О технике и технологиях реформы теплоэнергетики

Тарифная эпопея - не единственная болевая точка жилищно-коммунального комплекса Украины. Технические вопросы вызывают не меньшее беспокойство и в итоге выливаются потребителям в огромную сумму. В частности переход на индивидуальные тепловые пункты (ИТП), о нюансах которого и многом другом ZN.UA рассказал инженер Иван Колотило, лауреат премии Совета Министров СССР за разработку, освоение серийного производства и внедрение комплексов технических средств для экономии энергетических ресурсов.

- Иван Дмитриевич, в Украине принята программа перехода от централизованного отопления на индивидуальные тепловые пункты. Зачем? И как вы ее охарактеризуете с учетом вашего опыта?

- Основная задача ИТП: организация приготовления воды на горячее водоснабжение непосредственно у потребителя; корректировка температуры теплоносителя, поступающего в отопительную систему дома, в зависимости от температуры наружного воздуха.

Программа по переходу на ИТП требует взвешенного подхода. Необходимо рассматривать несколько альтернативных вариантов. Авторы данного проекта обязаны показать общественности обоснование такого выбора. За какое время этот проект окупится и окупится ли вообще. У меня возникают сомнения.

Переход на импортные ИТП, запрет применения элеваторов с регулируемым соплом - это вопросы для соответствующих компетентных органов. Для Украины цена вопроса не миллионы, а миллиарды гривен. Мы будем поднимать не свою экономику, а финансировать чужую.

Эта система не новая. Считалось, что применение сложных и дорогостоящих авторегулирующих устройств для снятия перегрева на каждом отопительном вводе нерентабельно. От нее уходили. Теперь предлагают все поломать и перейти к системе, существовавшей изначально.

- Новое - хорошо забытое старое?

- Практически да. К этой системе много вопросов.

В чем основной недостаток ИТП

- Обоснуйте.

- Внедрение ИТП в отдельных домах в разветвленной системе теплоснабжения усугубит финансовые проблемы предприятия, так как оно недополучит деньги от потребителя, но будет вынуждено платить за неизменившееся количество сжигаемого газа на котельных, ТЭЦ. Например, вы утеплили дом, сократили потребление тепла, то есть уменьшили расход теплоносителя на дом. То тепло, которое вы сократили в доме, перераспределится на другие дома. Вы выиграли от этого, а теплосеть понесла убытки, так как вы ей недоплатили, а расход газа на котельной не уменьшился.

- Но ведь конечная цель - благо потребителя, который за все платит, а не удобство для теплопоставщиков, которые себя не обидят…

- Практика внедрения ИТП с европейской автоматикой указывает на тенденцию их усложнения, следствием чего является их неоправданное удорожание. Во сколько обойдется эксплуатация таких систем? Могу повторить слова известного специалиста, кандидата технических наук В.Гершковича: "Это дорогостоящая игрушка в золотой упаковке". Стоимость одного ИТП на доме составляет примерно 400 тыс. грн.

Теперь об удобстве для потребителей. При переходе на ИТП в летний период не будут отключаться распределительные сети отопления. Это приведет к потерям тепла, которые в разы превысят потери в существующих распределительных сетях горячего водоснабжения (ГВС).

При переходе от ЦТП к установке в домах ИТП нагрузка на сети водопровода удвоится. В некоторых домах возникнут проблемы с подачей холодной воды, так как существующие водопроводные сети не рассчитаны на пропуск такого количества воды. Нужно будет переложить сети водопровода.

Это же можно сказать и о распределительных сетях отопления. Например, в Харькове горячая вода подается в основном от тепловых распределительных станций (ТРС). Отличие их от ЦТП в том, что к ТРС подключены целые микрорайоны, а не несколько домов. На таких станциях установлены насосы смешения, которые включаются, чтобы избежать точки излома отопительного графика и, соответственно, перегрева зданий. Это правильное решение, и ломать его не стоит.

Недостатком такой схемы является то, что организовать экономически эффективную систему рециркуляции воды ГВС в существующей схеме нереально. В отдельном доме это сделать сложно, а в десятках домов невозможно. Это доказала жизнь.

- Существует ли вариант решения этой проблемы?

- Необходимо сохранить существующую систему, оставив подающий трубопровод, а в каждом доме организовать отдельную систему рециркуляции с емкостным электробойлером. В домах с большим количеством секций нужно установить несколько таких систем. Электробойлер будет компенсировать потери тепловой энергии в рециркуляционном контуре при отсутствии потребления горячей воды (ночной период) и малых расходах (дневной). Кроме того, емкостной электробойлер будет выполнять функцию буферной емкости. В период максимального водоразбора, совпадающий с пиковым периодом в электрических сетях, электробойлер не будет включаться. При трехзонном учете электроэнергии нагревать воду электроэнергией экономически более выгодно по сравнению с нагревом воды сетевой водой. То же можно сделать и в домах, запитанных от ЦТП.

Это простейшая схема. При серийном выпуске электробойлеров с системой регулирования и управления стоимость составит в пределах 50–70 тыс. грн.

- Сумма тоже немалая для потребителей. Есть ли другие варианты?

- Не забывайте, что большая часть жилищного фонда страны построена в 70–80-е годы прошлого столетия. Задачу регулирования подачи теплоносителя в дом по температурному графику можно выполнять на элеваторах с регулируемым соплом. Мне довелось по заданию Госстроя СССР в 1980 г. проводить сравнительные испытания элеватора с регулируемым соплом в запорожских тепловых сетях немецкой фирмы "Бельц-автоматик" и насосов смешения. По результатам испытаний Госстроем СССР было принято решение о преимущественном переходе на элеваторы с регулируемым соплом, так как они имеют ряд преимуществ и в наибольшей степени подходят для наших систем. Такие элеваторы в два-три раза дешевле, при отключении электроэнергии гидравлический режим домовой системы отопления не меняется, очень надежны в работе, практически ничем не отличаются в работе от нерегулируемых элеваторов, не потребляют электроэнергию.

Важно, что от эксплуатирующего персонала требуется гидравлическая регулировка системы отопления дома, что существенно влияет на экономическую составляющую ее работы. При перепадах давления 12–15 м вод. ст. в сети коэффициент смешения составлял 4–5. Этого достаточно для системы теплоснабжения, но это является и единственным недостатком элеватора с регулируемым соплом, так как при более низких перепадах давления в сети элеватор не обеспечит соответствующий коэффициент смешения.

В системах с насосами при отключении электроэнергии происходит гидравлическая разрегулировка системы отопления дома. В первых стояках появится сетевая вода с высокой температурой, последние будут остывать. Это недопустимо. Не представляю, какие потребуются затраты на обслуживание таких систем, какие необходимо предпринять меры по их сохранности. Поэтому насосы смешения необходимо ставить там, где без них не обойтись.

В тепловых сетях Беларуси и РФ внедрены десятки тысяч элеваторов с регулируемым соплом. Потребителю дают возможность выбирать то, что больше подходит для его системы. В Украине по непонятным причинам применение элеваторов с регулируемым соплом запретили в законодательном порядке, введя соответствующую норму в ДБН.

- Какие должны рассматриваться альтернативные внедрению импортных ИТП варианты?

- Отказаться от централизованного горячего водоснабжения. Централизованное ГВС, предложенное в середине прошлого века, когда были совершенно другие технические возможности, с появлением квартирных электроводонагревателей уже неактуально, оно отслужило свое и требует нового подхода. Это не чье-то желание, это требование сегодняшнего дня. Неизбежно мы придем к этому. От централизованного горячего водоснабжения можно перейти к модульным установкам нагрева воды электроэнергией или к квартирным емкостным электробойлерам, либо и к тому и к другому.

Отказ от централизованного ГВС позволит избежать самого неэкономичного режима тепловых сетей и источников тепла (котельных, ТЭЦ) в летний период. Тепловые сети перейдут на чисто отопительный график с постоянным расходом сетевой воды, что позволит исключить перегрев зданий в теплое время отопительного сезона, являющийся практически нерешенной проблемой, из-за чего теряется до 20% тепла (2–4% от годового). Исключит расходы на обслуживание и устранение аварий в циркуляционных и распределительных сетях ГВС. Увеличится время на профилактику сетей отопления, что позволит более качественно подготовить сети к отопительному сезону. На период проведения профилактических работ в отопительных сетях не будет отключаться горячая вода, что создает для потребителей большие неудобства. Улучшится качество подаваемой воды. Потребитель будет платить за реальное потребление энергии, затраченной на подогрев воды, а не за виртуальное (расчетное). Найдут применение крышные солнечные коллекторы, использующие в летний период энергию солнца. Будет решен вопрос борьбы с бактерией Legionella.

О модульных установках горячего водоснабжения

- Что представляют собой модульные установки горячего водоснабжения?

- Модульные установки нагрева воды электроэнергией могут быть как напорные, так и безнапорные.

Емкостной напорный электробойлер в модульной установке ничем не отличается от квартирного емкостного электробойлера, кроме объема и электрической мощности. Для увеличения тепловой производительности и запасов накопленной горячей воды в многоквартирном доме несколько таких электробойлеров подключаются последовательно. Их количество зависит от тепловой нагрузки дома, теплопроизводительности, объемов баков-аккумуляторов и режимов нагрева воды по времени. В зависимости от тепловой нагрузки и возможности размещения в доме, таких установок может быть несколько. При разборе холодная вода под напором вытесняет не смешиваясь горячую воду в систему ГВС дома. Это простая схема, не требующая насосов. Нужное минимальное количество приборов и запорной аппаратуры легко собирается и монтируется по месту. Нагрев воды в таких установках происходит преимущественно в ночное время дешевой электроэнергией с понижающим коэффициентом k=0,25, поэтому цена горячей воды, нагретой электроэнергией, для потребителя будет намного ниже по сравнению с нагревом воды сетевой водой.

Безнапорные модульные установки нагрева воды электроэнергией отличаются тем, что в таких установках применяются электробойлеры открытого типа.

Система нагрева воды в безнапорных модульных установках более сложная конструктивно и в управлении, требует наличия бесшумных насосов подачи горячей воды в систему открытого водоразбора дома и скоростного электробойлера, а также более требовательна к санитарным нормам.

Основное отличие работы системы ГВС с безнапорными модульными установками от работы с напорными заключается в том, что заполнение баков-аккумуляторов электробойлеров происходит преимущественно в ночной период. Заполняя баки-аккумуляторы открытого типа в ночное время, удастся перераспределить часть холодного водоснабжения с дневного на ночной период.

При переходе от централизованного ГВС на внутридомовые напорные модульные установки в некоторых домах из-за недостаточной пропускной способности сетей водопровода могут возникнуть перебои с холодной водой. Для исключения таких режимов необходимо в домах на водопроводе устанавливать подкачивающие насосные регуляторы давления или переходить на безнапорные модульные установки нагрева воды электроэнергией.

Наличие в доме модульных установок нагрева воды электроэнергией позволит достаточно просто организовать термическую дезинфекцию трубопроводов для борьбы с Legionella, а также использовать систему солнечных крышных коллекторов.

- Расскажите подробнее о таких системах. Хотя украинцы и присматриваются к этой системе и даже испытывают солнечные модули, в их перспективность пока не верят. Отчасти из-за дороговизны.

- Нагрев воды Солнцем человек использовал со дня его существования. Сегодня наступило время новых технологий, которые совершенствуются и становятся более доступными. Коллекторами на крышах домов в европейских странах никого не удивишь. В Украине такие системы пока исключение.

Освобождаясь от нагретой воды, в емкостных бойлерах модульной установки появляется возможность в дневное время аккумулировать тепло дополнительного источника тепла, полученного в крышных солнечных коллекторах многоквартирного дома. В таком варианте емкостной электробойлер выполняет две функции - аккумулирования тепла, полученного от электроэнергии и от Солнца.

Гелиосистемы для нагрева воды многоквартирных домов строятся также по модульному принципу, что позволит поэтапно увеличивать количество солнечных коллекторов в системе, а значит, поэтапно повышать теплопроизводительность гелиосистемы и степень замещения нагрева воды солнечной энергией и, что важно, поэтапное вложение денег в развитие такой системы. Это к вопросу о дороговизне.

- Каковы перспективы перехода с горячего водоснабжения на квартирные электробойлера?

- Наиболее оптимальный вариант замены системы централизованного горячего водоснабжения - переход на квартирные емкостные электробойлеры.

Потери тепла при современных теплоизолирующих материалах в квартирном емкостном электробойлере не превышают 5–15%/сутки (0,2–0,5⁰С/час). Потери тепла в сетях многоквартирного дома с рециркуляцией, учитывая сегодняшнее состояние коммуникаций, можно принимать равными 40–50% от тепла, полученного потребителем с горячей водой.

Многие малые города и поселки в Украине, не предложив альтернативы, отключили централизованное горячее водоснабжение. Потребитель вынужденно перешел на квартирные электроводонагреватели. Это привело к другим проблемам - перегрузке внутридомовой электрической проводки, кабельных линий, трансформаторных подстанций (ТП), водопроводных сетей и, что очень важно, увеличило пиковую нагрузку энергосистемы, создало для многих потребителей неудобства. С этим нельзя не считаться.

Поэтому при отказе от централизованного ГВС необходимо учитывать все преимущества и недостатки того либо иного способа замены. В "хрущевках", где трудно разместить установки нагрева воды электроэнергией, необходимо организованно перейти на квартирные емкостные электробойлеры.

- Как это должно происходить?

- Чтобы избежать новых проблем, связанных с массовым переходом на емкостные квартирные электробойлеры, на мой взгляд, возможны два направления.

Первое: в тех домах, которые будут переходить на электробойлеры, установить в квартирах за счет государства двухзонные электросчетчики. Это позволит частично перераспределить электрическую нагрузку на ночной период. Почему за счет государства? Потому что потом ему обойдется дороже.

Второе направление: организовать в доме отдельную электрическую сеть питания и управления квартирными электробойлерами в зависимости от разрешенной нагрузки на дом и текущей электробытовой нагрузки. При этом дать возможность потребителю переключать бойлер в один из трех режимов, из которых один - "эконом". В этом режиме вода в бойлере нагревается в ночной период дешевой электроэнергией (по ночному тарифу).

Второй режим допускает включение бойлера в ночной и полупиковый период и запрещает включение бойлера в пиковый период.

Третий режим - это режим обычного квартирного электробойлера. Разница заключается в том, что и в этом режиме мощность нагрева бойлера регулируется в зависимости от допустимой нагрузки на дом, установленной электроснабжающей организацией, и текущей электробытовой нагрузки дома. При превышении допустимой нагрузки мощность квартирных бойлеров на время превышения снижается. Это может произойти на короткий срок, а небольшое снижение электрической мощности электробойлера потребитель не почувствует.

Стоимость электроэнергии, потребляемой квартирным бойлером, зависит от времени его включения по тарифным зонам. Дешевая электроэнергия в ночной период будет стимулировать потребителя переключать бойлер в эконом-режим и тем самим переносить электрическую нагрузку с пикового периода на ночной.

- Масштабные задачи. Что еще необходимо сделать в коммунальной теплоэнергетике в первую очередь?

- Продолжить утепление домов и организацию учета тепловой энергии и воды. Установка квартирных и домовых счетчиков неоправданно затянулась. Непонятно, по какой причине установка домовых счетчиков отдана тепловым сетям, которые не заинтересованы в этом, а из-под палки эта работа затянется на годы. Было бы эффективнее отдать ее независимым коммерческим организациям.

Чтобы ускорить процесс установки как домовых, так и квартирных счетчиков, необходимо дать право потребителю, по желанию, устанавливать счетчики коммерческим организациям в кредит (лизинг). Кредит должен возвращаться за счет экономии энергоресурсов. На период погашения кредита потребители продолжают платить по нормам на общий расчетный счет, а поставщикам услуг с расчетного счета по показаниям квартирного счетчика разность - на погашение кредита. В отличие от простого кредитования, этот кредит будет стимулировать потребителя экономить, так как чем меньше он будет потреблять воды (тепла), тем быстрее погасит кредит, а тогда квартирный счетчик перейдет в собственность, и с этого момента потребители начнут оплачивать по счетчику. Это ни в коем случае не ущемляет права потребителя.

То же самое при установке домового теплосчетчика. У потребителей будет выбор - ждать (неизвестно, когда теплосеть установит домовой теплосчетчик) и за это время платить по нормам или установить счетчик, автоматику для регулирования теплоносителя в кредит (лизинг), а после выплаты кредита - как показывает практика, это происходит в течение одного отопительного сезона, - оплачивать уже по счетчику.

Норма потребления горячей воды на одного человека составляет 105 л/сутки и была установлена еще в советское время. В квартирах со счетчиками горячей воды фактический средний расход на одного человека не превышает
70 л/сутки (2,1 м³/мес.).

В квартирах со счетчиками необходимо:

- установить дифференцированную оплату за потребление горячей воды: в пределах лимита - с коэффициентом 1; за превышение установленного лимита до
105 л/сутки (3,2 м³/мес.) на человека - с коэффициентом 1,25, свыше 3,2 м³/мес. На человека - с коэффициентом 1,5. До тех пор, пока государство будет дотировать стоимость энергоносителей, справедливо. Это будет стимулировать потребителя экономить;

- дополнительные средства, полученные от дифференцированной оплаты, расходовать на понижение величины коэффициента в пределах лимита, на модернизацию и восстановительный ремонт системы ГВС в домах;

- в квартирах, где не захотят устанавливать счетчики, оставить норму 105 л/сутки (3,2 м³/мес.) на человека с коэффициентом 1,25;

- внедрить в тепловых сетях автоматизированную систему коммерческого учета энергетических ресурсов (АСКУЭР). Сегодня сотни контролеров ходят по квартирам, подвалам домов и снимают показания, и это в XXI столетии (!);

- на электродвигателях, работающих в переменном режиме, внедрять преобразователи частоты;

- запретить применение квартирных счетчиков тепла ЛВ-4, которые не считают потребление тепла, когда температура воды ниже 40⁰С. А кто платит за подогрев воды с 5 до 40⁰С? Вам ответят - из бюджета тепловой сети, формируемого нашими с вами платежами. Выходит так: тот, кто не имеет возможности установить такой счетчик, платит за себя и за того, кто его установил. Счетчик ЛВ-4 разрушает экономику предприятия.

- Но ведь по нормам горячая вода должна поступать с температурой 55–60⁰С?

- Да. Нужно внедрять такие мероприятия, чтобы поступала вода с температурой в пределах установленной нормы. В первую очередь внедрять систему рециркуляции горячей воды в доме.

- Кто должен обслуживать инженерные системы дома, в том числе и систему теплоснабжения?

- На сегодняшний день наибольшие потери тепла в системе теплоснабжения у потребителя. Изношенные трубы, нарушенная изоляция трубопроводов, никто не занимается гидравлической наладкой системы дома. Этому необходимо уделять большое внимание. Поэтому обслуживание инженерных систем дома, оплату за полученную от тепловой сети тепловую энергию, а также контроль оплаты непосредственных потребителей тепловой энергии следует передать частным компаниям на конкурсной основе, разработав для этого условия и критерии отбора.

- Придут ли инвестиции в коммунальные предприятия при нынешних-то проблемах?

- Придут тогда, когда инвестор будет уверен в их возврате. В ответ на этот вопрос необходимо задать встречный вопрос: будет ли предприятие брать деньги у кредитора под 30% годовых на долгосрочные проекты, такие, как замена сетей, где окупаемость вложенных средств превышает десять лет? Безусловно, нет. Об этом все знают, выжидают, что кто-то должен решить этот вопрос.

- Если кратко, каковы основные выводы из сказанного?

- Необходимо разработать стратегию реформирования и развития коммунальной теплоэнергетики Украины на ближайшие годы, которая должна пройти публичное обсуждение и экспертную оценку. Должны быть учтены не интересы кого-то, а интересы страны и потребителей. Еще раз повторю, цена вопроса для Украины - даже не миллионы, а миллиарды гривен.