Предположим, что хозяева коттеджа идут в ногу со временем и находятся в гармонии с природой — они решили построить дом в удалённом от городов живописном месте и при его оснащении оборудованием руководствуются экономическими и экологическими показателями в период эксплуатации. В качестве теплогенератора для этого дома в предыдущих номерах мы рассмотрели установку теплового насоса flexoTHERM и подсчитали экономию от работы в тандеме с приточно-вытяжной вентиляционной установкой с рекуперацией тепла recoVAIR под управлением погодозависимого регулятора multiMATIC 700. Чтобы жильцам этого замечательного дома было не только тепло, но и комфортно, мы подготовили проект системы ГВС.

Выбираем солнечную установку auroSTEP . 8/2017. Фото 1

Рассчитаем в первом приближении потребность жильцов в горячей воде.

Согласно проекту А-642, предоставленному журналом «Современный Дом», в доме площадью 223 м² расположены четыре точки разбора горячей воды, а именно: три раковины с расходом 8 л/мин. (в кухне и двух санузлах) и душ/ванна с расходом 15 л/мин. 
1. В пиковый разбор воды все краны одновременно будут открыты 10 минут, поэтому нужно обеспечить объём: (3 × 8 л/мин. + 1 × 16 л/мин.) × 10 мин. =  400 л. 
2. Для обеспечения четырёх-шести человек горячей водой при комфортном уровне потребления требуется: 6 × 60 л/сут. = 360 л/сут. 

Таким образом, суточная потребность составит порядка 360 л воды температурой 45 °C, при этом нужно предусмотреть возможность пикового десятиминутного разбора, во время которого может понадобиться до 400 л горячей воды. Конечно же, это теоретический расчёт максимальной потребности, и в реальности достижение этих показателей маловероятно, но мы должны быть готовы ко всему. Далее можно пойти несколькими путями:
1. Обеспечить нагрев до температуры 45–50 °C и запас воды в ёмкости объёмом 350–450 л — пользователь получает нужную ему температуру в кране без смешения с холодной водой.
2. Обеспечить нагрев до температуры 70–80 °C и запас воды в ёмкости объёмом 150–250 л — пользователь получает нужную ему температуру в кране при смешении с холодной водой.
3. Обеспечить возможность приготовления горячей воды требуемой температуры в проточном режиме.

Эти и другие варианты могут быть применимы или нет по различным причинам — от предпочтений жильцов по пользованию горячей водой до ограничений габаритами помещения котельной.

Ассортимент Vaillant позволяет предложить решение практически любого запроса — ниже некоторые из них.

 

1. Обеспечение запаса воды требуемой температуры

Данная задача решается на базе самой простой, но от этого не менее эффективной самоопорожняющейся установки auroSTEP plus/4. Система auroSTEP plus/4 состоит из следующих элементов:

  • моноили бивалентный аккумулятор ГВС на 150, 250 или 350 л;
  • от одного до трёх плоских солнечных коллекторов VFK 135/2 VD;
  • высокоэффективный насосный модуль со встроенным контроллером (может также управлять «догревом» от дополнительного теплогенератора).

Нуждам рассматриваемого объекта по ГВС соответствует модель auroSTEP plus/4 3.350 VF, состоящая из трёх солнечных панелей и ёмкости объёмом 350 л. Ёмкость может быть разогрета до целевой температуры (45–50 °C и даже 70–80 °C) за счёт энергии солнца. На случай, если солнечной активности недостаточно, в ёмкости предусмотрен второй змеевик для «догрева» с помощью дополнительного теплогенератора. Автоматика системы позволяет настроить целевые температуры для всех интегрированных теплогенераторов, анализирует момент включения и отслеживает вклад каждого из них.

В рассматриваемом примере выбранная установка обеспечивает вклад в подготовку ГВС в размере 60 % (рис. 1). Суммарное потребление тепла для ГВС — ориентировочно 5700 кВт·ч/год. При цене электричества 5 руб. за кВт·ч получаем годовую экономию в размере: 5700 кВт·ч/год × 0,6 × 5 руб/кВт·ч = 17 100 руб/год.

Выбираем солнечную установку auroSTEP . 8/2017. Фото 2

Необходимо отметить, что на графике выше видны излишки поступающего от солнечной установки тепла (светло-жёлтая зона, не пересекающаяся с розовой) — они никоим образом не оказывают вредного воздействия на нашу систему (возможность закипания, напомним, исключена конструктивными особенностями установки). При этом можно сконфигурировать систему, в которой будет полезно использовано всё тепло от солнечной установки — на ГВС, на поддержку отопления и бассейна (если есть). Для этого рассмотрим следующее решение поставленных ранее задач.

 

2. Приготовление горячей воды требуемой температуры в проточном режиме

Задача решается также на основе системы DrainBack. Только теперь получаемое от солнца тепло будем направлять не в змеевик косвенного водонагревателя, как в предыдущем примере, а в буферную ёмкость allSTOR exclusive. Эта модель водонагревателя имеет возможность накапливать энергию от разных теплогенераторов с разными температурными графиками — от теплового насоса и конденсационного котла до твердотопливного котла и солнечной установки. При этом отдавать аккумулируемую энергию можно на разных потребителей — как на тёплые полы и радиаторы, так и на ГВС — посредством насосных групп.

Для организации ГВС применяется специальная станция приготовления горячей воды — aguaFLOW VPM…W, состоящая из теплообменника, насоса контура буфера и автоматики. Станция реагирует на проток в кране потребителя от 2 л/мин. и может обеспечить до 25 л/мин. воды температурой 45 °C при температуре в буферной ёмкости 65 °C. Данные приведены для установки, которая полностью обеспечит жильцов рассматриваемого дома горячей водой — aguaFLOW VPM 20/25/2 W в комбинации с allSTOR exclusive VPS 500/3-7. Данный комплект гармонично дополняет выбранную ранее систему с тепловым насосом и приточно-вытяжной вентиляцией. Возвращаясь к основной теме обсуждения, подберём систему солнечных коллекторов, которая будет работать на буферную ёмкость, то есть одновременно и на подготовку воды, и на поддержку отопления.

По уже знакомой технологии DrainBack работает насосная группа auroFLOW VPM 15-30 D. На основе каскада таких станций можно обеспечить нагрев от 48 солнечных коллекторов VFK 135/2 VD. Для нашей задачи будет достаточно четырёх коллекторов и станции VPM 15D.

Всей системой будет «дирижировать» автоматика нового поколения — автоматический погодозависимый регулятор отопления multiMATIC 700. Регулятор управляет контурами отопления и ГВС, анализирует работу всех теплогенераторов, определяет их периоды включения и рассчитывает вклад каждого из них.

Кстати, давайте посчитаем экономию от вклада солнечной установки.

Суммарное теплопотребление на поддержание отопления и обеспечение ГВС в рассматриваемом примере составляет приблизительно 43 000 кВт·ч/год. С учётом применения установки recoVAIR теплопотребление снижается на 7410 кВт·ч/ год. От солнечных коллекторов мы получим порядка 4400 кВт·ч/год, что в рублёвом эквиваленте даёт: 4400 кВт·ч/год × 5 руб/кВт·ч =  22 000 руб/год.

Что делать, если хозяева захотят оборудовать дом дополнительными удобствами, например, небольшим (3 × 7 м) открытым бассейном на заднем дворе? И на этот случай у Vaillant тоже есть решение.

Для поддержания заданной температуры в бассейне (21 м² при средней глубине 2,5 м) требуется 21 000 кВт·ч/год. Сохранив преимущества самоопорожняющейся системы, можем добавить к выбранной ранее установке из четырёх VFK 135/2 VD и VPM 15D ещё четыре коллектора и модуль расширения для насосной группы VPM D. Буферную ёмкость можно не менять, автоматика перенаправит тепло от солнца напрямую в бассейн, переключит на ёмкость при соответствующем запросе. Получившаяся солнечная установка покроет порядка 95 % затрат на ГВС (если будет работать исключительно на ГВС), 50 % затрат на поддержание температуры бассейна.

Посчитаем экономию от работы солнца на всю систему, то есть на ГВС, поддержание отопления и бассейна: суммарное потребление (с бассейном) составит 64 000 кВт·ч/год; вклад солнечной установки — 21,5 %. Получаем годовую экономию в размере: 64 000 кВт·ч/год × 0,215 × 5 руб/кВт = 68 800 руб/год.

Вот так экологически ответственная, шагающая в ногу со временем семья планирует обустроить свой дом, обеспечив себе максимальный уровень комфорта.

Обратите внимание, что мы не делаем общих выводов о целесообразности применения описанных технологий, мы лишь показываем, как они работают и какой от них эффект. В статье приведены ориентировочные расчёты, которые могут иметь отклонения в ту или иную сторону в зависимости от различных переменных. Каждый объект уникален и требует индивидуального подхода при расчётах.

 

Система Vaillant DrainBack

Выбираем солнечную установку auroSTEP . 8/2017. Фото 3Самоопорожняющиеся (DrainBack) системы Vaillant не подвержены перегревам в летний период в отсутствие разбора тепла, а также защищены от замерзания теплоносителя зимой. Системы DrainBack оптимально используют энергию солнца для приготовления горячей воды, подогрева воды в бассейне и могут поддерживать систему отопления. В дни, когда солнечного излучения недостаточно, дополнительный нагрев может происходить от котла, использующего в качестве топлива традиционные виды энергии: электричество, газ, жидкое топливо.