Останнім часом ціни на електрику, на енергоносії та інше обладнання поступово збільшуються. Це означає, що платити за використання енергії доводиться все більше і більше. Крім того, у віддалених селах, селищах і т. д. і зовсім можуть бути проблеми з постачанням ресурсу. Саме тому на ринку стали активно з’являтися і купуватися біогазові установки. Своїми руками можна також зібрати таке пристосування, і це не так складно, як може здатися на перший погляд.
Основа установки – біореактор
Біореактором називають ємність, всередині якої йде анаеробне розкладання біомаси. Реактор називають ферментатори або ж метантанком.
На сьогоднішній день існує декілька основних видів таких конструкцій. До них можна віднести повністю герметичні реактори з фіксованим або плаваючим куполом і реактори, по конструкції нагадують звичайний водолазний дзвін.
Короткий опис дзвонового типу
Конструювання дзвонової психрофильной біогазової установки своїми руками цілком здійсненне завдання. Біореактор у такого типу установки відкритий, всередині знаходиться рідка біомаса, в яку занурюється ємність, що має вигляд циліндра або дзвони. В ній і збирається біогаз, що виділяється при розкладанні. Речовина, які скупчуються під циліндром, буде чинити на нього тиск, дзвін буде підніматися, граючи роль невеликого газгольдера – пристрій для тимчасового зберігання газу.
Природно, що серед основних недоліків конструкції необхідно відзначити наступне: немає можливості перемішувати субстрат. Крім того, в холодну пору року його не вийде нагріти до потрібної температури розкладання. Подібні реактори видають неприємний запах, а із-за того, що немає кришки, виникає і зовсім патова ситуація. Плюс до всього, відсутність герметичної кришки призводить до того, що установка викидає частина газів в атмосферу, тим самим забруднюючи її. З цих причин своїми руками біогазові установки дзвонового типу зазвичай збираються або кустарного виробництва установок, або в країнах, де постійно спекотна погода.
Ферментатор з куполом
Для того щоб позбутися від основних недоліків і мінімізувати забруднення атмосфери, використовують біореактори з фіксованим куполом. Саме ці моделі найбільш часто використовуються при монтажі на промислових об’єктах або на ділянках приватних будинків. До речі варто відзначити, що складання своїми руками біогазової установки для дому останнім часом стає досить популярним заняттям.
Варто зазначити, що сам процес утворення газу форма купола ніяк не впливає, але якщо виконати його у формі циліндра з дахом-куполом, то вдасться досягти максимальної економії будівельних матеріалів. Є одне велике АЛЕ: оскільки реактор повністю закритий, він повинен забезпечуватися патрубками, за якими буде завантажуватися новий субстрат і вичищати старий.
Типи установок
Так як монтаж своїми руками для дому біогазової установки з закритим куполом підходить найбільше, давайте розберемося докладніше в її нехитрої конструкції. Вона ділиться на кілька типів у залежності від способу завантаження біомаси.
- Перший тип – порційні. В даному випадку після завантаження субстрату він вивантажується тільки тоді, коли перетвориться на повністю відпрацьований матеріал. Однак у цього способу є мінус, який полягає в тому, що процес вироблення газу нерівномірний протягом всієї стадії переробки.
- Другий тип називається безперервним. З назви зрозуміло, що процес завантаження і вивантаження субстрату здійснюється постійно. Завдяки цьому вдалося домогтися того, що виділення речовини, тобто газу, стало більш рівномірним. Крім того, така проблема витоку газу через патрубки, за яким завантажується і вивантажується сировину, була вирішена, так як тут застосовуються пристрої з гідрозатворами.
Процес переробки
Для того щоб успішно визначитися з тим, який вид обладнання необхідний на ділянці, потрібно знати принцип роботи біогазової установки. Своїми руками створюються порційні реактори будь-якої конструкції, головне, щоб вона не давала витік газу. Раніше часто використовувалися метантанки з еластичним надувающимся склепінням. У нашому випадку надлишковий тиск буде надувати купол, зроблений з еластичного поліпропілену. З часом тиск посилюється і при досягненні певної позначки включається компресор, який відкачує газ.
Принцип бродіння в реакторі мезофільні, тобто вимагає слабкого підігріву. Однак з-за того, що площа еластичного купола досить велика і підігрівати його весь занадто витратно. Такі реактори доцільно розміщувати лише в тих регіонах, які характеризуються стабільною і постійною спекотною погодою.
Варіанти конструкцій
Збірка біогазової установки своїми руками по інструкції не завдасть клопоту, якщо ви розумієте, як працює пристрій, і знаєте декілька хитрощів. Потрібно також чітко розуміти, який тип установки ви будете збирати.
Існує варіант, при якому здійснюється ручне завантаження, а субстрат не перемішує і не підігрівається. В якості використання установки для побутових цілей цей спосіб вважається найбільш підходящим. Місткість реактора повинна знаходитися в межах від 1 м 3 до 10 м3 на добу. При таких розмірах знадобиться від 50 до 220 кг біомаси в добу. Встановлюється реактор такого типу в невеликому котловані, а це означає, що доведеться його рити в грунті. Природно, що розміри ями повинні відповідати габаритам ферментатора. Крім того, необхідно два патрубка: один з них буде відповідати за завантаження субстрату, інший – за вивантаження. Тут важливо зазначити, що вони повинні розташовуватися на протилежних стінках реактора. Верхня частина труб знаходиться над землею, а нижня повинна розташовуватися практично біля самої основи метантанка. Таким чином газ не буде виходити з труби, так як вона завжди буде закрита біомасою.
Потрібно організувати люк для доступу в бункер і водяний затвор, який буде перешкоджати поширенню неприємного запаху на ділянці. Труба, яка буде використовуватися для відводу біогазу, в обов’язковому порядку забезпечується клапаном, який можна відкривати і закривати за необхідності.
Особливості установки
При установці такого типу реактора прислухайтеся до декількох рекомендацій.
- По-перше, видалення відпрацьованого матеріалу здійснюється природним шляхом. Це робиться або під час завантаження нового субстрату, або у разі виникнення в реакторі з закритим вентилем надлишку газу.
- Конструкція біогазової установки даного типу досить проста і ефективна. Але тут важливо врахувати, що відсутня можливість перемішування, а також підігріву маси. Це означає, що доцільно використовувати такий тип установки тільки там, де панує досить м’який і теплий клімат. Переважно це південь Росії. Можна використовувати реактор такої конструкції і в середній кліматичній смузі, але за умови, що водні підземні пласти пролягають досить глибоко, а сам ферментатор обладнаний якісною теплоізоляцією.
Конструкція без підігріву з можливістю перемішування
Саморобна біогазова установка своїми руками збирається практично аналогічно попередньому варіанту, правда, з невеликими коригуваннями. Невелика доробка значно підвищує ефективність використання установки. Схема і процес монтажу точно такі ж, як і в попередньому випадку, однак тут потрібно додати ще один елемент – перемішуючий механізм, який розташовується усередині бункера.
Сконструювати установку досить просто. Все, що необхідно – це встановити всередині вал, до якого буде прикріплено певну кількість лопатей. Для успішного монтажу знадобиться установка опорних підшипників. Так як між валом і важелем має бути передавальне ланка, то тут краще всього використовувати ланцюг.
Установка з підігрівом і перемішуванням
Підігрів – це операція, яка значно збільшує ефективність розкладання за рахунок того, що при підвищенні температури до певного рівня підвищується інтенсивність розкладання біомаси.
Біогазова установка для приватного будинку своїми руками також може бути зібрана без праці. Вона не тільки більш досконала і універсальна, але і більш складна в плані конструкції. Крім того, вона здатна працювати в двох режимах – мезофільному і термофильном. Іншими словами, діапазон розкладання і бродіння знаходиться в межах від 25 до 65 градусів за Цельсієм. Для того щоб забезпечити підгорівши, необхідно встановити водогрійний котел, труба якого повинна проходити всередину реактора і доходити до протилежної стінки від точки входу. Конструкція досить проста, але ефективна. Величезний плюс полягає в тому, що котел може працювати на тому ж газу, який і виробляє сама установка, тобто дана система може забезпечувати паливом сама себе.
Автоматизована установка
Якщо біогазові установки своїми руками для опалення будинку, витрачають газ відразу ж при його виробленні, то автоматизовані варіанти забезпечуються додатковим елементом, який називається газгольдер. Це деталь, яка виступає в ролі тимчасового сховища речовини, що дає можливість накопичення. Крім того, в даному випадку для ефективного бродіння можна використовувати практично будь-який температурний діапазон. Продуктивність такої установки набагато більше. При аналогічних розмірах реактора в добу вона здатна переробити до 1,3 тонни біомаси. За завантаження і перемішування буде відповідати пневматика. Крім того, в таких установках канал для відведення відпрацьованого сировини з’єднується з двома різними відділами. Один з них служить для тимчасового зберігання, а інший, мобільний, для негайного вивезення. Збирати біогазову установку своїми руками для опалення такого типу не зовсім розумно, так як монтаж досить складний, а продуктивність занадто велика. Найчастіше подібні конструкції встановлюються у приватних фермерських господарствах.
Механізоване обладнання
Основна відмінність цієї установки полягає в тому, що перед тим як потрапити в реактор, біомаса проходить через контейнер з попередньою підготовкою субстрату до переробки. Подача сировини в сам бункер, а після нього і в реактор, відбувається за рахунок зрідженого біогазу, який згодом використовується для підігріву.
Тут дуже важливо відзначити, що при складанні будь біогазової установки своїми руками для опалення будинку доведеться провести точні інженерні розрахунки. Краще всього, якщо перед установкою буде проведена консультація з фахівцем.
Головні переваги використання реактора біогазу
Будь-яка біогазова установка своїми руками, фото яких представлені в нашій статті, дає кілька важливих переваг.
Перше – це, звичайно ж, утилізація відходів. Цей спосіб переробки менш небезпечний для навколишнього середовища, ніж, припустимо, закопування відходів у ґрунт.
Друга перевага полягає в тому, що біомаса – поновлюваний ресурс. Це не газ і не вугілля, які закінчуються. До того ж при переробці субстрату в атмосферу не викидається вуглекислий газ. Його невелика кількість виділяється виключно в момент його використання. Однак його обсяг значно менше, ніж при використанні природного газу.
Дуже важлива перевага полягає в тому, що виробленням біогазової енергії господар може управляти самостійно. Якщо порівнювати реактор з іншими джерелами енергії, на зразок вітряків або сонячних батарей, то вони більш надійні і постійні.
