Энергия от солнца. Часть 1

Связь времен
В старой части Львова нет централизованного отопления и горячего водоснабжения, все дома отапливаются еще старыми печками, к которым подведен газ, а горячую воду получают с помощью газовых колонок. И платят жители центральной части за это немалые деньги, особенно сейчас, когда газ становится все дороже и дороже. Это и проблема для городских властей — потребление газа огромное. Это и проблема для экологии — выбросы в атмоферу немалые.
Решают эти проблемы по-разному: одни уповают на ЖЭКи, другие устанавливают индивидуальный котел… А жители дома, о котором пойдет речь, — семьи двух сестер Оксаны и Ирины Денис, — внедрили автономную систему для получения тепла, электроэнергии и подогрева воды от возобновляемого источника энергии — солнца. И теперь они не зависят от газовых проблем и не получают из ЖЭКа счета за газ. К слову, дом расположен в самом центре Львова. Он построен в начале ХІХ века известным львовским архитектором, создателем стиля украинской сецессии во Львове, Иваном Левинским, владельцем фабрики, на которой выпускали строительные и отделочные материалы. А нынешие владельцы дома и идеологи внедрения в него энергосберегающих технологий выпускают известное всеукраинское издание, непосредственно связанное со строительной отраслью, и на страницах которого уже много лет пропагандируется использование энергосберегающих материалов и технологий, а также альтернативных источников энергии.

Не было бы счастья…
До ремонта дом представлял собой старинное трехэтажное одноподъездное строение. На первом и втором этаже его сейчас разместились офисы. А на третьем этаже — жилые помещения. И причина, побудившая жильцов задуматься о капитальной реконструкции дома, была типична и банальна: чердачная крыша над квартирами регулярно протекала. Постоянные разводы на потолке и стенах и сырость в помещениях требовали незамедлительного реагирования. Но многолетние обращения в ЖЭК и местные органы власти результата не дали. Тогда было решено заняться капремонтом крыши самостоятельно. Правда, дом является памятником архитектуры, и чиновники тщательно следят за тем, чтобы не пострадало ”лицо” строения, потому для ремонта крыши потребовался не один десяток согласований и разрешений. Но если все равно предстоит ремонтировать крышу, так почему бы заодно не ”освоить” и чердак? Так пришла идея надстроить мансардный этаж. Для создания проекта и дальнейших его согласований потребовался архитектор. Разрешение на освоение ”подкрышного” пространства было получено. А в ходе работы над проектом было решено также внедрить в доме систему независимого горячего водоснабжения, отопления и электроснабжения — другими словами, сделать дом энергонезависимым.

Принцип термоса
Прежде чем надстроить мансарду, стены комнат уже имеющегося жилого этажа были дополнительно утеплены и ликвидированы мостики холода. Утепление было выполнено изнутри здания, поскольку никаких работ по изменению фасада проводить было нельзя.
При освоении чердачного пространства высвободилось 270 м² общей площади, где было решено расположить две квартиры (одна — с террасой). А между гостевыми комнатами этих квартир был установлен раздвижной шкаф, что позволяет теперь, при необходимости, объединить две квартиры в одну. Стены мансардного этажа утеплили, а на торец дома, который выходил на юг, установили специальные солнечные стеновые панели, которые абсорбировали солнечную енергию и аккумулировали ее в кирпичной стене. Для подачи и аккумуляции тепла в другие помещения в пол и стены была вмонтирована система водяного отопления ”теплый пол”.

Справка
Характеристика одной панели RheinzinkSolar PV
Номинальная мощность — 64 Вт 10%
Рабочее напряжение — 16,5 В
Номинальный ток — 4,13 А
Напряжение без нагрузки — 23,1 В
Ток короткого замыкания

Энергоактивная кровля
Ограждающая конструкция энергонезависимого дома должна быть энергоактивной. В нашем случае энергоактивной сделали кровлю и одну из стен здания. Кровля выступает одновременно и в качестве ограждающей конструкции, и в качестве абсорбера солнечной энергии.
В качестве кровельного материала на крыше с солнечной ее стороны установили алюминиевый гелиопрофиль ”ТЕПС” площадью 26 м² от фирмы ИНСОЛАР ЮСВ (для отопления и горячего водоснабжения) и цинковое покрытие с интегрированным фотоэлектрическим покрытием Rheinzink Solar PV общей площадью 4 м² и мощностью 400 Вт (для электроснабжения).
Каждая панель RheinzinkSolar PV имеет размеры 430х4000 и фотоэлектрическое покрытие площадью 394х2848 мм.
Панели установлены на южном склоне крыши под углом 300 к горизонту, что является минимальным для получения энергии от солнца, и потому полученные результаты можно считать минимальными. Для справки: для Львова и его широты оптимальным считается угол 55-60° зимой и 40-47° — летом.
Кроме кровли, энергоактивной сделали одну из стен, не заметную с улицы, — ее выкрасили в белый цвет для большего ”привлечения” энергии солнца.

Летом тепло собираем и храним, а зимой тратим
Для обеспечения стабильной работы альтернативного источника энергии вне зависимости от времени суток и погодных условий был применен принцип аккумулирования электроэнергии в электрических аккумуляторах напряжением 12 В. Расчеты показали, что для функционирования всей теплоэнергетической системы, в том числе освещения, охранной сигнализации, системы рекуперации тепла, вентиляции, циркуляционных помп для горячего водоснабжения и отопления, пары компьютеров и централизованного пылесоса, нужно четыре герметичных свинцово-кислотных АКБ емкостью 100 А каждый. На первый взгляд это невероятно, но возможно — благодаря использованию энергосберегающего оборудования: светодиодных (LED) источников света с высокой светоотдачей (напряжение 12 В, мощность 1,1 Вт, срок службы — до 100 тысяч часов или 10-11 лет непрерывной работы); циркуляционных помп WILO (мощностью 46-49 Вт) — они энергосберегающие и могут ”питаться” от фотоэлектрических панелей; рекуператоров тепла RylkAir (продуктивность 20-40 м³/час, мощность 2,5-4 Вт, напряжение 12 В).
Система теплообеспечения и горячего водоснабжения включает несколько известных в мире принципов создания энергонезависимого дома. Система состоит из солнечного коллектора (1, установлен на крыше) как основного источника тепла, камина (2), бакаккумулятора, аккумулятора тепловой энергии, нагревательных контуров для обогрева помещений и получения горячей воды, и теплообменников. Принцип работы в общем виде следующий: солнечная энергия отбирается ”энергоактивной” кровлей, поступает в коллектор и по медным трубам передается к баку-аккумулятору. Носитель энергии — вода. Активный ”сбор” энергии происходит в теплые солнечные весенние, летние и осенние месяцы: в это время ее накапливают и ”хранят”, а зимой ”тратят”. Бак-аккумулятор и аккумулятор тепловой энергии установлены в подвале дома.
Бак-аккумулятор Vitocell 353 тип SVS объемом 750 литров от фирмы VIESSMAN имеет три контура: два — для отопления, и один — для горячего водоснабжения. Такие емкости — необходимая составная любой системы с использованием солнечного коллектора. Аккумулятор тепла имеет объем 12,8 м³, он изолирован твердыми пенополистирольными плитами толщиной 20 см. Собирается энергия в этом аккумуляторе при помощи чугунных радиаторов, а хранится в гидрофобизированном бетоне, состоящем из гранитной щебенки фракцией 5-8 см. Аккумуляторы и панель приборов для электроснабжения были установлены в ниши несущей стены при вентиляционных каналах.
И никакого газа, котлов, батарей — ничего из известного традиционного оборудования для обогрева.

Автор: Ольга Камоликова
Источник: Украинский Строительный Каталог (Секреты успешной стройки)