Отопительные системы, работающие от традиционных и альтернативных источников тепла, в последнее время встречаются всё чаще. И это неудивительно: подобные гибриды позволяют существенно экономить на обогреве дома.
Котёл + солнечный коллектор
ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Основа системы — набор солнечных панелей и электрический или твёрдотопливный котёл, который запускается в тот момент, когда энергии солнца перестаёт хватать для полноценного отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Важными компонентами также являются накопительный бак со встроенным теплообменником, циркуляционный насос и блок автоматического управления. Если площадь дома большая — не будут лишними и тёплые водяные полы.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Все компоненты системы работают таким образом, чтобы при необходимости дополнять друг друга. Производится ровно столько тепла, сколько его действительно нужно.
Поглощая тепло от солнца, панели нагревают циркулирующий в трубках коллектора антифриз. Поступая в теплообменник, он в свою очередь нагревает воду. Температура антифриза и воды задаётся вручную, а затем регулируется автоматикой. Нагретая вода накапливается в баке, объём которого в зависимости от размеров жилья может достигать 3000 л. Далее накопительная ёмкость распределяет воду сразу по двум контурам — отопления и горячего водоснабжения. Сделать это позволяет особая конструкция теплоаккумулятора, собранного по принципу «бак в баке»: благодаря ей вода внутри ёмкости разделяется на ту, что пойдёт на обогрев, и ту, которая понадобится для хозяйственных нужд (душ, мытьё посуды и пр.). Если солнца мало и его тепла недостаточно (ночью или в пасмурные дни) — компьютерный блок автоматически включает котёл. После нагрева в котле дальнейшее прохождение воды происходит по той же цепочке.
Таким образом, система полностью автономна. Необходимость вмешательства в её работу человека почти исключена.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
За счёт того,что практически весь день система работает от солнца, потребность в электроэнергии самая минимальная. Электричество используется лишь для работы циркуляционных насосов и блока управления. Подключение котла происходит в основном ночью — в то время, когда стоимость электроснабжения самая низкая. Если же котёл не электрический, то можно сэкономить на твёрдом топливе, которое тоже не очень дешёвое.
Однако имеются и недостатки. Во-первых, система идеально работает лишь в регионах с большим количеством солнечных дней в году. Там же, где погода нередко пасмурная, экономия будет уже не столь ощутимая. Во-вторых, в случае частых перебоев с подачей электроэнергии придётся пользоваться генератором или устанавливать солнечные батареи, что влечёт за собой дополнительные расходы. В-третьих, полностью автоматизированное управление требует профессионального технического обслуживания, а это тоже чего-то стоит. Кроме того, первоначальные затраты на приобретение и установку солнечного коллектора составят не менее 200 тыс. руб. По этой причине срок окупаемости системы будет довольно большим — 7-10 лет.
Котёл + тепловой насос
ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
В данной схеме тепловой насос полностью заменяет солнечные панели. Его конструкция включает в себя помещённый в землю геотермальный контур, а также компрессор, конденсатор и испаритель, находящиеся в отдельном блоке внутри дома. Испаритель и конденсатор выступают в роли теплообменников. В качестве дублирующего источника тепла используется тот же электрический или твердотопливный котёл. Присутствует и накопительный бак. Управление осуществляется в автоматическом или полуавтоматическом
режиме.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Располагаясь глубже 2,5 м (уровня промерзания грунта), где температура не падает ниже 5-7°С, контур насоса поглощает подземное тепло. Полученная тепловая энергия передаётся циркулирующему по контуру антифризу, который переносит её в испаритель. Далее в дело вступает хладагент (фреон), отнимающий тепло у испарителя и затем поступающий в компрессор. В результате сжатия в компрессоре хладагент нагревается и попадает в конденсатор, а уже там тепло передаётся воде. Выходя из конденсатора нагретой до 60°С, вода сначала оказывается в накопительном баке, а потом — в приборах отопления. За нагревом воды следят температурные датчики: если она нагревается недостаточно (например, в сильный мороз) — они тут же подают сигнал в контроллер, после чего автоматически включается электрокотёл.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Тепловой насос можно использовать не только для обогрева, но и для охлаждения: в летнее время с помощью реверсивного клапана аппарат будет забирать из помещения лишнее тепло. Экономичность насоса определяется соотношением количества энергии, необходимой для его работы, к количеству вырабатываемого тепла. Для геотермальных установок этот коэффициент приравнивается к трём. То есть, затратив 1 кВт электричества, насос поставляет 3 кВт тепловой энергии. Устройство абсолютно безопасное, так как при его работе не используются ни открытый огонь, ни горючие вещества.
Основной недостаток — высокая стоимость оборудования и его монтажа, которая начинается от 1 млн руб. Впрочем, затраты на монтаж уменьшаются почти в два раза, если речь идёт об устройстве, которое будет брать тепло не из земли, а из водоёма: земляные работы в таком случае можно не проводить. Но для этого необходимо наличие пруда или озера прямо возле участка.
Приобретать насос целесообразно лишь при отсутствии возможности провести в дом магистральный газ.
Тепловой насос + гелиосистема
ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Система включает в себя панели солнечного коллектора и оборудование, необходимое для работы теплового насоса. Для нагрева воздуха используются фанкойлы и тёплые полы. Накопление и распределение воды для отопления и ГВС происходит в теплоаккумуляторе. Передача тепла в контурах геотермальной установки и в контуре гелиосистемы осуществляется по-разному: в гелиосистеме через отдельный теплообменник (буфер), а в тепловом насосе с помощью цепочки «испаритель — компрессор — конденсатор». И коллектор, и насос объединяются в единую схему таким образом, что могут работать как совместно, так и по отдельности.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
В летнее время тепловой насос работает в основном на охлаждение, а солнечные коллекторы нагревают воду для хозяйственных целей. Поздней осенью и зимой в зависимости от погоды устройства чаще всего функционируют попеременно: днём — коллекторы, ночью — насос. Если же солнца мало или нет совсем, обогрев происходит только с помощью геотермального оборудования. Как и в других гибридных системах, температура нагрева воды и очерёдность включения агрегатов контролируется автоматикой, а движение жидкостей по контурам происходит за счёт циркуляционных насосов.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Наличие двух дополняющих друг друга устройств — солнечных панелей и геотермальной установки — позволяет использовать электроэнергию совсем в небольших количествах. Благодаря природному возобновляемому теплу в доме и зимой, и летом поддерживается комфортная температура, и при этом не требуется серьёзных ежегодных затрат. Но следует помнить, что использование солнечных панелей в средней полосе малоэффективно.
Однако изначальная стоимость гибридной системы слишком велика (от 1,5 млн руб.) По этой же причине окупаемость оборудования может затянуться на 10, а то и 20 лет. К тому же для эксплуатации подобного гибрида в регионах с холодным климатом придётся запастись резервным источником тепла (электрокотлом), что увеличит не только первоначальные вложения, но и ежегодные затраты на отопление.
