Пенкилер Форум

Да се живее в България, където броят на слънчевите дни в годината е един от най-големите в Европа, и да не се използва, при наличие на възможност, слънчева енергия си е най-малкото нелогично. И ако при настоящите цени на електроенергията, инвестицията в слънчева фотоволтаична система е икономически оправдано, само при наличие на договор за изкупуването на произведената електроенергия на преференциални цени или при прекалено голямо разстояние от електрозахранваща инфраструктура и съответно необходимост от много големи инвестиции за изграждането на съответно трасе до обекта, то една слънчева система за подгряване на вода се изплаща относително бързо, след което, без практически никакви допълнителни инвестиции, започва фактически да носи реален приход, намалявайки разходите за подгряване на вода с електричество или друг енергоносител.

Преди да започна с описанието на слънчевата система за БГВ, която съм изградил и успешно експлоатирам вече няколко години искам да направя кратка класификация на съществуващите към момента слънчеви системи.
Според типа на слънчевия панел – плоски или с вакумни тръби. Спорът между привържениците на едните и другите, кои са по-добри, понякога се приближава по ожесточеност до този, между запалянковците на ‘ЦСКА’ и ‘Левски’, а всъщност глобален отговор на него не може да бъде даден и поради това аз няма да влизам в него. Всичко зависи от това, каква е спецификата на конкретната система, как, къде и при какви условия се експлоатира тя и какво се очаква от нея. Своя избор на типа на слънчевия панел ще дам по-долу, когато стигна до същинското описание на моята система.
Селективното покритие, което позволява по-висока ефективност при улавянето на слънчевите лъчи в широк спектър и много ниски загуби вследствие на отражения, вече се използва повсеместно, макар на пазара все още да се намират плоски панели от най-нисък клас, в които то отсъства. Вакумните тръби са задължително със селективно покритие, поне аз не съм виждал никога такива без такова.
   Според начина на пренасяне на добитата енергия към подгряваната вода – директно или посредством топлоносител. При директното пренасяне, топлината, произведена от слънчевия панел се предава директно в съда с подгявана вода – това са системите от сифонен или термосифонен тип. Най-често те са изградени с вакумни тръби, чиято горна част (където се отделя добитата енергия), е поставена в бойлера, който се намира непосредствено над слънчевия колектор. Системата е максимално  опростена, не изисква, практически, никакво управление, с изключение на система против прегряване на подгряваната вода, която може да е и само един предпазен клапан, има максимално висок КПД поради практическа липса на топлинни загуби, при пренасянето на топлината. За съжаление, тя не е лишена от недостатъци. Първо тя има по-високи изисквания към механичната конструкция, която трябва надеждно да носи, освен колектора, и пълния с вода бойлер. Второ, при нашите условия, такава система може да се експлоатира само сезонно, поради наличието на опасност от замръзване на водата в бойлера през зимата. Вярно е, че съществуват сифонни системи с вградено защитино подгряване с електрически нагреватели, които се включват при критично понижаване на температурата в съда, но надеждността на подобна предпазна мярка далеч не е стопроцентова и рискът от замръзване, което, по всяка вероятност ще е фатално за бойлера, остава висок.
В системите с пренасяне на добитата от слънчевия колектор топлина към бойлера, посредством топлоносител, е необходима помпа, която да задвижва този топлоносител от слънчевия панел към серпентината на бойлера и обратно, по изграден тръбен контур, и система за управление, която да включва и изключва тази помпа. Чисто теоретично, подобна система би могла да работи и без помпа, ако например слънчевите колектори са разположени по-ниско от бойлера, но такива случаи са много редки. Загубите на топлина по тръбите са неизбежни и за да бъдат те намалени, целият тръбен контур трябва старателно да се изолира с подходящ материал.
Може би тук е мястото да спомена, че, поне според мен, целият тръбен контур трябва да бъде изграден с медни или неръждаеми тръби. Да, на метър, това е чувствително по-скъпо от варианта с ППР или тръби с алуминиева вложка, но тук става дума за инфраструктура, при която, по мое скромно мнение, икономията често излиза скъпо. Достатъчно е само едно прегряване до температури близки до 100 гр. и полипропиленовите тръби, независимо от какъв тип са те или тези, с алуминиева вложка, почти непоправимо излизат от строя, след което е необходима цялостната им подмяна, която, като правило е свързана и с къртене на стени. Нужно ли е някому подобно приключение? Фитингите на тръбите с алуминиева вложка също са относително ненадеждни и при динамичен температурен режим (често загряване и охлаждане) бързо се повреждат и протичат.
Черните и поцинкованите тръби, по мое мнение, също са неподходящи – неизбежната им корозия, рано или късно, води до отлагания и запушвания, които са трудно отстраними, а и животът на такава система е ограничен, пак заради корозията.
Тръбната система, изградена с тръби от неръждаема стомана или мед, е вечна и на практика безпроблемна. Още повече, че на фона на общите, разликата в разходите за тръбна система с медна или неръждаема тръба и такива с ППР или алуминиева вложка, не са чак толкова големи – като правило общата дължина на тръбите в системата е петнадесет-двадесет или малко повече метра.
Между другото, пак по мое скромно мнение, същото се отнася и за отоплителните системи, макар че при тях, делът на разходите за тръбна система е по-голям.
Системите с тръбен контур биват отворени и затворени. В отворената с система в най-горната и част се намира отворен отгоре резервоар, който да поема топлинните разширения на топлоносителя. В затворените системи, ролята на такъв компенсатор поема специален буферен съд. В тях задължително трябва да присъства и предпазен клапан, който при необходимост да отвори и изпусне прекомерното налягане, ако такова се появи в системата.
Според запълнеността с топлоносител системите биват: с цялостна и постоянна запълненост и самоизточващи се (‘дрейн – бек’). Както личи от името, при системите с цялостна и постоянна запълненост, топлоносителят запълва нацяло и постоянно серпентината на бойлера, тръбния контур, буферния съд и слънчевите колектори. При самоизточващите се, в неработно състояние, т.е. при спиране на помпата, топлоносителят се стича в допълнителен дренажен резервоар, разположен на противоположното на помпата рамо на тръбния контур, ‘осушавайки’ по този начин, горната част на системата, включително слънчевия колектор и прилежащите към него части на тръбопровода. Съответно, при включване, помпата засмуква топлоносителя от дренажния резервоар, запълвайки с нея тръбите и колектора.
Системите с цялостна и постоянна запълненост у нас са по-популярни, а ‘дрейн-бек’ са считани за по-сложни и капризни  (поне така беше допреди няколко години, когато аз започнах да изграждам своята система), според мен напълно незаслужено. Лично аз си обяснявам тази ‘несправедливост’ най-вече със закостенялото мислене на по-голямата част от специалистите – сътрудници на фирмите доставящи оборудване и изграждащи слънчеви системи за подгряване на БГВ и нежеланието им да научат и усвоят нещо ново. По-голямата сложност се заключава в наличието на споменатия допълнителен дрениращ резервоар, необходимостта да се осигурят наклони на тръбите, осигуряващи самодренирането, при неработеща система и помпата с малко по-висок напор, с който тя да преодолее разликата в нивата, при включване. Но при системата с цялостно постоянно запълване също е необходим допълнителен резервоар – разширителен съд, който да поеме разликите в обемите на нагретия и студен топлоносител, а в самоизточващата система, тази роля съвсем успешно се изпълнява от дрениращия резервоар, в т.ч. за такъв може да се използва същият този разширителен съд, като е необходимо, освен обема му, предварително да се изчисли необходимото предналягане на въздушната му част. В случай, че за дренажен резервоар се използва обикновен затворен съд, понякога буферен такъв не е необходим – лесно свиваемият въздушен обем добре поема функциите на буфер. Наклони на тръбопровода, при една правилно и грамотно изградена система, така или иначе трябва да са осигурени, тъй-като всяка една гърбица по него е потенциално място за поява на ‘въздушни тапи’. Колкото до необходимия напор, разликата и тук е несъществена и критична само в случаите, когато се правят опити, в соларни системи да се използват помпи за отопление, което е априори неправилно и дори неграмотно.
От своя страна предимствата на самоизточващата се система, пред такава с цялостно запълване са съществени и неоспорими. На първо място, липсата на опасност от замръзване на топлоносителя в откритите части на тръбния път и слънчевия колектор, при ниски външни температури. Ако те са такива и колекторът е студен, системата не работи и топлоносителят (най-обикновена тръбопроводна вода) се е източил в дренажния съд, който е разположен в място, където няма опасност от замръзване. При системите с цялостно запълване, този проблем се избягва или с използване на незамръзващ топлоносител – пропилен-гликол (използване на обикновен автомобилен антифриз – етиленгликол е АБСОЛЮТНО НЕДОПУСТИМО. Той е токсичен и при попадането му във водата на бойлера, например при пробив на серпентината, може да предизвика тежки отравяния), или с автоматика, която при опасност от замръзване, включва подгряване и циркулация на топлоносителя (водата), за предотвратяване на замръзването и. И двете решения са меко – казано дискусионни. Автоматиката винаги може да откаже по ред причини, включително банална липса на захранване, повреда и т.н. Запълването на системата с пропилен-гликол, освен с придобиването му, е свързана с ред трудности – то трябва да се прави или със специална помпа, или с обикновено наливане, но от най-високата част на системата. А такова зареждане трябва да се прави, на определен интервал от време, т.к. системата винаги губи по малко топлоносител, ако не от микротечове, то през обезвъздушителите, които като правило са автоматични.
Самоизточващата система се зарежда елементарно - директно от водопровода.
   Проблемът с опасността от замръзване на топлоносителя, в системите с цялостно запълване е по-малкото зло. Далеч по-голяма опасност крие опасността от прегряване на топлоносителя, която може да се случи при спиране, по някаква причина на циркулацията – повреда в помпата или автоматиката, пак банално отпадане на захранването и др. По същият начин, прегряването на топлоносителя е възможно в случай, че водата в подгрявания бойлер е достигнала върховата си температура и той не може или не бива да поема повече топлина. Последният случай е предвиден в грамотно построените системи за управление и при такава опасност, от бойлера се изпуска част от горещата вода и съответно се вкарва студена, така че той да възстанови възможността си да поема топлина. Някои системи, ‘предвиждайки’ подобна ситуация, охлаждат нагретия близко до предела през деня бойлер през нощта, задействайки циркулацията на топлоносителя и използвайки слънчевия колектор като охладител, но съгласете се, и двете решения съвсем не са добри. В случай на повреда в автоматиката, помпата, задръстване на филтъра, препятстващо нормалната циркулация и/или отново баналното отпадане на захранването (UPS-ите са решение, но до време, все пак те нямат неограничен капацитет на акумулаторите си), прегряването на топлоносителя и закипяването му, в ясен слънчев ден, са неизбежни и тогава наддеждата е само на предпазния клапан. Следва ново зареждане с топлоносител, обезвъздушаване и така до следващият път. При самоизточващата се система както проблемът с прегряването, както и със замръзването просто не съществува – още преди достигане до подобна опасност, системата се е самоизточила в дренажния съд, а сухият колектор не се бои нито от замръзване, нито от прегряване.
Както се вижда, предимствата на ‘дрейн-бек’ системите са значително повече от недостатъците и те са в критични направления, касаещи сигурността. Именно затова, считам, че те незаслужено са пренебрегвани. Все пак за успокоение не непримиримите почитатели на изцяло запълнените с топлоносител системи ще спомена още два недостатъка на самодрениращите се системи: 1 на тях е присъща определена инертност – необходимо е време, за да може топлоносителят, след включване на помпата, да достигне до слънчевия колектор, 2 източването на топлоносителя от дренажния съд, при включване на помпата, както  и връщането му обратно, при спирането и, понякога е свързано с шум.  И двата проблема са незначителни, инертността е обикновено под  минута, а шумът – трудно чуваем, освен ако дренажният не е в спалнята, но дори и да е така, соларната система не работи през нощта.

Край на първа част, продължението следва.

Описание на системата.

Започвайки конкретното описание на системата, която съм изградил, съм далеч от мисълта, че тя, е дори и близо до идеала за слънчева система за БГВ и е пример за 100%-ово подражание, при новоизграждани такива. Напротив, при създаването и са допуснати редица, слава Богу, нефатални грешки, свързани преди всичко, с липсата на опит – все пак за пръв път изграждах такава и се базирах само на базови знания по физика и термо-динамика, получени по време на образованието ми и стотици изчетени публикации по темата, дело както на професионалисти, така и на любители, като мен. Ако се наложи да правя отново нещо подобно, стъпвайки на собствения си, вече натрупан, опит, естествено, немалко неща бих променил, но системата, като цяло работи, при това със съвсем прилична ефективност, а удовлетворението, че е създадена по собствен проект и със собствени усилия е много голямо. Донякъде оправдание за някои от неоптималните решения е, че всичко се изграждаше във вече построена на груб и не толкова груб строеж сграда, в чийто проект имаше заложена подобна система, но изключително нескопосана и погрешна, в частност по отношение на местата на преминаване на тръбните трасета. Поправянето, на част от допуснатите от проектанта грешки, беше вече невъзможно. Допълнително удовлетворение ми носи фактът, че моята система работи по-добре и по-ефективно от тази на съсед, който я изграждаше след моята, при това с усилията на уж специалисти от уж фирма, специализираща се в отоплителни и слънчеви системи. Нещо повече, по-късно, вслушвайки се в даден от мен съвет, съседът направи промяна, която подобри работата и. Твърде далеч съм от мисълта да отричам необходимостта от професионализъм във всяко едно по-сериозно начинание,просто си мисля, че за голямо съжаление, доста често явление у нас, е в уж специализирани фирми, да работят не(до)квалифицирани кадри, които обаче, в незнанието си и неумението си, имат самочувствието на корифеи, Друг фактор, според мен, е това, че много често специалистите предлагат на клиента не най-доброто за него решение, а това, от което фирмата на специалиста, ще реализира най-голяма печалба. И колкото по-платежеспособен, по-неинформиран и по-доверчив е клиентът, толкова по-необосновано - скъпо и ненужно решение му се предлага. Тук вече нещата опират до лична и фирмена етика и морал, по-точно до липсата на такива. Край на лиричното отклонение.

И така, изходни данни.
Еднофамилна къща. 500 литров бойлер с две серпентини, от български производител, умишлено не споменавам името му – не съм му рекламен агент. Едната серпентина е за работа със соларна система, другата – с котел. Електрически нагреватели – 3 х 3 КВт, свързани по схема звезда, Бойлерът е разположен в сутерена на сградата в котелното помещение. Сградата е с плосък покрив с правоъгълна форма, като по-дългата част на правоъгълника е обърната на юг (и север, съответно), като отклонението е няколко градуса. Още преди полагането на топло и хидроизолацията, на южната страна на бетонната плоча, бяха захванати с анкериране, в два реда, вертикални стоманени профили 40х40х3, върху които са заварени хоризонтани греди от същия профил, като по този начин се оформи стабилна и здрава основа за захващане на слънчеви колектори. Обща дължина на конструкцията по хоризонтал, по груб спомен (мързи ме да се качвам на покрива и меря) е над 8 м, т.е. има място за много колектори.
Обитаване на сградата – целогодишно, т.е. целогодишна е и нуждата от гореща вода, от където веднага отпада вариантът за термосифонен бойлер.

Избор на тип слънчев колектор – намесвам се в спора плосък срещу вакумно тръбен колектор (‘Левски’ – ‘ЦСКА’), но с предварителната и категорична уговорка, че става дума за конкретен случай, в точно определени условия, място на експлоатация, и преследвани цели.

Загряването на вода през горещите летни дни е елементарна задача. Дори обикновена кофа вода, поставена през лятото на слънце, макс. за няколко часа се загрява достатъчно, за да се използва за битови цели. Боядисан в черно 200 л варел, поставен на покрива, през летните слънчеви дни е способен да осигури ежедневно достатъчно гореща вода за бита, а 50-100 метра навит на спирала черен маркуч, оставен на слънце през лятото, в обедните часове, може успешно да играе ролята на проточен бойлер с приличен дебит.
Не така обаче стои въпросът през зимата, когато температурата на околната среда е значително по-ниска и температурните загуби – високи. Изхождайки от необходимостта слънчевата система за БГВ да работи задоволително и през зимата, трябва да се предпочете колектор с по-малки температурни загуби, а това е колекторът с вакумни тръби – вакумът е най-добрият топло-изолатор. Нормализирано по габаритни размери, плоският панел развива по-голяма мощност, заради по-голямата си работна площ, но това е така само при ъгли на падане на светлината спрямо работната повърхност близки до 90 градуса. Количеството падаща светлинна енергия е право-пропорционално на синуса от ъгъла на падане. Изпъкналата повърхност на вакумната тръба пречупва светлината и я насочва към разположената вътре работна, абсорбираща пластина, поради което, при ъгли, различни от 90 градуса, разликата в ефективността на плоския е вакумно-тръбния панел, при еднакви външни размери намалява и дори след определени ъгли на падане на светлината, вакумно-тръбният става по-ефективен.
Освен това, вследствие на огромното производство на вакумни тръби в Китай, по-простото, от технологична гледна точка, устройство на вакумно-тръбния колектор (изключая тръбите, които обаче са евтини, поради масовостта си), при еднаква номинална мощност, плоският колектор е по-скъп, понякога, при расов произход в пъти. Освен това плоският колектор има по-голяма ‘парусност’ – руски термин, произлизащ от ‘парус’ – ‘корабно платно’, т.е. ветровият напор, който се създава при него, е по-голям, а значи и се изисква по-сериозно механично укрепване, още повече, че мястото, където е изградена системата е ветровито. При всички изброени недостатъци на плоските колектори в зимни условия, те имат едно сериозно предимство – по-слабо са податливи на обледеняване и заснежаване. Тук недостатъкът на по-лошата им топлоизолираност се превръща в предимство – тяхната по-лесно загряващата се повърхност разтопява лесно натрупалите се сняг и лед, което не могат да направят студените повърхности на вакумните тръби. Но на мястото където системата работи, сняг пада рядко и бързо се топи от само-себе си, а и обледенявания не се случват често.
Друго съществено предимство на плоските колектори е тяхната по-голяма механична издържливост. Специалистите утвърждават, че по-едра градушка е способна да начупи вакумните тръби, чиито стъклени стени са дебели само 3 мм. По-долу ще опиша как е решен този проблем в моя случай.
Всичко изброено по-горе еднозначно определи избора ми на колектор в полза на вакумно-тръбен.
Първоначално се бях насочил към предлагани от български производители колектори, но след като направих по-обстойно проучване, стигнах до извода, че те са идентични на ‘оригинално-китайските’ и, предполагам, нерядко са просто премаркирани китайчета, а разликата в цените, при идентични показатели е до и над 30%. Така че избрах китайски, още повече, че директен вносител на много прилично изглеждащи такива, ми предложи немалка отстъпка за количество. Определено дотук не съжалявам за избора си, китайчетата ми честно и почтено се трудят и отработват вложеното в тях вече пета година, без да ми създават главоболия. Произведени са качествено, в комплекта, освен тръбите и самите тела на колекторите, бяха включени всички необходими за монтажа профили от дуралуминий, крепежни планки и конзоли, болтове и гайки от неръждаема стомана. Още една от причините да пренебрегна българските вакумно-тръбни колектори беше, че моделът, който най-много ми харесваше, включваше, като елемент на конструкцията,  гофриран лист ламарина, който, според производителя, играел роля и на отражател. Доколко подобно решение е добро, от гледна точка на топлинната ефективност ми е трудно да съдя, но ‘парусността’ на колектора, несъмнено, се увеличава значително, а с него и общото натоварване върху цялата конструкция.


Още едно решение, което приложих, с цел увеличаване на ефективността на работа на слънчевите колектори през зимните месеци, беше промяната на ъгъла, от общоприетите 45 градуса до около 60 спрямо хоризонтала. По принцип ъгъл  от около 45 градуса се счита за оптимален, за българските ширини и масово слънчевите колектори се монтират именно така. По този начин се постига минимално средно отклонение на ъгъла на падане на слънчевите лъчи от вертикала (най-висока ефективност), за цялата година. Но както писах по-горе, най-проблемни за добиване на слънчева енергия са зимните месеци, когато дните са най-къси и най-студени. При условие на целогодишна експлоатация, оптимизация на системата, според мен, трябва да се прави именно с оглед на тази месеци, още повече, че тогава и температурата на постъпващата в бойлера вода е най-ниска и се изисква най-много енергия за подгряването и до необходимите нива. А през дългите и горещи летни дни, колекторът е способен да добие повече енергия, още повече, че постъпващата вода е по-топла, а загубите по тръбното трасе – по-ниски, т.е. нуждите от топлинна енергия – най-малки. Особено висока точност при настройването на този ъгъл не се изисква, грешки от няколко градуса променят крайния резултат незначително – няколко процента, което е пренебрежимо малко, още повече на фона на другите влияещи фактори. (Всъщност оптималният ъгъл изчислен спрямо момента на зимното слънцестоене е с няколко градуса по-голям, но пък и декември, като правило, не е най-студеният и мрачен зимен месец).
Пак с цел осигуряване на достатъчна производителност на колектора през зимата, той е преоразмерен – правилото за  грубо пресмятане на нужния брой тръби, за определен обем на бойлера е една тръба на всеки 8-10 литра, т.е. 50 – 60 тръби за 500 литров бойлер. Аз увеличих броя им до 75 – 5 колектора, по 15 тръби, още повече, че мястото за монтаж и цената на колекторите, в рамките на предвидения бюджет, го позволяваха. Изборът се оказа оправдан. Колекторите са свързани един с друг, чрез месингови холендри, като е осигурен наклон от около 1-2% от първия към последния по посока на движение на топлоносителя. На входа и изхода на системата колектори са монтирани две двойки месингови разклонителни ‘Т’-тки, в които са монтирани цифрови датчици за температура и самоделни аналогови за наличие на топлоносител (последните не са задействани засега). В първия, по посока на движение на топлоносителя колектор, е монтиран температурен датчик на основа термодвойка, за непосредствено измерване на температурата му. Двата цифрови термодатчика измерват температурата на входящия и изходящия топлоносител.
Предвид казаното в първата част, за предимствата на самодрениращата се система, пред постоянно запълнената, за изграждане беше избрана именно тя. Изборът също се оказа правилен. Топлоносителят е обикновена водопроводна вода. Дренажният съд е изработен от неръждаема ламарина и разположен приблизително в средата по вертикал на тръбния път между бойлера и колекторите. Тръбният път беше изграден от медни тръби с диаметър 22 или 24 мм, не помня точно, което беше явно много. Тръбите са свързани една друга с помощта на медни фитинги – муфи и запоени със сребърен припой. Не че има някакви вредни последици върху системата, но в случай, че бих изграждал системата отново, бих използвал по-тънка тръба – 15 мм са напълно достатъчни за необходимия дебит. Беше допусната и грешка, при изграждане на отклоненията за свързването на дренажния съд, която малко намали скоростта на запълването и изпразването му и увеличи шума, по време на тези процеси, но нищо фатално. При изграждане на дрейн-бек система,  категорично препоръчвам този дренажен съд да се свързва към тръбната магистрала именно с отклонения, а не то да бъде ‘врязвано’ в нея, както е показано на някои схеми. Той се свързва с тръбата, по която топлоносителя се движи от колектора към серпентината на бойлера. От тази тръба, топлоносителят влиза в горния и край, т.е. в серпентината горещият топлоносител от колектора, отдавайки енергията си на водата в бойлера се движи отгоре надолу. На входа и изхода на серпентината са монтирани месингови ‘Т’-тки с монтирани в тях датчици за контрол на входящата и изходящата вода. По нататък, по пътя на топлоносителя следват самоделен датчик за наличието му, механичен филтър за дребни частици, помпа, датчик за дебит, разклонение за пълнене/изпразване на системата от топлоносител. На необходимите места са разположени съответни месингови спирателни кранове. Част от междинните връзки е изпълнена с гофрирана неръждаема тръба със запресовани или заварени в краищата и фитинги.
Първата помпа беше китайска, купена в Алиекспрес за около 60 щатски долара, работеща с 24 В. постоянно напрежение. Помпата притежаваше собствен преобразовател с регулатор на оборотите, с възможност за външното им управление с напрежение от 0 до 5 В. Обявени максимален напор, ако не греша – 12 м/, максимален дебит – не помня. Помпата честно си отработи 2 години, като осигуряваше напълно задоволителна за целта циркулация, след което разби лагери те, за което, донякъде съм виновен и аз, защото в процес на многобройните настройки на режимите на работа на системата в началото, поради наличие на въздушни тапи, тя работеше отчасти ‘на сухо’ с големи вибрации. Ремонтът и беше безмислен и тя беше заменена с помпа за соларни системи, в т.ч. самодрениращи се, от висок клас на единия от двата най-известни в Европа производители. Помпата е с 220 В. захранване, с изцяло електронно управление с ръчна или външна регулация (PWM и галванично разделяне на управляващия сигнал), плавен старт и т.н. Произведена е, поне според надписа в страна от ЕС.  Цената и разбира се е по-височка от тази на китайчето, но тя работи, поне засега, безупречно и безпроблемно и има значително по-високи характеристики.
Цялата управляваща електроника, както и алгоритмите и принципите на управление на системата, са създадени от мен, пак изцяло мое дело е написването на софтуера. Как и защо се случи това, при наличие на толкова различни, предлагани на пазара, готови контролери за соларни системи за БГВ, ще напиша в третата част.

Край на втора част.

Започвам да чета, много искам такава система.

Най-грубо казано, управляващата електроника на една соларна система за БГВ с принудителна циркулация на топлоносителя, трябва да включва помпата, когато има условия за пренос на топлинна енергия от колектора към бойлера и да я изключва, когато такива условия няма. Условията се свеждат до температурни разлики, на прима виста между водата в бойлера и тази на колектора. Принципно с тази задача се справят и най-простите контролери, наричани ‘диференциални термостати’, които могат да бъдат както цифрови, обикновено на база микроконтролер (MCU), така и аналогови, на база най-обикновен компаратор. Към контролера са включени два температурни датчика, един измерващ температурата на колектора и друг тази на водата в бойлера. На изхода на контролера се включва изпълнително устройство – реле, което подава и спира захранването към помпата. Задават се две температурни разлики – на включване и на изключване, като за избягване на влизане в ‘генераторен режим’ – непрекъснато или много често включване и изключване, което е вредно за помпата, тези температури трябва да са разнесени за реализиране на подходящ хистерезис. Както се вижда, подобна система е достатъчно проста и надеждна и би трябвало безпроблемно да изпълнява функцията си по управление на слънчевата система за БГВ. Първите такива системи, които се появиха у нас преди повече от двадесет години, част от които, предполагам, продължават да работят, са изградени именно с такива контролери тип ‘диференциален термостат’, на база аналогов компаратор и аналогови термодатчици и съответни усилватели на сигнала от тях. Температурните разлики в тях са или фиксирани и предварително настроени от производителя, или могат да се регулират от потребителя, чрез изведени потенциометри. Подобна елементарна и евтина система, справяйки се, общо взето, с основната си задача, не може да осигури допълнителни функции като блокиране на включването помпата при прегрят (над 100 градуса) колектор, при дрейн-бек или защита от прегряване на топлоносителя при изцяло запълнена система, защита на помпата от работа ‘на сухо’ и прегряване, ефективна съвместна работа с други източници на топлинна енергия като електрически нагреватели и/или котел, работещ на втора серпентина, удобна и интуитивна визуализация на режимите на работа, идентификация и реакция на ситуация с повреден термодатчик... да не говорим за по-сложни функции като  периодично топлинно обеззаразяване на водата, препятстващо развитието на ‘Легионела’ (подробности за нея малко по-нататък), дистанционно наблюдение и управление на системата, трупане на архив с данни за работата на системата и т.н. Принципно, практически всяка една от тези екстри може да бъде реализирана с добавка на допълнителен специализиран модул, но по този начин системата стремително ще нарастне по обем, сложност и цена, като бързо ще достигне границата, при която се оказва че е по-изгодно, от която и да е гледна точка, автоматиката да бъде изградена на база MCU и инсталиран върху него разработен софтуер. Всички по-нови разработки
на автоматика за соларни системи за БГВ са базирани на микроконтролери, като в зависимост от сложността и ценовия си диапазон, те, освен основната си функция, осигуряват и всички или част от изброените екстри, както и някои допълнителни. Следвайки, обаче, инерцията от времето на диференциалните термостати, производителите продължават да базират контролерите си на базовата схема – термо-датчик в колектора, термодатчик в бойлера, две температурни разлики, осигуряващи съответния хистерезис. Ако обаче бъде погледнато по-задълбочено, то по-обективен и точен критерий за спиране на помпата е не достигане на определена температурна разлика между колектора и водата в бойлера, а намаляването на топлообмена между водата в бойлера и топлоносителя в серпентината, под определено ниво, при което работата на системата става безмислена. Този топлообмен може обективно да се оцени чрез сравняване на температурите на топлоносителя на входа и изхода на серпентината. Използването на именно този критерий е особено актуално при помпи с регулируем дебит. В този случай контролерът, на база тази температурна разлика, може да променя дебита на помпата, осигурявайки максимално ефективен режим  на цялата система и изстисквайки, буквално всичко от възможностите на соларната система, което е особено важно през зимния сезон.
Друг сериозен проблем на фабричните контролери, предлагани на пазара, наследен от диференциалните термостати, е директното използване на аналогови термодатчици за измерване на температурата на колектора. Като правило се използват платинови или по-рядко никелови такива. Този тип датчици, наред с високите си характеристики по отношение на широк диапазон от измервани температури, със запазване на стабилността на параметрите си в него, висока точност на измерване, притежават съществен недостатък, присъщ на всички аналогови датчици – сигналът им, при предаването си е уязвим от външни смущения и никакви предварителни усилвания и екранировки на сигналните кабели не позволяват този проблем да бъде избегнат нацяло, особено когато става дума за предаване на относително големи дистанции от порядъка на десет и повече метра, каквото е обикновено разстоянието между слънчевия колектор и контролера, който като правило се монтира в близост до бойлера. Използването на цифров датчик в колектора е затруднено от факта, че допустимия температурен диапазон на полупроводниковите прибори, а цифровите датчици са именно такива, е ограничен до нива, които, при определени условия, могат да бъдат надвишени в колектора, например при прегряването му. Дори и да не излезе напълно от строя, цифровият датчик, при прегряване, губи, поне временно работоспособността си, а значи и блокира работата на системата. Периодичните прегрявания водят до бърза деградация на кристала, съкращавайки живота на полупроводниковите прибори. По тази причина, за измерване на температурата на колектора, трябва и се използват именно аналогови термодатчици на база термодвойка или платинови, по-рядко никелови. Решението на проблемите при предаването на аналоговия им сигнал на големи разстояния, до управляващия контролер трябва да се търси другаде, но, уви, огромното болшинство производители не го правят. Предполагам, че те си имат някакви свои причини за това, макар и да не ги знам със сигурност.
Проблемът със смущенията, в аналоговия сигнал, при желание, може да бъде, поне частично решен, чрез споменатите вече предварително усилване, добро екраниране на сигналните кабели. От полза са също използването на усукани двойки, многократни, последователни замервания, с последващо усредняване на резултатите, след отхвърляне на такива с по-големи отклонения... Всички тези методи, особено при съвместното им използване, макар и усложняващи и оскъпяващи контролера, в първо приближение могат да решат проблемите при предаването на аналоговия сигнал на температурния датчик в слънчевия колектор към контролера, но те не решават един, друг, къде по-сериозен и важен казус, при използване на традиционната, наследена от диференциалните термостати схема.
Значително по-радикално може да се реши проблемът, посредством дигитализация на аналоговия сигнал, извършена чрез аналогово-цифров преобразовател - АЦП, разположен в непосредствена близост до датчика (максимално къси проводници, по които се предава аналоговият сигнал), но извън колектора, за да се избегне прегряването му. Към отдалечения на значително разстояние контролер, в този случай се предават цифрови сигнали, които са слабо-податливи на влиянието на смущения. Но и в този случай, най-неприятният проблем остава нерешен. Ето за какво става дума: слънчевите колектори, практически винаги, са разположени на покрива на сградата и по тази причина са подложени на въздействията на електромагнитни излъчвания, вследствие на атмосферни електрически разряди, с една дума мълнии. Заедно с тях, на въздействието на мощните електромагнитни импулси са подложени и всички токопроводящи елементи, вкл. кабелите, свързващи температурния датчик в колектора. Екранирането, колкото и старателно да е направено то, само отслабва, в определена степен, но не елиминира индуктираното напрежение в проводниците зад екрана. При това, за получаване на електрически импулси с относително високи нива, съвсем не е необходимо пряко попадение на мълния в гръмоотвода на покрива на сградата, на която е разположен слънчевия колектор  (на покривите на високи сгради, на чийто гръмоотвод е много вероятно, при буря, да падне мълния, например, ако това е най-високата сграда в района, изобщо е нежелателно да се монтират слънчеви колектори). Гръм паднал на разстояние от до стотина метра, също може да причини сериозни проблеми, все пак става дума за разряд, причинен от напрежение от милион(и) В., и протичане на ток от десетки и стотици хиляди А., при това за много кратък момент – картината на хармониците е значително по-шарена, от всяка нашенска черга, а стръмността на нарастване на импулсите - практически вертикална. На проблема с възможното разрушително въздействие на електрически импулси, вследствие на паднали мълнии, върху електронните елементи и системи, често не се обръща вниманието, което те заслужават, а напразно. Повярвайте на опита на ИТ инженер с над 35 г. стаж, пред очите на който, в едни, надявам се вече безвъзвратно отминали времена, когато неграмотни и/или безотговорни доставчици на интернет и кабелна телевизия опъваха кабели между блокове, стълбове и дори дървета, без да полагат каквито и да е адекватни мерки за гръмозащита, по време на гръмотевична буря, буквално се е пръскал Едернет хъб, който е виждал десетки и стотици платки с разскъсани, след буря, чипове, собственост на клиенти, претендиращи за гаранционен ремонт...
А сега си представете, че в проводниците, свързващи директно температурния датчик в слънчевия колектор на покрива с контролера, вследствие близък удар на мълния се индуцира напрежение от хиляда-две-три хиляди В. Какво ще се случи с този контролер? А ако той е свързан електрически с друга електроника, например с локалната кабелна мрежа в сградата, на която са свързани компютри, принтери, телевизори... Застрахователите имат за подобни случаи специален термин – ‘тотална щета’. Някой, малко по-, но недостатъчно, вещ в ИТ схемотехниката може да се опита да ми опонира, че на вход-изходите на мрежовите модули винаги присъстват трансформатори, които галванично разделят електрическите вериги. Факт, така е, но е факт и това, че тези трансформатори са преди всичко съгласуващи, а напрежението на изолация, което те осигуряват, е доста скромно, което е напълно обяснимо, предвид миниатюрните им размери. Така че те, в случая, едва ли ще ограничат щетата.
Популярните гръморазрядници, от различен тип, с които понякога произвидителите се опитват да защитят електрическите вериги, застрашени от мълния, често са неефективни, заради много острите фронтове на импулсите, които се генерират при гръмотевичен удар – гръморазрядникът, просто не успява да сработи и импулсът преминава, преди веригата да бъде зашунтирана.
Радикалното решение на проблема с гръмозащитата е комбинация на добро екраниране и галванично разделяне на веригите с напрежение на пробив на изолацията от поне няколко хиляди волта. От директно попадение на мълния върху разположения наблизо гръмоотвод или не дай си Боже, върху самия колектор (не искам дори да си представям щетите и изобщо последиците от нещо подобно, повярвайте, виждал съм с очите си, от относително близко разстояние удар на мълния върху повърхността на морето – гледката е много меко казано, силно впечатляваща), тези мерки няма да спасят но пак повтарям, че разполагане на слънчеви колектори върху покрива на високи сгради, за гръмоотводите на които има голяма вероятност на удар на мълния, е строго  нежелателно. За смека на това, те успешно ще елиминират или поне силно ограничат щетите от близко (десетки и стотици м) паднала мълния.  Такова галванично разделяне се осъществява най-често или с транформатори или с оптрони. Трансформаторите могат да работят както с аналогови, така и с цифрови сигнали в относително широк честотен диапазон, но изискват точно съгласуване на линията и при прочие равни условия са по-скъпи. Оптроните са много евтини – средно 50-60 ст. за единична бройка. Те осигуряват относително високо пробивно напрежение на изолация от около 5 000 В. Техен недостатък е относително нелинейната им амплитудна характеристика и ограничената честотна лента, поради което са по-подходящи за работа с цифрови сигнали с неособено високи честоти.
Друг вариант за осигуряването на галванично разделяне, в случая, е предаването по радиоканал. Галваничното разделяне, а от там и защитата от гръм тук е на най-високо ниво, но за съжаление радиоканалът е застрашен от смущения, а предаването му през препятствия като една-две-три... железобетонни плочи, които вероятно стоят на пътя му от покрива до контролера е проблем, при обичайните, разрешени малки мощности. Разбира се и такова решение има своето място под слънцето.

За голямо съжаление, огромното болшинство от производители на контролери за системи за БГВ не обръщат особено внимание на този, според мен, съвсем немаловажен проблем. Това беше една от причините да се ориентирам към изграждането на собствен такъв. Други значими причини бяха, закономерно по-малката гъвкавост и мащабируемост на фабричните контролери, невъзможността, в повечето случаи, за добавяне, по собствено желание, на допълнителни функции и възможности, както на програмно, така и на апаратно ниво, липсата, с изключение на върховите модели, на възможност за интегриране в собствената LAN (в повечето случаи, там, където тази възможност съществува, тя е по WiFi, което решение е, подозирам, взето, не с цел галванично разделяне от съществуваща кабелна мрежа, за предпазване на останалото оборудване в нея от токови удари, а просто, защото то е по-евтино), а по мое скромно мнение при свързването на сериозни системи, трябва все пак да се предпочетат кабелите.

И така стигнахме до логичния извод, че датчикът на температура в слънчевия колектор, по принуда трябва да бъде аналогов – платинов, никелов... или термодвойка, сигналът му, преди предаване към контролера, трябва да се цифровизира и предава по канал, осигуряващ галванично разделяне. Логично, цялата електроника, намираща се в близост до колектора и под открито небе, трябва да бъде захранена от собствен захранващ блок, отделен от захранването на основния контролер и другото оборудване, защото импулсите с голяма амплитуда и остри фронтове могат да преминат и по захранващите шини.
Най-често АЦП използват за връзка с контролера високоскоростни електрически интерфейси, който не е са подходящи за предаване на данни на дълги разстояния – серийни I2C, SPI или паралелни. Поради това, цифровият сигнал от тях трябва да бъде предаден първоначално към близко-разположен микроконтролер, който да го преобразува в нискоскоростен сериен, подходящ за по-далечно предаване. За щастие, цената на електронните елементи – термодатчици, АЦП, MCU, в сравнение с тези на бойлера, слънчевия колектор, помпата, тръбния контур и т.н. е нищожно малка – така комплект от датчик тип термодвойка с температурен диапазон от 0 до над 500 градуса и специализиран АЦП за нея, закупих от АлиЕкспрес за около долар, а микроконтролерен модул, клонинг на Ардуино Нано с MCU АМ 328 – за около два. Сега, във връзка с Ковид-кризата и затруднената логистика, цената, вероятно, е малко по-висока, но разликата едва ли е драстична. В нашите магазини, естествено, цената е по-висока. Наличието на микроконтролер в близост до колектора, позволява той да получава, обработва и предава към основния контролер данни и от други датчици, например споменатите по-горе два цифрови температурни датчика, измерващи температурата на входящия и изходящия от колектора топлоносител. Тези температури, априори не могат да надвишават 100 градуса, така че цифровите датчици прекрасно се справят с измерването им.
Данните се изпращат от подчинения (този на покрива, в близост до колектора) към основния  контролер по двупосочен сериен интерфейс, по галванично разделени с оптрони електрически вериги (въпреки всички препоръки и прокоби на знайни и незнайни форумни ‘експерти’, аз използвах оптрони тип 6Н2017, произведени в, уви, вече не съществуващия завод в Ботевград, които прекрасно работят вече повече от 5 г.). Напрежението, което изолацията на оптрона издържа, според заявеното от производителя, е минимум 5 000 В. Скоростта на обмен е 1200 b/s, с която, от една страна, оптроните се справят безпроблемно, а от друга е напълно достатъчна за скромния обем предавани данни. За по-голяма сигурност и устойчивост на смущения се използват схеми от типа ‘токов кръг’. Създавайки системата, размишлявах върху това да я изградя с двойно оптронно разделяне, но ми се видя прекалено. Протоколът за обмен на високо ниво е разработен от мен и осигрява предаването на данните в пакет, с контролни битове за откриване на евентуална грешка. Инициатор на сесията за предаване на данни е, естествено, основният контролер. Взети са и някои допълнителни мерки, повишаващи стабилността на работата на цялата система, предвид разположението на подчинения контролер на място, предполагащо възможни смущения. В частност, освен в херметично затворена пластмасова кутия, той е закрит и в плътен, заземен екран от стоманена ламарина, с дебелина 2 мм. Всички сигнални и захранващи проводници са екранирани, а тези, с по-голяма дължина – до противоположния край на колектора, са положени и преминават през стоманен квадратен профил 15х15х2, заварен за основната конструкция, играещ роля на вторичен екран. Реализирани са и още няколко апаратно-програмни средства, които повишават стабилността на работата на контролера.
Системата показва много висока устойчивост на смущения – малко след изграждането и, на същият покрив беше монтирана и заработи базова станция на мобилен оператор, с мощност от няколкостотин Вата и съответни антени към нея. Работата на тази базова станция не предизвиква никакви проблеми на системата за БГВ.
Поради големия неизползван ресурс на MCU на подчинения контролер, към него бяха включени допълнителни цифрови датчици за температура и влажност на въздуха, осветеност, ниво на UV радиация, ИЧ дистанционен термометър, позволяващ индиректно определяне на облачност, посредством измерване на температурата на небето. Програмно и схемно е реализиран прецизен и безинерционен ултразвуков измервател на скоростта и посоката на вятъра, но той все още не е въплатен в реално-действащо устройство. Запланирано, но засега нереализирано е включване на датчици за валежи и количеството на паднал дъжд, и измервател на радиоактивния фон, датчик на нивото на ФПЧ... Атмосферното налягане се измерва от датчик, който е свързан към основния контролер. По този начин, освен основното си предназначение, електронната част на системата за подгряване на БГВ, реализира и функции на локална метеостанция. С цел по-лесна настройка и диагностициране, е предвидена възможност за временно включване към подчинения контролер на LCD символен екран, наличието на който автоматично се разпознава и към него започва да се извежда сервизна информация за работата на контролера.
Освен чисто информативен и любителски, интерес, част от измерваните метеорологични данни, заедно с информацията за температурата на входящия и изходящия в колектора топлоносител и дебита му, който се измерва от базовия контролер, позволяват по-задълбочен анализ на факторите, влияещи върху ефективността на работа на слънчевия колектор и системата като цяло.

Описание на основния контролер и работата му в следващата част.

Основен контролер.

Основният контролер е изграден на база китайски клонинг на най-мощния 8-битов Ардуино – Мега 2560, който е избран не толкова заради по-големите обеми оперативна и флаш памет, а поради големият брой входно-изходн портове, позволяващи по-широки възможности за мащабиране, например интелигентно управление на котел, помпи за различните кръгове от отоплителната система и др., без да е необходимо мултиплициране на портовете, посредством разширители. Освен самия Ардуино Мега контролер, той включва допълнителни модули:
-   символен LCD дисплей 4 реда по 20 символа на всеки, с програмно задавани яркост и контраст. Първоначално се предполагаше като основен индикатор за режимите на работа и настройката им, но в последствие практиката показа, че много по-лесно и удобно е за тази цел да се използва разработеният web-интерфейс от компютър или таблет/телефон. Все пак той остана като част от конструкцията като резервен индикаттор,
-   
-   високоточен часовник за реално време DS3231 с термостабилизиран кварцов генератор, резервирано захранване, с вградени и програмно достъпни термодатчик и флаш памет. Термодатчикът се използва от софтуера, за измерване на температурата в кутията на контролера, а флаш паметта за запис на текущи данни за датата на последното топлинно антилегионела обеззаразяване. Използването на именно тази флаш памет, а не на основната на контролера е свързано с това, че броят на цикли запис в използваните флаш памети, макар и относително голям, е ограничен и след изчерпването му, записът е невъзможен. Информацията за последното обеззаразяване , според алгоритъма на програмата, може да се извършва относително често, до един път на денонощие. По този начин, при евентуално настъпило такова изчерпване на ресурса на флаш паметта (по принцип, ако реалният броя цикли съответства на заявения от производителя, за това са необходими десетки години, но мярката е вид допълнително застраховане) е необходима само лесно осъществима замяна на евтиния часовников модул (цена в Али под 0.5 USD), а не на целия контролер,
-   сензор за  атмосферно налягане с вграден термодатчик BMP180. Изнесен е извън кутията на контролера. Термодатчикът се използва за измерване на температурата на въздуха в помещението,
-   цифрови датчици на температура, тип DS18B20. Измерват температурата в горната, средната и долната част на бойлера, входа и изхода на серпентините, входа на връщатата се вода в системата за рециркулация и температурата на корпуса на помпата,
-   датчици за наличие на вода в бойлера и топлоносител в помпата. На този етап не са задействани,
-   датчик за наличие на напрежение, захранващо подчинения контролер, до слънчевия колектор, на база оптрон, за галванично разделяне,
-   Ethernet мрежови модул тип 28j60. Евтин и остарял като възможности 10 Mbit мрежови модул. Предстои замяната му със 100 Mbit – отов в следващата версия.
-   SD card модул – позволява записване на флаш карта на системни дневници на състояния, събития и грешки.
-   релейни модули за управление на помпи, електрически нагреватели на бойлера и др. консуматори. Използват се специално създадени устройства, комбиниращи предимствата на електромеханичните и твърдотелните (SSD) релета и свободни от недостатъците им. Изключително подходящи за комутация на мощни товари или такива с ясно изразен реактивен характер. Въпреки че съм разработил множество работещи прототипи, за различен комутируем ток и захранващи напрежения, монофазни и трифазни, не мога да ги предложа на пазара, поради крайно скъпата и сложна процедура за сертификация на електрически уреди, за работа с мрежово напрежение. По размер са по-малки от еквивалентни по възможности контактори или SSD със съответно необходимия охладител, не изискват допълнително охлаждане, имат малка собствена консумация. Управляват се с напрежение от 5 (при желание и 3.3) Волта, при нищожна консумация на входа. При добавяне на входен делител са възможни и други управляващи напрежения. Прототипите са изработени за монтаж на DIN-шина, но са възможни и други изпълнения.
-   измервател на дебит – закупен от китайците, ¾’, с турбинка, генериращ импулси, честотата на които е пропорционална на дебита, броейки ги за фиксиран интервал от време, по дадена от производителя формула, изчислявам какво количество топлоносител се движи по тръбите за секунда, минута, час...
-   звуков модул – за подаване на звукови сигнали, по време на работа, най-вече начална инициализация.
-   антиблокировъчен модул, наричан още watch dog – рестартира контролера при ‘зависване’, генерирайки сигнал на апаратен ‘ресет’, в случай, че не получи обръщение в определен интервал време, чрез което контролерът да оповести, че работи нормално. Използва се при нестабилна апаратна част или зле написан софтуер, склонен към забиване. В случая модулът не е необходим, всичко работи стабилно и надеждно, и той е изключен, макар и да е физически наличен сред модулите.

При първоначално включване, контролерът тества всички включени модули, като тестовете се индицират на LCD екрана и се съпровождат със звукова сигнализация. Включва се захранването към подчинения контролер (специално разработеният протокол, позволява паралелното включване на до 254 подчинени модула към серийния интерфейс, като сесиите на обмен се инициират само от основния контролер).
Сканирането на датчиците е с интервал 1 минута, което в случая е напълно достатъчно – никакви особено бързи процеси в случая няма, системата е достатъчно бавна и инертна. Със същия интервал се заявяват и получават данните от подчинения контролер от колектора.
Пак с интервал 1 минута се записват текущите данни във файла на системния дневник.
Възникване на събитие – включване или изключване на помпа, нагревател или друго такова, се записва във файла на дневника на събитията, а грешките, при евентуално възникване - във файла на дневника за грешки. Файловете са достъпни за сваляне на компютър или друго устройство или за изтриване през web интерфейса или чрез физически достъп до флаш-картата, на която се записват.
Предвидени са аварийни процедури предотвратяващи замръзването или прегряването на бойлера, аварийно спиране на помпата при нейно, на слънчевия колектор или на топлоносителя прегряване, включване на охлаждащ собствения корпус вентилатор и аварийно изключване на контролера при прегряване. Светлинна индикация оповестява за възникване на възникнала грешка или проблем с някой от модулите.
Web интерфейсът, в режим на мониторинг,  позволява наблюдение на всички измервани значения, събития и грешки, в режим дневници, сваляне или изтриване на файловете със данни, събития и грешки. В режим настройка, могат да се настройват системното време и дата, по външен ntp сървър с предварително зададен часови пояс, да се установяват в различни режими (не е реализирано докрай в работната версия) постоянно изключен, автоматичен и постоянно включен режим соларната помпа.
На настройка подлежат и температурната разлика колектор – бойлер, за стартиране на помпата, базово установено значение 10 градуса, температурна разлика на входа и изхода на серпентината на бойлера, при падане под която, помпата спира, значение по премълчаване – 3 градуса,  таймаут, след включване на помпата, за установяване на топлообмена, след който се проверява има ли условие (не се отнася за аварийни събития) за спирането и, по премълчаване – 10 мин. На настройка подлежи и максималната температура на загряване на бойлера при достигане на която помпата и/или спират – по премълчаване – 72 градуса.
Настройките на работа на електрическите нагреватели включват режими изключен, защита от замръзване, защита от замръзване плюс антилегионела, автоматичен, принудително включен. На настройка подлежат минималната и максималната температура на водата в бойлера, при която нагревателите съответно се включват и изключват,  антилегионела режимът – състояние изключен, иновативен и включен.
Управлението на режимите на работа на електрическите нагреватели, не са отработени докрай, в експлоатираната в момента версия на софтуера.

Въведените настройки могат да се запаметят, отменят или да бъдат заредени базовите, заложени в програмата. От режим настройки, контролерът може принудително да се рестартира на софтуерно ниво.

 Кратко за легионела-та, която може да е непозната или малко позната за някои. Легионела (Legionella pneumophila) е патогенен микроорганизъм, който се развива в топли и малко-подвижни води, при температури от 20 до 50 градуса, като оптимални за размножението му са температури в диапазона 30 – 45 градуса. Предизвиква белодробна инфекция, която, ако е в остра форма, може да има и летален изход. В дихателните пътища попада при вдишване на фини капчици вода, в които той присъства. Хлорирането на водата не винаги дава 100% резултат.
Температури под 20 и над 50 градуса спират развитието му, а пребивавайки във вода с температура над 60 градуса, микроорганизмът умира, след определен, зависещ от температурата времеви интервал. Доказано е, че при температура от 70 градуса  тези микроорганизми загиват моментално, а времето им за развитие в максимално благоприятна среда е една седмица. Затова, често в наръчниците за борба с Легионела в бойлерите се препоръчва, поне веднъж седмично те да се загряват до тази температура, при която те гарантирано и мигновено загиват. Този метод е сигурен, но неикономичен, още повече, че с ръста на температурите на водата, топлинните загуби нарастват, а КПД на загряването намалява. В използвания в моята система софтуер се използва специален алгоритъм, който отчита, че при температури на водата между 60 и 70 градуса, легионела - микроорганизмите също загиват, но не моментално, а за определен интервал време, като зависимостта на необходимия за обеззаразяване времеви период от температурата, в интервала 61 – 69 градуса е близка до обратноекспоненциална. Това позволява да се постига и контролира антилегионела процеса, при по-ниски температури, без опасност обеззаразяването да не бъде реализирано. Достигането на момент, при който е постигната стерилност, се фиксира и ако това достигане е първо за деня, то датата се записва във флаш паметта на системата. Записаната дата се проверява непрекъснато и ако от датата на последното фиксирано обеззаразяване е изминал контролния период от 7 денонощия необходимостта от антилегионела процедура се индицира на web-страницата в режим мониторинг и със светлинна индикация на предния панел на корпуса. Ако електрическите нагреватели са в режим защита от замръзване плюс антилегионела или по-висок, то те се включват за нагряване до необходимите нива. Оставащите до следваща необходима антилегионела стерилизация денонощия се индицират на web-страницата в режим мониторинг постоянно, а ако в момента тече такава, то степента и на завършеност се показва в относителни единици.
Предвиденият иновативен антилегионела режим, използва още по-съвършен и ефективен алгоритъм, който осигурява още по-гъвкаво управление на процеса и по-висока икономичност. Естествено, в алгоритмите на антилегионела процедурите за база се използва най-ниската температура на водата в бойлера.
Текущо-експлоатираната версия на софтуера е стабилна и самият факт, че въпреки някои недоработки и недостатъци в нея, аз не бързам да я сменям с нова е достатъчно красноречив.
Софтуерът е написан, естествено, на алгоритмичния език ‘С’.
Основни проблеми по хардуера възникнаха преди всичко заради лоши контакти. Като изключително груба своя грешка отчитам, че не проконтролирах навреме качеството на сигналния кабел, който електричарите проведоха от предполагаемото тогава място на основния контролер в котелното до слънчевия колектор. Жилата на евтиния UTP кабел, които бяха повърхностно помеднени алуминиеви, а не медни бързо кородираха от попадналата в него, през незащитения му край влага и буквално се разпаднаха за по-малко от година. Добре че имах резервен меден и ширмован, по който сигналите си вървят безпроблемно и до днес.
За грешката в отклоненията за дрениращия съд вече писах по-горе. Друга грешка, за щастие лесно поправима, е разполагането на термодатчиците на входящите и изходящите в и от серпентините потоци топлоносител, в непосредствена близост до тези серпентини. Температурата, която отчитат тези датчици се влияе от температурата на водата в бойлера и не съвсем точно отразява реалната температура на потока.

Като цяло системата показа висока ефективност. Средната топлинна мощност на колектора, която той отдава в бойлера в ясен и слънчев ден е около киловат и половина, при това тя сравнително слабо зависи от сезона и външната температура, което означава че загубите са сравнително малки, а разчетът системата да работи с достатъчна ефективност през цялата година - успешен. Разбира се, при по-висока температура на водата  в бойлера общият КПД пада и тази мощност намалява, а при по-ниска температура се увеличава.
Разбира се тази среднодневна мощност от около 20 Вата на тръба е далеч от гордо-заявяваните от производителите 75-80, но трябва да се има предвид, че тези заявени 75-80 са максимално постижимите, при оптимални условия, както и вродената склонност на китайците, да завишават параметрите на изделията си, когато ги рекламират.
Убеден съм, че и заявяваните максимални мощности на марковите плоски панели, са постижими единствено в лабораторни условия, а реално-постижимите среднодневни резултати са далеч по-скромни.
За общия успех на проекта еднозначно говори фактът,  че за пет години целогодишна експлоатация, необходимост от подгряване на бойлера с друг вид енергия, освен слънчевата, в частност с електричество, възниква веднъж-два пъти годишно, когато времето се задържи плътно мрачно в продължение на седмица или повече.
Определено не съм очарован от топлинните загуби на самият бойлер. В зависимост от средната температура на водата в него, те са от един до два Квт/ч за денонощие – явно 100 мм дунапрен са малко. Склонен съм да подозирам, че една немалка част от тях се дължи на неизолираното му дъно, разсъждавам как да подпъхна под него някаква изолация, ако не помогне, ще мисля как да го ‘дооблека’ отвън и отгоре.

С това общото описание на изградената и успешно експлоатирана от мен слънчева система за БГВ завършва. Готов съм да отговарям, в рамките на компетенциите си и натрупания опит, на задаени въпроси, както и да дискутирам по темата, в т.ч. относно  цялостната конецпция и взетите отделни технически решения, както и разбира се, да приема всякаква, желателно градивна, критика.

Ужас! Така и не съм дочел и съм забравил за темата!