Как же приблизить время расчетов жителей за потребленные ресурсы в объеме того, что потребили

В. И. Ливчак, вице-президент НП «АВОК», начальник отдела «Энергоэффективности зданий и сооружений, систем инженерного оборудования» Мосгосэкспертизы

В статье бездоказательно утверждается, что создание индивидуального теплового пункта (ИТП) в каждом доме, где реализация теплового учета возможна с применением простейшего теплосчетчика (не говоря еще о том, что одновременно выполняется высокоэффективное авторегулирование подачи тепла на отопление), значительно дороже установки «разностной схемы измерения тепловой энергии». Тем более, что решения по водо- и теплоучету в системах горячего водоснабжения, где проблем еще больше, чем в отоплении, в статье не приводится. Такое сравнение вообще неправомочно, т. к. ИТП несет новое качество – авторегулирование теплопотребления и ликвидацию квартальных сетей горячего водоснабжения.

В данном вопросе следует обратить внимание авторов статьи на публикацию в том же номере журнала об опыте реконструкции системы теплоснабжения в г. Мытищи, где указывается, что «капитальные затраты на постройку ИТП в каждом доме меньше в 2,5–3 раза, чем затраты на постройку ЦТП и четырехтрубную систему от него» (статья Р. Н. Разоренова «Опыт реконструкции систем теплоснабжения»).

Будучи в плену неправильного прочтения Постановления Правительства Москвы № 77-ПП от 10.02.2004 года «О мерах по улучшению системы учета водопотребления и совершенствованию расчетов за холодную, горячую воду и тепловую энергию в жилых зданиях и объектах социальной сферы г. Москвы» многие стремятся установить в каждом доме, где надо и не надо, теплосчетчики для измерения расхода тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение. В домах, где по подвалу дома проходят трубопроводы этих систем транзитом на другие дома, и к этим трубопроводам подключаются местные системы – посекционно для систем отопления и постоячно для горячего водоснабжения, придумывают так называемые разностные схемы измерения. И чтобы совсем не доходить до абсурда, предусматривая, как показано на рисунке, 4 расходомера на систему отопления каждого дома, а при ответвлении из этого дома – 6, а вместе с горячим водоснабжением – 12, авторы предлагают сократить число расходомеров вдвое, и на каждую врезку в транзитный трубопровод устанавливать отсекающие вентиля со сливом, закрывая их при проведении привязки расходомерных каналов, выполняемую вручную с определенной периодичностью, без которой, по словам авторов, относительная погрешность измерения тепловой энергии при разностных измерениях может достигать 20 % и более (кто будет проводить эту привязку? и зачем такое количество расходомеров?).

В то же время цель Постановления – чтобы жители имели возможность сократить потребление исходя из своего запроса и платили за то, что потребили, а не в том, чтобы установить как можно больше теплосчетчиков.

В части потребления холодной и горячей воды это достигается установкой квартирных водосчетчиков, тем более, что горячая вода в том же Постановлении признана товаром, и установлена цена кубометра с учетом ее нагрева до нормативной температуры. Как говорится в той же статье Р. Н. Разоренова, в Мытищинском районе уже 5 лет внедрен поквартирный учет холодной и горячей воды, и, как показал опыт, водопотребление на 20 % ниже норматива, установка квартирных водосчетчиков для семьи из трех человек окупается за 8–10 месяцев.

При повсеместном оборудовании квартир водосчетчиками установка теплосчетчика горячего водоснабжения на вводе в дом не требуется. Достаточно установить водосчетчик перед водонагревателями в ЦТП или ИТП.

С отоплением сложней. Как правило, существующие здания оборудованы системами отопления коллективного пользования, когда отопительные приборы квартиры подключены к разным стоякам, обслуживающим еще и другие квартиры, расположенные выше и ниже. Поэтому ни измерить количество тепла, потребленное квартирой, ни управлять теплопотреблением житель не имеет возможности, а соответственно у него и отсутствует стимул к энергосбережению. Не появится он и у управляющей компании при установке теплосчетчика на дом, если это не будет сопровождаться реализацией автоматического регулирования подачи тепла на отопление в конкретном доме.

Поэтому для жителя безразлично, где будет установлен теплосчетчик – на его доме (представляющем группу квартир) или на ЦТП, – измеряющий подачу тепла на группу домов. Также и для управляющей компании, если она не приняла решения об управлении теплопотреблением через установку в своем доме ИТП, нет принципиальной разницы, будет ли измеряться расход тепла на отопление непосредственно в доме или в ЦТП, а потом пересчитываться по домам – как правило, утечек в сетях отопления значительно меньше, чем в сетях горячего водоснабжения, и их легко обнаружить расчетным путем.

Исходя из сказанного, для выполнения Постановления Правительства Москвы надо стремиться не к установке теплосчетчиков в каждом доме с вытекающими отсюда огромными затратами, а совершенствовать методику распределения количества тепла, измеренного в ЦТП, где уже установлены теплосчетчики, по домам, подключенным к данному ЦТП, с как можно большей приближенностью к реальным условиям эксплуатации и в автоматическом режиме вычисления.

Ранее такое распределение количества тепловой энергии на отопление по зданиям проводили пропорционально их расчетным тепловым нагрузкам, отнесенных к соотношению разностей температур воздуха в здании и наружного. Например, если расчетный расход тепла на отопление принять за 1, то при средней температуре отопительного периода -3,1 °C относительный расход тепла должен быть: (20 + 3,1) / (18 + 26) = 0,525, где 20 – средняя температура воздуха в здании за отопительный период, 18 – расчетная температура воздуха в здании при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, равной -26 °C.

Но такой подход неправильный, т. к. предполагает, что все составляющие теплового баланса здания зависят от изменения наружной температуры, в то время как от нее зависят теплопотери через наружные ограждения и с инфильтрацией, а внутренние тепловыделения остаются неизменными. Кроме того, при таком подходе совсем не учитывается степень эффективности автоматизации регулирования подачи тепла на отопление, реализованная в рассматриваемом здании.

В настоящее время НП «АВОК» совместно с Департаментом топливно-энергетического хозяйства г. Москвы разработано «Руководство по расчету теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий» АВОК–8–2005, утвержденное первым заместителем мэра г. Москвы. В этом руководстве приводятся методики расчета количества тепловой энергии, потребляемой на отопление и вентиляцию жилых зданий при нормативных и фактических значениях параметров наружного воздуха за отопительный период и любой иной период времени; расчета количества тепловой энергии на горячее водоснабжение и с учетом этого определения количества тепла на отопление по показаниям теплосчетчика на сетевой воде, установленного в ЦТП; расчета лимитов требуемой тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и распределение объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками и степенью автоматизации отопления при отсутствии подомовых систем учета и наличии измерения только в ЦТП.

Согласно этому руководству, если за единицу принять расход тепла на отопление за отопительный период Q_h^y = 1, то на примере 9-этажного 4-секционного жилого дома серии 1-515, построенного в 1960-х годах [2], из энергетического паспорта получаем, что теплопотери через наружные ограждения и с инфильтрацией за тот же период при фактических значениях сопротивления теплопередаче наружных стен, окон, перекрытий и инфильтрации наружного воздуха в объеме на 30 % выше нормативного воздухообмена составят 1,13 Q_h^y, а внутренние тепловыделения в квартирах и теплопоступления с солнечной радиацией – 0,26 Q_h^y h, где h – коэффициент эффективности принятой в доме системы авторегулирования отопления, при подключении обычной системы отопления (без термостатов) к тепловым сетям от ЦТП через элеватор или напрямую h = 0,5.

В расчетных условиях относительный расход тепла на отопление составил бы:

Q_h^y  = 1,13 • (18 + 26) / (20 + 3,1) - 0,26 • 0,5 = 2,02. Если бы распределение тепловой нагрузки между домами выполнялось бы по старой методике, то при t_н = -3,1 °C относительный расход тепла на здание был бы: Q_h^y = 2,02 •(20 + 3,1) / (18 + 26) = 1,06, а не 1, как по более точной методике, т. е. на 6 % выше, что превышает допустимые отклонения ±4 % при измерении теплосчетчиком.

Если бы в одном из домов применили автоматическое регулирование теплоотдачи отопительных приборов с помощью термостатов и автоматизированный узел управления системой отопления при подключении к тепловым сетям (коэффициент эффективности авторегулирования h = 0,9), то с использованием Руководства АВОК–8–2005 можно установить требуемый относительный расход тепла на отопление за отопительный период: Q_h^y  = 1,13 - 0,26 • 0,9 = 0,90 вместо тех же 1,06 при использовании старой методики (погрешность уже 16 %) и 1,0 для соседнего дома без дополнительного авторегулирования отопления.

Приведенное показывает, что Руководство АВОК–8–2005 позволяет с большей точностью, чем ранее, выполнить распределение измеренного в ЦТП количества тепловой энергии на отопление по зданиям, подключенным к данному ЦТП и имеющим энергетический паспорт, составленный по [3] и МГСН 2-01-2005. Определение количества потребленной зданиями тепловой энергии таким образом при теплоснабжении от ЦТП потребует затрат на порядок меньше, чем установка теплосчетчиков в каждом доме. Тем более, что в условиях намечаемой реконструкции системы теплоснабжения в части замены ЦТП на ИТП в каждом здании или его части установленные в домах теплосчетчики не понадобятся.

Пример расчета количества потребленной зданиями тепловой энергии на отопление и вентиляцию по измерениям в ЦТП. К ЦТП подключены 5 зданий: четыре жилых дома, из которых один построен до 2000 года, а остальные с учетом новых требований по теплозащите, и одно здание детсада. Измерение расхода тепловой энергии выполнено на вводе тепловых сетей в ЦТП и на отопление в здании детсада (система горячего водоснабжения подключена к внутриквартальным сетям от ЦТП).

Последовательность расчета. Из энергетических паспортов каждого жилого дома выписываем основные характеристики и составляющие теплового баланса (таблица).

Из измеренного за какой-то период времени расхода тепловой энергии, зафиксированного в ЦТП (Q_цтп), МВт•ч, вычитаем расчетные теплопотери трубопроводов внутриквартальных сетей отопления и горячего водоснабжения Q_гв (разделив на коэффициент 1,08); вычитаем расход тепла на горячее водоснабжение с учетом потерь тепла в полотенцесушителях и стояках системы по замеру G_г.в., м³, за тот же период на водосчетчике, установленном в ЦТП на трубопроводе холодной воды перед водонагревателем горячего водоснабжения Q_гв = [G_г.в.(55 + 5) • 1,2 • 4,19 / 3 600] = 0,07G_г.в., МВт•ч, вычитаем расход тепловой энергии на отопление детского сада (Q_о.д/с) по замерам на теплосчетчике, и оставшуюся разность делим пропорционально по расходам тепла на отопление и вентиляцию за отопительный период каждого жилого дома (см. таблицу).

Q_о.з1 = (Q_цтп / 1,08 - 0,07 • G_г.в. -
- Q_о.д/с) • 4 077 / (4 077 + 1 916 + + 1 035+ 2 436), МВт•ч.

Q_о.з2 = (Q_цтп / 1,08 - 0,07 • G_г.в. -
- Q_о.д/с)•1 916 / 9 464 и т. д.

Можно также проверить, а соответствует ли измеренный в ЦТП расход тепла требуемому. Для этого высчитывается средняя за период измерения в n суток температура наружного воздуха t_ext•n и определяется необходимая потребность в тепловой энергии на отопление жилыми домами за этот период:

Q_{о.n.необх} = {[4 128 • (20 - t_ext•n) /
/ (20 + 3,1) - (871n / z + Q_ins.n.з1) x
x 0,85•0,5] + [(2 740 + 1 437 +
+ 3 347)(20 - t_ext•n) / (20 + 3,1) -
- [(935,9 + 493,7 + 1 058)n / z +
+ еQ_ins.n.з2-4) • 0,8 • 0,9]} • 1,13,

где Q_ins.n. – определяется для каждого корпуса с учетом его ориентации, интенсивности и длительности солнечной радиации за рассматриваемый период, z – длительность отопительного периода, z = 214 cут.

Полученная величина Q_{о.n.необх} сравнивается с измеренной в ЦТП с учетом соответствующих вычитаний:

Q_o.n.факт = Q_ЦТП.n / 1,08 - 0,07G_г.в.n - Q_о.д/с.n.

Превышение Q_{о.n.факт} над Q_{о.n.необх} свидетельствует о дополнительных нерациональных теплопотерях: либо за счет больших потерь во внутриквартальных сетях (коэффициент потерь больше 8 %), либо из-за перерасхода тепла на отопление отдельных зданий (разрегулировка в распределении тепла) – можно оценить по сопоставлению температуры обратной воды из отопления зданий с требуемой по графику, либо теплотехнические характеристики наружных ограждений не соответствуют заложенным в проекте. По крайней мере, такое несоответствие послужит основанием для поиска и устранения дефектов.

Литература

1. Ливчак В. И. «Лучшее – враг хорошего» или об исполнении Постановления Правительства Москвы №77-ПП от 10.02.2004 // Сантехника. 2005. № 1.

2. Ливчак В. И. Реалистический подход к энергосбережению в существующем жилом фонде города // Энергосбережение. 2002. № 5.

3. Ливчак В. И. Энергоаудит и энергетическая паспортизация жилых зданий – путь к стимулированию энергосбережения // АВОК. 2002. № 2.