Открытая и закрытая система теплоснабжения - преимущества и недостатки в сравнении. Оценка стратегического плана перевода систем теплоснабжения на закрытую схему

Специалисты ГУП СО «Облкоммунэнерго» предупреждают своих потребителей о грядущих кардинальных изменениях в законодательстве, регулирующем теплоснабжение. Об этом «УралПолит.Ru » сообщили в пресс-службе предприятия сегодня, 4 декабря.

С 1 января 2013 года вступят в силу поправки в федеральный закон от 27 июля 2010 года № 190-ФЗ «О теплоснабжении». Одна из самых значимых – дополнение статьи 29 частью 8 :

8. С 1 января 2013 года подключение объектов капитального строительства потребителей к централизованным открытым системам теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего
водоснабжения, не допускается.

Кроме этого: дополнение статьи 29 частью 9 :

9. С 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего
водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается.

Открытая схема горячего водоснабжения предполагает, что горячую воду жители берут на свои нужды из системы теплоснабжения, а закрытая система ГВС предполагает наличие особого оборудования для подогрева холодной воды и поставки ее жителям дома в качестве горячей. Система теплоснабжения работает в этом случае автономно.

Открытый разбор горячей воды из системы теплоснабжения стал большой проблемой и головной болью для энергетиков по всей России – сегодня не менее 70 % жилых домов осуществляют горячее водоснабжение именно так.

Эксперты предупреждают, поставленная задача поистине революционна, масштабна и несет с собой много сопутствующих проблем, которые также надо будет решить, но это пока не обозначено законодателем.

Приводим экспертное мнение по этому поводу заместителя генерального директора ГУП СО «Облкоммунэнерго» Евгения Волкова:

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 изменятся подходы к созданию систем горячего водоснабжения. Если раньше право на существование имели обе системы – открытая и закрытая, то с 1 января 2013 года подключение вновь вводимых объектов капитального строительства к системам ГВС должно будет осуществляться только по закрытой схеме. А с 1 января 2022 года открытые системы теплоснабжения должны исчезнуть как вид, так, по крайней мере, полагают авторы закона. Напомним вкратце, что из себя представляют типы систем теплоснабжения. Открытая система теплоснабжения – это когда теплоноситель используется как на цели отопления, так и на цели горячего водоснабжения. То есть горячая вода в отопительных приборах и кране на кухне, в ванной – одно и то же. Закрытая система теплоснабжения предполагает, что теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру, расходуя тепловую энергию только на отопление. Горячее водоснабжение при этом осуществляется путем нагрева холодной воды этим же теплоносителем, но уже через теплообменник. Попытаемся сопоставить плюсы и минусы обеих систем и понять идею, которая заложена в новом законодательстве.

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 во избежание возникновения накипи при ее нагреве в котлах. При отсутствии 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. При закрытой схеме всего этого не будет, но кто сказал, что холодную воду для подогрева в теплообменнике не надо готовить?

Ведь если вода обладает повышенной жёсткостью, 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 реагенты и обслуживающий персонал. При этом уместно вспомнить известное правило – при разделении единого целого на несколько сегментов сумма затрат увеличивается. 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).

Недостатком открытой схемы является так называемый перетоп. Это означает, что в относительно теплые периоды, когда температура наружного воздуха близка к нулевой отметке или выше нуля, теплоснабжающая компания вынуждена поддерживать минимальную температуру теплоносителя на уровне не ниже 60 градусов, как того требует СанПиН в части требований к качеству горячей воды. Но для систем отопления таких температур в теплые периоды не требуется. Например, при нуле градусов наружной температуры показатель температуры теплоносителя составляет 52 градуса. При плюс 5 на улице температура теплоносителя уже должна составлять 45 градусов, а при плюс восьми – 41 градус.

В литературе по наладке систем теплоснабжения упоминается о так называемой «срезке» температурного графика по условиям ГВС. То есть минимальная температура теплоносителя принимается 60 градусов, 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 составляет 55 градусов. Как следствие возникает экономия топлива по сравнению с открытой системой, правда. это относительное обстоятельство – многие теплоснабжающие организации, глядя на открытые форточки в теплую погоду, и так уже фактически выдерживают температуру в районе 55-57 градусов.

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 не обеспечивают замену даже нормативного количества сетей.

Один из вариантов закрытой системы – подача горячей воды с теплоисточников по отдельному контуру (в Федеральном законе № 190-ФЗ от 27 июля 2010 г. «О теплоснабжении», как ни странно, сформулировано только понятие «открытая система теплоснабжения». Про закрытую ничего не сказано, однако в некоторых технических нормативных документах термин «закрытая система» объясняется именно с точки зрения установки теплообменных аппаратов у потребителей. Поэтому будет ли иметь право на существование идея автора этих строк – пока непонятно). Тем не менее для решения этой задачи необходимо установить вновь или выделить из числа имеющихся котел на теплоисточнике, который будет греть воду только для нужд ГВС. Отпадает необходимость «городить огород» в виде систем водоподготовки и теплообменники у потребителей, менять водопроводные сети. Но возникает новая проблема: практически все тепловые сети надо будет переложить заново для создания выделенных трубопроводов горячего водоснабжения. Например, если сейчас тепловая сеть состоит из двух труб (подающая и обратная), то при отдельном контуре необходимо добавить еще две трубы. Кроме того, потребуется изменить конструкцию каналов сетей, т. к. при их строительстве, как правило, никто не предполагает увеличение количества «ниток» трубопроводов, и там, где в лоток уже уложено две трубы, еще две явно не поместятся. Одним словом – глобальная замена всех тепловых сетей. Кстати, а почему бы и нет? Проблема износа сетей известна, потери тепловой энергии превышают все мыслимые и немыслимые пределы – очень кстати можно будет убить одним выстрелом даже не двух, а трех-четырех зайцев. Вот только деньги на такую модернизацию вряд ли найдутся в тарифах теплоснабжающих организаций. И даже нормативный процент замены сетей (4 % в год) не решает проблемы в предписанный срок – до 2022 года. Необходимо как минимум 25 лет, и то при самом благоприятном стечении обстоятельств и помощи государственного бюджета.

ГУП СО «Облкоммунэнерго» – системообразующее предприятие коммунальной энергетики региона, которое осуществляет комплексную модернизацию ЖКХ Свердловской области. Охватывая все направления коммунального бизнеса (электросетевой бизнес, теплоснабжение, водоотведение и водоснабжение), Облкоммунэнерго системно решает вопросы развития энергетического комплекса и инженерной инфраструктуры 40 муниципальных образований Свердловской области.

© Редакция «УралПолит.Ru»

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.

Статьей 29 закона «О теплоснабжении» с 1 января 2022 года вводится прямой запрет на использование централизованных открытых систем теплоснабжения. Такое решение было вызвано исключительно необходимостью соблюдения санитарно-эпидемиологических требований к горячей воде.
В соответствии с законом «О водоснабжении и водоотведении» с руководителей муниципальных администраций и теплоснабжающих организаций временно снята ответственность за качество горячей воды в доставшихся им с прошлых времен открытых системах, но только при наличии плана мероприятий и ежегодном публичном отчете о его исполнении.
В качестве источников финансирования работ по переводу на закрытую схему обычно рассматриваются бюджет и средства, выплачиваемые жителями на капитальный ремонт, так как простые энергосервисные контракты по большинству зданий не окупаются. Задача настоящего проекта обеспечить перевод на закрытую схему теплоснабжения с минимальными затратами средств населения и бюджета. Пошаговое его исполнение включает в себя следующее.

Синхронизацию разработки схемы теплоснабжения, схемы водоснабжения, программы энергосбережения и плана мероприятий по переводу на закрытую схему.

Синхронизация позволяет минимизировать сопутствующие затраты на увеличение диаметров сетей и мощности насосов, обеспечить комплексность работ с разгрузкой технических условий на модернизацию конкретного здания, а также рассчитать изменение затрат и доходов всех эксплуатационных организаций.
План перевода на закрытую схему, в соответствии с законодательством, включается в схему теплоснабжения. В ней определяются необходимые изменения во всех элементах системы теплоснабжения, а также перечень ЦТП, которые экономически целесообразно сохранить (при их наличии).

Выделение в составе индивидуальных тепловых пунктов блоков горячего водоснабжения. Для перехода на закрытую схему необходимы только блоки ГВС. Эффекты от их установки у потребителей:

снижение платежей за горячую воду при стоимости теплоносителя выше стоимости водопроводной воды;
снижение тарифа на тепловую энергию при отключении от ЦТП (где есть ЦТП и применяется подобное тарифное решение);
повышение качества горячей воды (в большинстве случаев);
соблюдение температуры горячей воды;
снижение удельного теплосодержания при чрезмерной циркуляции или уменьшение сливов при отсутствии циркуляции;
повышение достоверности и снижение стоимости приборного учета.

Эффекты у теплоснабжающей организации:

ликвидация убытков при тарифе на теплоноситель ниже реальных затрат (что наблюдается повсеместно);
возможность получения дополнительных до- ходов от эксплуатации ИТП;
улучшение режимов в тепловых сетях с возможностью подключения новых потребителей;
повышение качества теплоносителя с уменьшением внутренней коррозии оборудования;
ликвидация большей части имеющихся ЦТП и трубопроводов горячей воды от них.

В плане перевода на закрытую схему должны быть оценены все эффекты, решены вопросы прав собственности на ИТП, разработана экономическая и юридическая модель софинансирования из разных источников, с таким распределением по времени этапов работ, которое позволяет вписываться в предельный индекс роста платежей граждан и сохранить обоснованный НВВ теплоснабжающих организаций. Фото 1. Модуль приготовления ГВС размещен под лестницей. Фото 2. Из-за стесненных условий в подвале теплообменник размещен под потолком.

Решения по блокам отопления.

В схеме теплоснабжения должна быть определена необходимость перехода на независимую схему присоединения систем отопления потребителей. Обязательность такого решения может потребоваться только в отдельных зонах и определяться исключительно проблемами с надежностью (высокое или недостаточное давление в обратном трубопроводе, переменные или неудовлетворительные гидравлические режимы в сетях, опасность гидравлических ударов). В остальных зонах может применяться насосное смешение (при графике 150/70 в сочетании с гидроэлеватором) и регулирование пропусками.

В открытых системах теплоснабжения перетопы носят массовый характер (особенно при температурном графике в сети 95/70), соответственно потребители получают существенную экономию при внедрении регулирования отопления на вводе зданий. Если установка блока с бойлером отопления окупается за счет снижения потребления тепловой энергии, то в многоквартирных домах можно использовать средства жителей (плата на капремонт, энергосервис). При отсутствии окупаемости блоки или не устанавливать, либо подобрать менее дорогое решение.

Технические решения.
Распространенные сегодня технические решения по ИТП отработаны для вновь строящихся домов, в которых сразу планируется необходимое помещение. Размещение тепловых пунктов в подвалах существующих зданий часто связано с решением проблемы подтопления или отсутствия подходяще- го помещения. Лучшим решением является применение типовых плоских блоков, размещаемых, при необходимости, даже на потолке. Это стало возможно при использовании интенсифицированных малогабаритных кожухо-трубчатых водонагревателей. При создании ИТП за счет средств теплоснабжающей организации, для решения проблемы собственности на оборудование, возможно размещение ИТП в плоском шкафу, размещаемом на стене здания.
В технических проектах обустройства ИТП должны быть решены вопросы регулирования циркуляции горячей воды, иначе, в некоторых поселениях, платежи за горячую воду после модернизации даже возрастают. Проблема накипи при высокой жесткости водопроводной воды решается путем использования вышеназванных теплообменников, обеспечиващих безнакипный режим работы за счет эффекта самоочистки.

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:

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

Грязевики (как минимум один грязевик на подаче, перед элеватором);
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.

Масляные карманы для замера температуры;
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:

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.

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:

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;
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:

Летом, вне отопительного сезона, вода циркулирует между подающим и обратным трубопроводами;
В нижней зоне температурного графика открыты две врезки на подаче. Перепад давлений между ними обеспечивается подпорной шайбой;
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.

На разогрев куба холодной воды до целевой температуры уйдет 1,1631 * (70 — 15) = 64 (с округлением) киловатт-часа электроэнергии;
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!

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».