Begin 2012 heeft studio Content bekendheid verworven door het eerste Nederlandse experiment met ruimteverwarming op basis van compostering.

Voorafgaand aan het experiment is erover geschreven door Rinske Bijl in het tijdschrift Genoeg en Marcia Jansen in de Gelderlander. Over de opbouw van het verwarmingsysteem kun je meer lezen bij ‘De Tielse Composthoop‘ en over het gebruikte principe op de pagina over compostverwarming. De resultaten van het experiment in de winter van 2011/2012 worden hieronder beschreven.

40ft zeecontainer (studio Content) op de composthoop, de helft boven het maaiveld is geïsoleerd met strobalen en aarde

40ft zeecontainer (studio Content) op de composthoop, de helft boven het maaiveld is geïsoleerd met strobalen en aarde

De composthoop bestond uit 30m3 verse houtsnippers, met daarin 240m dampdichte PErt 16x2mm vloerverwarmingsslang als warmtewisselaar. De slang is geplaatst in 12 spiralen met een diameter van 0,8-1,0m in sets van 2 gecombineerd tot 6 parallelle circuits. Door de slangen werd koelvloeistof (zoals in een automotor) gepompt met een snelheid van +- 2l/minuut. Rondom is de composthoop geïsoleerd met strobalen en deels in de grond geplaatst. Op de bovenzijde stond studio Content, een 40ft stalen zeecontainer, zonder verdere isolatie.

verdeler compostverwarming

verdeler compostverwarming

Het temperatuursverloop in de compost is met de hand gemeten door steeds met een stok een gat van +- 1m diep te steken op verschillende plaatsen in de zijkant van de hoop en hierin een lange thermometer te steken. Deze meting is uiteraard zeer onnauwkeurig en geeft slechts een indicatie van de werkelijke temperatuur. Gezien het beschikbare materiaal was dit op dat moment de enige methode. Op verschillende plaatsen en op verschillende tijden gaf dit een variërend resultaat, maar over het algemeen was de temperatuur zeer constant, hieronder meer.
Preciezer kon de temperatuur gemeten worden van het water dat door de leidingen werd gepompt. Binnen in de studio was een temperatuur (en druk) meter geïnstalleerd op zowel de aanvoer- als retourleiding. Er dient in ogenschouw genomen te worden dat de stalen verdeler van de leidingen buiten niet geïsoleerd is, omdat het water zich slechts korte tijd hierin bevindt. Bovendien kon aan deze verdeler (zie foto) met de hand steeds gemakkelijk de globale temperatuur worden gevoeld.

temperatuurmeting op 3 februari 2012 in de sneeuw

temperatuurmeting op 3 februari 2012 in de sneeuw

watertemperatuur retourleiding compost

watertemperatuur retourleiding compost

De temperatuur van de compost steeg enkele dagen na de aanleg naar 38 graden Celsius, dat is gebruikelijk bij verse houtsnippers, ook in een kleine hoop wordt het al snel 40°C. In de weken na het plaatsen van de container schommelde de temperatuur tussen 38 en 40°C. Er werd toen nog geen warmte afgetapt voor de verwarming (i.v.m. het ontbreken van zonne-energie voor het aandrijven van de pomp).

studio Content - composthoop resultaten 2011-2012

Om de meetgegevens samen te vatten heb ik bovenstaand schema gemaakt, dat weliswaar de subtiele veranderingen in plaats en tijdstip van meten niet laat zien, maar wel een globaal overzicht geeft. De minimale en maximale waarden zijn zowel variaties tussen verschillende dagen, variaties tussen ochtend, middag of avond als variaties in plaats van meten in de 12 meter lange composthoop. Hieronder volgt een beschrijving in meer detail met beelden van het variërende uiterlijk van de composthoop tijdens de maanden van het experiment.

Een prachtige regenboog met midwinter geeft het startsein voor het experiment met compostverwarming

Een prachtige regenboog met midwinter geeft het startsein voor het experiment met compostverwarming

In januari 2012, drie maanden na het begin van de test is er voor het eerst warmte afgetapt uit de hoop. Dit was nog sporadisch en slechts voor korte perioden (met een losse accu). De temperatuur in de compost zakte soms tot 36°C, maar er was geen duidelijk verband te herkennen tussen het gebruiken van de warmte en de afkoeling. Ook was er geen helder verband met de buitentemperatuur. De temperatuurschommelingen in de compost leken nogal willekeurig, dit kan echter te maken hebben gehad met de weinige metingen. Het verschil op verschillende plekken was doorgaans groter dan tussen verschillende dagen en of al dan niet de warmtepomp draaide.

De winterse kou in februari levert behalve goede omgevingsfactoren voor de test ook mooie plaatjes op

De winterse kou in februari levert behalve goede omgevingsfactoren voor de test ook mooie plaatjes op

De buitentemperatuur zakte in februari tot onder het vriespunt en zelfs enkele dagen tot -18°C in de nacht. De micro-organismen in de compost leken hier weinig last van te ondervinden; op sommige dagen zakte de temperatuur tot 34°C, maar soms was de temperatuur tegelijkertijd op andere plekken in de hoop nog steeds 40°C. Ook direct ’s morgens of bij het vallen van de nacht bleef de temperatuur in de compost vaak 38-40°C als dat in de middag ook zo was op dezelfde plek.

krokussen nabij de rand van de container tonen de constante warmte die vrij komt uit de compost

krokussen nabij de rand van de container tonen de constante warmte die vrij komt uit de compost

Van februari tot en met mei heeft de pomp nagenoeg constant gedraaid (dag én nacht). Er zat enige fluctuatie in de retourtemperatuur van het ‘koelwater’, maar doorgaans lag de temperatuur rond de 26°C. Het water werd in de container rondgepompt door eveneens 240m vloerverwarmingslang, daar verdeeld in 4 paralelle circuits. De binnentemperatuur in de container varieerde sterk door de variatie in buitentemperatuur, waardoor de aanvoertemperatuur van het water naar de compost eveneens varieerde tussen 10 en 20°C. Doorgaans was de ‘vloerverwarming’ in staat om de luchttemperatuur in de container tot +- 10° warmer dan de buitentemperatuur te verwarmen. Een goede voorverwarming, maar als enige systeem niet afdoende op winterse dagen en zeker niet betrouwbaar of regelbaar.

op 23 maart 2012 gaf de compostthermometer 40°C aan, op andere dagen meestal 38°C

op 23 maart 2012 gaf de compostthermometer 40°C aan, op andere dagen meestal 38°C

In maart bleef de temperatuurvariatie in de compost vergelijkbaar met februari, ondanks (of dankzij?) een (veel) hogere buitentemperatuur; ook ’s nachts weer steevast boven het vriespunt. Maxima van 40°C heb ik slechts sporadisch gemeten, meestal was de temperatuur in de compost rond 38°C en plaatselijk soms slechts 34°C.

Begin april zijn er naast voorjaarsbloemen ook voorbereidingen getroffen voor een kleine groentetuin op de composthoop

Begin april zijn er naast voorjaarsbloemen ook voorbereidingen getroffen voor een kleine groentetuin op de composthoop

Half april begon de composttemperatuur voor het eerst drastisch te dalen; soms tot slechts 20°C bij een vergelijkbare buitentemperatuur. Gek genoeg was deze daling niet direct merkbaar in de retourtemperatuur van het rondgepompte water, blijkbaar produceerde de compost in het midden nog behoorlijk veel warmte toen de randen al afkoelden. Een ander opvallend verschijnsel waren voor het eerst plaatselijke metingen boven 40°C, tot 44°C en een enkele keer 46°C. Het zou kunnen dat de compostering op sommige plaatsen inmiddels een meer ideale samenstelling van voedsel en micro-oraganismen had bereikt, maar het blijft giswerk om hier met zekerheid iets over vast te stellen.

In mei begon de zon z'n werk te doen en werden de eerste bladgewassen zoals melde en rode zuring oogstrijp

In mei begon de zon z’n werk te doen en werden de eerste bladgewassen zoals melde en rode zuring oogstrijp

Zelfs in mei, zes maanden na de opbouw, was de compost nog plaatselijk 38°C en kon er een constante stroom water van 20°C of warmer uit worden getapt. Na het verwijderen van de container en het afbreken van de composthoop op sommige plaatsen nog flink warmte geproduceerd te worden. Ook was direct zichtbaar dat op veel plaatsen de compostering niet volledig was verlopen en op maar weinig plekken de houtsnippers waren veranderd in een fijne mulch. Ik vermoed dat dit afhankelijk is van de variatie in samenstelling (koostof- en stikstofhoudend materiaal), de vochtigheid en de zuurstoftoevoer.

 

De composthoop na het verwijderen van de studio; een platte zachte massa met de geur en het uiterlijk van ruwe bosgrond

De composthoop na het verwijderen van de studio; een platte zachte massa met de geur en het uiterlijk van ruwe bosgrond

Concluderend kan ik bevestigen dat een composthoop van 30m3 gedurende 6 maanden warmte kan leveren die overdraagbaar is middels een warmtewisselaar en een substantiële bijdrage kan hebben aan de ruimteverwarming van een kleine ruimte. Het vergt nog veel verbeteringen om optimaal van de beschikbare energie gebruik te maken en tegelijkertijd een goede compost te bekomen.

De open composthoop ruim een maand na verwijderen van de container, met rijke begroeiing begin juli

De open composthoop ruim een maand na verwijderen van de container, met rijke begroeiing begin juli

Verbeteringen die ik zou voorstellen voor een volgend test-project:

  • betere samenstelling (verhouding koolstof en stikstof) van het te composteren materiaal
  • meer en regelbare zuurstoftoevoer
  • vochtgehalte meter en regelbare watertoevoer
  • vaste en preciezere meetapparatuur voor constante metingen op meerdere vaste plaatsen
  • doorstroommeter (l/minuut) in de aanvoer/retour leiding met continu temperatuurmeting