Солнечные коллекторы уже не выглядят чем-то из фантастического будущего, хотя когда-то многие люди представляли их как сложные дорогущие конструкции, которые ставят только на суперсовременных домах. Теперь же их все чаще можно увидеть на дачах, загородных коттеджах и даже на крышах обычных частных домов в небольших населенных пунктах. Если вы интересуетесь ремонтом и строительством и хотите ухватиться за эту хорошую возможность сэкономить на коммунальных платежах и внести свой вклад в энергосбережение, то вы на правильном пути. Я, будучи когда-то просто любителем «покопаться в проводах» и почитать инструкции к водонагревателям, неожиданно для себя увлекся темой «солнечных технологий» и теперь смело утверждаю: монтаж коллектора – это не настолько сложно, как может показаться на первый взгляд. И хотя этот путь не будет прямой дорогой без ухабов, при продуманном подходе он вполне по силам даже тем, кто раньше максимум менял лампочки и собирал шкафы из IKEA.
Давайте сначала представим, что такое солнечный коллектор с точки зрения принципа его работы. Образно говоря, это система, которая умеет улавливать солнечную энергию и преобразовывать её в тепло, способное нагревать воду или воздух. Солнечные лучи – штука совершенно бесплатная, приходится платить только за оборудование, установку и, если вы вдруг решите, за небольшое электропотребление вспомогательных насосов или датчиков (но это уже детали). Главная цель коллектора – повысить комфорт в доме и дать возможность сократить расходы на коммунальные услуги, используя возобновляемый источник энергии. Конечно, солнечный свет у нас не всегда в избытке – в северных регионах приходится мириться с пасмурными днями, а зимой коллекторы работают иначе, чем летом. Но даже если солнца у вас не так много, система все равно способна принести ощутимую пользу.
Принцип её действия относительно прост: есть панель (или несколько панелей), внутри которой циркулирует жидкость-теплоноситель. Чаще всего это смесь воды и антифриза, которая нагревается при контакте с поглощающей поверхностью. Или, если речь идет о воздушных коллекторах, то нагревается пропускаемый через панель воздух. Полученное тепло направляется в бак с водой или в систему отопления. Ни магии, ни чудес – только физика, которую можно научиться использовать в быту. Для лучшего понимания можно посмотреть на плоские и вакуумные варианты солнечных коллекторов: плоские представляют собой простую конструкцию с непрерывной металлической пластиной, окрашенной в темный цвет; там ниже проложены трубы с жидкостью. Вакуумные же выглядят как несколько (иногда десятков) стеклянных трубок со специальным покрытием и вакуумным слоем – благодаря этому тепло сохраняется дольше, и нагрев идет эффективнее. Разумеется, цены и характеристики у них разные, так что общий совет прост: сперва определитесь со своими задачами, бюджетом и местным климатом, а уже потом выбирайте конкретный вариант.
О разновидностях можно говорить бесконечно. Если вы хотите совсем бюджетный вариант, можно соорудить самодельный «черный бак» на крыше. Но это скорее временное решение или выбор для людей с сильным духом эксперимента. Более продвинутые решения – готовые плоские коллекционные панели или вакуумные трубки с многослойным поглощением солнечных лучей. Как показывает моя практика, наиболее популярными у нас становятся именно трубчатые варианты: они закрыты стеклянными колбами, имеют внутри трубку-абсорбер, а между стенками колбы образован вакуумный слой, обеспечивающий отличную теплоизоляцию. Прелесть такой конструкции в том, что ее КПД остается более высоким даже при низких температурах за окном. Трубчатые коллекторы не так красиво смотрятся, как плоские панели (у тех более цельный дизайн), зато в плане функциональности и работоспособности в течение всего года они радуют. А еще у многих производителей есть системы автоматического отключения, датчики контроля перегрева, расширительные баки и прочие инновационные технологии, существенно упрощающие жизнь. Не забудем и про то, что современные материалы позволяют продлить срок службы коллектора и сократить теплопотери.
Но хватит теории – перейдем к вопросам установки. Когда я впервые принимался за монтаж солнечных коллекторов, я чувствовал себя немного робко: казалось, что без специального технического образования и диплома об окончании ряда курсов здесь не справиться. Однако, к счастью, производители научились делать максимально дружелюбные к пользователю системы, где даже монтажные кронштейны поставляются уже под нужным углом, а подробная инструкция идет на русском языке. Да, все-таки без «примерки» на вашу конкретную крышу не обойтись, и в этом есть часть строительной романтики: вы бегаете с рулеткой, лазите по кровле, стараетесь понять, где будут наименьшие затенения, и проверяете прочность стропильной системы. Пожалуй, самый сложный момент – продумать, как вы будете прокладывать трубы к баку или к системе отопления, чтобы они не портили общий интерьер и были герметичны. Как и в любом проекте по ремонту и строительству, нужно заранее продумать все детали: от варианта крепежа (шурупы, анкера, саморезы) до толщины утеплителя на трубах. Рекомендую продумать вместе со специалистом маршрут коммуникаций, чтобы потом не краснеть, обнаружив, что труба упирается в несущую балку или «криво» проходит сквозь стену.
Пару слов об эксплуатации: солнечные коллекторы для воды, как правило, снабжены управляющей автоматикой. В предельно упрощенном варианте у вас есть накопительная емкость, где нагревается вода, а коллектор гоняет туда тепло. Автоматика следит за температурой в баке и температурой на коллекторе. Как только температура коллектора начинает обгонять температуру в баке на несколько градусов, насос включается и погоняет теплоноситель, нагревая воду. Если бак уже достаточно горяч, насос не гоняет воду, и тем самым оберегает систему от перегрева. Но у каждого производителя свои нюансы, поэтому придется прочитать инструкцию. Не забудьте периодически проверять уровень антифриза (он будет постепенно испаряться, хотя очень медленно) и регулировать давление в контурах. Поверьте, я один раз забыл провести проверку перед зимним сезоном и обнаружил, что система на крыше не работает из-за критически низкого объема жидкости. Пришлось лезть на крышу, просить друзей о помощи и срочно доливать антифриз – в итоге снегоуборка в тот день была вдвое веселее.
Теперь давайте немного поговорим о совмещении солнечного коллектора с системой отопления. Это как раз одна из самых интересных тем, ведь многие хотят не просто греть воду для душа или бассейна, но и подключить коллектор к радиаторам дома, чтобы ощутить реальный эффект экономии электроэнергии или газа. Схема может быть разной, но в общем виде все сводится к тому, что ваш коллектор становится еще одним источником тепла, дополнительно к основному котлу. Например, в межсезонье, когда солнце светит часто, а отопительный сезон уже (или еще) не такой интенсивный, коллектор может восполнять нехватку тепла в системе, снижая нагрузку на котел. А при хорошем планировании и вовсе можно закрывать большую часть потребности в горячей воде солярной установкой большую часть года, оставляя котлу роль резервного нагревателя. Правда, нужно понимать, что зимой эффективность падает, особенно если на коллектор налетает снег или если солнышко прячется за тучи на недели. Поэтому многие люди используют гибридные схемы, где помимо солнечного коллектора стоит теплоаккумулятор – большой утепленный бак, вырабатываемое тепло из солнца складируется там, а вы уже выбираете, куда дальше его направить: на горячее водоснабжение или в радиаторы. Для нашей климатической зоны это очень продуманный подход, ведь погода у нас переменчивая, и всегда лучше иметь запас.
Однако, еще один важный момент – распределение тепла в доме. Солнечные системы отлично уживаются с теплыми полами, которые работают на низких температурах (порядка 30–40°C), тогда как классические радиаторы зачастую требуют воды повыше градусов 60–70°C. То есть, если вы имеете теплый пол в санузле или в гостиной, то солнечный коллектор сможет значительную часть времени обеспечивать нужный уровень обогрева, пока солнце светит. Заметил, что у приятеля в загородном доме, где он прямо всю гостиную залил теплыми полами, получалось без проблем топить дом весной, не включая газовый котел на полную мощность. Хотя, конечно, если настанет пасмурная полоса или зима решит показать свой буйный нрав, неизбежно понадобятся дополнительные источники. Но все равно приятно ощущать, как современные материалы и инновационные технологии задают тренд на экологию и экономию.
При выборе и монтаже солнечного коллектора есть ряд ключевых аспектов, на которые важно обратить внимание, чтобы потом не бегать судорожно с гаечными ключами и не вызывать аварийную бригаду. Во-первых, убедитесь, что кровля или иная поверхность, на которой вы собираетесь устанавливать коллектор, надежна и выдерживает вес всей конструкции. Инженерные расчеты – это не формальность, особенно если кровля скатная и покрыта, скажем, черепицей или битумными листами. Во-вторых, не игнорируйте затенение. Вроде бы банально, но порой деревья соседей, антенные мачты, вытяжные трубы сами собой перекрывают часть солнечного света. И тут важно либо найти «окна» между затеняющими объектами, либо рационально подрезать деревья, договорившись с хозяевами. На этот вопрос многие махают рукой, а потом удивляются, что коллектор-то греет в полсилы.
Третий аспект – грамотная обвязка коллектора: выбирайте качественные, термостойкие трубы, способные переносить температуру до 120–150°C (хотя бы с минимальным запасом). Я пытался экономить и сделал часть участка полиэтиленовой трубой, которая, как выяснилось, при 80°C начинала чуть заметно деформироваться. Хорошо, что обнаружил это еще в первые месяцы, устранил проблему и поставил более надежный трубопровод. Если планируете систему с антифризом (а в наших широтах это разумный выбор, чтобы коллектор не замерз зимой), позаботьтесь о расширительном баке и клапане сброса, потому что при нагреве даже качественная жидкость может заметно расшириться. Ну и последнее, о чем часто забывают: автоматика. Желательно, чтобы ваша управляющая группа (контроллер) могла учитывать погодные условия, включала насосы только при избытке солнца и отключала при достижении нужной температуры в баке. Это не роскошь, а способ избежать перегрева, перегорания насоса и прочих мелких, но обидных неприятностей.
И раз уж мы говорим о технике безопасности и типичных ошибках, это особенно важно для тех, кто планирует устанавливать систему самостоятельно без профессиональной помощи. С одной стороны, опытные мастера по ремонту и строительству – это ценная находка, ведь у них уже набита рука, да и гарантия обычно дается на их работу. С другой стороны, многие энтузиасты стремятся сэкономить и освоить новый навык, а заодно почувствовать себя гуру энергосбережения. Могу сказать по себе: главное – быть честным перед собой, оценивать собственные силы и обязательно помнить о безопасности. Подъем на крышу требует хорошей страховки, крепких ног и отсутствия панического страха высоты. Также не забывайте о банальной аккуратности с электроинструментом. Порой люди, увлекшись сборкой солнечного коллектора, не замечают, как болгарка «вгрызается» не туда или как шуруповерт срывает крепления, и тогда приходится переделывать уже полдня работы.
Еще одна стандартная ловушка – неправильный угол наклона. Оптимальный угол установки может отличаться в зависимости от широты и того, в какое время года вы хотите максимизировать выработку. Есть даже специальные калькуляторы, в которые вводите свое местоположение, тип коллектора и предпочтения по времени года. Затем калькулятор подсказывает, какой угол наклона будет самым эффективным. Часто рекомендуется ставить коллектор так, чтобы угол примерно равнялся широте местности (или чуть больше, если упор делается на работу зимой). К примеру, я живу на широте около 55°, и мой коллектор наклонен почти на 60°, чтобы «ловить» зимнее солнце. Зато летом при таком наклоне иногда приходится думать о защите от перегрева, но меня выручает автоматика. Иначе температура на коллекторе без отбора тепла легко пошла бы за сотню градусов, что приводило бы к частым сбросам избыточного давления.
Еще стоит обсудить момент обслуживания. Закрыв крышку, мы часто радуемся, что все собрано и работает, и забываем о профилактических действиях. Раз в год-два обязательно проверяйте состояние колб, если у вас вакуумный вариант. Иногда внутри может скапливаться влага или появляться микротрещины. Замену поврежденных трубок проводить несложно, но это нужно заметить вовремя. Также удаляйте листья, пыль, мусор, который может собираться на панелях. В идеальном будущем коллектор сам бы чистился от пыли, но пока технологии не дошли до такого уровня, так что придется поискать длинную щетку и шланг с водой. Если у вас солнечный коллектор со стеклянной поверхностью, стоит бережно относиться к ней при уборке: избегайте абразивных материалов и жестких щеток, чтобы не оставить царапины, снижающие эффективность.
Ну и, конечно, нельзя не упомянуть качество монтажных креплений и соединений: раз в год перепроверьте, не ослабли ли гайки, не появилась ли коррозия на металлических деталях. Если что-то начало ржаветь, обработайте, покрасьте или замените болт, чтобы вся конструкция не посыпалась в самый неподходящий момент. А если вы живете в регионе со сложными погодными условиями (штормовые ветра, ураганы, снеговые нагрузки), уделите особое внимание конструктивной жесткости, чтобы ваш коллектор не унесло на крышу соседям.
Заканчивая наше обширное повествование, хочу сказать, что солнечные коллекторы – это тот вариант, где инженерная мысль и бытовая рациональность встречаются где-то посередине, а ремонт и строительство выходят на новый уровень осознанности. Если вы готовы малыми шагами учиться, планировать, взвешивать затраты и преимущества, вы вполне можете сделать свою жизнь комфортнее и ответственнее перед природой. Без фанатизма, но с пониманием того, что инновационные технологии и грамотное использование ресурсов могут здорово помочь в быту. Многих останавливает страх «а вдруг это слишком сложно?» – но не стоит бояться: вы вполне можете освоить этот навык, разгружая свой семейный бюджет и одновременно делая свой дом модным «зеленым» проектом.
Так что, если вы чувствуете в себе интерес и силы, предлагаю не откладывать идею «обуздать солнечные лучи» в долгий ящик. Начните с небольшого исследования рынка: прикиньте, сколько у вас свободного места на крыше, изучите погоду в вашем регионе и подумайте, будет ли это просто летом греть воду для душа или поможет круглый год поддерживать отопление. Сравните цены, оцените удобство монтажа и решите, будете ли делать все самостоятельно или прибегнете к помощи профессионалов. Но главное – не пугайтесь возможных ошибок и сложностей. Ремонт и строительство учат нас преодолевать препятствия и находить нестандартные решения, а установка солнечного коллектора – это просто одна из таких задач, за которую можно взяться с любопытством и энтузиазмом. Вперед, навстречу солнцу и теплу!
