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» .

Что это такое — открытая система теплоснабжения, и чем она отличается от закрытой? Как реализуется такая схема? Насколько она выгодна потребителю? Давайте попробуем разобраться.

Всем здравствуйте

Давайте начнем с представления участников и выясним, чем отличаются открытая и закрытая системы:

• В первом случае вода для нужд горячего водоснабжения отбирается из системы отопления;

Открытыми бывают только системы ЦО, питающиеся от теплоэлектроцентралей или котельных. В автономной системе отопления ГВС может использовать тот же источник тепла (примеры — двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева), но вода для нагрева всегда берется из системы ХВС.

• Во втором случае отопительный контур является замкнутым, и весь объем проходящего через него теплоносителя возвращается на рециркуляцию в котельную или ТЭЦ.

Реализация

Закрытая

Как реализована типичная закрытая система теплоснабжения в многоквартирном доме?

За доставку теплоносителя к дому отвечает теплотрасса — две теплоизолированные магистрали (подающая и обратная), соединяющие котельную или ТЭЦ с потребителями.

У каждого отвода от трассы на дом или группу домов обустраивается тепловая камера с отсекающими задвижками, сбросниками и кранами для контрольных замеров температуры и давления.

Внутри дома за раздачу тепла потребителям отвечают:

• Элеваторный узел (тепловой пункт);

В доме может быть несколько тепловых пунктов. Их количество определяется главным образом линейными размерами дома: при большом количестве квартир и подъездов создавать один контур большой протяженности невыгодно из-за его высокого гидравлического сопротивления и сопутствующей потери напора.

• Розливы подачи и обратки (горизонтальные трубопроводы, соединяющие стояки с элеваторным узлом);
• Стояки, распределяющие теплоноситель по отдельным отопительным приборам.

Теперь — подробнее о каждом элементе.

Сердце элеваторного узла — так называемый водоструйный элеватор. Он выглядит как чугунный или (реже) стальной тройник с фланцами для присоединения к подачи и обратки. Внутри элеватора расположено сопло, которое обеспечивает дозированную подачу воды с подачи и ее смешение с направляющимся на рециркуляцию теплоносителем из обратного трубопровода.

Зачем это нужно?

Рециркуляция воды обратки позволяет:

• Увеличить объем теплоносителя, проходящего через систему отопления за единицу времени, при минимальном расходе воды из подающей нитки теплотрассы;
• Сделать более равномерным нагрев отопительных приборов в начале и в конце контура.

Как работает элеватор?

Его принцип работы основан на законе Бернулли, утверждающем, что гидростатическое давление в потоке жидкости или газа обратно пропорционально скорости потока. Давление воды на подаче превышает давление на обратке на 2-3 атмосферы. А вот после сопла создается область разрежения, которая затягивает часть теплоносителя из обратного трубопровода через подсос.

Перепад давлений между смесью (водой после элеватора) и обраткой составляет не более 0,2 кгс/см2.

В экстремально сильные холода для поддержания соответствующей санитарным нормам температуры в квартирах иногда практикуется работа элеватора без сопла. Подсос глушится установленным на фланец стальным блином с парой резиновых прокладок.

Переток теплоносителя из подачи в обратку ограничивается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе: она полностью закрывается, а затем приоткрывается с непрерывным контролем перепада давлений по манометру.

Если просто прикрыть задвижку, ее щечки позже могут сползти по штоку и полностью перекрыть канал внутри корпуса. Последствия остановки циркуляции в сильные холода не заставят себя ждать: в течение первой пары часов будет разморожено подъездное отопление, затем последуют аварии в квартирах.

Элеватору нужна обвязка.

В ее состав входят:

1. Входные и домовые задвижки (две на входе в элеваторный узел и две на границе между ним и собственно отопительным контуром);

1. Грязевики (как минимум один грязевик на подаче, перед элеватором);
2. Контрольные вентиля для замера давления системы теплоснабжения;

В них должны стационарно устанавливаться манометры, но из-за массовых краж представители Теплосетей и жилищных организаций часто вынуждены снимать приборы.

1. Масляные карманы для замера температуры;
2. Сбросники после домовых задвижек, отсекающих контур от элеваторного узла (опционально — с патрубками, отводящими воду в канализацию). Они нужны для сброса системы отопления и для ее перепускания при запуске: если открыть одну из домовых задвижек и сброс на второй нитке, большая часть воздуха вылетит через сброс.

Розлив отопления прокладывается по периметру дома.

Он может быть смонтирован одним из двух способов:

1. Так называемый верхний розлив подразумевает разводку подачи по чердаку. Розлив обратки находится в подвале. Соединяющие их стояки отключаются в двух местах — внизу и вверху;

Эта схема усложняет отключение отдельного стояка, зато упрощает запуск сброшенной системы. Для того, чтобы началась циркуляция в контуре, достаточно заполнить его и стравить воздух через единственный воздушник, установленный на расположенном в верхней точке розлива подачи расширительном баке.

1. В случае нижнего розлива и обратный, и подающий трубопроводы разводятся по подвалу или техническому подполу. Стояки подключаются к ним поочередно; каждая пара стояков на верхнем этаже соединяется горизонтальной перемычкой, обеспечивающей циркуляцию.

Здесь обратная картина: отключить пару стояков несколько проще, но при запуске сброшенного контура нужно стравить воздух из каждой перемычки. Если обитателей верхних квартир хронически нет дома, запуск стояка может вылиться в серьезную проблему.

Стояки и подводки обеспечивают присоединение отопительных приборов. Типичный номинальный диаметр стояка отопления — 20 — 25 мм, подводки — 15-20. Подводки к приборам соединяются перемычками, обеспечивающими работу стояка при прикрытой запорно-дросселирующей арматуре на них.

Открытая

Отличие открытой схемы от закрытой — только в том, что в элеваторном узле есть врезки ГВС.

В домах, построенных до середины 70-х, подключение горячей воды реализовано предельно просто: розлив ГВС подключен к подаче и обратке между входными задвижками и . На врезках устанавливаются задвижки или вентиля; в каждый момент времени открыта только одна из врезок — либо подача, либо обратка.

Зачем нужны две независимые врезки?

Дело в том, что в пик холодов температура подающей нитки теплотрассы на выходе из ТЭЦ может достигать 150С. Вода не закипает только благодаря избыточному давлению. Подав воду непосредственно из тепловой сети потребителям, легко получить массу несчастных случаев и бытовых травм.

На обратном трубопроводе в это же время температура воды составляет вполне приемлемые 70 градусов.

Летом — другая картина: перепад давлений в трассе отсутствует или минимален; температура обратки мало отличается от температуры окружающего воздуха. Нужды ГВС обеспечиваются только подачей.

Такая схема предельно проста в обслуживании, но имеет пару серьезных недостатков:

1. В отсутствие водоразбора вода в трубах остывает. Соответственно, по утрам ее приходится долго сливать. Это как минимум неудобно, а при наличии водосчетчика на ГВС — и вовсе не комильфо;
2. Подключенные в разрыв подводки горячей воды полотенцесушители нагреваются лишь тогда, когда вы расходуете горячую воду. Большую часть времени ванная комната простаивает без обогрева.

В жилых зданиях новых проектов эти проблемы успешно решены небольшой модернизацией схемы подключения ГВС к элеваторному узлу:

• И на подаче, и на обратке между входными задвижками и элеватором сделаны две врезки ГВС;
• На фланце между врезками на каждой нитке установлена подпорная шайба — стальной блин с отверстием на 1 мм большего по сравнению с соплом элеватора диаметра;
• По дому разведены два розлива ГВС;
• Стояки подключаются к ним попеременно и соединяются на верхнем этаже или на чердаке перемычками — в точности как на отоплении с нижним розливом.

Схема соединения стояков могут заметно различаться. Например, возможна схема, при которой через каждую квартиру проходит два стояка с горячей водой — собственно ГВС и стояк с полотенцесушителями.

На фото — стояки ГВС и полотенцесушителей в подвале многоквартирного дома.

Нередко сушилки монтируются в разрыв стояка, а стояки соединяются по 3-4 штуки — группами, соответствующими количеству квартир на лестничной площадке.

В зависимости от сезона система ГВС может работать в одном из трех режимов:

1. Летом, вне отопительного сезона, вода циркулирует между подающим и обратным трубопроводами;
2. В нижней зоне температурного графика открыты две врезки на подаче. Перепад давлений между ними обеспечивается подпорной шайбой;
3. В сильные холода, когда подача нагревается свыше 90 градусов, ГВС включается из обратки в обратку. Перепад опять-таки создается подпорной шайбой.

Оценки

Какая схема лучше для потребителя?

Если основной критерий — качество воды, сомневаться не приходится. Нагрев бойлером или колонкой куда практичнее, чем подача ГВС из элеваторного узла. Дело в том, что сетевая вода позиционируется как техническая и предназначена только для хознужд, а вот в систему ХВС подается питьевая вода, соответствующая СанПиН 2.1.4.1074-01.

Еще один критерий оценки — цена кубометра воды. Давайте выполним своими руками несложный расчет — вычислим стоимость кубометра нагретой электрическим бойлером холодной воды и сравним его со стоимостью куба ГВС.

В качестве отправной точки я возьму тарифы, актуальные на начало 2017 года для Москвы:

• Кубометр холодной воды без водоотведения стоит 30 рублей;
• Куб горячей воды обходится в 160 рублей;
• Киловатт-час электроэнергии по одноставочному тарифу — 5 рублей.

Несколько дополнительных условий:

• Средняя температура ХВС на входе в дом составляет примерно 15 градусов;
• Целевая температура ГВС — 70 градусов;
• Для упрощения расчетов я пренебрегу теплопотерями бойлера через теплоизоляцию, приняв его КПД равным 100%;

• Для нагрева кубометра воды на 1С необходимо 1,1631 киловатт-часа тепла.

1. На разогрев куба холодной воды до целевой температуры уйдет 1,1631 * (70 — 15) = 64 (с округлением) киловатт-часа электроэнергии;
2. С учетом стоимости ХВС и тарифов на электричество они обойдутся в 64*5+30=350 рублей, что в два с лишним раза больше стоимости кубометра горячей воды.

Инструкция очевидна: если вы хотите сэкономить на коммунальных услугах, использовать собственный электрический бойлер определенно не стоит.

Заключение

Надеюсь, что мне удалось ответить на все вопросы уважаемого читателя. Узнать больше о схемах отопления и водоснабжения вам поможет видео в этой статье. Жду ваших дополнений к ней. Успехов, камрады!

Значительная часть домов в России получает горячую воду из той же трубы, что и теплоноситель в батареи отопления. Это простая и дешевая, но неэффективная и устаревшая технология. В статье мы расскажем об особенностях открытых и закрытых систем ГВС, их плюсах и минусах, а также о законодательных инициативах по переходу на более новые и совершенные технологии.

Постоянное горячее водоснабжение жителями городов воспринимается как стандартный элемент бытового комфорта. При этом будет полезно понимать разницу между разными видами систем ГВС, так как циркулирующая в них вода различается по своему качеству.

Разновидности систем ГВС

В многоэтажных домах могут использоваться системы горячего водоснабжения открытого и закрытого типа. Для обычных потребителей различия между ними могут быть незаметными. Однако с инженерной точки зрения они имеют принципиальное значение. Разница здесь заключается в том, как подсистема ГВС работает относительно системы теплоснабжения.

Открытая система горячего водоснабжения

В случае с открытой системой ГВС горячая вода, в отличие от закрытой схемы, подается в трубы напрямую из общей системы теплоснабжения. Такое подключение подразумевает, что качество воды в отопительных приборах и кране будет одинаковым. Жители домов с открытой ГВС используют в своих бытовых целях непосредственно теплоноситель, нагрев которого осуществляют ТЭЦ и котельные.

Открытой в таком случае называется сама система теплоснабжения. У нее нет отдельного замкнутого контура отопления, по которому циркулировал бы какой-то неизменный объем жидкости. Для обеспечения населения горячей водой и теплом постоянно осуществляется подача подогретого теплоносителя.

Водоразбор населением горячей воды может быть полным или частичным. Если в системе остается теплоноситель, то он используется дальше для целей отопления.

Закрытая система ГВС

Закрытая система горячего водоснабжения отличается от открытой тем, что с ней потребитель получает из крана воду питьевого качества. В этом случае происходит нагрев холодной воды, отбираемой из водопровода. Для подогрева используется дополнительный теплообменник, контактирующий с теплоносителем, подающимся в систему отопления. В то же время вода, идущая в краны и в радиаторы напрямую не взаимодействует и не смешивается.

Разделение теплоносителя и горячей воды для потребителей является плюсом. В закрытой системе вода из крана имеет практически те же питьевые качества, что и холодная. Поправку нужно делать только на состояние труб. Коммуникации для горячего водоснабжения ржавеют быстрее из-за более благоприятных условий для коррозии, связанных с их постоянным нагреванием.

Закрытой в таком случае называется не только система ГВС, но и система теплоснабжения. Из нее также не происходит постоянного отбора воды, поэтому не нужно бесперебойно подавать ее в больших объемах. Восстанавливать количество теплоносителя в закрытых системах нужно только при утечках, которые в исправных коммуникациях происходят нечасто.

Достоинства и недостатки

Распространенность открытых и закрытых систем горячего водоснабжения объясняется наличием у каждого из вариантов своих плюсов и минусов.

Открытые системы ГВС отличаются простотой конструкции и дешевизной монтажа. Чтобы заполнить трубопроводы в данном случае не требуется каких-то сложных манипуляций. Вода при необходимости просто сливается и заливается.

В эксплуатации по многим моментам открытые системы тоже значительно проще. Такие водопроводы намного меньше подвержены образованию воздушных пробок, чем закрытые схемы. При начале заполнения открытого бака с водой происходит автоматическое выталкивание воздуха из труб. В закрытой системе нужно сначала найти место, через которое прекратился ток воды из-за заполнения воздухом, а затем выдавить оттуда образовавшуюся пробку.

К минусам открытой системы ГВС относится то, что в ней, в отличие от закрытой схемы теплоснабжения и горячего водоснабжения, нужно постоянно контролировать уровень жидкости. Эти коммуникации характеризуются стойкостью к перепадам давления. Общее давление в трубах открытой системы не слишком высокое. По этой причине даже протечки не оказывают большого влияния на работоспособность коммуникаций.

Трудности, связанные с необходимостью отслеживания уровня теплоносителя в открытых системах, разрешаются проведением расчетов и установкой подходящего оборудования. В зависимости от количества потребителей подбирается накопитель нужного объема, подходящий по мощности насос и прочие элементы.

Одна из главных причин, заставляющих отказываться от открытых систем горячего водоснабжения и производить переход на закрытые схемы – качество воды в кране. Подающийся непосредственно из тепловой сети теплоноситель заметно уступает по питьевым качествам поступающей отдельно холодной воде.

Конечно, горячая вода в открытых системах тоже проходит химическую очистку и деаэрацию для снижения агрессивности коррозии водопроводных труб. Однако она подается через систему отопления, при прохождении по которой приобретает посторонний цвет и запах. По санитарно-гигиеническим свойствам такая вода уступает питьевой. Использовать ее для питья и приготовления пищи не рекомендуется.

Дело в том, что в открытых системах вода может достаточно долго циркулировать по металлическим трубам отопления перед тем, как попадет в кран. За это время она накапливает немалое количество примесей, а иногда в ней обнаруживаются и патогенные микроорганизмы. Воду можно фильтровать или дополнительно очищать каким-то еще способом. Однако, во-первых, это делает данный коммунальный ресурс дороже для потребителя. Во-вторых, большая протяженность трубопроводов в значительной степени подрывает целесообразность такой очистки.

Качество воды в закрытых системах ГВС значительно выше, чем в открытых. Еще одним плюсом таких схем является более экономичное расходование энергии, необходимой для подогрева воды.

К главным минусам закрытой системы относится ее более сложное устройство. Вместо одного общего трубопровода здесь создаются две изолированные друг от друга системы, которые, в то же время, взаимодействуют при нагревании воды. Такие коммуникации нужно регулярно проверять на то, не смешивается ли теплоноситель с горячей водой. Делается это путем добавления с систему теплоснабжения яркого безопасного красителя. Его наличие в трубах отопления останется незаметным, а вот о зеленой воде из крана сразу же будет сообщено коммунальщикам.

Второй недостаток закрытых систем заключается в технологической сложности проведения водоподготовки. Это объясняется большим расстоянием между тепловыми пунктами, что удорожает доставку воды.

В нашей стране в настоящее время большинство потребителей получает горячее водоснабжение по открытой системе, хотя власти и планируют постепенный переход на закрытые схемы. Это нужно для повышения энергоэффективности и улучшения качества коммунальных услуг, поставляемых населению. Соответствующие изменения были внесены в №190-ФЗ «О теплоснабжении». С начала 2013 года все вновь вводимые МКД могут подключаться только к закрытым системам горячего водоснабжения.

О переходе от открытых систем теплоснабжения и ГВС к закрытым (в трактовке 190-ФЗ)

Поставки тепла населению, организациям и предприятиям сферы услуг являются определяющими: доля этих потребителей в конечном потреблении тепловой энергии составляет около 60%. Из отпущенного тепла на нужды населения и бюджетного сектора 56% приходится на отопление и 44% - на нужды горячего водоснабжения. Доли потребления тепла населением на нужды отопления и горячего водоснабжения более выравнены: соответственно 52% и 48% .

На сегодняшний день не менее 70% жилых домов осуществляют горячее водоснабжение посредством открытого разбора горячей воды из системы теплоснабжения. Некоторые специалисты-теплоэнергетики считают такое положение одной из причин энергозатратности жилищно-коммунального хозяйства. В соответствии с изменениями и дополнениями, внесенными в Федеральный Закон № 190-ФЗ от 27 июля 2010 г «О теплоснабжении» (внесены Федеральным законом № 417-ФЗ от 7 декабря 2011 г. ), коренным образом изменяются подходы к созданию систем горячего водоснабжения. Если раньше право на существование имели обе системы - открытая и закрытая, то с 1 января 2013 г. подключение вновь вводимых объектов капитального строительства к системам ГВС должно будет осуществляться только по закрытой схеме. А с 1 января 2022 г. открытые системы теплоснабжения должны исчезнуть как вид, так, по крайней мере, полагают авторы закона.

Эксперты предупреждают, что поставленная задача поистине революционна, масштабна и несет с собой много сопутствующих проблем, которые также надо будет решить, но это пока не обозначено законодателем. Самые главные вопросы - порядок проведения (конечная цель реконструкции, выбор объектов), источники финансирования, отношения собственности.

Анализ ситуации запутывает тот факт, что в перечне терминов, приведенных в 190-ФЗ, отсутствуют понятия «централизованное горячее водоснабжение», «открытая система», «закрытая система». Для разъяснения необходимо обращаться к 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» , принятому одновременно с 417-ФЗ. Этот же закон, а также Правила горячего водоснабжения определяют, что ответственность за реализацию возложена на органы местного самоуправления.

Пожалуй, никто не будет оспаривать правоту Закона применительно к новому строительству, но правильность постановки задачи в отношении существующего жилфонда вызывает вопросы. Специалисты объясняют преобладание открытой схемы тем, что в советское время проводилась политика ограничения финансовых средств на строительство и обслуживание объектов жилищно-коммунальной сферы. Побочными факторами этой политики было отсутствие специализированного теплотехнического и приборного оборудования и, как следствие, создание крупных централизованных систем теплоснабжения и введение во многих городах открытой схемы.

Правила горячего водоснабжения, утвержденные Постановлением Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 г. № 642 , предусматривают, что органы местного самоуправления принимают решение о прекращении горячего водоснабжения с использованием открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) после тщательного обследования и обоснования выбранного способа. Абонент, подключенный к открытой системе теплоснабжения (горячего водоснабжения), в отношении которого принято решение, вправе до 1 ноября года, в котором принято указанное решение, направить в орган местного самоуправления свои предложения о переходе. При этом государство законодательно закрепило приоритет систем централизованного теплоснабжения .

Ключевым понятием, определяющим, кто должен оплачивать переход к закрытым системам, является «бремя собственности»: до границы балансовой принадлежности работы оплачивает собственник тепловых сетей, за границей - собственник здания. В таком случае стоимость работ по созданию или реконструкции ИТП ляжет на жильцов МЖД. Хорошо бы об этом заявить прямо, как в 261-ФЗ, тогда бы и проблемы яснее обозначились.

Сопоставим плюсы и минусы открытой и закрытой систем, чтобы понять идею, которая заложена в новом законодательстве.

Инициаторы законопроектов отмечают следующие недостатки открытой схемы:

¦ повышенные расходы тепловой энергии на отопление и ГВС;

¦ высокие удельные расходы топлива и электроэнергии на производство тепловой энергии;

¦ 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.

Еще один минус открытой схемы - при небольшом разборе вода начинает остывать в трубах.

Но есть и плюсы: поскольку используются сразу несколько теплоисточников, в случае повреждения на трубопроводе система проявляет живучесть - полной остановки циркуляции не происходит, потребителей длительное время удерживают на затухающей схеме.

При открытой системе весь теплоноситель проходит обязательную водоподготовку на теплоисточнике - котельной или ТЭЦ. Холодная вода, перед тем как стать теплоносителем, как правило, требует снижения жесткости и обессоливания во избежание возникновения накипи при ее нагреве в котлах. Тем не менее, она должна соответствовать санитарным нормам, предъявляемым к «воде питьевой». Претензии к цвету, запаху и другим особенностям товара «горячая вода» возникают из-за нарушения технических регламентов. Поэтому, как справедливо отмечено , перед принятием каких-либо решений о реконструкции сетей необходимо провести техническое обследование объектов открытой системы теплоснабжения (горячего водоснабжения) на предмет приведения качества горячей воды в соответствие с установленными требованиями с указанием финансовых потребностей для реализации мероприятий при наличии возможности.

В отсутствие водоподготовки жесткая вода способна вывести из строя целую котельную за считанные месяцы. Поэтому на любом теплоисточнике уделяется большое внимание соблюдению водно-химического режима. На водоподготовку тратятся реагенты (поваренная соль или серная кислота), электроэнергия для подачи воды, проведения регламентных работ по обслуживанию фильтров, расходуются средства на текущую эксплуатацию и ремонт оборудования.

В литературе по наладке систем теплоснабжения упоминается о так называемой «срезке» температурного графика по условиям ГВС. То есть минимальная температура теплоносителя условно принимается 60 ОС, и в теплые периоды отопительного сезона (как правило, сентябрь, октябрь, апрель, май) потребители получают гораздо больше отопления, чем это требовалось бы по нормативу. Следует отметить, что требования к температуре горячей воды для закрытых систем несколько мягче: требуемая минимальная температура условно составляет 55 ОС. Как следствие возникает экономия топлива по сравнению с открытой системой, правда, многие теплоснабжающие организации, глядя на открытые форточки в теплую погоду, и так уже фактически выдерживают температуру в районе 55-57 ОС.

Более перспективна подготовка горячей воды в условиях ИТП. В теплообменнике закрытой системы горячая вода 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.

Но кто сказал, что холодную воду для подогрева в теплообменнике не надо готовить?

Ведь если вода обладает повышенной жесткостью, то при ее нагреве в теплообменнике будет также происходить интенсивное образование трудноудаляемой накипи. То есть, решение проблемы подготовки воды при переходе от открытой к закрытой схеме переместится от генерирующих объектов к потребителям. Но это уже будет не единый укрупненный комплекс, а множество маленьких установок, которые надо будет также обслуживать, нести затраты на расходные материалы и обслуживающий персонал. При этом уместно вспомнить известное правило - при разделении единого целого на несколько сегментов сумма затрат увеличивается. Вероятно, из-за роста числа насосов повысится расход электрической энергии. Потребуется создавать дублирование электроснабжения.

Есть еще один фактор - уровень обслуживания систем и оборудования. Невозможно сравнить уровень слесаря-сантехника, подтягивающего гайки в квартирах жильцов, и сложную систему инженерного сопровождения на крупных энергетических предприятиях. Вряд ли организации, обслуживающие внутренние системы зданий, смогут обеспечить должный уровень эксплуатации энергетического оборудования (система водоподготовки, теплообменные аппараты, автоматика для поддержания необходимых параметров воды).

Явный минус закрытой системы - необходимость замены водопроводных сетей. На сегодняшний день износ этих сетей достаточно велик, и многие участки за последние 5-6 лет подверглись санации (полиэтиленовыми трубами), т.е. диаметр их уменьшился. Перед водоканалами встает вопрос - при переходе на закрытую систему необходимо увеличить пропускную способность водопроводных сетей почти в два раза. Учитывая вышеупомянутые обстоятельства, менять придется внушительный объем трубопроводов. Но тарифы на воду - одни из самых низких и финансово не обеспечивают замену даже нормативного количества сетей.

В российских городах, в которых изначально были использованы закрытые схемы, тоже не обходилось без проблем.

В Тюмени положение спасла разработанная концепция многоступенчатого регулирования расхода теплоносителя на нескольких уровнях: у источника, на отводах от магистральных теплосетей, подводах к домам. Ее внедрение позволило добиться надежного распределения тепла между потребителями и локализовать нарушения настройки теплосети в границах одного отвода от магистрали при нарушении правил использования тепла.

В Челябинске использовали кольцевую интеграцию разрозненных тепловых источников города, а также автоматизацию процессов транспортировки тепловой энергии, создали технические условия для регулирования потребителями количества необходимого им тепла. В результате на 30% сократились потери энергии, уменьшились расходы топлива и объемы вредных выбросов в атмосферу.

Главный недостаток 190-ФЗ и 417-ФЗ в том, что все внимание акцентируется на ГВС, оставляя вне поля зрения зависимую схему отопления - источник большинства проблем.

Гидравлическая взаимосвязь отдельных элементов системы при зависимом подключении отопительных систем и открытого водоразбора с течением времени неизбежно приводит к разрегулировке гидравлического режима работы системы. В большой степени этому способствуют нарушения (в т.ч. сливы теплоносителя со стороны потребителей тепла). В конечном итоге это оказывает отрицательное влияние на качество и стабильность теплоснабжения и снижает эффективность работы теплоисточников, а для потребителей тепла снижается комфортность жилья при одновременном повышении затрат.

Независимая схема представляет собой преобразование прямого присоединения контура отопления зданий посредством эжектора в гидравлически разделенное независимое присоединение посредством пластинчатого или кожухотрубного теплообменника (как правило, из нержавеющей стали) и электрического насоса контура отопления здания. Теплообменник горячей воды использует обратную воду отопления для того, чтобы как можно больше понизить температуру обратной воды системы отопления. Температура ГВС будет точно контролироваться и поддерживаться на постоянном уровне 55 ОС. Так как холодная вода, подогреваемая до уровня воды ГВС, будет только фильтроваться и не будет обрабатываться химически, стальные трубы будут заменены на пластиковые, которые не подвергаются коррозии.

Многочисленные попытки перевода существующего жилищного фонда с открытой системы теплоснабжения на закрытую (установка подогревателей ГВС с насосным оборудованием, строительство новых и реконструкция существующих тепловых сетей отопления и вентиляции от ЦТП с увеличением диаметров трубопроводов, реконструкция сетей холодного водоснабжения, рассчитанных на потребление абонентами только холодной воды) показали необходимость значительных капитальных затрат и экономически не оправдываются. Единственным наглядным положительным результатом перевода открытой системы теплоснабжения на закрытую является улучшение качества горячей воды. Но ведь не ставится цель обеспечить потребителей горячей водой питьевого качества. Во-первых, всегда есть вероятность возникновения дефектов теплообменника и попадания теплофиката в воду, во-вторых, население уже в массе отказалось от употребления в пищу холодной воды и переходит на воду бутилированную.

Рисунок. Принципиальная схема ТП с закрытой системой горячего водоснабжения и независимой схемой присоединения системы отопления.

В то же время экономически оправданным является комплексное решение (рисунок), включающее одновременный переход на независимую схему присоединения системы отопления с установкой авторегуляторов и на повышенный скорректированный график отпуска тепловой энергии с «точкой излома» Т1=70-75 ОС, т.е. реконструкция аналогичная реконструкции закрытой системы теплоснабжения, сопровождаемая увеличением расхода сетевой воды на отопление и снижением расхода сетевой воды на ГВС. По разным оценкам, такая реконструкция позволит снизить затраты на теплоснабжение на 20-25%. Переход на независимое присоединение системы отопления приведет к улучшению качества горячей воды, поскольку от системы теплоснабжения будут отключаться системы отопления зданий, которые являются наиболее загрязненными контурами.

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

Выполнение принятых законов в массовом порядке на сегодняшний день проблематично, поскольку требует значительных инвестиционных вложений. Установка приборов учета тепловой энергии показала, что просто так собрать деньги с населения не удается: приходится придумывать разные схемы, обязывая теплоснабжающие предприятия взять на себя финансирование, обещая возврат инвестиций в далекой перспективе.

Тем не менее рассматриваются разнообразные схемы финансирования:

• 1) коммерческое (при окупаемости затрат);
• 2) конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
• 3) бюджетное (для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости); теплоснабжение горячий вода учет
• 4) введение запретов и обязательных требований по применению открытых схем, надзор за их соблюдением;
• 5) другие предложения.

На сегодняшний день затраты на реконструкцию одного ЦТП составляют от 10 до 70 млн руб. (Челябинск). А что на выходе? Помимо улучшения качества горячего водоснабжения, может быть получена экономия потребления тепла на сумму 100-200 тыс. руб./год на один дом .

При подобной окупаемости проектов проблематично привлечение средств частных инвесторов. Поэтому такие наиболее известные проекты как «Перевод потребителей 720 МКД города Новосибирска в 2013-2017 гг. с открытой системы теплоснабжения (ГВС) на закрытую систему ГВС» или «Новая закрытая система водо- и теплоснабжения 8 тыс. объектов г. Екатеринбурга» рассчитывают в основном на бюджет.

Екатеринбург выбран пилотной площадкой Минэнерго РФ. Стоимость екатеринбургского проекта предварительно оценивается в 60-80 млрд руб. Средства на условиях софинансирования обещают выделить федеральный бюджет, КЭС Холдинг, область и муниципалитет . Возникает, правда, вопрос, в чьей собственности будет находиться введенное оборудование? Бюджетные средства нельзя передать частной компании, а для передачи оборудования в собственность жильцов потребуется принятие закона, наподобие 185-ФЗ «О фонде содействия реформирования ЖКХ».

О необходимости менять схему теплоснабжения в Екатеринбурге на закрытую говорилось уже неоднократно, правда, смущала стоимость такого глобального проекта. Впрочем, разные варианты перехода все же планировались, и сроки назывались разные. Так, согласно плану стратегического развития Екатеринбурга перевод с открытой на закрытую систему должен был состояться до 2015 г Согласно инвестпроекту российско-немецкого энергетического агентства RUDEA и «КЭС-Холдинга» процесс должен был быть начат в 2012 г, а завершен в 2018 году. Теперь называются новые сроки. В случае, если проект будет принят, поэтапный переход состоится к 2030 году . ООО «Свердловская Теплоснабжающая Компания» уже действует «под зонтиком» ожидаемой большой программы, с учетом ее перспектив и требований закона о теплоснабжении: при строительстве новых домов и реконструкции выдает потребителям технические условия, которые соответствуют закрытой схеме.

Предполагается обязательная установка теплообменников на горячее водоснабжение, которые повышают его эффективность и прочее. При этом невозможно в старый ИТП дома поставить теплообменник. Чтобы он эффективно работал, нужна автоматика, контроллер и так далее, т.е. полная замена системы теплоснабжения дома. Чтобы достичь максимальной энергоэффективности здания, необходима установка приборов учета входящих энергоресурсов, автоматического ИТП с погодозависимым управлением, балансировочных клапанов на стояки систем отопления, автоматических термостатов на приборы отопления в здании. Комплекс оборудования обеспечит диспетчеризацию в режиме онлайн и индивидуальный учет в каждой квартире, как на горизонтальных системах отопления, так и на вертикальных. Диспетчер должен контролировать, а при необходимости управлять ТП любого здания, которое подключено к системе. Система позволяет делать расчет потребления тепла в реальном режиме за день или месяц - она сразу формирует документы для УК, позволяет моментально реагировать, высылать ремонтную бригаду в случае необходимости.

Что и говорить, неплохой проект, и эффект экономический даст. Только сильно напоминает «кашу из топора»: переход на закрытую схему - только затравка, а основное наполнение - переход на независимую схему отопления, автоматизация и диспетчеризация. Потребуется 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.

В федеральном законодательстве прописан срок, но не прописаны конкретные этапы и источники финансирования реализации перехода к закрытой схеме ГВС. Для того чтобы их прописать, необходим конкретный пример (технологический и финансовый), который был бы апробирован в реальных условиях, а его пока нет. По всему выходит так, что кавалеристским наскоком проблему реконструкции сетей отопления и ГВС не решить и «закрыть» всю Россию к 2022 г не удастся.

А чтобы дожить до светлых времен, в теплоснабжении для начала необходимо добиться соблюдения технологической дисциплины. Под технологической дисциплиной в данном случае подразумевается соблюдение требований существующих норм и правил, обеспечивающее гарантированное теплоснабжение с установленными договором теплоснабжения параметрами теплоносителя по экономически обоснованным ценам. Тогда из крана горячей воды круглый год, в любое время суток можно будет получить горячую, прозрачную, не имеющую запаха, экологически и биологически безопасную воду, а системы отопления и вентиляции в течение всего года будут поддерживать комфортные условия в жилых, производственных и общественных помещениях. В любом случае, при строительстве новых или реконструкции существующих систем теплоснабжения необходимы не только добросовестные рабочие, но еще и высококвалифицированные специалисты: инженеры-теплотехники и менеджеры, которых еще предстоит подготовить. Для массового перехода в стране нет ни средств, ни специалистов, а при поэтапном переходе необходимо руководствоваться технико-экономическим обоснованием, подтверждающим техническую и экономическую целесообразность реализации принятого комплексного решения.

В реальных условиях существующего жилфонда заметных преимуществ с учетом требуемых затрат ни у закрытых, ни у открытых систем нет. Не исключаю, что в отдельных городах вообще нецелесообразен переход на закрытую схему вплоть до полного износа сетей.

Литература

• 1. vestnik.mos.ru/files/other/pril/2012/64pp/part4/pril12.html.
• 2. Федеральный закон от 27 июля 2010 года № 190-ФЗ «О теплоснабжении».
• 3. Федеральный закон Российской Федерации от 7декабря 2011 г. № 417-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием Федерального закона «О водоснабжении и водоотведении».
• 4. Федеральный закон от 7 декабря 2011 года № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении».
• 5. Постановление Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 г. № 642 «Правила горячего водоснабжения».