Солнечный водонагреватель превращает бесплатный солнечный свет в горячую воду, которой ваш дом пользуется каждый день — душ, мытьё посуды, уборка — и обычно покрывает большую часть этой потребности, не сжигая газ и не включая электрический ТЭН. В солнечной стране вроде Испании это одно из самых быстро окупающихся видов солнечного оборудования: как правило, его дешевле установить, чем фотоэлектрическую систему, и проще обслуживать. Это руководство объясняет, как работает солнечный водонагреватель, основные типы (включая термосифон и вакуумные трубки с тепловой трубкой (heat pipe)), как он сравнивается с газом и электричеством и какой окупаемости ждать для испанского дома.
Как работает солнечный водонагреватель
Любой солнечный водонагреватель делает одно и то же: коллектор на крыше собирает солнечный свет и превращает его в тепло, а это тепло хранится в утеплённом баке с водой, пока вы не откроете кран. Самое остроумное — это то, как тепло переходит из коллектора в бак, и самое изящное решение не требует ни насоса, ни электричества.
Принцип термосифона (без насоса и электричества)
Система на основе термосифона опирается на простой закон физики: горячая вода менее плотная, чем холодная, поэтому она поднимается. Бак располагается выше коллектора. Когда солнце нагревает воду в коллекторе, она становится легче и поднимается в верхнюю часть бака, а более холодная и плотная вода со дна бака опускается на её место. Так возникает медленный непрерывный цикл, работающий исключительно на естественной конвекции: без циркуляционного насоса, без контроллера, без подключения к сети. Именно поэтому термосифон продолжает производить горячую воду во время отключения электричества и поэтому в нём так мало того, что может сломаться.
Компромисс в том, что бак должен находиться выше коллектора, — отсюда классический монтаж «панель с горизонтальным цилиндром прямо над ней», который видно на крышах по всему Средиземноморью. Системы с насосом (принудительная циркуляция) размещают бак внутри помещения и используют небольшой насос, но добавляют электрические компоненты и сложность. Для большинства домов в Испании пассивный термосифон — это оптимум между стоимостью, простотой и надёжностью.
Вакуумные трубки против плоских коллекторов
Существует два распространённых типа коллекторов:
- Вакуумные трубчатые коллекторы: ряды двустенных трубок из боросиликатного стекла с вакуумом, запаянным между двумя стенками. Этот вакуум — почти идеальный изолятор, как в термосе, поэтому собранное тепло почти не уходит наружу даже в холодный, ветреный или частично облачный день. Они хорошо работают зимой и при низком солнце, что важно на севере и во внутренних районах Испании.
- Плоские коллекторы: застеклённый и утеплённый короб с тёмной пластиной-абсорбером. Они надёжны, дешевле и прекрасно работают в тепле и на солнце, но теряют больше тепла в окружающий воздух в холод, поэтому их зимняя выработка ниже, чем у вакуумных трубок при той же площади.
Для круглогодичного горячего водоснабжения в Испании вакуумные трубки — самый распространённый выбор, потому что их лучшая работа в холод сохраняет систему полезной в те месяцы, когда горячий душ нужен особенно сильно.
Вакуумные трубки с тепловой трубкой: как тепло на самом деле выходит
Лучшие вакуумные системы используют тепловую трубку (heat pipe) внутри каждой трубки. Запаянная медная трубка содержит небольшое количество жидкости; когда солнце нагревает трубку, эта жидкость испаряется, и пар быстро поднимается к небольшому конденсаторному наконечнику на верхнем конце. Наконечник находится в коллекторе-распределителе, где тепло передаётся воде (или контуру с антифризом), пар конденсируется обратно в жидкость, стекает вниз, и цикл повторяется сотни раз в час. У этого «сухого» соединения два больших преимущества: каждая трубка независима, поэтому если одна треснет, остальная система продолжает работать, и тепловая трубка начинает переносить тепло при очень слабом свете, выжимая пользу даже из пасмурного утра.
Типы систем солнечного нагрева воды
Помимо коллектора, системы различаются тем, как они работают с давлением воды и как защищаются от замерзания и накипи. Эти решения определяют, какая модель подойдёт вашему дому.
Напорные против безнапорных
- Безнапорные системы (под атмосферным давлением): держат воду в баке под атмосферным давлением, питаясь через поплавковый клапан. Они самые простые и дешёвые, но горячая вода поступает к кранам самотёком, с мягким напором: достаточно для многих домов, но менее идеально, если нужен мощный душ.
- Напорные системы: работают под давлением водопровода, поэтому горячая вода выходит с той же силой, что и кран холодной. Они естественно сочетаются с вакуумными трубками с тепловой трубкой (сухое соединение держит воду под давлением вне стеклянных трубок) и являются лучшим выбором там, где важен сильный и равномерный напор в нескольких санузлах.
Прямые против непрямых (и защита от замерзания)
- Прямые системы (открытый контур): прогоняют через коллектор саму питьевую воду. Они просты, эффективны и хорошо работают на свободном от заморозков испанском побережье.
- Непрямые системы (закрытый контур): прогоняют через коллектор нетоксичную незамерзающую жидкость и передают её тепло воде через змеевик внутри бака. Вода, которую вы используете, никогда не попадает в коллектор, что делает их правильным выбором для внутренних районов с зимними заморозками или для регионов с жёсткой водой, где иначе в трубках накапливалась бы накипь.
С электрическим дублёром или без него
Ни одна солнечная система не производит 100% горячей воды в самые короткие и пасмурные дни года. Для этого и нужен резервный источник тепла. Модель с электрическим дублёром имеет встроенный в бак нагревательный элемент, который догревает воду до заданной температуры, когда солнца не хватило, — автоматически и только при необходимости. Она гарантирует горячую воду 365 дней в году, при этом основную работу большую часть времени по-прежнему делает солнце. Модель без дублёра дешевле и идеальна, если у вас уже есть газовый котёл или другой источник тепла, чтобы закрывать пробелы. Солнечный водонагреватель Enera PRO доступен в стандартной термосифонной версии и в версии с электрическим дублёром, чтобы подобрать его под вашу установку.
Солнце против газа и электричества
Нагрев воды — один из крупнейших расходов энергии в обычном доме, хотя точная доля в счёте зависит от размера семьи, климата и того, чем вы греете воду сейчас. Вот как сравниваются три распространённых варианта:
- Электричество (ТЭН / бак с тепловым насосом): просто установить, но вы платите полную сетевую цену за каждый кВт·ч тепла. Электрический ТЭН — самый дорогой способ производить горячую воду при большинстве испанских тарифов.
- Газ (магистральный или баллонный бутан/пропан): дешевле за кВт·ч, чем электричество, но вы зависите от волатильной цены на топливо, система сжигает ископаемое топливо, а прибор сгорания означает дымоход, обслуживание и меры предосторожности из-за угарного газа.
- Солнечный термосифон: топливо — солнечный свет — бесплатно, и его цена стабильна навсегда. После установки правильно подобранная система обеспечивает примерно 60–80 % годовой горячей воды испанского дома практически без эксплуатационных затрат, без сжигания и с очень малым обслуживанием. Оставшиеся 20–40 % в пасмурные зимние дни покрывает дублёр (электрический элемент или ваш котёл).
Главная мысль: солнце обычно не заменяет дублёр полностью, а резко сокращает, как часто он вынужден включаться. Отсюда и берётся экономия.
Стоит ли солнечный водонагреватель того в Испании?
Испания близка к идеальному климату для солнечного нагрева воды: большая часть страны получает более 2500–3000 часов солнца в год, а потребность в горячей воде стабильна круглый год. Термосифонная система на 150 л рассчитана на дом из двух-четырёх человек.
Экономика проста. Семья, нагревающая воду электричеством, может тратить на это несколько сотен евро в год, а солнечный термосифон, покрывающий большую часть этой потребности, убирает основную долю расходов. За какое время он окупится, зависит от того, что именно вы заменяете, во сколько реально обойдётся оборудование с монтажом и возвращает ли что-нибудь ваш муниципалитет, — поэтому единой цифры окупаемости мы здесь не публикуем. Испанская сторона этого решения — куда физически можно поставить бак, какие муниципалитеты действительно называют солнечную тепловую установку в своей ордонансе по IBI и что ломается на самом деле — разобрана в нашем руководстве по солнечному ГВС в Испании.
Хотите посмотреть модели? Изучите линейку термосифонов Enera PRO 150 л — включая стандартную версию и версию с электрическим дублёром для гарантированной горячей воды круглый год.
Обслуживание и срок службы
У термосифона почти нет подвижных частей, поэтому обслуживание минимально. Главное — это магниевый анод, жертвенный стержень внутри бака, который корродирует вместо стали и защищает бак от ржавчины. Проверять и время от времени менять его (раз в несколько лет) — самое важное, что вы можете сделать, чтобы достичь полного срока службы. Кроме того: держите трубки свободными от толстого слоя пыли или листвы, а в системах с закрытым контуром периодически проверяйте антифриз. Качественная система служит 15–20 лет или больше, а в моделях с вакуумными трубками отдельные трубки недороги и заменяемы, если какая-то повредится.
Солнечный водонагреватель Enera PRO
Модель Enera PRO 150 л — это напорная термосифонная система, построенная вокруг вакуумных трубок с тепловой трубкой, — конфигурация, дающая хороший напор в кране, надёжную работу холодным утром и устойчивость независимых трубок. Она рассчитана на типичный испанский дом из двух-четырёх человек и поставляется в двух версиях: стандартный термосифон и версия с электрическим дублёром для домов, которые хотят гарантированную горячую воду в каждый пасмурный зимний день без отдельного котла. Обе работают пассивно на солнечном свете большую часть года, поэтому почти каждый день ваша горячая вода ничего не стоит.
Смотрите полные характеристики и цену на странице водонагревателей.
Часто задаваемые вопросы
Работает ли солнечный водонагреватель зимой и в пасмурные дни?
Да. Вакуумные трубки улавливают рассеянный свет и очень хорошо удерживают собранное тепло, поэтому они продолжают производить горячую воду в холодные и пасмурные дни, хотя и меньше, чем под полным солнцем. Для самых коротких и пасмурных дней модель с электрическим дублёром автоматически догревает бак, чтобы вы никогда не остались без горячей воды.
Нужны ли термосифону электричество или насос?
Нет. Термосифон работает исключительно на естественной конвекции — горячая вода поднимается в бак, расположенный выше коллектора, — поэтому ему не нужны ни насос, ни контроллер, ни подключение к сети. Он даже продолжает производить горячую воду во время отключения электричества. Энергию потребляет только опциональный электрический дублёр, и только когда солнца не хватило.
Сколько горячей воды даёт система на 150 литров?
Бак на 150 л рассчитан на дом из двух-четырёх человек при ежедневном использовании: душ, кухня и уборка. Более многочисленные семьи или дома с очень высоким расходом горячей воды перешли бы на бак побольше.
В чём разница между напорной и безнапорной системой?
Безнапорная система подаёт горячую воду самотёком, с мягким напором в кране; это самый простой и дешёвый вариант. Напорная система работает под давлением водопровода и даёт тот же сильный поток, что и кран холодной воды: лучше для мощного душа и домов с несколькими санузлами. Enera PRO — это напорная система с тепловой трубкой.
Сколько служит солнечный водонагреватель и какое обслуживание ему нужно?
Качественная система служит 15–20 лет или больше. Обслуживание минимально: проверяйте жертвенный магниевый анод раз в несколько лет и меняйте его, когда износится, держите трубки чистыми, а в системах с закрытым контуром периодически проверяйте антифриз. Отдельные вакуумные трубки недороги в замене, если какая-то повредится.
За какое время солнечный водонагреватель окупается в Испании?
Это зависит от того, что именно вы заменяете, во сколько реально обойдётся система с монтажом и даёт ли ваш муниципалитет льготу солнечной тепловой установке, — поэтому единой цифры мы не публикуем. Наше руководство по солнечному ГВС в Испании разбирает, куда можно поставить бак, какие муниципалитеты дают льготу по IBI и какое обслуживание нужно на самом деле.
Покроет ли солнце всю мою горячую воду или дублёр всё равно нужен?
Правильно подобранная система обеспечивает примерно 60–80 % годовой горячей воды испанского дома. Она не предназначена для полной замены дублёра: она резко сокращает, как часто дублёру (электрическому элементу или котлу) приходится включаться, и отсюда берётся экономия.
