Система горячего водоснабжения дома в Подмосковье с использованием солнечных коллекторов Buderus Logasol SKN-3.0

Солнечные коллекторы в российских условиях распространены не слишком широко. Причин этому несколько. Энергоносители пока ещё достаточно дёшевы, система требует солидных начальных вложений, а главное — коллекторы способны обеспечить лишь часть необходимой тепловой энергии для отопления дома. Всё равно в качестве основного источника тепла придётся ставить что-то ещё, а значит, вся система сильно усложнится. Вот и возникает вопрос, а стоит ли городить огород? В данном реальном объекте речь пойдет об устройстве системы горячего водоснабжения дома с использованием солнечных коллекторов Buderus Logasol SKN‑3.0.

Монтаж произведён компанией «Гидромонтаж», г. Москва. (www.teplostart.ru)

Коллектор — украшение или возможность сэкономить?

Тем не менее можно найти несколько причин, оправдывающих установку коллекторов. Попробуем перечислить основные. Главная, разумеется, связана с экономией. Коллекторы — едва ли не единственные источники, энергия от которых почти ничего не стоит: затраты, связанные с обеспечением работы гелиоустановки невелики, большая их часть приходится на циркуляционные насосы, прокачивающие теплоноситель по контуру.

В случае, если в доме живут только в тёплое время года, систему можно использовать исключительно для приготовления горячей воды. При постоянном проживании и достаточном количестве панелей часть энергии можно направить и для обогрева помещений, в помощь основному теплогенератору. Эксплуатация коллекторов из этих соображений оправданна почти всегда, единственное исключение — отопление природным газом, тут особенной экономии не будет, по крайней мере на текущий момент. С учётом динамики роста внутренних цен на энергоносители не исключено, что отопление с помощью солнечной энергии станет экономически выгодно даже «в паре» с газовым котлом.

Если на отопление идёт сжиженный газ, дизельное или твёрдое топливо, их необходимо запасать на зиму. Значит, требуется ёмкость или место для хранения. С коллекторами топлива понадобится меньше, можно сэкономить не только на его цене, но и на объёме газгольдера или баков для солярки.

В летнее время коллекторы улавливают в разы больше энергии, чем зимой. Существуют решения, при которых применяется увеличенное количество панелей: зимой солнечная энергия идёт на отопление, а летом её излишки через отдельный теплообменник сбрасываются в бассейн — тепло всё равно дармовое, а тут к тому же дополнительная польза.

Ещё две причины, по которым владельцы монтируют гелиоустановки, связаны скорее с психологией, чем с возможностью сэкономить. Первая — экологическая: «меньше расход топлива — меньше выбросы в атмосферу, и на планете остаётся больше ресурсов». Вторая — престижность: панели хорошо заметны, «есть чем похвастаться». Впрочем, обе они совершенно не мешают друг другу.

Все указанные выше причины не подходят для описанной на этих страницах системы, установленной в посёлке Голиково, в Подмосковье. Коттедж используется компанией «ГидроЛого» в качестве офиса, а также для демонстрационных целей. Основная специализация компании — производство сборных гидравлических модулей и систем управления, предназначенных для отопления и горячего водоснабжения. Поскольку схемы могут быть различны, компания предлагает как стандартные, так и индивидуальные сборки, к которым можно подключить прочие необходимые элементы: различные виды теплогенераторов, бойлеры, системы тёплых полов, радиаторного отопления, а также водоснабжения. Благодаря модульной конструкции монтаж на месте значительно упрощается: заказчик получает готовые гидравлические модули, а если потребуется — то и в комплекте с собранными модулями с электронными компонентами и устройствами защитного отключения. Монтаж таких сборок прост, занимает минимум времени: закрепил модуль на нужном месте, и можно сразу подсоединять трубопроводы, датчики и электрику.

Поскольку проект разрабатывался и воплощался именно в демонстрационных целях, поставленная задача была достаточно проста. Функции отопления и ГВС берёт на себя котёл, работающий на природном газе, а гелиоколлекторы применяются только в системе ГВС в качестве дополнительного источника тепла. Бак-накопитель и все остальные элементы водоснабжения находятся на втором этаже коттеджа.

«Для порядку» заметим ещё, что использовано радиаторное отопление дома, а в качестве резервного источника питания выступает генератор с автозапуском. Система была смонтирована два сезона назад.

Факты и цифры

Монтаж самой системы горячего водоснабжения дома с использованием солнечных коллекторов Buderus Logasol SKN‑3.0 никаких сложностей не вызвал: на крышу установили два гелиоколлектора Buderus Logasol SKN‑3.0. Тип крепления тоже довольно прост: непосредственно на скат крыши, благо и сторона южная, и угол наклона близок к оптимальному, причём с точки зрения не только сбора тепла, но и самоочистки поверхностей от пыли и снега. Есть и удобный доступ к панелям — через окно чердака.

С учётом условий работы и потребления горячей воды достаточным оказалась установка сравнительно небольшого настенного водонагревателя объёмом 125 литров. Особенности системы и её основные элементы видны на фотографии. Как видим, гидравлическая схема довольно проста. Мощность солнечной установки подобрана так, что потребление горячей воды заведомо выше, чем возможность её нагрева от коллекторов, всё остальное получается «от котла». Такое решение интересно тем, что отпадает необходимость беспокоиться о перегреве теплоносителя в панелях. Предустановленная температура воды в бойлере — 60 °C, даже при снижении потребления горячей воды (на выходных, поскольку в рабочие дни в офисе всегда больше людей) коллекторы нагревают воду не более чем до 80 °C. Разумеется, в системе имеются расширительные баки и клапан для аварийного сброса теплоносителя (на фото находится сбоку от водонагревателя, труба для слива направлена в раковину).

Основные компоненты электрической схемы (кроме датчиков и исполнительных механизмов) собраны в один компактный короб, закрывающийся полупрозрачной крышкой. Внутри находятся УЗО, блок питания 24 В и изначально был смонтирован контроллер Buderus SC10. Но необходимость нагрева накопительного бойлера не только от солнечных коллекторов, но и от резервного источника (газ) привела к использованию другого контроллера TM-Smart-WEB. Этот контроллер не только отрабатывает более сложную логику управления, но и позволяет записывать и просматривать историю нагрева в Интернете.

Общая стоимость проекта составляет порядка 100 тысяч рублей, большая часть, как обычно, приходится на сами коллекторы. Задача именно этой системы сугубо демонстрационная, вопросы экономии перед ней не ставились. В принципе грубо прикинуть окупаемость вполне возможно. В общем случае в средней полосе один коллектор площадью 2 м2 может собрать не более 1–1,5 тысячи кВт в год (точные подсчёты включают в себя слишком много «если» и «при условии, что», их выполняют с применением компьютерных программ, для конкретных условий).

Дальше, узнав текущую стоимость используемых для отопления энергоносителей, можно высчитать примерный срок окупаемости. Здесь он сравним с расчётным сроком службы самой системы (напомним, что на отопление идёт природный газ). Экономии нет, вернее, пока нет: о необходимости повышения цен на «народное достояние» говорят всё чаще, и новые тарифы могут неприятно удивить.

Существует несколько способов для уменьшения затрат при использовании солнечных коллекторов (да и систем отопления тоже). Все они, разумеется, связаны с увеличением стоимости проекта, но и экономия потом может оказаться существенной. Остановимся на наиболее интересных.

Недавно на рынке появились циркуляционные насосы с возможностью плавной регулировки частоты вращения, управляемые от контроллера. Применение их в системах солнечных коллекторов может снизить затраты электроэнергии, особенно в зимнее время. Тепла зимой собирается немного, бывают даже ситуации, когда обычный насос тратит энергии больше, чем собирается коллекторами. Если использовать новые насосы, эффективность работы коллекторов возрастёт. TM-Smart-WEB и другие контроллеры семейства TM могут управлять новыми энергосберегающими насосами, подавая на них сигналы управления типа аналогового 0–10 В или цифрового PWM.

Другие простые способы экономии тоже так или иначе связаны с контроллерами. Тут вариантов много: использование погодозависимого регулирования, различного рода программируемых режимов, подключения контроллеров к различным дополнительным системам. Многие компании выпускают несколько разновидностей контроллеров, рассчитанных на подключение и управление разным количеством контуров и устройств. Вариантов тут много, подбирать их нужно индивидуально. В последнее время в системы отопления часто встраивают устройства для удалённого мониторинга, контроля и управления, со связью через мобильный телефон (GSM-модули). Эта «опция» особенно полезна при периодическом проживании: в отсутствие хозяев температуру можно снизить, а за несколько часов до приезда достаточно дать команду на включение обычного режима.

Ну и ещё один путь экономии связан с оптимизацией расходов на монтаж. С этой точки зрения использование заранее собранных модулей гидравлических систем и электрических компонентов имеет массу достоинств, выигрывая перед монтажом «на месте» в скорости, качестве и компактности.

Реальный объект опубликован в журнале «Потребитель. Всё для стройки и ремонта» 9`2012

август 2012