Отопление и горячее водоснабжение дома в Хабаровске с использованием солнечных коллекторов Ariston Kairos SYS 2.5

Организация комфортабельного жилья вне города — задача непростая, состоящая из множества отдельных участков работ: электроснабжение, теплоснабжение, подвод холодной воды, её подогрев, а также организация канализации. Не стоит забывать и о резервировании источников питания и теплоснабжения. При правильной организации все эти системы должны работать в комплексе, а участие человека ограничивается только установкой заданных параметров. К счастью, современная электроника способна взять на себя автоматическое поддержание всех систем жизнеобеспечения дома.

Данный объект с применением системы отопления и горячего водоснабжения дома с использованием солнечных коллекторов Ariston Kairos SYS 2.5 интересен тем, что введение в систему солнечных коллекторов произошло почти спонтанно. Предварительная задача, поставленная перед компанией, заключалась в комплексной «обвязке» дома необходимыми инженерными сетями (электрикой, системами отопления и водоснабжения от скважины), а также монтаже септика. Решение использовать солнечную энергию для отопления возникло позже, в процессе разработки проекта.

Монтаж произведён компанией «Гидролюкс», г. Хабаровск (www.gidrolux.ru)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Двухэтажный дом в селе Казакевичево (40 км от Хабаровска), рассчитанный на постоянное проживание трёх человек. Общая отапливаемая площадь — 120 м2. Первый этаж жилой, т. е. требует поддержания комфортной температуры, на втором этаже допускается несколько меньшая температура, что позволит сэкономить не такую уж малую сумму. В качестве основного источника теплоснабжения используется электрический котёл с шестью тэнами суммарной мощностью 12 кВт. Для его резервирования, на случай отключения электричества, предусмотрен ещё один генератор тепла — дровяная печь. Оба котла уже куплены. Основные пожелания — максимальная автоматизация системы при работе в обычном режиме (понятно, что дрова в резервный котёл придётся закладывать вручную). Разумеется, хотелось бы по возможности уменьшить затраты на отопление: обогревать дом с помощью электрического котла — удовольствие простое (топливо подвозить не надо), но довольно дорогое. Поэтому идея установки системы солнечных коллекторов в качестве дополнительного источника тепловой энергии вызвала у заказчика закономерный интерес: солнечная энергия бесплатна, электричества для работы систем, относящихся именно к коллекторам, требуется совсем немного.

Панели солнечных коллекторов было решено установить на стену. Напомним, что тепло от них достаётся нам практически даром, а сами они в любом строительстве почти всегда работают совместно с другими источниками тепла. В зимнее время солнце находится низко, и вертикальные коллекторы соберут больше энергии, чем установленные на наклонной крыше. Летом, когда отопления нет, много тепла не нужно, часть панелей даже можно закрыть, чтобы избежать перегрева теплоносителя. К тому же вертикальный монтаж сравнительно прост, снеговой нагрузки нет, а стёкла панелей легко отчистить от пыли. Габариты свободных участков стен дома позволяли установить шесть вертикальных солнечных коллекторов Ariston Kairos SYS 2.5, собранных в две группы по три панели в каждой. Установить их на одной стене не представлялось возможным, да и особенного смысла в этом не было: группы можно было удачно разместить на юго-восточной и юго-западной стенах дома.

Для обеспечения автономности отопления дома при отключении электропитания нужно два источника. В роли первого, для подогрева теплоносителя, выступает уже упоминавшаяся дровяная печь. Второй источник необходим для работы циркуляционных насосов и управляющей электроники. Расчётная потребляемая мощность всей системы (включая насосные группы коллекторов, печи и контуров отопления) составляет 480 Вт. В качестве источника резервного электропитания были выбраны два необслуживаемых аккумулятора 12 В ёмкостью по 100 А*ч каждый и инвертор мощностью 1250 Вт. Этого достаточно для автономной работы системы в течение 24 часов (допускается разряд аккумуляторов не более чем до 30 % от максимума).

Итак, в данной схеме использовано сразу три источника тепла. Основную задачу выполняет электрический котёл. Солнечные коллекторы, как им и положено, работают в качестве альтернативного варианта. Летом их мощности более чем достаточно для текущих нужд, а на зиму они служат подспорьем. Дровяной котёл, хотя и считается резервным, требует «особого отношения» при монтаже трубопроводов: тепловые нагрузки на систему при розжиге и работе печи довольно велики, поэтому приходится применять медные трубы. Потребителей тепла в доме по большому счёту три: низко- и высокотемпературные контуры отопления, а также контур, служащий для приготовления санитарной горячей воды. Предусмотрено погодозависимое регулирование для каждого контура-потребителя.

Для обеспечения согласованной работы этого комплекса оказалось достаточно всего одного «продвинутого» контроллера, с помощью которого настраиваются основные параметры системы и при необходимости выбираются специальные предустановленные режимы (например, при отсутствии хозяев дома длительное время нет смысла обогревать помещение «на полную мощность», логичнее несколько снизить температуру).

Естественно, в процессе работы не обошлось без внесения корректировок в изначальный проект. Вместо настенного крепления панели коллекторов было решено интегрировать в стену, благо параллельно со строительством инженерных сетей (что само по себе заняло несколько месяцев) проводились работы по утеплению наружной поверхности дома и обшивке его сайдингом. С точки зрения пользователя, решение вполне логичное, однако при установке коллекторов заподлицо с обшивкой их расстояние от стены задаётся самой обшивкой. Получилось так, что между панелью и капитальной стеной оставалось пустое пространство. Штатные крепёжные элементы на такое расстояние рассчитаны не были, пришлось изготовить индивидуальный крепёж, а затем, после «примерки», снять панели, чтобы можно было установить сайдинг. Свободное пространство за панелями заполнили утеплителем. Следует заметить, что и сами панели коллекторов используются в качестве теплоизолирующих элементов стен (они всегда включают в себя собственный слой термоизоляции с внутренней стороны). В такой установке есть и ещё один «плюс» — интегрированные в стены дома панели попросту «не мешаются», т. е. не занимают места. В летнее время, когда отопление не требуется, лишние панели можно закрыть рольставнями, чтобы не допускать перегрева теплоносителя.

НЕМНОГО ЦИФР

Размеры каждой панели — 1,125×2,24 м, площадь абсорбера составляет 2,23 м2. С учётом особенностей установки и географического положения объекта планируемая собираемая тепловая мощность составляет 929 кВт в год, а со всех шести — более 5,5 МВт. Запуск системы состоялся 10 ноября 2011 года, так что реальная годовая производительность пока не известна, однако по состоянию на 9 июня 2012 года собрано более 3,5 МВт. Даже в декабре работающие солнечные коллекторы обеспечивали за время работы в среднем 3,5 кВт/ч в день. Конечно, надо учитывать, что световой день зимой короток, но по результатам работы в течение нескольких зимних месяцев затраты электроэнергии сократились примерно на 20–25 %, а в начале и конце отопительного сезона — ещё больше. Система полностью автоматизирована: если есть возможность, часть энергии приходит от коллекторов, при растапливании печки ТЭНы котла отключаются.

Стоимость всего проекта, без учета ранее приобретённых котлов, включая основные элементы систем отопления и ГВС, всевозможную «мелочовку», системы автоматики и резервный источник электропитания, составила около 700 тысяч рублей, однако на компоненты солнечных коллекторов пришлось не так уж много, порядка 200–260 тысяч. Разброс довольно велик, всё зависит от того, как считать. Большая часть этой стоимости приходится на панели, насосную группу и трубопроводы «солнечного контура» — примерно 200 тысяч рублей. Если установить бойлер того же объёма, но «попроще», без подключения к коллекторам, можно было бы сэкономить ещё тысяч 30, монтаж и пусконаладочные работы тоже обошлись бы немного дешевле, но прочие компоненты системы остались бы без изменений.

С другой стороны, за счёт размещения панелей заподлицо со стенами сократились расходы на обшивку дома сайдингом (в первом приближении их можно считать по формуле «тысяча рублей за квадратный метр»). Общая занимаемая панелями площадь составила 14,2 м2 — вот и ещё 15 тысяч экономии.

Если же посчитать экономию на электричестве в процессе эксплуатации, вполне можно рассчитывать на окупаемость элементов «солнечной системы» в этих условиях в течение примерно 10 лет (а с учетом ежегодных повышений цен на электроэнергию — и того меньше, например по тарифам на июль 2012 года — 8 лет). С учётом того, что расчётный срок эксплуатации — 25 лет, солнечные коллекторы успеют оправдать вложенные средства не один раз.

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

август 2012