В последнее время цены на электричество, на энергоносители и прочее оборудование постепенно увеличиваются. Это значит, что платить за использование энергии приходится все больше и больше. Кроме того, в отдаленных селах, поселках и т.д. и вовсе могут быть проблемы с поставкой ресурса. Именно поэтому на рынке стали активно появляться и покупаться биогазовые установки. Своими руками также можно собрать такое приспособление, и это не так сложно, как может показаться на первый взгляд.
Основа установки - биореактор
Биореактором называют емкость, внутри которой идет анаэробное разложение биомассы. Реактор называют ферментатором или же метантанком.
На сегодняшний день существует несколько основных видов таких конструкций. К ним можно отнести полностью герметичные реакторы с фиксированным или плавающим куполом и реакторы, по конструкции напоминающие обычный водолазный колокол.
Краткое описание колокольного типа
Конструирование колокольной психрофильной биогазовой установки своими руками вполне выполнимая задача. Биореактор у такого типа установки открытый, внутри находится жидкая биомасса, в которую погружается емкость, имеющая вид цилиндра или колокола. В ней и собирается биогаз, выделяемый при разложении. Вещество, скапливающееся под цилиндром, будет оказывать на него давление, колокол будет подниматься, играя роль небольшого газгольдера - устройство для временного хранения газа.
Естественно, что среди основных недостатков конструкции необходимо отметить следующий: нет возможности перемешивать субстрат. Кроме того, в холодное время года его не получится нагреть до нужной температуры разложения. Подобные реакторы издают неприятный запах, а из-за того, что нет крышки, возникает и вовсе патовая ситуация. Плюс ко всему, отсутствие герметичной крышки приводит к тому, что установка выбрасывает часть газов в атмосферу, тем самым загрязняя ее. По этим причинам своими руками биогазовые установки колокольного типа обычно собираются либо для кустарного производства установок, либо в странах, где постоянно жаркая погода.
Ферментатор с куполом
Для того чтобы избавиться от основных недостатков и минимизировать загрязнение атмосферы, используют биореакторы с фиксированным куполом. Именно эти модели наиболее часто используются при монтаже на промышленных объектах или на участках частных домов. Кстати стоит отметить, что сборка своими руками биогазовой установки для дома в последнее время становится довольно популярным занятием.
Стоит отметить, что на сам процесс образования газа форма купола никак не влияет, но если выполнить его в форме цилиндра с крышей-куполом, то удастся достигнуть максимальной экономии строительных материалов. Есть одно большое НО: так как реактор полностью закрыт, он должен снабжаться патрубками, по которым будет загружаться новый субстрат и вычищаться старый.
Типы установок
Так как монтаж своими руками для дома биогазовой установки с закрытым куполом подходит больше всего, давайте разберемся подробнее в ее нехитрой конструкции. Она делится на несколько типов в зависимости от способа загрузки биомассы.
- Первый тип - порционные. В данном случае после загрузки субстрата он выгружается только тогда, когда превратится в полностью отработанный материал. Однако у этого способа есть минус, который заключается в том, что процесс выработки газа неравномерный на протяжении всей стадии переработки.
- Второй тип называется непрерывным. Из названия понятно, что процесс загрузки и выгрузки субстрата осуществляется постоянно. Благодаря этому удалось добиться того, что выделение вещества, то есть газа, стало более равномерным. Кроме того, такая проблема утечки газа через патрубки, по которым загружается и выгружается сырье, была решена, так как здесь применяются устройства с гидрозатворами.
Процесс переработки
Для того чтобы успешно определиться с тем, какой вид оборудования необходим на участке, нужно знать принцип работы биогазовой установки. Своими руками создаются порционные реакторы любой конструкции, главное, чтобы она не давала утечку газа. Ранее часто использовались метантанки с эластичным надувающимся сводом. В нашем случае избыточное давление будет надувать купол, сделанный из эластичного полипропилена. С течением времени давление усиливается и при достижении определенной отметки включается компрессор, который откачивает газ.
Принцип брожения в реакторе мезофильный, то есть требует слабого подогрева. Однако из-за того, что площадь эластичного купола достаточно большая и подогревать его весь слишком затратно. Такие реакторы целесообразно размещать лишь в тех регионах, которые характеризуются стабильной и постоянной жаркой погодой.
Варианты конструкций
Сборка биогазовой установки своими руками по инструкции не доставит хлопот, если вы понимаете, как работает устройство, и знаете несколько хитростей. Нужно также четко понимать, какой тип установки вы будете собирать.
Существует вариант, при котором осуществляется ручная загрузка, а субстрат не перемешивает и не подогревается. В качестве использования установки для бытовых целей этот способ считается наиболее подходящим. Вместимость реактора должна находиться в пределах от 1 м 3 до 10 м3 в сутки. При таких размерах понадобится от 50 до 220 кг биомассы в сутки. Устанавливается реактор такого типа в небольшом котловане, а это значит, что придется его рыть в грунте. Естественно, что размеры ямы должны соответствовать габаритам ферментатора. Кроме того, необходимо два патрубка: один из них будет отвечать за загрузку субстрата, другой - за выгрузку. Здесь важно отметить, что они должны располагаться на противоположных стенках реактора. Верхняя часть труб находится над землей, а нижняя должна располагаться практически у самого основания метантанка. Таким образом газ не будет выходить из трубы, так как она всегда будет закрыта биомассой.
Потребуется организовать люк для доступа в бункер и водяной затвор, который будет препятствовать распространению неприятного запаха на участке. Труба, которая будет использоваться для отвода биогаза, в обязательном порядке снабжается клапаном, который можно открывать и закрывать по необходимости.
Особенности установки
При установке такого типа реактора прислушайтесь к нескольким рекомендациям.
- Во-первых, удаление отработанного материала осуществляется естественным путем. Это делается либо во время загрузки нового субстрата, либо в случае возникновения в реакторе с закрытым вентилем избытка газа.
- Конструкция биогазовой установки данного типа довольно проста и эффективна. Но здесь важно учесть, что отсутствует возможность перемешивания, а также подогрева массы. Это означает, что целесообразно использовать такой тип установки только там, где царит довольно мягкий и теплый климат. Преимущественно это юг России. Можно использовать реактор такой конструкции и в средней климатической полосе, но при условии, что водные подземные пласты пролегают довольно глубоко, а сам ферментатор оборудован качественной теплоизоляцией.
Конструкция без подогрева с возможностью перемешивания
Самодельная биогазовая установка своими руками собирается практически аналогично предыдущему варианту, правда, с небольшими корректировками. Небольшая доработка значительно повышает эффективность использования установки. Схема и процесс монтажа точно такие же, как и в предыдущем случае, однако здесь нужно добавить еще один элемент - перемешивающий механизм, который располагается внутри бункера.
Сконструировать установку довольно просто. Все, что необходимо - это установить внутри вал, к которому будет прикреплено определенное количество лопастей. Для успешного монтажа потребуется установка опорных подшипников. Так как между валом и рычагом должно быть передаточное звено, то здесь лучше всего использовать цепь.
Установка с подогревом и перемешиванием
Подогрев - это операция, которая значительно увеличивает эффективность разложения за счет того, что при повышении температуры до определенного уровня повышается интенсивность разложения биомассы.
Биогазовая установка для частного дома своими руками также может быть собрана без труда. Она не только более совершенная и универсальная, но и более сложная в плане конструкции. Кроме того, она способна работать в двух режимах - мезофильном и термофильном. Другими словами, диапазон разложения и брожения находится в пределах от 25 до 65 градусов по Цельсию. Для того чтобы обеспечить подгорев, необходимо установить водогрейный котел, труба которого должна проходить внутрь реактора и доходить до противоположной стенки от точки входа. Конструкция достаточно проста, но эффективна. Огромный плюс заключается в том, что котел может работать на том же газу, который и производит сама установка, то есть данная система может обеспечивать топливом сама себя.
Автоматизированная установка
Если биогазовые установки своими руками для отопления дома расходуют газ сразу же при его выработке, то автоматизированные варианты снабжаются дополнительным элементом, который называется газгольдер. Это деталь, которая выступает в роли временного хранилища вещества, что дает возможность накопления. Кроме того, в данном случае для эффективного брожения можно использовать практически любой температурный диапазон. Производительность такой установки намного больше. При аналогичных размерах реактора в сутки она способна переработать до 1,3 тонны биомассы. За загрузку и перемешивание будет отвечать пневматика. Кроме того, в таких установках канал для отвода отработанного сырья соединяется с двумя разными отделами. Один из них служит для временного хранения, а другой, мобильный, для немедленного вывоза. Собирать биогазовую установку своими руками для отопления такого типа не совсем разумно, так как монтаж достаточно сложный, а производительность слишком большая. Чаще всего подобные конструкции устанавливаются в частных фермерских хозяйствах.
Механизированное оборудование
Основное отличие этой установки заключается в том, что перед тем как попасть в реактор, биомасса проходит через контейнер с предварительной подготовкой субстрата к переработке. Подача сырья в сам бункер, а после него и в реактор, происходит за счет сжиженного биогаза, который впоследствии используется и для подогрева.
Здесь очень важно отметить, что при сборке любой биогазовой установки своими руками для отопления дома придется провести точные инженерные расчеты. Лучше всего, если перед установкой будет проведена консультация со специалистом.
Главные преимущества использования реактора биогаза
Любая биогазовая установка своими руками, фото которых представлены в нашей статье, дает несколько важных преимуществ.
Первое - это, конечно же, утилизация отходов. Этот способ переработки менее опасен для окружающей среды, чем, допустим, закапывание отходов в грунт.
Второе преимущество заключается в том, что биомасса - возобновляемый ресурс. Это не газ и не уголь, которые заканчиваются. К тому же при переработке субстрата в атмосферу не выбрасывается углекислый газ. Его небольшое количество выделяется исключительно в момент его использования. Однако его объем значительно меньше, чем при использовании природного газа.
Очень важное преимущество заключается в том, что выработкой биогазовой энергии хозяин может управлять самостоятельно. Если сравнивать реактор с другими источниками энергии, вроде ветряков или солнечных батарей, то они более надежны и постоянны.
