Использование солнечных коллекторов для подогрева воды — решение, практически не имеющее недостатков. Начальные затраты невелики, окупаются быстро. Расход энергии в такой системе минимален, она тратится только на работу циркуляционных насосов и электронных компонентов. Причём коллекторы могут собирать тепло и в пасмурную погоду, и в зимнее время, хотя и с меньшей интенсивностью, чем в жаркий солнечный день. Если же тепла окажется недостаточно, всегда можно прибегнуть к дополнительному теплогенератору. Хотя и сами солнечные коллекторы могут являться дополнительным элементом — в сложных системах излишек тепла, если таковой образуется, можно использовать и для поддержки работы отопительного теплогенератора.
Конечно, чем южнее, тем больше тепловой энергии можно собрать таким образом. Впрочем, количество энергии зависит и от числа установленных панелей, и даже в северных широтах, поставив несколько панелей солнечных коллекторов, рассчитывать можно как минимум на серьёзное снижение затрат на подогрев воды в летний сезон.
В некоторых регионах нашей страны солнце светит иногда даже слишком ярко и долго. Пример — Астраханская область, в которой может быть до 300 солнечных дней в году. Особенных холодов, в сравнении со средней полосой России, в ней тоже не наблюдается. В общем, в таких условиях получить практически бесплатный источник постоянного горячего водоснабжения — решение логичное. Отопительный сезон короток, а за счёт коллекторов практически полностью отпадает необходимость во включении основного теплогенератора для подогрева горячей воды летом. Заодно таким образом экономится не только энергия, но и ресурс самого котла.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект — двухэтажный частный дом на городской территории Астрахани, рассчитанный на постоянное проживание двух-трёх человек. Дом новый, к моменту монтажа системы не обжитой, подключён к системе централизованного водоснабжения. Ещё на этапе строительства предполагалось, что для жилья будут использоваться помещения на обоих этажах, а значит, они должны иметь полноценные системы отопления, а заодно и ГВС. Общая площадь отопления составляет 150 м2, основной источник тепла при наличии централизованного газоснабжения очевиден — газовый котёл.
Предварительная задача, поставленная перед компанией, заключалась в установке наиболее высокоэффективных систем отопления и горячего водоснабжения (солнечные коллекторы, котёл, бойлеры). Позднее появилась идея монтажа тёплого пола — это более экономичный и современный вариант отопления по сравнению с традиционными радиаторами.
Проектирование системы и монтаж произведены компанией «Евросантехника», г. Астрахань (www.euro-sant.com); поставка материалов и оборудования — ООО «Сантеплогрупп».
В принципе при умеренном потреблении горячей воды даже в средней полосе в первом приближении можно считать, что одной панели солнечного коллектора площадью порядка двух квадратных метров достаточно для того, чтобы обеспечить горячей водой одного-двоих жильцов. Объём бойлера, конечно, зависит от предполагаемого уровня потребления воды. Поэтому предварительный расчёт требуемой производительности системы горячего водоснабжения всегда основывается не только на количестве проживающих, но и на их потребностях.
В этом доме на каждом этаже были запроектированы две ванные комнаты с большими гидроаэромассажными ваннами. Ещё один крупный потребитель горячей воды — душевая кабина, установленная на втором этаже. Исходя из этого предполагалось, что расход воды будет очень большим. Чтобы обеспечить необходимое количество горячей воды, после проведения всех расчётов было решено установить два 200‑литровых бойлера.
Расчёт был сделан таким образом, чтобы при постоянном проживании излишки тепла не образовывались. Появиться они могут только при продолжительном, в течение как минимум нескольких дней, отсутствии хозяев. В конце концов на время отъезда панели всегда можно прикрыть (за время эксплуатации это было всего один раз: их просто накрыли обычной тканью).
ОБОРУДОВАНИЕ
В качестве основного источника тепла использовали двухконтурный котёл традиционного типа, с закрытой камерой сгорания, модели Ariston Genus 24FF, полезной мощностью 24 кВт. Это современная модель премиум-класса с высоким значением КПД — 94,3 %. Что особенно важно в данном случае, так это то, что котёл может управлять коллекторными группами. Также у него есть функция программирования. Параметры работы выводятся на ЖК-дисплей, манометр, регуляторы и некоторые кнопки для программирования параметров и управления находятся ниже дисплея, за откидывающейся панелью.
В качестве основного источника нагрева горячей воды используются два вертикальных цилиндрических бойлера косвенного нагрева Ariston BC2S 200L Magnesium. Эти бойлеры оснащены двумя спиральными теплообменниками (для подключения двух теплогенераторов: в данном случае газового котла и солнечных коллекторов), встроенным термометром и магниевым анодом.
Для дополнительного нагрева воды в системе ГВС были выбраны две панели солнечных коллекторов Ariston Kairos СF 2.0. Впрочем, «дополнительными» их следует назвать с натяжкой: на широте Астрахани солнечные коллекторы способны обеспечить большую часть требуемой для ГВС тепловой энергии (если за «отчётный период» брать год). Некоторые особенности коллекторов Ariston Kairos описаны в этом же выпуске журнала, в обзорах. Отметим лишь, что «арфообразное» соединение медных трубок гидравлического контура позволяет устанавливать панели как горизонтально, так и вертикально.
В итоге получилась достаточно сложная система — солнечные коллекторы «завязали» с бойлерами, и к ним ещё подсоединили систему ГВС от котла. Для перекачивания жидкостей в контурах используется система циркуляционных насосов. Если в бойлере заканчивается запас горячей воды, полученный от коллекторов, то котёл переходит в режим нагрева воды. Для управления работой системы применён контроллер Ariston Eios 25, поставляемый в комплекте с данными коллекторами. Он контролирует температуру в бойлере, температуру солнечных коллекторов, управляет насосными группами, т. е. включает циркуляцию, если требуется нагрев воды, и отключает её, если температура солнечного коллектора опустится ниже температуры воды в баке.
Панели солнечных коллекторов было решено смонтировать на крыше дома. Один скат крыши расположен строго на юг, что повышает количество доступного солнечного света. Находящееся рядом также вмонтированное в крышу окно можно использовать и для доступа к панелям, например с целью их очистки. Впрочем, при наклонном расположении вся пыль и безо всякой ручной очистки будет смываться во время дождя или сдуваться ветром. Расположение панелей на крыше к тому же позволяет избежать их затенения.
Любая современная система отопления и ГВС требует электропитания, в основном для работы циркуляционных насосов и электроники. Для резервирования штатной электрической сети установлены аккумуляторы, которые дают возможность системе работать автономно в течение 24 часов.
Основные элементы системы (котёл, бойлеры, насосная группа) находятся в специально обустроенной котельной, которая располагается на первом этаже дома. В процессе строительства системы, разумеется, не обошлось и без внесения корректировок в изначальный проект. В основном изменения касались монтируемой системы отопления. Так, вместо однотрубного отопления поставили более удобное двухтрубное, дополнительно решено было сделать тёплые полы. Другие неизбежные при работе отступления от плана и переделки были не настолько масштабны, все необходимые материалы поставлялись быстро, и работа делалась оперативно. Срок выполнения заказа в полном объёме составил всего два месяца.
Запуск системы состоялся в июне 2012 года. С этого момента и почти до декабря хозяева пользовались водой, нагретой исключительно от солнечных коллекторов. Газовый котёл в это время задействован не был. Часть зимы котёл включался только на догрев воды, которую подогревали солнечные коллекторы. Даже в самые морозные дни коллекторы нагревали воду до 20 °C, после чего её догревал котёл ещё на 30–31 градус.
Таким образом, данная система большую часть года позволяет вообще не задействовать газовый котёл для подогрева горячей воды. Системы тёплых полов тоже заметно экономичнее традиционного радиаторного отопления. В итоге за счёт применения современного энергосберегающего оборудования и технологий удалось обеспечить низкое потребление газа без ущерба для комфорта.
Этот объект характеризуется высоким уровнем потребления горячей воды, причём для её подогрева используется всего две панели солнечных коллекторов общей площадью чуть более четырёх квадратных метров. С другой стороны, Астрахань находится на юге России (строго говоря, учитывать надо не только географическую широту, но ещё и количество солнечных дней в году. От этого зависит количество тепловой энергии, которое можно собрать). Но аналогичный проект в средней полосе может выглядеть примерно так же. Уменьшившееся количество солнечной энергии, «собираемое» с квадратного метра, легко компенсировать увеличением этих самых «метров», т. е. панелей. В частности, Ariston Kairos СF 2.0 без усложнения схемы подключения допускают последовательную установку до пяти панелей в ряд.
Реальный объект опубликован в летнем выпуске журнала «Все для стройки и ремонта» серии «Потребитель» (ЛЕТО 2013)
