DE2735288A1

DE2735288A1 - Heizungsverfahren sowie vorrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2735288A1
Application number: DE19772735288
Authority: DE
Inventors: Otto Nockemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1979-02-15

Description

Heizungsverfahren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Heizungsverfahren sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens,bei dem die Wärme genutzt wird,welche bei der mikrobiologischen Zersetzung organischen Materials entsteht.
Bei der mikrobilogischen Zersetzung organischen Materials wird Wärme frei,die s.B. bei unsachgemäßer Lagerung von Heu oder Stroh oft zur Selbstentzündung führt.
Im sogenannten warmen Friihbeet oder Warmbeet wird diese Form der Wärmeentwicklung in bekannter Weise dazu benutzt,den Boden und z.T.
auch die Luft im Beetkasten zu erwärmen.I)azu wird eine Grube in der Größe des Beetes ausgehoben, in die eine Lage strohhaltigen Pferdemistes eingebracht wird.Dann wird mit der Pflanzerde abgedeckt.Gute, sachgemäß eingebrachte Pferdemistpackungen geben etwa 6 - 8 Wochen lang wärme an den Boden ab. Es ist bekannt,daß andere organische Materialien wie z. B. Stroh,Spreu,Laub usw. ebenfalls zur Beheizung durch mikrobiologische Zersetzung geeignet sind.Ihre Zersetzung kommt allerdings nur langsam in Gang und verläuft meist unvollständig.Durch Zugabe löslicher Stickstoffverbindungen wird die Zersetzung dieser organischen Materialien aber so verbessert,daß nehezu die Wirkung von traditionellen Pferdemistpackungen erreicht wird.So wird der Boden für Treibhausgurken oft zusätzlich dadurch erwärmt,daß man darunter Strohballen eingräbt,die mit Stickstofflösungen befeuchtet wurden.
In dieser Form der anwendung des Prozesses im Warmbeet ist der Grad der Erwärmung nur dadurch steuerbar,daß die Menge und die Dichte des verwendeten organischen Materials Erfahrungswerten entspricht.Ist das Beet einmal hergerichtet,so ist der exotherme Zersetzungsprozeß nur noch gering z.B. durch evtl. notwendiges Nachfeuchten zu beeinflussen.Außerdem miiß das Beet zum Einbringen einer neuen Wärmepackung zerstört werden und die Zersetzungsprodukte körben nur mühsam und unvollständig zur Verwendung an einem anderen Ort zurückgewonnen werden.
Solche Warmbeete können auch durch im Boden verlegte Warmwasserrohre Oder elektrische Heizmatten beheizt werden.Diese Verfahren haben sich aber bisher wegen der Kosten nicht durchsetzen können Andererseits sind z.B. bei der Müllkompostierung Verfahren bekannt, bei denen die mikrobiologische Zersetzung organischen Materials in Reaktorräumen mehr oder weniger steuerbar stattfindet.Diese Reaktorräume werden kontinuierlich oder im absätzigen Verfahren beschickt und der entstandene Kompost wird als Verfahrensprodukt gewonnen.Bei Bei diesen Verfahren wird Überschußwärme zur @@gendgend genutzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrund,die bei der mikrobiologischen Zersetzung organischen Materials freiwerdende Wärme in einem kontinuierlichen und steuerbaren Prozeß unmittelbar am Ort des Wärmebedarfs zu erzeugen und direkt zur Heizung von Flächen,Schichten und Räumen zu nutzen.Die Zersetzungsprodukte müssen dabei auf einfache Art und Weise zurückzugewinnen sein.Das erfindungsgemäße Verfahren soll zwar in erster Linie dazu dienen,Bodenschichten über beliebig lange Zeiträume hinweg und Jederzeit zu erwärmen.Darüberhinaus ist es aber auch eine Aufgabe der Erfindung,Räume zu beheizen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen,welches dadurch gekennzeichnet ist,daß das vorbereitete organische Material in Reaktorräumen zur Zersetzung gebracht wird, die durch ihre Form und Lage dazu geeignet sind,die Prozeßwärme direkt an die zu beheizenden Flächen,Schichten oderRäume abzugeben,wobei die Beschickung mit vorbereitetem organisciiem Material und die Entfernung der Zersetzungsprodukte ohne Unterbrechung der Beheizung und ohne Beeinträchtigung der Nutzung der zu beheizenden Flächen,Schichten oder räume Räume kontinuierlich in Jedem oder absätzig in einem Teil der Reaktoreiner Heizungsanlage erfolgt und dieser Prozeß durch die wahlweise Zufuhr fester,flüssiger oder gasförmiger Zusatzstoffe sowie durch Entnahme von Wärme aus dem Prozeß mit entsprecnender Abkiihlung oder die Zufuhr von Wärme zum Prozeß beeinflußt oder gesteuert werden kann.
Das organische Material muß so zerkleinert sein, daß eine möglichst große Oberfläche entsteht.
Durch Impfung mit Bakterienkulturen und Zugabe kleiner Mengen leicht zersetzbarer Stoffe kann der Prozeß schneller in Gang gebracht werden.
Die verwendeten organischen Matrialien sollten ein Kohlenstoff- Stickstoffverhältnis von ua. 1 t 10 haben.Dieses Verhältnis kann durch Zugabe von Stickstoffdüngern erreicht werden.
Die exotherme Zersetzung organischen Materials kann sowohl durch aerobe als auch durch anaerobe Organismen erfolgen.Daher müssen die Reaktionsräume sowohl belüftbar,als auch gasdicht verschließbar eein.
Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dienen daher Reaktorräum die dadurch gekennzeichnet sind,daß sie als gasdicht verschließbare Rohre so unter der zu beheizenden Bodenschicht lieen,daß die beiden Rohrenden entweder oberhalb der Bodenoberfläche oder in einer Bodenvertiefung erreichbar sowie zu öffnen oder zu verschließen sind,sodaß Jederzeit neues organisches Material eingeführt und Zersetzungsprodukte entnommen werden können,wobei über dia Länge dar Reaktorrohre Versorgungsleitungen im Inneren derselben angebracht sind.
Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,daß die Reaktorräume in Form von Kanälen so in Gewächshäuser oder andere zu beheizende Räume eingebaut sind,daß ihre Oberseite als Auflage für das Pflanzbeet dient und dieses direkt erwärmt,während über die Seitenflachen Wärme an die Luft des Gewächshaus es abgegeben wird und die Beschickung der Reaktorkanäle sowie die Entnahme der Zersetzungsprodukte an den verschließbaren Querschnittsöffnungen der Reaktorkanäle innerhalb oder außerhalb des Gewächshaus es erfolgt, wobei ebenfalls Versorgungsleitungen für feste,flüssige oder gasförmige Zusatzstoffe über die Länge der Reaktorkanäale in deren Innern angebracht,aber von außen zu beschicken sind, Anhand von Ausführuisbeispielen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutertes Es zeigt : Fig. 1 einen Querschnitt durch einen sog. Folientunnel mit zwei im Boden eingebauten Reaktorrohren.
Fig, 2 einen solchen Tunnel im Längsschnitt durch ein Reaktorrohr, Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Gewächshaus mit zwei Reaktorkanälen.
Fig. 4 eine systematische Darstellung zweier Reaktionsräume mit zwischen geschalteter Wärmepumpe und Wärmespeicher.
In Fig. 1 überspannt der Folientunnel 1 ein Beet 2 . Unterhalb der Bearbeitungszone 3 dieses Beetes 2 liegen zwei Reaktorrohre 4a und 4b mit ihren Versorgungsleitungen 5 und 6 für die Belüftung und die Zufuhr von Zusatzstoffen,die über nicht dargestellte Öffnungen oder Düsen auf der ganzen Länge der Reaktorrohre 4a und 4b in das Organische Material 4aa und bb eingebracht werden können.
Fig. 2 zeigt,daß das Reaktorrohr 7 mit seinen seitlichen Öffnungen 10 und 11 außerhalb des Folientunnels 8 an der Oberfläche des Bodens 9 beginnt und endet.Sowohl die Öffnung- 10 als auch die Öffnung 11 sind mit den Deckeln 13 gasdicht verschließbar.Das organische Material 14 wird in vorbereiteter Form und Zusammensetzung als handliche vorgepreßte ete 15 durch die Öffnung 10 in das Reaktorrohr 7 eingeführt.Dabei wird das Zersetzungsprodukt 16 von dem neuen organischen Material 14 In Richtung des Pfeiles 17 aus der Öffnung 11 des Reaktorrohres 7 herausgeschoben.Die Versorgungsleitungen 18 und 19 sind in nicht dargestellter Weise mit Öffnungen oder Düsen versehen,welche zur Versorgung des organischen Materials 14 mit den Zusatzstoffen dienen, die zum gewünschten Ablauf des Prozesses erforderlich sind.
Insbesondere anaerobe Prozesse kommen ohne eine Steuerung oder Beeinflussung des Prozeßablaufes aus,wenn das organische Material 14 optimal verbereitet wurde und der Grad der Erwärmung in nicht zu engen Grenzen festgelegt wird..
In Fig. 3 wird gezeigt,daß die Pflanzerde 20 auf dem Reaktorkanal 21 liegt und durch die in demselben entstehende Wärme direkt erwärmt wird.Über die Seitenwände 22 wird diese Wärme direkt zur HeizurE der Luft im Gewächshaus 24 abgegeben.Da die Zersetzung des organische Materials 23 nur über größere Zeiträume zu regulieren ist,wird die Wärmeabgabe über die Seitenwinde 22 in nicht dargestellter,bekannter Art und Weise durch isolierende Jalousien,Rolläden oder dergleichen gesteuert.
Fig. 4 zeigt,wie eine solche biologische Gewächshausheizung reguliert wird.Die Wirksamkeit und Vermehrung der Mikroorganismen wird stark vo 28, u, 29, der Temperatur in den Reaktorkanälen beeinflußt. Entnimmt die Wärmepumpe 25 Wärme aus dem durch den Ventilator 26 bewirkten geschlossene Kreislauf 27 der Atmosphäre in den beiden Reaktorkanälen 28 und 29, so wird die Entwicklung der Mikroorganismen durch Abkühlung gebremst und die Temperatur sinkt.Unterschreitet die Wärmeentwicklung im organischen Material 23 eine Mindestgrenze,so wird die von der Wärmepumpe 25 entnommene und im Wärmespeicher 30 gespeicherte Wärme den Reaktorkanälen 28 und 29 wieder zugeführt.Das Wachstum der Bakterien und ihr Stoffwechsel wird durch ErwärinWig angeregt und die Wärmeentwicklung steigt wieder an . Da diese Reaktionen relativ langsam erfolgen ,muß die Arilage auf eine mittlere Wärmeentwicklung eingestel werden.Es ist aber möglich, mit Hilfe der Wärmepumpe 25 und der nicht dargestellten bekannten Abdeckung der Seitenflächen 22 z.B.
eine Nachtabsenkung der Temperatur im Gewächshaus zu erreichen.
Überschußwärme aus der Nachtabsenkung wird zum Aufheizen am Morgen benutzt.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Heizungsberfahren,bei dem die Wärme genutzt wird,welche bei der mikrobiologischen Zersetzung organischen Materials entsteht, dadurch gekennzeichnet,daß das vorbereitete organische Material in Reaktorräumen zur Zersetzung gebracht wird,die durch ihre Form und Lage dazu geeignet sind,die Prozeßwärme direkt an die zu beheizenden Flächen,Schichten oder Räume abzugeben, wobei die Beschickung mit vorbereitetem organischem Material und die Entfernung der Zersetzungsprodukte orlne Unterbrechung der Beheizung und ohne Beeinträchtigung der Nutzurig der zu beheizenden Fläcnen Schichten oder Räume kontinuierlich in jedem oder absätzig in einem Teil der Reaktorräume einer Heizungsanlage erfolgt und dieser Prozeß durch die wahlweise Zufuhr fester,flüssiger oder gasförmiger Zusatzstoffe sowie durch Entnahme von Wärme aus dem Prozeß mit entsprecheiider Abkühlung oder durch die Zufuhr von Wärme zum Prozeß beeinflußt oder gesteuert werden kann.
das 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß organische Material in seiner Zusammensetzung und seiner Form so vorbereitet wird,daß es in Bezug auf den Begirm,die Dauer und die Höhe der Wärmeabgabe den gewünschten Prozeßabiauf ermöglicht und leicht in die Jeweiligen Reaktorräume eingebracht werden kann.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 Reaktorräume,die dadurch gekennzeichnet sind,daß sie als gasdicht verschließbare Reaktorrohre 4a und 4b so unter der zu beheizenden Bodenschicht 3 eines Beetes 2 liegen,daß die beiden Rohrenden 10 und 11 entweder oberhalb der Bodenoberflache 9 oder in einer Bodenvertiefung erreicribar sowie zu öffnen und zu verschließen sind,sodaß jederzeit neues organisches Material 14 eingeführt und Zersetzungsprodukte entnommen werden können,wobei über die Länge der Reaktorrohre 4a,4b und 7 Versorgungsleitungen 18 und 19 im innern derselben angebracht sind,
4. Vorrichtung zur Durchführung Qes Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Heaktorräume in Form von Kanälen 21 so in Gewächshäuser 24 oder andere zu beheizende Räume eingebaut sind,daß ihre Oberseite als Auflage für das Pflanzbeet 20 dient und dieses direkt erwärmt,während über die Seitenflächen 22 Wärme an die Luft des Gewächshaus es 24 abgegeben wird und die Beschi@-kung der Reaktorkanäle 21 sowie die Entnahme der Zersetzungsprodukte außerhalb oder innerhalb des Gewächshaus es 24 erfolgt, Patentansprüche (2 ) wobei ebenfalls Versorgungsleitungen für Zusatzstoffe über die Länge der Reaktorkanäle 21 in deren Ixiriern angebracht,aber von außen zu beschicken sind.