13 juli 2011

Vandaag ben ik begonnen aan een test composthoop. Geïnspireerd door het enthousiasme van One Straw Rob ben ik gewoon eens begonnen met een test versie van de jaarlijkse composthoop die het verplaatsbare huis zal verwarmen in de winter. De meeste warmte uit compost komt aan de bovenkant uit een composthoop, dus als je daar een huis bovenop zet, heb je ‘gratis’ vloerverwarming.

Op deze pagina de vorderingen van de opbouw en resultaten van de test opstelling.

Het plan (of ontwerp)

De composthoop valt deels in de aarde, omdat de grond goed isoleert en ook in de winter een basis temperatuur heeft van ongeveer 12°C. Ook wordt de hoop dan niet te hoog boven het maaiveld, wat natuurlijk ideaal is om er een huis bovenop te zetten.
Rondom wordt de hoop geïsoleerd met strobalen en voor deze test aan de bovenzijde ook. In het midden van de hoop komt een waterleiding te liggen in spiralen van onder naar boven. De leiding is van speciaal warmtegeleidend materiaal om een goede warmte overdracht te bevorderen. Het water in de leiding kan gebruikt worden om 1) te meten hoe warm de composthoop van binnen is, 2) de composthoop te verwarmen voor een snellere opstartfase en 3) warmte uit de compost te onttrekken voor gebruik in huis of om de composthoop af te koelen. Deze test opstelling maak ik rond om een zo compact mogelijke composthoop te krijgen, de warmte wordt dan het meest geconcentreerd. Het gat in de grond heeft een diameter van 8 voet oftwel 2,4m (mijn laarzen zijn precies 0,3m). Dit formaat is vrij klein voor een goed werkende composthoop, maar voor deze test wil ik juist zien of het ook op kleine schaal werkt. Het gat is ongeveer 0,4m diep (de bedoeling was 0,3m maar ik was een beetje enthousiast met graven ;). Het graven kostte me ongeveer 4 uur, daarbij meegenomen dat ik een grote boomwortel heb weggehakt en uitgegraven wat veel extra werk was. Het is dus raadzaam om in het vervolg goed na te denken over de plaats.

 

21 juli 2011

De eerste laag houtsnippers is gemaakt van snoeihout uit de tuin. Met de hulp van Piers en een gehuurde takkenversnipperaar hebben we een laag van ongeveer 0,2m houtsnippers geproduceerd. Het hout is van verschillende bomen en struiken die toe waren aan een snoeibeurt; in volgorde van veel naar weinig: vlier (vers en gedroogd), hazelaar (per ongeluk ook één tak met noten) , es (vers), els (vers) en wat gedroogde stronken van braamstruiken. In totaal schat ik dat we 10m3 aan takken hebben verwerkt (als je er een hoop van zou maken). De versnipperaar kon takken aan tot 60mm en maakte behoorlijk fijne stukjes van 10-15mm, dus eigenlijk te klein voor een goede composthoop. Voor de onderste laag is het denk ik niet erg, dan wordt het makkelijk lekker warm en ook omdat deze test opstelling best sneller mag composteren (2 á 3, in plaats van 6 maanden).
De hoeveelheid werk viel behoorlijk tegen. Voor 1m3 (1,2m^2*pi*0,2m) snippers zijn we met 2 mensen ruim 5 uur bezig geweest, dus 10 manuren, inclusief snoeiwerk. Het ophalen en wegbrengen van de gehuurde versnipperaar niet meegeteld. Behalve de versnipperaar hadden we nog allerlei ander gereedschap nodig: twee snoeischaren, beugelzaag, snoeizaag (zo’n kromme), een schep (om de snippers weg te scheppen bij de machine), handschoenen en natuurlijk oordoppen (111dB produceerde de benzine motor). Energie neutraal kan deze methode niet genoemd worden, want er is 5L benzine doorgegaan (ongeveer 1L per uur), ik denk dat de compost deze energie niet gaat terugleveren. Al deed Jean Pain natuurlijk alles op zelf geproduceerd bio-gas (zie film vanaf 2:50). Voor een volgende keer zou ik zeker een grotere versnipperaar huren en eerst al het snoeihout klaarleggen.

Tijdens het vullen van het gat hebben we het eerste stuk slang voor de warmtewisselaar in de compost gelegd. Het is aluminium buis met een kunststof coating van 11mm doorsnede, bedoeld voor vloerverwarming (pdf productinformatie) en speciaal gemaakt voor een goede warmteoverdracht. Deze slang is natuurlijk veel te dun voor een serieuze warmtewinning, maar voor deze testopstelling lijkt het me ideaal omdat je snel kunt meten hoe warm het binnenin de composthoop is. Ook ben ik benieuwd hoe snel je de warmte kunt onttrekken uit een kleine composthoop. Voor het opwarmen van grote hoeveelheden water is waarschijnlijk een slang nodig met meer inhoud, zodat het water langere tijd in de composthoop blijft. Dit zou met dunne slang ook moeten kunnen, door het water te circuleren en op te slaan in een geïsoleerd vat, waarbij de slang slechts als warmtewisselaar fungeert.
Voor een goede compostering moet het hout vochtig zijn. Dit is deels bereikt doordat we vooral vers hout hebben versnipperd, en het heeft behoorlijk geregend. Door het gat in de grond heb ik geen grote bakken nodig om het hout enkele dagen in water te laten weken. Eventueel kan ik met de regenton die op het dakje van de schuur aangesloten is nog extra water over de compost sproeien.
Het was interessant en leerzaam om de eerste lading houtsnippers zelf te maken, maar om een grote hoeveelheid te maken is voor nu te veel werk en zonde van het geld (€90,- per dag voor huur machine en benzine). Veel goedkoper en makkelijker is het om snippers te kopen van lokale gemeentes of bosbeheerders. Die zijn wellicht zelfs beschikbaar als afval en waarschijnlijk groter dan die ik nu zelf heb gemaakt.

22 juli 2011

’s Ochtends (pakweg 18 uur later) heb ik in het midden een termometer in de houtsnippers gestoken en ondanks de dunne laag van 0,2m was het zo snel al behoorlijk warm geworden, ik mat 30°C. En dat bij een buitentemperatuur van 17°C, indrukwekkend!

Vandaag is het tijd om de rest van het gat te vullen met grovere houtsnippers. Na enkele telefoontjes bleek dat vlakbij 200 tot 300 m3 houtsnippers per week (!) worden geproduceerd, bij houtzagerij de Vree in Randwijk. Ze sorteren de snippers in twee groottes (20-30mm en 40-60mm) en het fijne zaagsel wordt eruit gefilterd. De snippers bestaan grofweg uit 70% populier, 15% eiken en 15% douglas/lariks. Ze worden drie maal per week opgehaald voor de spaanplaat en osb industrie en voor energiecentrales en lokale houtvergassingsinstallaties. Puur populieren zaagsel wordt apart bewaard voor de papierindustrie in Renkum. Niet gesorteerd kosten de snippers €15,-/m3 en gesorteerd €21,-/m3. Omdat ik liever geen zaagsel in de composthoop wil (dan komt er geen lucht bij de snippers) en de kleine gesorteerde snippers toevallig erg nat waren (goed voor de compostering), heb ik de gesorteerd snippers gekocht. In onze kleine aanhanger (1,1*2,0*0,4m) past pakweg 1m3 als er een goede kop op zit, dus ik heb vier volle ladingen gehaald. Tezamen met de zelfgemaakte snippers heb ik dan 5m3, dat zou genoeg moeten zijn (1,2^2*pi*1,0= 4,5m3).
Het schoot lekker op vandaag want ik kreeg onverwacht hulp van Piers, Vivian én Rosa die eigenlijk bessen kwamen plukken uit de moestuin. De aanhanger kon niet makkelijk in de buurt van de composthoop komen, dus de extra hulp was heel welkom. Bij elke lading alle snippers uit de kar scheppen op een zeil en de helft in kruiwagens (12x) al direct naar het gat. Dan met z’n vieren het zeil over de grond slepen en leeg kieperen in het gat. Na twee ladingen zat het gat vol met een kop erop (zo’n 0,6m tot de bodem). Natuurlijk hebben we tussendoor steeds de slang in windingen gelegd met een tussenafstand van rond de 0,1m en een diameter van 0,8m. De randen van de kuil vormen een koudebrug omdat daar weinig grond tussen de compost en de buitenlucht zit, dus hebben we de laatste 0,2m rondom de snippers een isolerende kraag van hooi gelegd. Hierdoor wordt de doorsnede van de composthoop op maaiveldniveau 2,2m. De windingen voor de warmtewisselaar worden hierboven dan ook smaller.
Tenslotte hebben we het lange uitstekende eind aan het begin van de slang nog één maal rond de centrale kern gelegd in een grote cirkel van 1,6m doorsnee halverwege de totale hoogte van de uiteindelijke composthoop. Het water kan dan alvast voorverwarmen voor het onderin de composthoop begint aan de centrale spiraal naar boven. Aan de kant van het afdak steek een kort stukje buis uit (afgesloten met een stokje), hier zal later een geïsoleerde slang op aangesloten worden vanaf de pomp.
’s Avonds heb ik 14 strobalen (1,0*0,6*0,4m) opgehaald bij een lokale boer, om de compost te isoleren. Ze vormen een ring van 0,6m hoog en 0,4m dik rondom de composthoop. Ik heb ze half over de rand van het gat geplaatst zoals te zien in de doorsnede bij het ontwerp hierboven.

23 juli 2011

Vanmiddag ben ik verder gegaan met het vullen van de composthoop. De helft van de derde lading snippers heb ik met behulp van een pallet en de kruiwagen over de rand van de nieuwe ‘bak’ van strobalen gekiept. Daarmee zat de composthoop tot een derde van de hoogte van de strobalen vol. Om te voorkomen dat de strobalen naar buiten zouden zakken door het gewicht van de snippers heb ik eerst de composthoop rondom aangeaard met de grond die uit het gat gekomen is. Doordat ik de grond netjes had verspreid aan alle kanten van het gat, ging dit heel gemakkelijk. De grond kwam netjes tot de rand van de strobalen en er is overal nog wat over om de uiteindelijke heuvel af te dekken. Door de grond steeds aan te stampen tijdens het afvullen met de rest van de snippers kun je er makkelijk voor zorgen dat de strobalen netjes rechtop blijven staan en de ring mooi rond wordt. De snippers komen nu tot bijna bovenaan de strobalen, er is nog 0,1m vrij.
De slang voor het aanvoeren van water ligt tussen twee strobalen door en steekt nog 50mm uit bij het afdakje om later een verbinding te kunnen maken. Het laatste stuk slang heeft nog één winding over aan de bovenkant van de hoop en steekt 0,35m recht omhoog zodat deze straks door de bovenste laag snippers en stro-isolatie heen steekt.

Aan het eind van de middag heb ik de laatste vracht houtsnippers gehaald bij de zagerij en bovenop de composthoop geschept. Het is nu echt een hoop, met een mooie schuine top. Er steekt nog een klein stukje slang uit, waar straks (fingers crossed) het warme water uit zal komen. Omdat het vannacht flink gaat regenen heb ik een goot geklust vanaf de regenton, zodat al het water dat van het dak komt rechtstreeks op de houtsnippers loopt. Rondom de top heb ik een geultje gegraven waardoor het water niet over de strobalen stroomt, maar zich goed verspreid door de hele hoop. De bedoeling is dat voor zeker twee dagen lang de houtsnippers nat worden gehouden en het water opzuigen tot een vochtgehalte van meer dan 15%.

24 juli 2011

Ik zit binnen deze pagina uit te typen want de hele dag valt de regen met bakken uit de lucht. Het lijkt wel alsof alles mee zit bij dit project! Vrijwel alle materialen bleken direct in de buurt verkrijgbaar te zijn (zelfs binnen een straal van 10km). Terwijl ik aan het bouwen ben geweest kwam er zodra het nodig was vanzelf hulp opdraven uit de buurt en zelfs het weer is precies zoals het moet zijn. Met wat goede wil blijft het nog twee dagen en nachten regenen, zodat alle houtsnippers flink doorweekt worden. De onderste laag snoeihout snippers zal inmiddels al lekker aan het composteren zijn, al kan ik niet meer meten hoe warm het nu onderin de composthoop is.
Gisteravond heb ik bij een handelaar in de buurt een tweedehands capillaire cv-thermometer gekocht met een snoer van 0,5m lang. In het midden van de hoop heb ik de sensor begraven en bovenop de meter afgedekt met een glazen wekpot ter bescherming tegen de regen. Vooralsnog geeft de thermometer minder dan 20°C aan, want het koude regenwater loopt permanent tussen de snippers door. Ik ben reuze benieuwd hoe snel de thermometer op gaat lopen als ik de composthoop over twee dagen afdek met stro-isolatie en een laagje grond voor de afwatering. Het is dus nog even spannend, maar hopelijk wordt het geduld beloond.

26 juli 2011

Gisteren en vandaag heb ik met emmers zoveel mogelijk beschikbaar regenwater uit tonnen in de tuin over de hoop gegoten. Tussendoor heb ik twee maal een gat gegraven in de snippers om te constateren dat middenin de hoop nog ‘droge’ snippers zaten, dus maar extra water erover gegoten. In totaal 4 maal gegoten, telkens zeker 20 emmers met 10L water, dus 800L, tezamen met de regen die via het dak en rechtstreeks op de hoop gevallen is schat ik het op ruim 1000L water (1m3). Ik zou verwachten dat dit genoeg is om de -toch al niet droge- snippers (5m3) op een vochtgehalte van 20% te brengen.
Omdat ik toch wel benieuwd was of het onderin de hoop al warm werd, heb ik een lange aluminium buis tot onderin de kuil omlaag geduwd. Na enkele minuten snel omhoog gehaald en gevoeld met positief resultaat; onderaan was de buis voor een stuk van ruim 0,3m tamelijk warm. Lastig te schatten hoe warm, maar zeker 30°C.
Vervolgens heb ik aan het uitstekende stukje buis van de warmtewisselaar een stuk tuinslang bevestigd met een trechter. Door een gaasje (tegen de rotzooi) een paar maatbekers water erin gegoten en na ongeveer 2,5L kwam er zowaar water uit het buisje aan de bovenkant van de composthoop. Dit kan goed kloppen want buis van 8,6mm diameter bevat 0,058L/m, dus 37 meter bevat 2,15L. Tel daar 1,5m tuinslang van 3/4″ bij op, dan komt het op 2,57L. Maar het belangrijkste; het water was inderdaad warm. Zelfs bij een permanente stroom water door de buis bleef het warm, misschien nog geen warm douchewater, maar veel aangenamer dan het koude regenwater.
Na drie dagen regen en watergeven heb ik de composthoop ’s middags afgedekt met de overige vijf strobalen en alle gaten dicht gestopt met los hooi dat nog over was van vorige winter. Deze isolatielaag bovenop staat als het ware model voor het verplaatsbare huis dat anders bovenop de composthoop zou staan. Rondom de schuine kanten nog wat bijgewerkt met grond en er omheen wat opgeruimd. Er is niet genoeg grond uit het gat gekomen om de hele hoop af te dekken, maar dat hoeft bij het verplaatsbare huis ook niet. Bovenin is een kuiltje vrij gebleven waar de thermometer afgelezen kan worden en de slang uitkomt. De temperatuur bovenin de hoop lijkt al enkele graden gestegen, maar ook de buitentemperatuur is hoger geworden, dus nog geen bemoedigend resultaat. Het blijft afwachten.

Ter illustratie heb ik een kleine schets gemaakt van de doorsnede van de composthoop. Omdat het niet precies zo geworden is als het eerste ontwerp, hoop ik dat dit plaatje duidelijk laat zien hoe de composthoop nu in elkaar zit en wat de globale maten zijn.

Ook heb ik een lijstje gemaakt van alle gebruikte materialen en de kosten ervan:
€75,-   4m3  houtsnippers 20-30mm
€25,-   14st strobalen 0,4x0,6x1,0m
€93,55  1dag versnipperaar 5L benzine
€70,16  43L  benzine auto + aanhanger
€12,-   4x   overtocht met veerpont
€20,-   1st  thermometer
€0,-    37m  variokomp vloerverwarmingsslang
€0,-    1m3  hooi (resten die over waren)
€0,-    1,5m tuinslang 3/4" en trechter
€295,71      totale kosten

Resultaten

Enkele dagen na de bouw ben ik op vakantie geweest naar Spanje, maar ondertussen heeft mijn vader dagelijks metingen bijgehouden. De eerste week is de temperatuur langzaam gestegen tot de schaal van de thermometer, op 1 augustus (5 dagen na het afdekken met stro) gaf de thermometer 29°C aan. De warmte (en de micro-organismen) uit de onderste laag vers snoeihout waren inmiddels naar boven gekropen door de vochtige houtsnippers. De week erna is de temperatuur hard verder gestegen, tot 46°C (!) op 5 augustus. Daarna nam de temperatuur weer geleidelijk aan af tot een constante waarde van rond de 40°C, die nu al een week aanhoudt. De precieze meetwaarden houd ik hieronder bij in een lijstje:

dag  datum    Tb   Tm

ma    1 aug   22   29
di    2 aug   27   33
wo    3 aug   25   39   Tz (zijkant)
do    4 aug   25   41   35
vr    5 aug   23   46
za    6 aug   24   46
zo    7 aug   19   42
ma    8 aug   19   40
di    9 aug   17   40
wo   10 aug   20   39
do   11 aug   21   39
vr   12 aug   20   39   Tb
za   13 aug   20   39   28
zo   14 aug   18   40   22

Tb = maximale buiten temperatuur (°C) via Weatherspark.com
Tm = middenin de composthoop (°C)
Tb = badwater temperatuur (°C)

 

Tot zover ben ik erg tevreden over de resultaten. De eerste test kan bevestigen dat een kleine composthoop zoals deze ook een constante verwarming kan leveren. Het is geen 60°C, maar dat was ook niet te verwachten en voor vloerverwarming is een temperatuur van 40°C ideaal. Veel belangrijker is het vasthouden van dezelfde temperatuur over een langere periode. De komende weken (maanden?) zullen uitwijzen hoe lang de composthoop op temperatuur blijft.
Er was voorafgaand enige twijfel over de samenstelling van de houtsnippers. Omdat de grootste hoeveelheid snippers van de zagerij vooral koolstof bevat, kan er voor langere tijd energie uit gehaald worden. De vraag was echter of de kleine laag stikstof en glucose rijk materiaal onderin (vers snoeihout) genoeg zou zijn om de het composteringsproces op te starten. In andere voorbeelden werden ook wel koeienuitwerpselen door de houtsnippers gemengd voor genoeg stikstof. Blijkbaar was het in dit geval genoeg om grofweg 20% stikstof houdend materiaal onderin de composthoop te hebben voor het opstarten.
Na terugkomst van vakantie heb ik een deel van de strobalen aan de bovenkant weggehaald om te kijken of de houtsnippers nog vochtig waren en te voelen hoe warm de snippers bovenin zijn. Het was werkelijk heerlijk om twee handen vol met vochtige snippers op te pakken. Ze waren nog goed vochtig en bijna te warm om vast te houden. Nicoline zei meteen: “Voortaan kan ik m’n warme kruik vullen met houtsnippers, lekker voor ’s avonds in m’n bed.”

13 augustus 2011 – de badkuip

De belangrijkste test voor de composthoop moest nog gedaan worden, namelijk het produceren van warm water. Ook al ligt er een slang met maar een kleine inhoud (2,15L) door de composthoop, moet het toch mogelijk zijn om met een lage doorstroomsnelheid water op te warmen. De slang zou het beste functioneren als warmtewisselaar in combinatie met een geïsoleerd vat en een pomp die het water permanent circuleert. Met een warmtewinst van enkele graden kan het water in de boiler dan al tot hoge temperaturen worden verwarmd (net als bij een zonnecollector). De benodigde materialen om dit te testen waren nog niet voorhanden, maar het leek me toch leuk om eens te zien hoe warm het water kon worden door het éénmaal direct door de composthoop te laten stromen.
Samen met Henk, Nicoline en Ilonka heb ik een oude stalen badkuip op de composthoop gezet in de ruimte die vrij was gekomen bij het open maken van de strobalen isolatie aan de bovenkant. De bodem van de badkuip ligt in een bedje van warme houtsnippers, direct op de compost-to-be en rondom is de badkuip weer ingepakt in strobalen en losse plukken stro-isolatie. Bovenop de strobalen hebben we van een oude pallet twee kleine vlonders gemaakt en met een oude verchroomde kraan erbij ziet het er uit als een hippe buitenbadkamer. De kraan zit aangesloten op de slang van de warmtewisselaar die bovenaan uit de composthoop komt. Aan het andere uiteinde hebben we een lange tuinslang gemaakt vanaf de schuur waar waterleiding is. Zo kun je de ‘badkraan’ opendraaien en loopt het leidingwater (van 16°C) door de composthoop voordat het in het bad stroomt.
De eerste paar liter water (die al in de slang aanwezig was) is opgewarmd tot 42°C, waarna het water snel koeler wordt. Na een beetje experimenteren blijft het water constant rond 30°C bij een stroomsnelheid van 0,75L/minuut, het blijft dan grofweg 3 minuten in de hoop waarbij het 14° in temperatuur stijgt. Bij deze metingen was het buiten regenachtig druilweer en 18°C.
Niettemin waren Nicoline en Ilonka bereid om de kou en motregen te trotseren en in bikini de ‘hot tub’ uit te testen. Het water was helaas niet zo ‘hot’ als we zouden willen (30°C in plaats van 37°C) en het duurde met 0,75L/min ook erg lang (2 uur) voordat de badkuip vol zou zijn. We hebben toch maar een paar emmers heet water uit de (gasgestookte cv-ketel) kraan bij het bad gegoten zodat de dames geen kou zouden vatten. Het was wel prettig dat de stalen badkuip aan de onderkant al lekker warm werd door de compost eronder. Hiernaast een paar foto’s van ons bij de badkuip als pr-plaatjes voor het stimuleren van compostverwarming. Dit experiment ga ik volgende zomer zeker weten herhalen in een grotere variant met een echte ronde ‘hot tub’ die via een circulatiepomp met filter het bad geheel kan verwarmen met warmte uit compost. De temperatuur van het badwater heb ik naderhand gemeten (22°C) en de compost houdt het nog enkele graden warmer dan de buitentemperatuur ondanks dat het flink afkoelt door de buitenlucht.

Aan het eind van de middag ben ik zelf ook nog even in het bad geweest. Dat voelde als genieten van de beloning van het werk om de composthoop te bouwen. Heerlijk om op m’n rug te liggen op het warmte staal terwijl ik onder me de warmte van de compost voelde stralen en boven me de boomtakken waaiden in de frisse wind. Zo zou het verplaatsbare huis ook moeten zijn: een warme stalen container tussen hemel en aarde.