Popis funkce Ekostatku Zvánovický potok
Účelem je zabezpečit asi max. 5ti členné rodině vodu, potraviny, teplo, energie, odpady, TUV, doprava a zaměstnání. Ekostatek také musí být zabezpečen proti zlodějům a musí být chráněn pře požárem. Shodou okolností jsem tesař a manželka má zálibu v domácí výrobě uměleckých předmětů. Materiál má být ten nejlevnější, montážní postupy takové, aby byla montáž proveditelná při dvou i jednom pracovníkovi. To je tedy zadání projektu.
Z náčrtku je patrné základní řešení: Dvě hlavní budovy umístěné poblíž koryta potoka. První budova je obytná, druhá užitková. Vzdálenost je způsobena nebezpečím vzniku požáru v podkroví stodoly, která je plná sena.
Následuje popis jednotlivých prvků zabezpečení rodiny
VODA a odpad: Hlavní zdroj vody je pramen vyvěrající pod lesem ve stráni nad domem. Pod povrchem země je umístěna plastová nádrž o objemu 1m3 naplněná pískem. V ní je menší nádrž 200l s provrtanými otvory v horní části stěn. Z ní ústí plastová hadice v hloubce 1 m pod zemí a končí v boileru a v rozvodech v domě. Tak je voda přefiltrována a dovedena do domu. Voda je pitná. Je třeba kontrolovat zda někde v lese nad zdrojem vody neleží např. padlá zvěř. Voda se ohřívá v boileru, používá se v kuchyni, na praní, plní bazén, napájí užitková zvířata, čistí a chladí dřevoplyn. Naplňuje potrubí požárního systému. Splachuje také toalety. Voda z kogenerační jednotky a z bazénu se vrací okamžitě do potoka. Ostatní voda končí v kořenové čističce. To je mělká prostorná nádrž jejíž dno a stěny tvoří odolná svařená folie. Je naplněná ze třech čtvrtin štěrkem a osázená orobincem. Horní přepad se vrací do potoka jako přečištěná voda.
POTRAVINY: Ke stavbě patří několik hektarů polí. Velká část v tomto případě je věnována chovu dvou koní. To ale není nutnost, proto nevyčísluji přesné množství potřebné rozlohy polí. Část je věnována několika druhům obilovin, část bramborám, řepě, máku, hrachu, zelí, a dalším plodinám, ovocnému sadu, výběhu a pastvinám. Zelenina roste většinou ve skleníku. Chovný rybník je osazen převážně pstruhem a pravidelně – možné i automaticky – dokrmován. V chlévě jsou ovce, 2 prasata, kráva, možná koně. Na ostrůvku v chovném rybníce je chov králíků a slepic, kachen a hus. Voda je chrání proti dravcům. Potraviny se upravují tepelně na elektrickém či plynovém vařiči, nebo na kamnech na dřevo s velkou plotnou a s pecí. Ovoce a sýry je možné uchovávat ve sklepě, sypké suroviny v sýpce ve stodole a v násypkách v kuchyni. Při skleníku je velká sušička. U komína ve skleníku je udírna.
TEPLO: Při teplotách do 0C je dům vytápěn elektrickým horkovzdušným přímotopem. Horký vzduch je veden kanály a chladný se vrací otvory v příčkách které jsou nad podlahou.Podkroví je vytápěno nevyužitým teplem z přízemí. Použitý vzduch a vlhkost odvádí komín. Čerstvý vzduch je přiváděn netěsnostmi v dřevěných oknech a dveřích. I při malém příkonu je v těchto teplotách dům vytopen, protože silná izolace jej řadí k tzv. pasivním domům. Při silnějších mrazech je možné topit v kamnech na dřevo. Kamna Wamsler mají výkon až 20KW z toho 8 KW uvolňuje velká plotna.Tato kamna také hřejí vodu. Nevyužitá horká voda dodává teplo v noci. Kamna vydrží být horká až 12 hod. Odpadní teplo se shromažďuje v bazénu ve skleníku, který je tak vytápěn.
ENERGIE: Hlavním zdrojem energie je Bánkiho turbína. Na potoce je vyhlouben rybník kruhového tvaru a navýšena 1,5 m vysoká hráz. Horní přepad je chráněn česlemi a voda odváděna potrubím k turbíně. Důvod tohoto řešení je nepříznivý poměr průtoku a spádu. Potok má průtok jen 40-80 l/s. Od hráze k turbíně má spád 10 m na vzdálenosti 150 m. Při velké vodě se potrubí přeplní a voda pokračuje starým korytem. Staré koryto nevysychá, protože do něj přicházejí praménky ze strání a přepad bazénu a kořenové čističky. Ideální by bylo aby ryby mohly migrovat z vody nad rybníkem až do vod pod turbínou – jestli víte jek na to, napište mi.Turbína je umístěna na plováku, takže i při velké vodě se nezahltí a není nutné ji umísťovat vysoko nad vývařiště. Využita je tak větší část spádu. Příkon je 2 - 7 KW. Je přiveden do rozvodní skříně odkud se dále rozděluje dle pořadníku. Turbína je zatážena stále stejně, příkon ovlivňuje jen momentální průtok potoka. Proud je používán především k osvětlení, dále na domácí spotřebiče, k ohřevu TUV, k topení, nebo k pohonu strojů v truhlárně. Pořadník je nastaven tak, že v případě malého příkonu se upřednostní spotřebiče na prvních místech pořadníku a vypnou se ty na posledních. Například pokud se vaří na elektrickém vařiči, vypne se elektrické topení. Z tohoto příkladu je vidět že ne vždy to znamená sníženou tepelnou pohodu objektu. Pokud není momentálně žádný odběr, spustí se topení do bazénu. Bazén je umístěn ve skleníku a hladina je pokryta plovoucím kobercem z lamel tvrzeného polystyrenu. Koberec z lamel je možné navinout a hladinu tím odkrýt. Unikající teplo a pára zahřívá a vlhčí vzduch ve skleníku. Bazén je také možná ohřát kotlem který je umístěn ve skleníku. V kamnech a kotli pro bazén se topí dřevem které je nutné připravit na jaře a uskladnit ve skladu dřeva. Ten je součástí domu, aby se nemuselo pro dřevo daleko chodit, ale přesto nemá stěny, aby dřevo profukovalo a vysychalo.
Příkon je poměrně malý, v součtu dvaceti čtyřech hodin představuje ale zajímavé množství energie. V případě, že bude v potoce malý průtok nebude dům zcela bez energie. Ve skleníku je kogenerační jednotka a generátor dřevoplynu. Umístění ve skleníku je kvůli hluku. V generátoru dřevoplynu je zplynováno dřevo které je uskladněno v úhledné hromadě venku na dešti – v ježkovi. Důvod je že dřevoplyn z vlhkého dřeva je výhřevnější protože obsahuje vodík vzniklý z dešťové vody ve dřevu. Tedy vznikne horký a znečištěný dřevoplyn. Ten probublává nádržkou se skleněnými kuličkami, kterou proudí voda z potoka – tak se vyčistí a vychladí. Tím sníží objem a vejde se ho víc (tzn. Víc energie) do válce spalovacího motoru, kde se spálí. Spaliny jsou odvedeny ještě horké mimo budovu, využije se jen teplo z horké stěny výfuku. Chlazení elektrocentrály jde do bazénu. Možná by bylo možné zavést je do boileru ale bylo by to obtížné. Navíc odpadní teplo z elektrocentrály by málokdy skončilo v boileru protože ten vyhříván hlavně elektřinou a kamny. Když je mráz tak se topí v kamnech a když nemrzne je zas většinou dost vody a tedy i elektřiny. V truhlárně obyčejně stačí malý příkon 1 – 2 KW, protože pracuji sám nebo s pomocníkem. Účelem truhlárny je získat slušný měsíční příjem, ne miliardy. Tedy někdy stačí na pohon truhlárny voda – to je když například v domě neběží spotřebiče. Pokud el. Nestačí spouští se generátor. Největší příkon potřebuje truhlárna když se řežou kmeny na desky. V takovém případě je možné použít spalovací motor poháněný dřevoplynem, bez toho aby se používal elektromotor. Tak se získá mnoho energie navíc, neboli sníží se spotřeba dřeva v generátoru. Proč? Svou silou, penězi a silou strojů získáte dřevo, ze dřeva vzniká dřevoplyn, ten pohání spalovací motor (který má učnnost asi 20%) ten pohání generátor (který má účinnost 60%) a ten pohání elektromotor (který má účinnost 60%). Je zřejmá úspora
Časem je možné uvažovat o využití slunečních kolektorů. Větrný stroj by se v údolí neosvědčil, ve vzdálenosti asi 1500 m je sice několik vhodných lokalit pro využití větrné energie, ale vést kabel by bylo příliš nákladné. Současné využití vody i větru u nás asi není příliš reálné. I když by bylo zajímavé. Vítr může dobře hřát boiler – to je asi jediný spotřebič kterému nevadí nepravidelnost větru. Tepelné čerpadlo projekt neuvažuje. Jednak kvůli vysoké ceně, kvůli nebezpečí úniku media a také proto že TČ potřebuje kvalitní příkon, který by asi vodní turbína nemohla poskytnout.