Закрытая и открытая система теплоснабжения: особенности, недостатки и преимущества. Системы теплоснабжения – закрытые и открытые: преимущества и недостатки

Таковой является система, теплоноситель которой изолирован и работает исключительно по назначения. Он не участвует в водоснабжении прямо, а только косвенно, не отбирается потребителями из сети. Скажем так, «трансфер» тепла для систем отопления и для горячего снабжения проходит через теплообменники. Для этого, в теплопунктах зданий устанавливают сами теплообменники (подогреватели), насосы различной специализации, смесители, аппаратура для контроля и пр.

Список может меняться в зависимости от типа и мощности пункта. Центральный и индивидуальный тепловой пункты могут иметь различную степень автоматизации, системы могут быть многоступенчатыми и иметь в своём составе несколько пунктов на пути, от ТЭЦ к потребителям. Стандартно, при закрытом теплоснабжении, теплопункт имеет два контура, обеспечивающих передачу теплоты системе отопления и системе водоснабжения. Каждый контур оборудован теплообменником соответствующего типа, пластинчатым, многоходовым, пр. индивидуально определяет проект.

Жидкость или антифриз, передающие теплоту, от теплоприготовительной установки, вторичным сетям, имеет неизменный объём и может лишь восполняться подпитывающей системой в случае потерь. Теплоноситель основной магистрали, должен проходить водоподготовку, для придания ему необходимых свойств, обеспечивающих безвредность для сетевых трубопроводов и теплообмена, как теплопунктов так и теплоприготовительных мощностей.

Эффективность теплоносителя

Цикл проходимый носителем тепла немногим сложнее, чем в открытом механизме. Охлаждённый теплоноситель, по возвратной магистрали поступает к теплофикационным подогревателям или котельным, где принимает температуру от горячего, технологического пара турбин, конденсата или нагревается в котле. Потери, если таковые имеются, восполняются подпиточной жидкостью, благодаря регулятору. Устройство всегда поддерживает заданное давление, удерживая его статическое значение. Если тепло получают от ТЭЦ, теплоноситель нагревается от пара, имеющего температуру 120° – 140°С.

Температура зависит от давления и отбор обычно производится из цилиндров среднего давления. Часто теплофикационный отбор на установке всего один. Отводимый пар имеет давление 0.12 – 0.25 МПа, которое повышают (при регулируемом отборе) при сезонном похолодании или расходе пара на аэрацию. При похолодании жидкость может догреваться пиковым котлом. Аэратор может быть подсоединён к одному из отборов турбины, а в питательный бак поступает химически очищенная, подготовленная вода. Отводимое для потребителей тепло, получаемое от паровых конденсатов и пара, регулируют качественно, то есть при постоянном объёме носителя регулируют только температуру.

По сетевому трубопроводу, теплоноситель поступает в теплопункт, где контуры отопления формируют требуемую температуру. Контур водоснабжения, делает это с помощью циркуляционной линии и насоса, получив подогретую теплообменником воду и подмешивая её к водопроводной и остывающей в трубах воде. Отопительный же имеет свою регулирующую арматуру, позволяющую качественно влиять на отбор тепла. Закрытая система предполагает независимое регулирование отбора тепла.

Однако такая схема не обладает достаточной гибкостью и должна иметь производительный трубопровод. В целях снижения вложений в теплосеть, организовывают связанное регулирование, при котором регулятор расхода водоснабжения определяет баланс в сторону одного из контуров. В результате, потребность в нагреве компенсируется из отопительного контура.

Недостаток подобной балансировки, несколько плавающая температура обогреваемых помещений. Нормативы допускают колебания температуры в пределах 1 – 1.5°С, что обычно происходит, пока максимальный расход на воду не превысит 0.6 расчётного, на отопление. Как и в открытой системе теплоснабжения, возможно применение совмещённого качественного регулирования подачи теплоты. Когда расход теплоносителя и сами теплопроводные сети рассчитываются на нагрузку отопительной и вентиляционной системы, увеличивая температуру носителя, для компенсации потребности горячего снабжения. В подобном случае, тепловая инерция зданий, выполняет роль теплоаккумуляторов, выравнивая колебания температур, вызванные неравномерным отбором тепла из связанной системы.

Преимущества

К сожалению, на постсоветском пространстве теплоснабжение подавляющего большинства потребителей до сих пор организовано по старой, открытой схеме. Закрытая схема сулит значительный выигрыш по многим параметрам. Именно поэтому, переход на закрытое теплоснабжение, в масштабе страны может принести серьёзные экономические выгоды. К примеру в России, на государственном уровне, переход на более экономный вариант, стал частью энергосберегающей программы на будущее.

Отказ от старой схемы принесёт сокращение потерь тепла, за счёт возможности точной регулировки потребления. Каждый теплопункт имеет возможность тонко регулировать потребление тепла абонентами.

Нагревательное оборудование работающее в изолированном режиме закрытой системы, гораздо меньше подвержено воздействию привносимых открытой сетью факторов. Следствие этого, продленный ресурс котлов, теплоприготовительных установок и промежуточных коммуникаций.

Она не требует повышенной устойчивости к высокому давлению, на всём протяжении теплопроводящих магистралей, это значительно снижает аварийность трубопроводов по причине порывов давлением. В свою очередь – это снижает потери тепла при утечках. Как результат, экономия, стабильность и качество обеспечения теплом и горячей водой, компенсируют недостатки системы. А они тоже есть. Процедуры невозможно провести централизованно. Каждый отдельный замкнутый контур требует своего обслуживания. Будь то турбины, контуры абонентов или промежуточная магистраль.

Каждый теплопункт – отдельная единица, для осуществления водоподготовки. Скорее всего, при модернизации схемы из открытой в закрытую, в большинстве случаев придётся увеличить площадь, необходимую под установку оснастки ИТП, а также реорганизация электроснабжения. Помимо этого, существенно возрастает потребление холодного на снабжение здания, поскольку именно она идёт на подогрев в теплообменники и далее потребителю, при независимом подключении горячего. Это неизменно повлечёт переустройство водопровода, ради перехода на закрытую схему горячего.

Глобальное введение независимого присоединения горячего оснащения к тепловым сетям, повлечёт изрядное повышение нагрузки на внешние сети холодного водоснабжения, поскольку придётся питать потребителей увеличенными объёмами, необходимыми для горячего водоснабжения, которые сейчас даются по тепловым сетям. Для многих населённых пунктов это станет серьёзным препятствием на пути модернизации. Дополнительное оснащение насосными установками в горячем снабжении и циркуляционных установках, в механизмах отопления зданий вызовет дополнительную нагрузку на электрические сети и без их реконструкции тоже не обойтись.

1. Формулировка проблемы по рассматриваемому методу (технологии) повышения энергоэффективности; прогноз перерасхода энергоресурсов, или описание других возможных последствий в масштабах страны при сохранении существующего положения

В большей части городов РФ на сегодняшний день горячее водоснабжение потребителей производится по открытой схеме.

Существование такой схемы имеет следующие недостатки:
- повышенные расходы тепла на отопление и ГВС;
- высокие удельные расходы топлива и электроэнергии на производство тепла;
- повышенные затраты на эксплуатацию котельных и тепловых сетей;
- не обеспечивается качественное теплоснабжение потребителей из-за больших потерь тепла и количества повреждений на тепловых сетях;
- повышенные затраты на химводоподготовку.

2. Наличие методов, способов, технологий и т.п. для решения обозначенной проблемы

Необходим перевод систем транспорта и распределения тепловой энергии на работу по закрытой схеме со строительством новых и реконструкцией уже существующих тепловых пунктов в соответствии с СП 41-101-95, реконструкция систем теплопотребления в домах.

3. Краткое описание предлагаемого метода, его новизна и информированность o нём, наличие программ развития; результат при массовом внедрении в масштабах страны

При закрытой схеме теплоснабжения приготовление горячей воды происходит в тепловых пунктах, в которые поступает очищенная холодная вода и теплоноситель. В теплообменнике холодная вода, проходя вдоль трубок теплоносителя, нагревается. Таким образом, не происходит подмешивания холодной воды в теплоноситель и горячая вода в такой системе представляет собой подогретую холодную воду, идущую к потребителю. Отработанный теплоноситель (у него на выходе из теплообменника понижается температура) добавляется в новый теплоноситель и эта «техническая» вода идет на отопление по зависимой или независимой схеме.

Переход на закрытую схему присоединения систем ГВС позволит обеспечить:
- снижение расхода тепла на отопление и ГВС за счет перевода на качественно-количественное регулирование температуры теплоносителя в соответствии с температурным графиком;
- снижение внутренней коррозии трубопроводов (для северных районов страны) и отложения солей (для районов, расположенных южнее);
- снижение темпов износа оборудования тепловых станций и котельных;
- кардинальное улучшение качества теплоснабжения потребителей, исчезновение «перетопов» во время положительных температур наружного воздуха в отопительный период;
- снижение объемов работ по химводоподготовке подпиточной воды и, соответственно, затрат;
- снижение аварийности систем теплоснабжения.

4. Прогноз эффективности метода в перспективе c учётом:
- роста цен на энергоресурсы;
- роста благосостояния населения;
- введением новых экологических требований;
- других факторов.

В конечном результате, после отказа от открытой по ГВС схемы теплоснабжения и перехода на закрытую схему появится возможность использовать сэкономленную тепловую мощность станций и котельных для теплоснабжения вновь подключаемых потребителей.

5. Перечень групп абонентов и объектов, где возможно применение данной технологии c максимальной эффективностью; необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня

Максимальная эффективность от внедрения данного мероприятия будет наблюдаться в городах с интенсивной застройкой. Строительство новых микрорайонов вкупе с организацией их теплоснабжения по закрытой схеме наиболее целесообразно в рамках соответствующих городских программ.

6. Обозначить причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; наметить план действий, для снятия существующих барьеров

В настоящее время большая часть систем теплоснабжения в столице (ОАО «Московская объединенная энергетическая компания» и ОАО «Московская теплосетевая компания») работает именно по закрытой схеме.

Иная ситуация в регионах. Там с советских времен проводилась политика ограничения финансовых средств на строительство и обслуживание объектов жилищно-коммунальной сферы. Побочными факторами этой политики стали создание крупных централизованных систем теплоснабжения и введение во многих городах открытой схемы.

7. Наличие технических и других ограничений применения метода на различных объектах; при отсутствии сведений по возможным ограничениям необходимо их определить проведением испытаний

Нецелесообразен ввод в эксплуатацию закрытых схем ГВС в городах с водопроводной водой, характеризующейся малым солесодержанием и высокой коррозионной активностью, требующей деаэрации, как, например, в г. Санкт-Петербурге.

8. Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний; темы и цели работ

Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний при внедрении данного мероприятия не требуется

9. Существующие меры поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемого метода и необходимость их совершенствования

Существующие меры поощрения и принуждения внедрения данного метода отсутствуют.
Целесообразно проведение энергетических обследований существующих систем теплоснабжения с выявлением всех негативных последствий использования открытых схем. Результатом таких обследований являются технически обоснованные заключения и рекомендации о переводе на закрытую схему.

10. Необходимость разработки новых или изменения существующих законов и нормативно-правовых актов

Необходима разработка нормативной документации по внедрению и эксплуатации систем горячего водоснабжения по закрытой схеме. Возможно, необходимо принятие правовых актов принудительного характера о переводе на закрытую схему теплоснабжения в первую очередь при поставке потребителям горячей воды по открытой схеме, не отвечающей санитарно-эпидемиологическим нормам.

11. Наличие постановлений, правил, инструкций, нормативов, требований, запретительных мер и других документов, регламентирующих применение данного метода и обязательных для исполнения; необходимость внесения в них изменений или необходимость изменения самих принципов формирования этих документов; наличие ранее существовавших нормативных документов, регламентов и потребность в их восстановлении

Нормативных документов, регламентирующих применение данного мероприятия, на сегодняшний день не существует.

12. Наличие внедрённых пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учётом накопленного опыта

В качестве внедряемых пилотных проектов по переводу открытой системы теплоснабжения на закрытую можно упомянуть следующие.

Специалистами ОАО «ВНИПИэнергопром» разработаны технические решения по переводу существующей системы теплоснабжения города Зеленограда на закрытую схему.

В рамках международной программы «Северное измерение», на базе ГОУТП «ТЭКОС», разработан проект реконструкции системы теплоснабжения Ленинского района г. Мурманска с переводом на закрытую схему теплоснабжения.

Специалистами ОАО «Теплоэнерго» разработан и осуществляется пилотный проект по переводу микрорайона №2 «Мещерское озеро» на закрытую схему подачи горячей воды в рамках соответствующей инвестиционной программы.

13. Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надёжности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и т.п.)

При горячем водоснабжении микрорайонов, выполняемом по открытой схеме, потребителям из системы отопления зачастую подается вода, обладающая неудовлетворительными органолептическими и бактериологическими показателями. В рамках реализации рассматриваемого мероприятия поступающая по закрытой схеме горячая вода будет иметь качество питьевой и соответствовать санитарным правилам и нормам.

Внедрение закрытых схем ГВС является энергосберегающим мероприятием. В результате реализации данного мероприятия снижается не только потребление энергоресурсов (электроэнергия, тепловая энергия и вода), но и происходит снижение выбросов в атмосферу и повышается надежность системы теплоснабжения.

14. Наличие и достаточность производственных мощностей в России и других странах для массового внедрения метода

Реализация рассматриваемого мероприятия в массовом порядке на сегодняшний день проблематична, поскольку требует значительных инвестиционных вложений.

15. Необходимость специальной подготовки квалифицированных кадров для эксплуатации внедряемой технологии и развития производства

Ситуация усугубляется недобором квалифицированного персонала из-за низкого уровня заработной платы и отсутствия специализированной кадровой подготовки, в которой ощущается острая необходимость.

16. Предполагаемые способы внедрения:
1) коммерческое финансирование (при окупаемости затрат);
2) конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
3) бюджетное финансирование для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости;
4) введение запретов и обязательных требований по применению, надзор за их соблюдением;
5) другие предложения .

Для увеличения заинтересованности во внедрении данного вида мероприятий необходим последовательный и методичный «перелом» психологии заказчиков, проектировщиков, монтажников и эксплуатирующих служб, по-прежнему считающих наиболее актуальным внедрение устаревших традиционных схем теплоснабжения, не нуждающихся в обслуживании и регулировке.

Также необходимо дальнейшее создание специализированных организаций, способных взять на себя всю цепочку работ от проектирования и монтажа до пусконаладки и обслуживания современных систем теплоснабжения. Для этой цели необходимо проводить целенаправленную работу по подготовке специалистов в области энергосбережения.

Только совокупность этих мер приведет в будущем к большей заинтересованности администраций городов в осуществлении энергосберегающих мероприятий данного масштаба. Очевидно, что наиболее целесообразным является внедрение данных мероприятий в рамках стратегических проектов по развитию теплоисточников и тепловых сетей и городских программ по модернизации жилищно-коммунального комплекса при бюджетном и коммерческом финансировании.

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог» .

2015-12-15

В статье представлены результаты анализа основных направлений повышения эффективности систем теплоснабжения при переходе на закрытую схему. Для оценки экономических показателей авторами были выявлены основные направления возможного снижения затрат при переходе на закрытую схему - уменьшение затрат на химводоочистку (ХВО) и подпитку тепловой сети на ТЭЦ. В тоже время потребуются дополнительные средства для оборудования тепловых пунктов подогревателями горячей воды и системами ХВО.

В предлагаемом материале авторами была выполнена оценка затрат на примере жилого района с тепловой нагрузкой около 70 МВт. Установлено, что перевод систем теплоснабжения на закрытую схему — дорогостоящее мероприятие, требующее значительных капиталовложений, а экономический эффект не покрывает затрат на переоборудование тепловых пунктов объектов теплоснабжения.

Согласно Федеральному закону от 7 декабря 2011 года №417-ФЗ, подключение объектов капитального строительства к централизованным открытым системам теплоснабжения с отбором теплоносителя на нужды горячего водо снабжения не допускается. С 1 января 2022 года не допускается использование централизованных открытых систем теплоснабжения. В качестве обоснования закона указываются экономические показатели и гигиенические требования к качеству горячей воды систем горячего водоснабжения. Однако наблюдается некоторое недопонимание проблемы и отсутствие аргументированных данных, подтверждающих эффективность принятого стратегического плана. В связи с этим, для обоснования основных проектных решений требуются многовариантные расчёты, о необходимости которых указывается, например, в работе .

Город Екатеринбург вошёл в число городов, где уже приступили к разработке схем закрытого теплоснабжения, когда горячая вода готовится посредством нагревания холодной воды в центральных (ЦТП) или индивидуальных (ИТП) тепловых пунктах.

В инженерной практике принято оценивать основные решения по экономическим условиям: оптимальному варианту должны соответствовать минимальные затраты финансовых средств. Методика экономических расчётов систем теплоснабжения и основные направления оптимизации изложены в работе .

В СНиП 2.04.07-86* «Тепловые сети» указано, что система теплоснабжения (открытая, закрытая, в том числе с отдельными сетями горячего водоснабжения, смешанная) выбирается на основе представляемого проектной организацией технико-экономического сравнения различных систем с учётом местных экологических, экономических условий и последствий от принятия того или иного решения.

Однако в Своде Правил (СП) 124.13330.2012 представлена более неопределённая формулировка: «Пункт 6.6. Система теплоснабжения (открытая, закрытая) выбирается на основании утверждённой в установленном порядке схемы теплоснабжения».

Для оценки экономических показателей авторами были выявлены основные направления возможного снижения затрат при переходе на закрытую схему: уменьшение затрат электроэнергии на подпитку тепловой сети на теплоэлектроцентрали и уменьшение затрат на химводоочистку (ХВО) на ТЭЦ.

В тоже время потребуются дополнительные средства для переоборудования тепловых пунктов: установка подогревателей горячей воды и оборудование тепловых пунктов системами ХВО.

Кроме того, потребовалось оценить возможное изменение расхода теплоносителя в тепловой сети при переходе на закрытую схему, диаметра труб и потерь теплоты при транспортировании теплоносителя.

Оценка затрат при переходе на закрытую схему теплоснабжения была выполнена на примере жилого района с тепловой нагрузкой около 70 МВт, в том числе на отопление и вентиляцию — около 60 МВт, на горячее водоснабжение (средняя) — около 10 МВт.

Расходы теплоносителя были рассчитаны по СНиП 2.04.07-86* «Тепловые сети», так как в последующих изданиях необходимые формулы не приводятся.

Несмотря на различие формул для определения расходов теплоносителя на горячее водоснабжение в открытой и закрытой системах, значения суммарного расчётного расхода отличаются не более, чем на 9 %. Следовательно, диаметр труб, толщина тепловой изоляции и размеры сопутствующего механического оборудования и строительных конструкций будут одинаковыми в открытой и закрытой системах.

Сопоставим производительность подпиточных насосов на ТЭЦ. Рекомендации по расчёту максимального часового расхода подпиточной воды приводятся в СП 124.13330.2012 «Тепловые сети».

Для закрытой схемы расход принимается на компенсацию потерь сетевой воды в размере 0,0025 объёма воды в системе с учётом расхода на заполнение системы. Объём воды приближённо равен 65 м 3 на 1 МВт расчётного теплового потока, расход воды на заполнение при диаметре магистрального участка 400 мм составляет 65 кг/ч.

При величине расчётного теплового потока 70 МВт производительность подпиточных насосов на ТЭЦ составит для закрытой схемы:

G закр = 70 × 65 × 0,0025 + 65 = 76,4 м 3 /ч.

Для открытых схем производительность подпиточных насосов на ТЭЦ принимается равной сумме расхода воды на компенсацию потерь сетевой воды в размере 0,0025 объёма воды в системе и максимального расхода воды на горячее водоснабжение. Объём воды в открытой системе 70 м 3 на 1 МВт расчётного теплового потока. Получим:

G откр = 70 × 70 × 0,0025 + 1,2 × 40 × 3,6 = 185 м 3 /ч.

Таким образом, производительность подпиточных насосов на ТЭЦ при переходе на закрытую схему может уменьшиться почти в 2,5 раза, что повлияет на затраты на химводоочистку и расход электроэнергии на перекачку воды.

Химическая водоочистка является важнейшим этапом подготовки воды и обеспечивает надёжность работы системы теплоснабжения в целом . Стоимость химводоочистки составляет 15 руб. на 1 м 3 деаэрированной воды и зависит от объёмов подпитки.

Соответственно, при закрытой схеме для условий примера получим значение годовых затрат на ХВО:

З = 76,4 × 365 × 24 × 15 = 10 млн руб/год; при открытой схеме затраты на ХВО составят величину:

З = 185 × 365 × 24 × 15 = 24 млн руб/год.

Соответственно, возрастают расход электроэнергии и затраты на её оплату. Для закрытой схемы годовой расход электроэнергии узла подпитки ТЭЦ составит 43 тыс. кВт·ч, для открытой — 184 кВт·ч.

При стоимости электроэнергии 4 руб. за 1 кВт·ч получим величину затрат на электроэнергию узла подпитки ТЭЦ 148 тыс. руб/год и 736 тыс. руб/год для открытой и закрытой схем соответственно. Результаты сравнения затрат узла подпитки на ТЭЦ приведены в табл. 1.

Таким образом, переход на закрытую схему может дать экономический эффект для источника теплоснабжения порядка 14,6 млн руб/год.

Однако потребуется оборудование тепловых пунктов теплообменниками и установками ХВО. Авторами была выполнена оценка затрат на переоборудование индивидуального теплового пункта (ИТП) на примере жилого дома с тепловой нагрузкой на отопление 290 кВт и максимальной на горячее водоснабжение 132 кВт. Использовались рекомендации, приведённые в работах .

Полученные результаты позволяют оценить энергоэффективность тепловой сети в соответствии с требованиями СП 124.13330.2012 Было показано, что расход теплоты и теплоносителя, а также диаметр труб при закрытых и отрытых схемах практически одинаковые. Основное различие — в объёмах подпитки и расходах электроэнергии. Однако при закрытых схемах увеличивается нагрузка на системы ХВС. Неслучайно было указано, что выбор открытой или закрытой схемы определяется наличием и мощностью источников водоснабжения в районе ТЭЦ и в городе

Согласно локальной смете, включающей установку подогревателей для горячего водоснабжения, термометров, манометров, водомерных узлов, грязевиков, предохранительных клапанов, регуляторов, а также монтажных и наладочных работ, затраты составили около 645 тыс. руб. В то же время затраты на аналогичный ИТП для открытой схемы не превышают 213 тыс. руб.

С учётом эксплуатационных расходов приведённые затраты на ИТП указанной мощности составят для закрытой схемы 882 тыс. руб/год.

В табл. 2 приведены результаты сравнения экономических показателей открытой и закрытой схем теплоснабжения для ИТП. Итоговые данные показывают, что при переводе на закрытую схему дополнительные затраты могут составить около 900 тыс. руб. на один ИТП жилого дома с суммарной тепловой нагрузкой 420 кВт. Учитывая количество объектов, капитальные затраты на переоборудование ИТП могут составить для жилого квартала не менее 6 млн руб.

Кроме того, при закрытой схеме возрастают эксплуатационные расходы до 250 тыс. руб/год на один ИТП, а для квартала — до 2,5 млн руб/год.

Полученные результаты позволяют оценить энергоэффективность тепловой сети в соответствии с требованиями Свода Правил СП 124.13330.2012. Энергоэффективность характеризуется отношением тепловой энергии, полученной потребителями, к тепловой энергии, выданной от источника.

Сравним основные показатели открытой и закрытой схем (табл. 3). Было показано, что расход теплоты и теплоносителя, а также диаметр труб при закрытых и отрытых схемах практически одинаковые. Основное различие — в объёмах подпитки и расходах электроэнергии. Однако при закрытых схемах увеличивается нагрузка на системы холодного водоснабжения. Неслучайно специалисты указывали, что выбор открытой или закрытой схемы определяется наличием и мощностью источников водоснабжения в районе ТЭЦ и в городе .

Выполненный в данной статье анализ подтверждает необходимость детальных расчётов и технико-экономического обоснования с учётом региональных условий и планов развития муниципальных образований.

1. Орлов М.Е., Шарапов В.И. Повышение эффективности городских систем теплоснабжения за счёт совершенствования их структуры // Сб. докл. V Межд. науч.-техн. конф. «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». - М.: МГСУ, 2013.
2. Ионин А.А. Теплоснабжение / А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов, В.Н. Братенков и др. - М.: Стройиз- дат,1982. Репринт. М.: Эколит, 2011.
3. Магадеев В.Ш. Источники и системы теплоснабжения. - М.: ИД «Энергия», 2013.
4. Самарин О.Д. Теплофизические и технико-экономические основы теплотехнической безопасности и энергосбережения в здании. - М.: МГСУ, 2007.
5. Дмитриев А.Н., Ковалев И.Н., Шилкин Н.В. и др. Руководство по оценке эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. - М.: АВОК- Пресс, 2005.
6. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: МЭИ, 2009.

Публично проблема не звучит

У жителей Ростовской области остаётся всё меньше времени на то, чтобы перевести свои многоквартирные дома на новую систему горячего водоснабжения, как того требует федеральное законодательство. Учитывая масштаб проблемы и суммы затрат, нести которые власти обязали самих граждан, сроки очень сжатые.

Так, к 2022 году на новую систему горячего водоснабжения должны перейти почти 6 тысяч многоэтажек Ростовской области. К концу 2017 года число домов, которым это всё-таки удалось, составит 4,8%. То есть за пять лет действия федерального закона региону удалось выполнить его требования на 5%. На остальные 95% осталось ещё пять лет.

При этом на официальном уровне эта проблема практически не поднимается, а сами жители многоэтажек по большей части вообще не в курсе того, что им нужно что-то менять в системе водоснабжения. Да ещё и за свой счёт..

Открытая и закрытая системы горячего водоснабжения

Системы отопления и горячего водоснабжения в многоквартирных домах делятся на открытые и закрытые, в зависимости от способа нагрева воды. В открытую систему вода подаётся уже нагретой и используется не только для подачи в краны, но и для теплоснабжения, то есть в батареях циркулирует та же вода. Закрытая система горячего водоснабжения имеет следующий принцип работы: холодная вода из водопровода поступает в установленные в самом доме водонагревательные приборы или тепловые пункты, где и нагревается.

Открытая схема водоснабжения исключает в своём составе водонагреватели, вследствие чего она стоит гораздо меньше, чем закрытая система горячего водоснабжения.

Зачем нам это знать?

Как-то так вышло, что далеко не все в курсе, что федеральное законодательство уже несколько лет как запретило использование открытых систем горячего водоснабжения в многоквартирных домах. С новостройками всё просто. Начиная с 2008-2009 годов они строятся только с применением закрытых систем. Однако более старые дома, которые всю жизнь снабжались горячей водой с какой-нибудь ТЭЦ, к 2022 году также должны перейти на закрытые системы. Причём за свой счёт. Никаких госпрограмм с бюджетным финансированием, субсидий и прочего здесь не предусмотрено. Обязанность по исполнению законодательства возложена на плечи граждан.

Что будет с домами, которые к 2022 году так и не перейдут на закрытые системы, пока не ясно. Но вряд ли это будет что-то хорошее.

Почему власти приняли такое решение?

На самом деле в переходе многоквартирных домов с открытых на закрытые системы горячего водоснабжения всего один минус — это стоит денег.

Главный плюс закрытой системы — вода, а точнее её качество, пояснил сайт экс-замглавы администрации Ростова по вопросам ЖКХ Владимир Арцыбашев. Дело в том, что та вода, которую жители более-менее старых домов получают через открытую систему, для питья не предназначена.

— Это техническая вода, — говорит Арцыбашев. — Воду без очистки гонят с Дона, например, на ТЭЦ-2. Там свои очистные сооружения, но они совсем другого уровня, чем на «Водоканале». Её доводят до уровня технической, потом прогоняют по системе отопления, то есть через батареи, и, цепляя за собой металлы, муть и прочие подобные вещи, вода наконец поступает в краны.

Отсюда же и ржавый либо и вовсе коричневый окрас горячей воды, на который ежегодно жалуются ростовчане со всех районов. Да, предполагается, что горячую воду для питья никто не использует, а только чтобы искупаться, постирать или помыть посуду, например. Однако вполне очевидно, что эта вода так или иначе оказывается в нашем организме: кто-то налил её в чайник, чтобы он быстрее закипел; кто-то принимал ванну или душ.

Закрытая система в этом смысле выглядит куда как приятнее. Холодная вода, которая уже прошла очистные сооружения водоканалов (которые хоть и со скрипом, но модернизируют), поступает в многоквартирный дом, где и нагревается. Да и через систему отопления она не прогоняется. В итоге из обоих кранов — и горячего, и холодного — течёт питьевая вода.

Раз воду надо нагреть, значит, за тепло придётся платить больше?

Наоборот. Сказать сколько тепла уходит на нагрев воды в открытых системах, никто не может. Считают по нормативам. Например, зимой горячая вода должна подаваться в краны температурой 70 градусов. Для этого на ТЭЦ её должны нагреть до 80 градусов. По умолчанию предполагается, что начальная температура воды перед подачей на ТЭЦ — 4 градуса.

— Вот за эту разницу в 76 градусов, — поясняет Арцыбашев, — мы и платим. А если вода изначально пришла температурой выше? Как это всё считать? Здесь начинается теория, и все — ресурсники, управляющие компании — считают в свою пользу. Это не есть хорошо. В закрытых системах по приборам учёта чётко видно — с какой температурой вода зашла на нагрев и с какой вышла. Сразу понятен объём затраченного на это тепла.

По его словам, для простых жителей оплата теплоэнергии при использовании закрытой системы горячего водоснабжения — это всегда экономия.

— У меня был в управлении дом, который я перевёл на закрытую систему и горячего водоснабжения, и отопления. В итоге по затратам тепла добился экономии в 50%, — заверяет Арцыбашев, который до начала своей карьеры чиновника возглавлял управляющую компанию.

Кроме того, как утверждает замминистра ЖКХ Ростовской области Валерий Былков, внедрение закрытых схем горячего водоснабжения позволяет значительно снизить потребление воды. Экономия ресурсов, по его оценке, составляет 25%.

В чём подвох?

Опять же в затратах на переоборудование, которые понесут жители. В итоге, признают в департаменте ЖКХ Ростова, поначалу тарифы для населения могут, наоборот, вырасти.

— Стоимость оборудования, устанавливаемого в домах, скорее всего, будет финансироваться за счёт населения. В связи с модернизацией системы возможно повышение тарифов на ЖКХ, так как повышение стоимости горячего водоснабжения может потребоваться для сокращения сроков окупаемости проекта, — пояснили сайт в ведомстве.

Однако со временем сокращение расходов на отопление и горячую воду начнёт «положительно влиять на рост тарифов, и в долгосрочной перспективе рост либо замедлится, либо будет стремиться к нулю».

Переход на закрытые системы горячего водоснабжения заложен в региональную программу капремонта. Но она, как известно, рассчитана до 2049 года. Перейти же на закрытые системы, напомним, всем надо до 2022 года. Законодательство, конечно, не запрещает ускорить этот процесс, но в таком случае «источником финансирования работ могут быть дополнительные взносы и (или) кредитные (заёмные) средства», — говорит Валерий Былков.

К слову, по предоставленным минЖКХ данным, в 2017 году в Ростовской области по программе капремонта перевести на закрытую систему горячего водоснабжения планируется 153 дома. Доля многоквартирных домов, переведённых на закрытую схему, составит к концу 2017 года 4,8% от общего числа многоэтажек, которым, в соответствии с областной программой капремонта, это ещё предстоит. Всего их 5916. Для Ростова это чуть менее серьёзная проблема. Из 3494 многоквартирных домов в городе 1210 уже имеют закрытую систему горячего водоснабжения. Тем не менее, вполне очевидно, что одними взносами на капремонт, с которыми люди уже более-менее смирились, ни в области, ни в её столице не обойтись.

О каких суммах вообще идёт речь?

— Стоимость перехода дома на закрытую систему горячего водоснабжения зависит от строительного объёма многоквартирного дома, количества проживающих в нём и колеблется от 600 тысяч рублей до 1 миллиона рублей, — говорит Валерий Былков.

С такой оценкой соглашается и Владимир Арцыбашев. Речь идёт об установке теплообменника и нового общедомового счётчика. Сильно сложным этот технологический процесс не назовёшь.

В целом по Ростовской области необходимые затраты оцениваются в минЖКХ более чем в 13 миллиардов рублей. Это только что касается «реконструкции индивидуальных тепловых пунктов потребителей».

— В связи с масштабным объёмом работ и их значительной стоимостью правительством Ростовской области в адрес Минстроя РФ подготовлено обращение с предложением: перенести сроки перевода на закрытую систему горячего водоснабжения и увеличить доли софинансирования указанных работ за счёт средств Фонда содействия реформированию ЖКХ, — добавляют в министерстве.

Лишь пятая часть затрат

Однако, как говорят в департаменте ЖКХ Ростова, «реконструкция индивидуальных тепловых пунктов» — малая часть проблемы.

— Расчёты затрат, связанные с комплексом работ по переводу системы теплоснабжения с открытой схемы, показывают, что установка ИТП - это всего лишь пятая часть затрат на весь комплекс мероприятий, — утверждают в ведомстве.

Проблема — в существующих водопроводных сетях, которые не рассчитаны на такое увеличение подачи холодной воды. Ведь по одной и той же трубе вода теперь будет идти и на горячее, и на холодное водоснабжение.

— Мощностей по очистке хватит. А вот сети изначально рассчитаны на меньший объём. Пока мы переводим на закрытую систему отдельные дома, это не ощущается. А если так начнёт работать весь город, то здесь уже будет проблема, — говорит Арцыбашев.

По оценке минЖКХ Ростовской области, для полноценного перехода на закрытые системы горячего водоснабжения требуется увеличение пропускной способности разводящих внутригородских водопроводных сетей на 75%. По оценке специалистов департамента ЖКХ Ростова, это потребует полной перекладки разводящих и значительной перекладки магистральных водопроводных сетей, а также строительства баков-аккумуляторов холодной воды.

В масштабах области общую сумму затрат на эти работы в министерстве всё ещё подсчитывают. С одной стороны, это уже инвестиционные затраты самих водоканалов, с другой — откуда им брать на это деньги, если не с населения?

Сопутствующие затраты и исчезающая экономия

На целый ворох проблем поменьше, которые влечёт за собой переход на закрытые системы горячего водоснабжения, указывают в департаменте ЖКХ Ростова.

Во-первых, новое оборудование для нагрева воды в многоквартирных домах, конечно же, будет устанавливаться в подвалах. Другого места и не найти. Но что делать с домами, у которых подвальных помещений нет? Технические решения этой проблемы существуют, но это опять же затраты.

Во-вторых, водопроводная вода сильно аэрирована, и при её нагревании коррозийный износ сетей горячего водоснабжения внутри зданий существенно ускорится.

— Необходимо решать вопрос комплексно с применением внутридомовых систем из коррозионностойких материалов. Это могут быть пластиковые, металлопластиковые, медные и другие решения. Однако потребители к этому, к сожалению, пока полностью не готовы, — говорят в департаменте.

В итоге в ведомстве приходят к весьма неутешительным выводам:

— Вопреки встречающемуся мнению, что закрытые системы горячего водоснабжения могут дать большой экономический эффект, следует сказать, что единственная поддающаяся здесь формальной численной оценке статья экономии - это экономия на подготовке подпиточной воды (активную ссылку можно на понятное, но длинное для скобочек объяснение), которая компенсируется затратами по защите трубопроводов горячего водоснабжения внутри здания. А расходы на эксплуатацию индивидуальных тепловых пунктов, в каждом из которых помимо насосного и регулирующего оборудования, появятся ещё и теплообменники, возрастут весьма значительно.

Что в итоге?

Дома, которые к 2022 году так и не перейдут на закрытую систему горячего водоснабжения, вряд ли в принципе останутся без этого ресурса. Федеральные власти на такое никогда не пойдут и вполне могут продлить сроки исполнения своего наказа. Однако в том, что они настроены серьёзно и понести эти затраты гражданам рано или поздно придётся, сомневаться не приходится. Масштабы проблемы в денежном эквиваленте для всех участвующих сторон — от простых жителей до управляющих компаний, водоканалов и бюджетов всех уровней — в ближайшие год-два будут подсчитаны.

Теплоснабжением называют снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений для обеспечения как коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение), так и технологических нужд потребителей.

Теплоснабжение бывает местным и централизованным. Система централизованного теплоснабжения обслуживает жилые или промышленные районы, а местного - одно или несколько зданий. В России наибольшее значение приобрело централизованное теплоснабжение.

В зависимости от способа присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения, последнее делится на открытое и закрытое.

Открытые системы теплоснабжения

Открытые системы теплоснабжения характеризуются тем, что водоразбор горячей воды для нужд потребителя происходит непосредственно из теплосети, причем, он может быть как полным, так и частичным. Остающаяся в системе горячая вода продолжает использоваться для отопления или вентиляции.

Расход воды в теплосети при этом способе компенсируется дополнительным количеством воды, которая подается в тепловую сеть. Преимущество открытой системы теплоснабжения заключается в ее экономической выгоде. Во время советского периода почти 50 % всех систем теплоснабжения были открытого типа.

В то же время, нельзя сбрасывать со счетов то, что такая система теплоснабжения имеет и ряд существенных недостатков. Прежде всего, это невысокое санитарно-гигиеническое качество воды. Отопительные приборы и трубопроводные сети придают воде специфический запах и цветность, появляются различные посторонние примеси, а также, бактерии. Для очистки воды в открытой системе обычно применяются различные методы, но их использование снижает экономический эффект.

Открытая система теплоснабжения по способу присоединения к теплосетям может быть зависимой, т.е. соединяться через элеваторы и насосы, или присоединяться по независимой схеме - через теплообменники. Остановимся на этом подробней.

Зависимые системы теплоснабжения

Зависимые системы теплоснабжения, это такие системы, в которых теплоноситель по трубопроводу попадает сразу в систему отопления потребителя. Здесь нет никаких промежуточных теплообменников, тепловых пунктов и гидравлической изоляции. Несомненно, что такая схема присоединения понятна и конструктивно проста. Она несложна в обслуживании и не требует никакого дополнительного оборудования, например, циркуляционных насосов, автоматических приборов регулирования и контроля, теплообменников и т.д. Чаще всего, эта система привлекает своей, на первый взгляд, экономичностью.

Однако она имеет существенный недостаток, а именно, невозможность отрегулировать теплоснабжение в начале и конце отопительного сезона, когда появляется избыток тепла. Это не только влияет на комфорт потребителя, но и приводит к теплопотерям, что снижает ее кажущуюся первоначально экономичность.

Когда становятся актуальными вопросы энергосбережения, разрабатываются и активно внедряются методики перехода зависимой системы теплоснабжения к независимой, это позволяет экономию тепла порядка на 10-40% в год.

Независимые системы теплоснабжения

Независимыми системами теплоснабжения называют системы, в которых отопительное оборудование потребителей изолировано гидравлически от производителя тепла, а для теплоснабжения потребителей используют дополнительные теплообменники центральных тепловых пунктов.

Независимая система теплоснабжения имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Это:

• возможность регулирования количества тепла, доставленного к потребителю при помощи регулирования вторичного теплоносителя;
• ее более высокая надежность;
• энергосберегающий эффект, при такой системе экономия тепла составляет 10-40 %;
• появляется возможность улучшения эксплуатационных и технических качеств теплоносителя, что существенно повышает защиту котельных установок от загрязнений.

Благодаря этим преимуществам, независимые системы теплоснабжения стали активно применяться в крупных городах, где тепловые сети достаточно протяженны и существует большой разброс тепловых нагрузок.

В настоящее время разработаны и успешно внедряются технологии реконструкции зависимых систем в независимые. Несмотря на значительные капиталовложения это, в конечном итоге, дает свой эффект. Естественно, что независимая открытая система - дороже, однако она значительно улучшает качество воды по сравнению с зависимой.

Закрытые системы теплоснабжения

Закрытые системы теплоснабжения - это системы, в которых вода, циркулирующая в трубопроводе, используется только как теплоноситель, и не забирается из теплосистемы для нужд обеспечения горячего водоснабжения. При такой схеме система полностью закрыта от окружающей среды.

Конечно же, утечки теплоносителя возможны и при такой системе, однако, они весьма незначительны и легко устраняются, а потери воды без проблем автоматически восполняются с помощью регулятора подпитки.

Подача тепла в закрытой системе теплоснабжения регулируется централизованным способом, при этом количество теплоносителя, т.е. воды, остается в системе неизменным. Расход тепла в системе зависит от температуры циркулирующего теплоносителя.

Как правило, в закрытых системах теплоснабжения используются возможности тепловых пунктов. На них, от поставщика теплоэнергии, например, ТЭЦ, поступает теплоноситель, а его температура регулируется до необходимой величины для нужд отопления и горячего водоснабжения районными центральными тепловыми пунктами, которые и распределяют ее по потребителям.

Приемущества и недостатки закрытой системы теплоснабжения

Преимущества закрытой системы теплоснабжения заключаются в высоком качестве горячего водоснабжения. Кроме того, она дает энергосберегающий эффект.

Ее, практически, единственный недостаток в сложности водоподготовки из-за удаленности тепловых пунктов друг от друга.