Abluftrohr geht ein Teil der entstehenden Wärme verloren. Folgende Möglichkeiten sollen hier dargestellt werden, um den Wärmeverlust zu verringern:

• Ein optionaler Wärmetauscher kann eingebaut werden (siehe Bild rechts). Dieser entzieht der Abluft Wärme und erwärmt damit die Zuluft.
• Sowohl Zuluft als auch Abluft können an ein vorhandenes Abflussrohr angeschlossen werden. Durch geeignete Rohrführung ist dafür Sorge zu tragen, dass kein Abwasser in die Kompostanlage gelangt. Voraussetzung dafür ist eine fachgerechte Installation des Abflussrohrs mit funktionsfähiger Entlüftung. Normalerweise steigt aus der Kanalisation warme Luft auf und wird über die Entlüftung nach außen abgeführt. Diese Luft ist zwar übelriechend, enthält aber genug Sauerstoff für den Kompostierungsprozess.

3 Einsatzbedingungen

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

Siehe Artikel Kompostheizung mit Zahlen zur Berechnung der Energiemenge.

4 Existierende Systeme

• Seit 2017 wird ein kleiner Prototyp erfolgreich betrieben, welcher die Machbarkeit demonstriert und der Untersuchung und Optimierung der Eigenschaften dient. Siehe Hauptartikel: Kompostheizungssilo (Prototyp)
• Im Herbst 2023 wurde die erste Ausfertigung aus Beton in Betrieb genommen. Siehe Hauptartikel: Kompostheizungssilo (Beton)

5 Geplante Erweiterungen

Doppelwandige Ausführung zur gerichteten Abführung der Wärme über Warmluftschächte

Weiterleitung der Wärme mit einem Wasserkleislauf

Mit Vorratsbehälter für Warmwasser im Inneren des Silos

Version ohne Zuluftleitung

5.1 Geflieste Ausführung aus Beton

Der endgültige Aufbau zur Beheizung eines Wohnhauses wird aus dünnwandigem Beton gegossen und anschließend mit Fliesen oder Ofenkacheln verkleidet. Optisch wird der Silo einem Kachelofen ähneln.

5.2 Doppelwandig

Der Silo wird doppelwandig ausgeführt. So kann die entstehende Wärme besser kanalisiert werden, etwa über Warmluftschächte. Bei verringertem Heizwärmebedarf kann so die überschüssige Wärme abgeführt und ggf. ins Freie geleitet werden.

5.3 Warmwasserbereitung

Ein Vorratsbehälter für Warmwasser wird im Inneren des Silos platziert. Dieser nimmt die entstehende Wärme direkt auf. Um Legionellen vorzubeugen, ist es ratsam, einen Wärmetauscher einzubauen, ggf. im Inneren der Vorratsbehälters.

5.4 Kombination mit einer Toilette

Wenn der Silo mit einer Komposttoilette kombiniert wird, dann dient das System gleichzeitig als Heizung und Toilette. Zur bequemen Benutzung wird die obere Öffnung im darüberligenden Stockwerk angeordnet und die Einfüllöffnung für die Biomasse mit einer Toilettenbrille ausgestattet. Im Gegensatz zur Trockentoilette werden die Exkremente in nassem Milieu und deshalb sehr viel schneller zersetzt.

→ Hauptartikel: Integrierte Kompostheizungstoilette

5.5 Version ohne Zuluftleitung

In Mietwohnungen kann man üblicherweise nicht einfach mal so eine große Bohrung durch das Dach oder die Außenwand herstellen. Deshalb soll hier beschrieben werden, wie ein Kompostheizungssilo ohne extra Zuluft- und Abluftleitungen realisierbar ist. Es genügt der Anschluss an das Abwassernetz. Die Zuluft wird über ein Gebläse direkt aus der Raumluft entnommen, d.h. das Gebläse drückt Raumluft in den Silo. Die Abluft entweicht durch das Abwasserrohr. Ein Rückschlagventil verhindert die Luftströmung in die falsche Richtung in Zeiten, in denen das Gebläse nicht läuft.

Mit dieser Anordnung können kleine Systeme für die Küche realisiert werden, in denen hauptsächlich organische Küchenabfälle verrottet werden. Der Aufbau passt bei geeigneter Dimensionierung unter die Arbeitsplatte.

6 Sicherheitsaspekte

6.1 Brandschutz

Durch die entstehende Hitze beim Verwesungsprozess kann sich die im Silo vorhandene Biomasse unter bestimmten Bedingungen selbst entzünden. Dabei spielen ab etwa 60°C neben den biologischen Prozessen auch rein chemisch ablaufende Reaktionen eine Rolle, welche die Temperatur noch weit über die Siedetemperatur treiben können. Besonders bei nassem Gras (Rasenschnitt) ist eine deutliche Hitzeentwicklung beobachtbar. Die Entstehung einer Brandgefahr hängt wesentlich vom Feuchtigkeitsgehalt und von der Sauerstoffkonzentration im Silo ab.

Diese starke Hitze ist ein ungewollter Effekt, der zur Zerstörung des Silos führen kann. Das Gebäude, in welchem der Silo aufgestellt ist, kann ebenfalls gefährdet sein. Deshalb sind Maßnahmen zur Verringerung der Auswirkungen eines eventuell entstehenden Brandes einzuplanen.

• Aufbau des Silos und der daran angeschlossenen Zuluft- und Abluftrohre aus unbrennbaren Materialien (z.B. Beton, Stahl)
• Installation eines Löschsystems. Das kann im einfachsten Fall ein Wasserbehälter oberhalb des Silos sein, der seinen Inhalt bei Überhitzung eines Schmelzventils in den Silo entleert.

6.2 Notöffnung

Wenn durch die Einfüllöffnung versehentlich ein Kleinkind oder Haustier in den Silo fällt, besteht eventuell Erstickungsgefahr. In einem solchen Fall muss es möglich sein, den Silo sofort so weit zu öffnen, dass ein Retter in den Silo einsteigen kann. Dies kann beispielsweise durch einen abnehmbaren Deckel und eine ständig bereitstehende Leiter gewährleistet werden.