Дешево солнечный фотоэлектрический нагревательный питьевой терминал

Когда видишь запрос вроде ?дешево солнечный фотоэлектрический нагревательный питьевой терминал?, первое, что приходит в голову — это попытка объединить слишком многое в одном решении. Солнечная панель, нагрев, питьевая вода, да еще и ?терминал?, что подразумевает какую-то точку доступа или конечный узел. В практике водоснабжения, особенно в удаленных и холодных районах, такие комплексные идеи возникают часто, но путь от идеи до рабочего, надежного и правда недорогого изделия — это обычно история компромиссов и уточнений.

От запроса к сути: что скрывается за словами?

Понятие ?питьевой терминал? в нашем контексте — это, скорее всего, конечная точка водоразбора, колонка или павильон, где человек получает доступ к чистой, а главное — незамерзающей воде. Вот здесь и кроется главная техническая сложность. Солнечная фотоэлектрическая система может обеспечивать энергией, например, нагревательный элемент для предотвращения обледенения. Но слово ?дешево? сразу ставит жесткие рамки по выбору компонентов, их мощности и, как следствие, надежности в условиях суровой зимы.

Мне вспоминается один проект для высокогорного селения, где хотели сделать именно такой автономный терминал. Расчеты показывали, что для гарантированного таяния льда в сильные морозы нужен нагреватель приличной мощности. Соответственно, нужны были большие и дорогие солнечные панели и аккумуляторы, что убивало саму идею ?дешево?. Пришлось пересматривать концепцию и разделять задачи: солнечная энергия шла только на питание системы управления и небольшого подогрева, а основной антифризный контур проектировался иначе. Это был важный урок.

Кстати, в этом аспекте интересен опыт китайской компании ООО ?Чэнду Шэндицзяюань электромеханическое оборудование?. Они не пошли по пути создания гибридных ?все-в-одном? терминалов, а сфокусировались на решении ключевой проблемы — замерзания воды в точке водоразбора. Их патентованные разработки, такие как колонка забора воды с защитой от замерзания и очистной водоснабжающий бак с защитой от замерзания, решают именно эту задачу. Это узкоспециализированные, но оттого и более эффективные в своей нише продукты. Информацию об их патентах и подходах можно найти на их сайте cdsky-rain.ru.

Солнечная энергия: не панацея, а инструмент

Использование фотоэлектрических панелей для систем водоснабжения в холодных регионах — это всегда баланс. Зимой мало солнца, снегопады засыпают панели, КПД падает на морозе. Рассчитывать систему нужно не по усредненным данным, а по наихудшему сценарию — несколько пасмурных дней в мороз. И вот тогда стоимость системы, способной пройти такой период без сбоев, резко перестает быть ?дешевой?.

В ряде наших реализаций мы применяли солнечные панели не для прямого нагрева воды, а для питания системы электрообогрева критических узлов — тех же клапанов и участков труб в нагревательном питьевом терминале. Это более рационально. Нагревать большой объем воды электричеством от солнца зимой — крайне ресурсоемкая задача. Гораздо эффективнее использовать ту же энергию для поддержания температуры чуть выше нуля в строго определенной, хорошо изолированной зоне водоразбора.

Здесь опять можно провести параллель с продукцией Шэндицзяюань. Их электротермическая водоразборная колонка для плавления льда, судя по описанию, использует именно принцип локального, адресного обогрева только того участка, где возможно образование льда. Это разумный и энергоэффективный подход, который, вероятно, и позволяет говорить о более низкой совокупной стоимости владения, то есть о том самом ?дешево? в долгосрочной перспективе.

Питьевая вода: качество — это отдельный контур

Часто в запросах ?питьевой терминал? подразумевает и очистку воды. Это уже совсем другая инженерная история. Нагрев/защита от замерзания и очистка — системы, которые желательно разделять. Оборудование для очистки (фильтры, мембраны) часто критично к температурам, и его тоже нужно обогревать, что усложняет и удорожает конструкцию.

На практике для удаленных поселков часто логичнее организовать централизованную очистку воды на станции, а по трубопроводу подавать уже чистую воду к терминалам. Задача терминала — не дать этой чистой воде замерзнуть в момент выдачи. Именно так, как я понимаю, работает связка ?очистной бак + колонка? в решениях, упомянутых на cdsky-rain.ru. Бак с очисткой и обогревом может стоять в более защищенном месте, а колонки — быть точками раздачи. Это модульный и более ремонтопригодный подход.

Попытки же впихнуть полноценную систему обратного осмоса прямо в уличную колонку с солнечным питанием, которые я видел, обычно заканчивались либо колоссальной стоимостью, либо поломкой фильтрующих элементов при первом же серьезном похолодании из-за недостаточного или неравномерного обогрева.

?Дешево? — это про эксплуатацию, а не про закупку

Это, пожалуй, главное, что понимаешь после нескольких лет работы. Дешевое оборудование для суровых условий — это миф. А вот решение, которое будет дешевым в эксплуатации и обслуживании на протяжении 10-15 лет — это реальная цель. Что в него входит? Минимум сложной электроники, которая может выйти из строя на морозе. Доступные и долговечные материалы для корпуса. Легкий доступ к ключевым узлам для ремонта или замены.

Когда изучаешь продукты компании ООО ?Чэнду Шэндицзяюань электромеханическое оборудование?, основанной еще в 2015 году и специализирующейся именно на водоснабжении, видишь этот прагматичный подход. Долгосрочное обслуживание отрасли, акцент на конкретную боль — замерзание. Их патентованные колонки, вероятно, прошли множество итераций, чтобы стать именно надежными, а не просто дешевыми на этапе заказа. Пять патентов — это как раз про уникальные технические решения, которые, возможно, снижают эксплуатационные расходы.

Для того же солнечного фотоэлектрического нагревательного питьевого терминала истинная ?дешевизна? означает, что даже в двадцатиградусный мороз после недели метелей он будет работать, не требуя постоянной чистки панелей ото льда или замены прогоревших ТЭНов. Достичь этого сложно, и часто это значит отказаться от излишней интеграции в пользу проверенных, может быть, более консервативных схем.

Итоги без итогов: мысль вслух

Так что же такое в реальности дешево солнечный фотоэлектрический нагревательный питьевой терминал? На мой взгляд, это не единый волшебный аппарат, а скорее корректно спроектированная система. Система, где солнечная энергия выполняет строго отведенную ей по силам задачу (питание контроллера, циркуляционного насоса, минимального обогрева), а основная защита от замерзания обеспечивается специализированным, узконаправленным оборудованием, вроде того, что делает Шэндицзяюань.

Попытки же создать универсальный моноблок, который и греет, и очищает, и светится от солнца, обычно приводят к созданию ненадежной и в итоге очень дорогой из-за постоянного ремонта конструкции. Особенно это касается северных регионов и высокогорья, о которых прямо говорится в описании их продукции.

Поэтому, возвращаясь к началу, работающий и правда экономичный терминал — это чаще всего грамотная комбинация. Комбинация проверенного, может, не самого высокотехнологичного, но долговечного оборудования для водоразбора и защиты от обледенения, и подобранной под конкретные условия солнечной энергосистемы. И ключевое здесь — не гнаться за дешевизной компонентов, а считать стоимость жизненного цикла. Именно такой подход, судя по всему, и позволяет некоторым компаниям, вроде упомянутой, годами работать на этом специфическом рынке.