Правильная схема теплоснабжения частного дома - разработка и утверждение

В.А. Чупрынин, генеральный директор ООО «ОргКоммунЭнерго», г. Москва

Журнал «Новости теплоснабжения» № 4 (92), www.ntsn.ru

К 2010 году резко возрастет потребление газа во всех европейских странах, также в Турции и Китае. Естественно, будут увеличиваться поставки газа из России в страны Европы и Азии. Это в условиях рыночной экономики неизбежно должно вести к росту цен на топливо, а значит, и росту тарифов на теплоснабжение внутри страны. В этой связи одним из направлений государственной политики должно быть принятие мер, направленных на снижение этих последствий для населения страны.

Развитие топливно-энергетического комплекса в первой четверти XXI века будет определяться масштабами реализации энергосберегающих технологий как в энергетическом секторе, так и в других секторах экономики.

В России энергосбережение развито весьма слабо и часто энергосберегающие технологии используются не эффективно.

Подавляющее большинство систем теплоснабжения работает с большим перерасходом топлива и электроэнергии. В целом удельное потребление энергоресурсов на одного человека в России превышает среднеевропейские показатели (по теплу в 2-3 раза и по воде в 1,5-2 раза).

Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) является крупнейшим потребителем топлива и электрической энергии (более 30% от всей потребленной энергии в России), поэтому в этом секторе есть громадные резервы для экономии.

Для роста энергоэффективности и решения ряда других проблем в коммунальном секторе была проведена реформа ЖКХ. Данная реформа не только предполагает 100% оплату населением коммунальных услуг за отопление и горячее водоснабжение (ГВС), но и качественное их предоставление. Например, температура воздуха внутри отапливаемых помещений должна быть 18-20 ºС, температура воды на нужды ГВС 60 ºС.

Подавляющее большинство теплоснабжающих организаций не может предоставить качественные услуги, при этом температура воздуха внутри отапливаемых помещений, колеблется от 16 до 25 ºС, а температура горячей воды от 40 до 100 ºС, в зависимости от схемы ГВС.

Основные проблемы теплоснабжения

Можно выделить следующие основные проблемы в области теплоснабжения:

1. Возраст большинства источников тепла (ТЭЦ и котельные) больше 30 лет или приближаются к этому рубежу. Например, г. Северодвинск c самой современной промышленностью снабжается теплом от двух ТЭЦ с почтенным возрастом: одной - 30 лет, а второй - 70 лет.
2. Тепловые сети ветхие, более 70% от всех сетей, находящихся в эксплуатации, подлежат замене. Но даже очень скромный план капитального ремонта не выполняется, коммуникации стареют из года в год.
3. Потери тепла в тепловых сетях достигают 30%, т.к. из-за периодического или постоянного затопления сетей тепловая изоляция нарушена и пришла в негодность.
4. Потери тепла через «дырявые» окна составляет до 70% от общих тепловых потерь зданий.
5. В подавляющем большинстве индивидуальных и центральных тепловых пунктов отсутствует автоматика на отопление и ГВС.
6. К сожалению, централизация теплоснабжения, особенно в крупных городах, достигла такого уровня, что режимами трудно или практически невозможно управлять.
7. Подавляющее большинство систем теплоснабжения разрегулировано и обеспечение потребителей теплом и горячей водой сопряжено с большими перерасходами топлива и электроэнергии.
8. Сокращение персонала на предприятиях (как инженерного, так и рабочего) привело к тому, что системы теплоснабжения не эксплуатируются, а только поддерживается их жизнедеятельность, другими словами «латаются дыры».
9. В малых городах, наряду с указанными проблемами, очень остро ощущается недостаток квалифицированного персонала, как на руководящих должностях среднего звена, так и рабочего персонала.

О разработке программы энергосбережения в области теплоснабжения

Все выше перечисленные проблемы в теплоснабжении усугубляются ведомственной разобщенностью и корпоративными интересами, которые идут в разрез с интересами населения городов страны.

По самым скромным подсчетам только за счет разрегулировки систем теплоснабжения (а это мы считаем ключевым вопросом) в России перерасход тепла и электроэнергии за один отопительный сезон достигает гигантских размеров и в денежном выражении составляет не менее 60 млрд руб., т.е. порядка 8% от всех расходов на теплоснабжение. За счет экономии, полученной за один отопительный сезон от оптимизации режимов систем теплоснабжения по всей стране, можно практически полностью отопить потребителей Московской области. Но, к сожалению, на вопросы оптимизации режимов у теплоснабжающих организаций как раньше средств не было, так и нет теперь. Все имеющиеся средства направляются на оплату долгов, топлива, электроэнергии, а остаток на крайне необходимые ремонтные работы.

Исходя из проблем, которые присутствуют в теплоснабжении, должна быть принята государственная программа энергосбережения с государственной финансовой поддержкой. Целесообразно на решение вопросов, связанных с энергосбережением и оптимизацией режимов систем теплоснабжения, выдавать льготные кредиты с тем, чтобы в короткие сроки повысить надежность и экономичность работы систем централизованного теплоснабжения. Это достаточно выгодно потому, что окупаемость технологии оптимизации режимов работы системы теплоснабжения по оценкам ООО «ОргКоммунЭнерго» в разных городах России составляет 3 (максимум 4) мес. отопительного сезона. Конечной целью государственной программы энергосбережения должно явиться снижение себестоимости и смягчение для населения бремени оплаты коммунальных услуг.

На период реализации программы энергосбережения считаем необходимым «заморозить» тарифы или повысить их только для покрытия инфляции. Средства, которые можно будет получить от повышения экономичности систем теплоснабжения, должны направляться на реконструкцию и автоматизацию системы теплоснабжения. По мере повышения экономичности систем теплоснабжения тарифы непременно должны снижаться.

Нами выполнена оптимизация и наладка систем теплоснабжения гг. Петрозаводск, Псков, Инта, Сыктывкар и др. (всего более 80 крупных и не очень крупных городов, в которых нами достигнуты устойчивые гидравлический и тепловой режимы).

В Ярославской области нами проводились работы по оптимизации и наладке систем теплоснабжения г. Рыбинска от всех городских котельных.

Экономия топлива (энергетических ресурсов) за счет проведения работ по оптимизации режимов систем теплоснабжения в среднем составила:

Тепла в пределах 8-13% от отпущенного за отопительный сезон;

Электроэнергии в пределах 50%. В ряде систем теплоснабжения таких, как г. Электроугли Московской области и г. Питкяранта Республики Карелия, экономия электроэнергии была выше и составила около 100% от израсходованной на теплоснабжении за отопительный сезон.

Как правило, в существующих системах централизованного теплоснабжения имеют место следующие недостатки:

Источники тепла загружены нерационально: одни перегружены и работают с большим дефицитом тепла, другие недогружены и имеют значительный резерв тепловой мощности.

Тепловые сети разрегулированы. При этом располагаемые напоры у потребителей, близко расположенных к источнику тепла, избыточные, а у далеко расположенных от источников тепла - крайне недостаточные. Поэтому, у первых происходит большой перерасход топлива, у вторых - значительный недогрев и жалобы на неудовлетворительное качество теплоснабжения. Часто для оживления циркуляции через отопительные системы сетевая воды сливается в канализацию. Системы теплоснабжения работают при повышенных расходах сетевой воды, циркулирующей в тепловой сети, значительно превышающие проектные.

Имеют место повышенные тепловые потери в тепловых сетях, особенно, во внутриквартальных, из-за нарушения тепловой изоляции в связи с периодическим их затоплением паводковыми, ливневыми и канализационными водами.

Отсутствует автоматизация тепловых сетей, в т.ч.: регуляторы температуры как на отопительные системы, так и на системы горячего водостабжения. Практически отсутствует учет тепла.

О работах, проведенных ООО «ОргКоммунЭнерго»

В процессе проведения работ по оптимизации режимов, во всех городах удается сблизить интересы организаций, занимающихся выработкой, передачей и распределением тепловой энергии для более качественного и кондиционного снабжения теплом и горячей водой населения.

ООО «ОргКоммунЭнерго» проведены работы по оптимизации режимов сложнейшей многокольцевой системы теплоснабжения г. Твери, где семь источников тепла работают на одну сеть. Схема ГВС в г. Твери смешанная (открытая и закрытая), нами разработаны стратегические направления в кардинальном улучшении теплоснабжения города. Завершена разработка оптимальных режимов и уже выполнена регулировка сети от одного источника тепла (Южной котельной). Учитывая достигнутые хорошие результаты, Администрацией г. Твери принимается решение о продолжении работ по регулированию системы теплоснабжения от остальных источников тепла (см. «Новости теплоснабжения» №8, 2005 г. или на сайте: www.okenergo.ru).

Проведены энергетические обследования в системах теплоснабжения гг. Иваново, Йошкар-Ола, Северодвинск и др.

В ходе энергетических обследований этих городов было выяснено следующее:

Системы теплоснабжения указанных городов разрегулированы и работают по сниженному против проектного температурному графику отпуска тепла и при повышенных расходах сетевой воды.

В г. Йошкар-Ола работают две ТЭЦ, хотя подключенную тепловую нагрузку может обеспечить одна современная ТЭЦ (ТЭЦ-2), но при условии оптимизации гидравлического режима тепловых сетей. При этом на ТЭЦ-1 предложено оставить в работе только группу сетевых насосов в режиме насосной подкачивания, а неэкономично работающее оборудование ТЭЦ-1 должно быть выведено из работы.

В г. Северодвинске подлежит расширению угольная ТЭЦ, хотя возраст ее преклонный (более 30 лет), а ТЭЦ, работающая на мазуте, из-за дороговизны мазута должна сократить выработку тепла. В связи с этим необходимо проведение работ по разработке оптимальных как зимнего, так и летнего режимов работы тепловых сетей с перераспределением подключенных нагрузок.

За многие годы работы наша организация разработала поэтапную программу повышения экономичности систем централизованного теплоснабжения городов. В этом ключе мы и проводим работы.

1 этап - экспресс-энергетическое обследование: обследование фактического состояния оборудования и режимов всех звеньев систем теплоснабжения (источника тепла, тепловых сетей, тепловых пунктов и отопительных систем) для определения уровня эффективности системы теплоснабжения. В результате разрабатывается концепция или стратегия развития теплоснабжения города.

По результатам экспресс-обследования определяются приоритеты, т.е. очередность вложения средств для получения максимальной экономии. Это энергоаудит только в минимально необходимом виде и с минимальными затратами.

2 этап - оптимизация режима: проводится более углубленное обследование всех звеньев источника тепла. Уточняется схема сети и тепловые нагрузки. Составляется схема сети в электронном виде. Проводится разработка оптимального режима с рациональной загрузкой источников тепла или выводом из работы не рентабельных и последующим непременным внедрением разработанных режимов.

Кроме этого, разрабатываются необходимые мероприятия, выполнение которых позволяет повысить эффективность работы системы теплоснабжения в дальнейшем.

По завершению второго этапа Заказчик фактически получает «инструмент», с помощью которого он длительные годы надежно и экономично может эксплуатировать систему теплоснабжения.

3 этап - автоматизация и диспетчеризация тепловых сетей, оснащение приборами учета.

В процессе проведения этих этапов проводится ремонт сетей и оборудования источников тепла и тепловых пунктов, а также промывка отопительных систем, утепление окон и зданий.

Выводы:

В принципе в каждом городе при казалось бы общих проблемах подходы могут быть совершенно разные, но все сводится к тому, что в начале необходимо непременно выполнить квалифицированно разработку оптимальных режимов работы тепловых сетей.

Согласно сводкам, протяженность тепловых систем в России достигла отметки 185 тыс. км. Данная цифра не раскрывает полностью масштаб, разветвленность и сложностей их создания. Именно поэтому в данной статье будут затронуты вопросы, связанные с проектированием тепловых сетей и теплоснабжением населенных пунктов нашей необъятной.

Любая система теплоснабжения предназначена для отопления, ГВС и вентиляции зданий и сооружений различного характера, а также промышленных объектов. Источниками тепла, как правило, являются котельные и ТЭЦ (теплоэлектроцентрали), производящие тепловую энергию посредством сжигания углеводородов.

Основным продуктом источников тепловой энергии является пар и горячая вода, к которой предъявляются серьезные требования. Все дело в том, что при нагревании неочищенной жидкости, часть содержащихся в ней твердых частиц и минералов откладывается на стенках трубопровода и оборудования, что значительно сокращает срок их службы. Для удаления примесей практически в каждой котельной и ТЭЦ имеются пункты очистки и умягчения воды.

Любая система теплоснабжения состоит из источника тепла и транспортных систем, по которым она доставляется к потребителю. Последними считаются теплоиспользующее оборудование, работающее в инженерных системах.

На территории России наиболее распространен стальной трубопровод теплоснабжения. Кроме труб, при сооружении тепловых сетей применяют: опоры, компенсаторы температурных расширений, регулирующее, насосное оборудование, тепловые пункты.

Классификация и конструктивные особенности

Классифицируют системы поставки тепла следующим образом:

1. Децентрализованные. Доставка теплоносителя осуществляется от котельной или от внутридомового (квартирного) теплогенератора.
2. Централизованные системы теплоснабжения. Различают их четыре разновидности:
   • Междугороднее.
   • Городское.
   • Районное (в рамках района одного населенного пункта).
   • Теплоснабжение группы сооружений.

Системы теплоснабжения городов различают по:

Типу произведенного теплоносителя, который, в свою очередь, классифицируют по тепловому потенциалу: до 150°С; от 150 до 400°С; от 400°С.


Важно! Коммунально-бытовая сфера использует низкопотенциальный теплоноситель, где температура в подающем трубопроводе не превышает 150°С. а давление 1,4 МПа. Высокопотенциальный — в паровых системах используется в схемах теплоснабжения предприятий.

1. Способу производства тепла.
   • Производство тепла происходит отдельно от выработки электроэнергии.

   Одновременное получение тепловой и электроэнергии.

   Важно! Второй способ центрального теплоснабжения значительно выигрывает по экономичности. Все дело в возможности одновременного получения электричества и тепла при сжигании низкосортных углеводородов, использовать которые в котельных невозможно или крайне затруднительно.

2. Способу подачи ГВС от источника к потребителю.
   • Открытый подразумевает водоразбор на ГВС непосредственно из источника тепла.
   • При закрытом способе теплоноситель используется исключительно для нагрева воды из системы водоснабжения в специальных устройствах – бойлерах.
3. Числу трубопровода. Наибольшее распространение в России получили двухтрубные системы.
4. По способу обеспечения потребителя теплом, системы теплоснабжения городов представляют собой:
   • Конструкции, где потребитель подсоединяется непосредственно к тепловым сетям. В точке соединения расположены тепловые пункты.
   • Системы, где между производителем тепла и потребителем находятся распределительные пункты. В них исходные характеристики нагретой воды могут меняться исходя из фактического расхода тепла.

Достоинства второго способа очевидны: при размещении распределительных пунктов удается снизить первоначальные затраты благодаря сокращению использованного оборудования.

Основные схемы теплоснабжения

Сегодня в России применяют две, различающиеся по составу и конструкции схемы систем теплоснабжения.

• Первый вариант предполагает подачу нагретой воды для нужд отопления и ГВС по одним транспортным сетям. Водоразбор производится из подающей магистрали, что создает ситуацию, когда по двум веткам трубопровода протекает разный объем воды.
• По второй схеме, нагретая вода подается только на нужды отопления. Для создания ГВС применяются пункты подогрева водопроводной воды теплоносителем.

Достоинства первой схемы – дешевизна проекта (не требуются теплообменники) и эксплуатации. Недостатком являются высокие потери воды и ухудшение ее качества.

Достоинства второй – стабильная температура и качество воды, простота контроля. Недостатком является удорожание ГВС для абонентов, за счет применения и обслуживания дополнительного оборудования (бойлеров).

Важно: разработки схемы теплоснабжения города – это важнейший процесс, для обеспечения населения, промышленных и культурных объектов теплом и ГВС при минимальном воздействии на окружающую среду.

К.т.н. В.С. Пузаков, руководитель направления по развитию бизнеса в сфере энергосбережения и повышения энергоэффективности, ООО «Энсис Технологии», г. Москва

В соответствии с распоряжением Правительства РФ № 112-р 31 декабря де-юре стал последним днем прошедшего 2013 г., когда города и поселения обязаны были разработать и утвердить схемы теплоснабжения своих территорий. По нашим данным, де-факто только порядка 10% всех городов и поселений приступили к разработке схем теплоснабжения (т.е. провели торги, ведут разработку, уже разработали и утвердили схемы теплоснабжения); при этом среди городов численностью населения от 100 тыс. чел. и выше (которых в России около 160 шт.) приступили к разработке свыше 80%.

В настоящей статье мы постарались изложить свое видение ряда проблем, с которыми сталкиваются все, кто касается вопросов заказа, разработки или приемки схем теплоснабжения городов и поселений.

К истории вопроса

В.Н. Папушкин, один из ведущих российских специалистов отрасли в области разработки как схем теплоснабжения территорий, так и современных нормативно-правовых актов по разработке схем теплоснабжения, в 2007 г в серии своих публикаций с актуальным названием говорил, в частности, об истории вопроса по разработке схем теплоснабжения в советское время и постсоветский период вплоть до 2007 г .

Государство в 1942 г. создало специализированный институт «ВНИПИэнергопром» (трест «Промэнергопроект») в связи с острой необходимостью в условиях военного времени решать вопросы энергетического обеспечения предприятий в целях решения задач расширения действующих и создания новых энергоисточников . Институт «ВНИПИэнергопром» на протяжении уже более 70 лет является ведущей организацией по разработке схем теплоснабжения городов. Венцом систем жизнеобеспечения городов являются, как раз, системы теплоснабжения, которые за собой «тянут» развитие систем электроснабжения, водоснабжения и водоотведения, топливоснабжения.

Необходимо подчеркнуть, что наличие качественно разработанной схемы теплоснабжения является залогом успешного и эффективного развития территории, что ставилось во главу угла в советское время.

Коренным образом ситуация изменилась с начала 1990-х гг., и, к сожалению, не в лучшую сторону. В соответствии с данными , в период с 1991 по 2007 гг. было разработано не более 30 схем теплоснабжения городов в границах новой России. При этом эти схемы разрабатывались «вопреки», т.к. в ряде городов к власти пришли энергетики-профессионалы, которые понимали высокую значимость данного вопроса. К сожалению, часть из числа немногих этих документов в итоге легла на полку, несмотря на высокое качество их исполнения.

Активная часть профессионального сообщества добилась принятия Федерального закона «О теплоснабжении» и признания теплоснабжения как отрасли . Именно Федеральный закон от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ «О теплоснабжении» закрепил за городами и поселениями необходимость разработки схем теплоснабжения своих территорий в новых условиях. Предполагалось, что после принятия ФЗ «О теплоснабжении» в течение 3-4-х месяцев будут разработаны подзаконные нормативно-правовые акты к нему, но процесс принятия подзаконных актов растянулся на несколько лет. Напомним, что в соответствии с требованиями Федерального закона от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ «О теплоснабжения» предполагалось, что до конца 2011 г. будут разработаны схемы теплоснабжения городов и поселений, т.е. в течение почти 1,5 лет с момента принятия профильного закона. По понятным причинам в отсутствие необходимых подзаконных актов говорить о разработке схем теплоснабжения территорий было нельзя с правовой точки зрения. Тем не менее, ряд городов и поселений в основном в целях формального соответствия требованиям ФЗ «О теплоснабжения» в части наличия схемы теплоснабжения своих территорий «малой кровью» оперативно «разрабатывали» и утверждали их. Некоторые представители таких городов признавали, что на этот шаг они пошли только ради того, чтобы лишний раз «не возбуждать» интерес проверяющих органов (прокуратуры), внимание которых к теплоснабжающим организациям растет с каждым годом.

Наконец, 22.02.2012 г утверждается затем в конце того же года совместным приказом Минэнерго России и Минрегион России № 565/667 от 29.12.2012 г. утверждаются методические рекомендации по разработке схем теплоснабжения (далее - Методические рекомендации). И следом в феврале 2013 г вышло Распоряжение Правительства РФ № 112-р от 04.02.2013 г., предписывающее органам местного самоуправления (администрациям муниципальных образований) разработать и утвердить схемы теплоснабжения своих территорий до 31.12.2013 г

Разработчики нормативных документов не учли, что трудозатраты и сроки создания схемы теплоснабжения весьма существенно разнятся, например, для городов с населением 50 тыс. человек и 500 тыс. человек. В итоге, с одной стороны, у небольших городов (как правило, численностью населения до 100 тыс. чел.) и поселений появился целый год (при наличии ранее выделенных бюджетных средств на данную работу в 2013 г.), которого хватало на проведение конкурсных процедур, разработки схемы теплоснабжения в адекватные сроки и ее утверждение при условии соблюдения всех требований, предусмотренных профильными нормативно-правовыми актами, с другой стороны, в распоряжении более крупных городов оказался всего лишь год на проведение аналогичных процедур, перед которыми в сложившейся ситуации оказался выбор либо пожертвовать качеством разработки схем теплоснабжения, либо нарушить нормативные сроки, отведенные законодателями на разработку и утверждение схем теплоснабжения.

Отметим, что ряд городов и населенных пунктов приступили к разработке схем теплоснабжения сразу же после выхода в свет ПП РФ № 154, не дожидаясь утверждения Методических рекомендаций, публичное обсуждение проекта которых началось на площадке летом 2012 г. (утвержденная версия документа практически не отличается от проекта Методических рекомендаций).

Таким образом, условно считаем, что жесткие временные рамки, обусловленные требованиями законодательства, для многих городов стали первым барьером для своевременной и качественной разработки схем теплоснабжения.

О сегодняшних разработчиках схем теплоснабжения

Требования к разработчикам схем теплоснабжения. Проведенный нами анализ конкурсной документации (КД) ряда электронных торгов и открытых конкурсов на разработку схем теплоснабжения поселений и городов в 2012-2013 гг. показал, что заказчики предъявляют следующие требования к потенциальным исполнителям данного вида работ.

1. Наличие свидетельства в области энергетического обследования. Это требование в основном имело место быть в конкурсной документации ряда заказчиков в 2012 г. и в начале 2013 г.

2. Наличие свидетельства о допуске на выполнение работ в соответствии с Приказом Минрегионразвития России от 30.12.2009 г. № 624 «Об утверждении перечня видов работ по инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации, по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов капитального строительства, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства». Как правило, в торгах в 2012-2013 гг. фигурировали следующие виды работ:

■ п. 5. Работы по подготовке сведений о наружных сетях инженерно-технического обеспечения, о перечне инженерно-технических мероприятий: пп. 5.1. Работы по подготовке проектов наружных сетей теплоснабжения и их сооружений;

■ п. 13. Работы по организации подготовки проектной документации привлекаемым застройщиком или заказчиком на основании договора юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем (генеральным проектировщиком).

Реже заказчики устанавливали дополнительные требования (помимо указанных выше) на допуск к другим видам работ, среди которых:

■ п. 1. Работы по подготовке схемы планировочной организации земельного участка: пп. 1.1. Работы по подготовке генерального плана земельного участка; пп. 1.2. Работы по подготовке схемы планировочной организации трассы линейного объекта; пп. 1.3. Работы по подготовке схемы планировочной организации полосы отвода линейного сооружения;

■ п. 4. Работы по подготовке сведений о внутреннем инженерном оборудовании, внутренних сетях инженерно-технического обеспечения, о перечне инженерно-технических мероприятий: пп. 4.1. Работы по подготовке проектов внутренних инженерных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, противодымной вентиляции, теплоснабжения и холодоснабжения.

Но на основании известных нам решений УФАС Ульяновской области (по делу № 8818/03 2012 г. от 17.07.2012 г.) и УФАС Ростовской области (по делу № 21379/03 от 29.10.2013 г.) требование о наличии свидетельства в области энергетических обследований и требование о допуске на выполнение работ, в соответствии с Приказом Минрегионразвития России от 30.12.2009 г. № 624, при разработке схем теплоснабжения является неправомерным ввиду следующих ключевых обстоятельств:

Согласно Федеральному закону от 27.07.2010 г № 190-ФЗ (ред. от 25.06.2012 г) «О теплоснабжении», схема теплоснабжения - документ, содержащий предпроектные материалы по обоснованию эффективного и безопасного функционирования системы теплоснабжения, ее развития с учетом правового регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

Если условия конкурсной документации предусматривают проведение проектных работ, которые содержатся в Перечне видов работ, оказывающих влияние на безопасность объектов капитального строительства, то Заказчик вправе требовать от потенциальных исполнителей работ предоставления свидетельства о допуске к названным работам.

Другими словами, если техническим заданием не предусмотрено проведение энергетических обследований и выполнение в каком-то объеме проектных работ, то Заказчик не вправе требовать от потенциальных исполнителей наличия соответствующих свидетельств СРО.

3. Наличие лицензии ФСБ на осуществление работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну, если данное требование опять же считается обусловленным. В качестве примера приведем выдержку из ответа на запрос положений документации об открытом аукционе в электронной форме на право заключения муниципального контракта на выполнение работ по разработке схемы теплоснабжения г. Калуга на обоснованность требования по наличию у участников размещения заказа лицензии ФСБ: «В соответствии с п.п. 3, 38 Требований к схемам теплоснабжения, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 22 февраля 2012 г. № 154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения» ... электронная модель системы теплоснабжения муниципального образования «Город Калуга» должна содержать графическое представление объектов системы теплоснабжения с привязкой к топографической основе муниципального образования «Город Калуга» и с полным топологическим описанием связности объектов.

В соответствии с п. 60 Указа Президента Российской Федерации от 30.11.1995 № 1203 «Об утверждении перечня сведений, отнесенных к государственной тайне» и п. 3.4 геопространственные сведения по территории Земли «Перечня сведений подлежащих засекречиванию Министерства экономического развития и торговли Российской Федерации», утвержденного приказом Минэкономразвития России от 17.03.2008 № 01, топографическая основа в границах муниципального образования «Город Калуга» масштаба М 1:2000 с использованием М 1:500 является государственной тайной».

Помимо требований, приведенных выше, заказчики дополнительно имеют право прописывать любые квалификационные требования (в рамках критерия оценки по квалификации), среди которых, в частности, имели место быть: наличие квалифицированных кадров (инженеров, экономистов), наличие специалистов с ученой степенью (вплоть до указания номеров специальностей кандидатов и докторов наук); наличие опыта выполнения аналогичных работ (причем, часто под аналогичными работами понимают не только разработку схем теплоснабжения, но и другие работы, выполненные в сфере ЖКХ); наличие различных сертификатов (например, сертификата на соответствие требованиям национального стандарта ГОСТ Р ИСО 9001-2008, иногда без уточнения области выполнения работ и оказания услуг, на которые выдаются сертификаты такого рода); наличие лицензии на программный продукт, используемый для разработки электронной модели системы теплоснабжения и др.

Соответственно, чем слабее требования со стороны Заказчика к участникам торгов, тем больше потенциальных исполнителей «заходит» на торги (будь то открытый конкурс или электронный аукцион).

Разработчики схем теплоснабжения . До принятия ФЗ «О теплоснабжении» в 2010 г. разработкой схем теплоснабжения городов, по сути, занимался только «ВНИПИэнергопром» и его бывшие филиалы. По состоянию на сентябрь 2012 г. уже около 100 организаций заявляли о предоставлении услуг по разработке схем теплоснабжения (к указанному числу компаний относятся не только организации, которые выигрывали торги, но и организации, значащиеся среди участников торгов, и фирмы, чьи коммерческие предложения участвовали в обосновании цены).

По данным руководства НП «Российское теплоснабжение», озвученным на совещании 1 апреля 2013 г. в Госстрое России по вопросу «О текущих проблемах разработки схем теплоснабжения поселений и городских округов и рекомендациях по их решению», таких организаций в марте 2013 г. уже насчитывалось более 200 шт. Сегодня, по нашей оценке, количество фирм- разработчиков составляет более 300.

Среди новых разработчиков схем теплоснабжения сегодня числятся:

1. Энергоаудиторские фирмы , которые перепрофилировались из энергоаудиторов в «схемщиков». Причем, многие из этих компаний были созданы в период с 2010 по 2012 гг. - время проведения обязательных энергообследований в соответствии с требованиями ФЗ-261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности...» .

2. Организации, основной профиль которых связан с производством и/или поставкой теплотехнического и прочего оборудования ; фирмы, оказывающие различные профессиональные услуги в отрасли теплоснабжения (среди них, например, пусконаладка котельных, производство узлов учета тепловой энергии, промышленная безопасность и др.).

3. Относительно новые проектные организации (которые не занимались ранее разработкой схем теплоснабжения).

4. Строительно-монтажные фирмы .

5. Российские ВУЗы . Достаточно активно на рынке предлагают свои услуги по разработке схем теплоснабжения городов и поселений: ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» (в частности, разработал схему теплоснабжения го. Домодедово численностью населения около 145 тыс. чел.), ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» (в частности, разработал схему теплоснабжения г. Сызрань Самарской области численностью населения около 177 тыс. чел.). Проекты схем теплоснабжения г. Томск и г. Воронеж (сегодня находятся на рассмотрении в Минэнерго России) разработали ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» и ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет» соответственно (при этом, нам не известно проектов схем теплоснабжения других поселений и городов, в разработке которых принимали участие эти два ВУЗа).

6. Теплоснабжающие организации . В соответствии с ФЗ «О теплоснабжении» теплоснабжающие организации могут выступать заказчиками схем теплоснабжения. При этом за время розыгрыша на торгах схем теплоснабжения муниципальных образований, заказчиком которых выступали администрации городов, в некоторых случаях победителями становились местные теплоснабжающие организации (с формой собственности в виде ОАО или ООО), которые, по нашему мнению, обладают определенным конкурентным преимуществом перед остальными участниками, т.к. лучше них никто не знает ситуации в сфере теплоснабжения города, имея на руках наиболее полную информацию. По нашим данным, такие теплоснабжающие организации разработали (или разрабатывают) схемы теплоснабжения в следующих городах численностью населения свыше 100 тыс. чел.: г. Ижевск Удмуртская Республика, г. Киров Кировской области, г Ставрополь Ставропольского Края и др. Известны случаи, когда администрации городов обязывали (на основании соответствующего постановления главы города) муниципальные теплоснабжающие организации своими силами разрабатывать схемы теплоснабжения.

7. Прочие российские организации (известные нам), основной профиль которых не связан с энергетикой и теплоснабжением: фирмы, занимающиеся финансовым консалтингом (в частности, одна из них разработала схемы теплоснабжения г. Дзержинск Нижегородской области, численность населения которого около 238 тыс. чел., г. Калининград численностью населения более 441 тыс. чел.); организации, основным профилем которых является обслуживание лифтового хозяйства; бывшие коллекторские агентства и др.

Все указанные (так же как и другие) проекты схем теплоснабжения находятся в открытом доступе в сети Интернет, поэтому любопытный читатель сможет самостоятельно оценить качество проработки этих материалов.

О мотивации разработчиков схем теплоснабжения . На рынке оказания услуг по разработке схем теплоснабжения любой разработчик ориентируется на получение прибыли, но данное «обстоятельство» для одних является необходимым, но не достаточным условием, для других - необходимым и достаточным условием. Первая группа разработчиков схем теплоснабжения, которых, к сожалению, меньшинство сегодня, стремится не только заработать, но и выполнить работу качественно, дорожа своей репутацией. Вторая группа разработчиков стремится исключительно только к получению максимально возможной прибыли любой «ценой» в ущерб качеству работ, соблюдая формальные требования при разработке схем теплоснабжения (не исключаем, что такое формальное соблюдение требований обусловлено также отсутствием квалифицированных специалистов, отсутствием понимания основного назначения схемы теплоснабжения, системной важности данного документа). При этом, среди разработчиков (причем, в обеих группах) присутствуют организации, которые при разработке схем теплоснабжения закладывают в них различные «мелкие» технические решения в надежде на свое дальнейшее участие при их внедрении в ходе реализации схемы теплоснабжения на конкретной территории.

Кроме этого, прослеживается еще одна тенденция: многие работы на разработку схем теплоснабжения выигрывают местные организации (муниципального или регионального уровня по месту регистрации юридического лица).

Таким образом, отсутствие утвержденных жестких требований к разработчикам схем теплоснабжения приводит к их постоянному количественному росту, но не качественному, что оказывает влияние в итоге на выполнении работы надлежащим образом. Сравнивая сегодняшние требования к разработчикам схем теплоснабжения и организациям по проведению энергетического аудита («качество» которого многие организации-заказчики ощутили на себе), можно сделать вывод, что требования к последним являются даже более жесткими. Поэтому присутствует опасение, что качество большинства разработанных и утвержденных схем теплоснабжения городов и поселений будет сравни качеству большинства проведенных обязательных энергетических обследований.

Отметим, что определенные попытки в исправлении ситуации в части выявления как качественных, так и некачественных разработчиков схем теплоснабжения предпринимают НП «Российское теплоснабжение» и НП «Энергоэффективный город» совместно с профессиональным сообществом, которые создали реестр добросовестных разработчиков схем теплоснабжения.

Стоимость работ

Еще до начала массовой разработки схем теплоснабжения поселений и городов в 2013 г. ведущие российские эксперты заявляли , что качественная разработка схемы теплоснабжения города или поселения возможна при удельной стоимости работ около 100 руб. на одного жителя; соответственно, при численности города 100 тыс. чел. стоимость разработки схемы теплоснабжения должна составлять порядка 10 млн руб.

На текущий момент нам не известен современный утвержденный нормативный документ, который бы однозначно регламентировал определение сметной стоимости работ на разработку схем теплоснабжения.

В этой ситуации заказчики выбирают один из следующих способов определения начальной (максимальной) стоимости работ перед проведением торгов:

1. Обоснование начальной (максимальной) цены путем сопоставления коммерческих предложений фирм-разработчиков схем теплоснабжения или путем метода аналогов.

2. Сметный расчет. Проведенный нами анализ значительного числа торгов на разработку схем теплоснабжения показал, что в ряде случаев сметная стоимость формируется на основании:

«Методики определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации (МДС 81-35.2004)» Госстроя России;

Прейскуранта № 26-05-204-01 «Оптовые цены» на капитальный ремонт и пусконаладочные работы, выполняемые предприятиями Минжилкомхоза РСФСР, часть III, книга вторая (с учетом индекса изменения сметной стоимости проектных работ по письму Минрегиона России №4122-ИП/08 от 28.02.2012 г.);

Сборника цен на проектные работы (раздел 40) к уровню цен 1991 г., согласно письма Минрегиона России № 16568-СК/08 от 09.07.2008 г.;

Справочник базовых цен на проектные работы для строительства. Объекты энергетики (утв. Приказом ОАО РАО «ЕЭС России» № 39 от 10.02.2003 г.).

Приведем пример . В одном из достаточно крупных городов численностью свыше 400 тыс. чел. обоснование начальной (максимальной) цены происходило по следующему сценарию: сначала начальная (максимальная) цена определялась по методу аналогов, затем по сметно-нормативному методу, но полученная средняя величина превышала объем выделенных бюджетных средств, поэтому в итоге на основании письма Заказчика начальная (максимальная) стоимость работ была объявлена на уровне предусмотренной в бюджете администрации городского округа денежной суммы.

Проведенный специалистами портала «Энергоэффективное сообщество» в середине 2013 г обзор госзакупок на разработку схем теплоснабжения показал , что для заявленных тендеров на портале госзакупок (www.zakupki.gov.ru) за 1-й квартал 2013 г. указанный принцип формирования начальной цены не выполняется в полной мере - удельные цены разнятся более чем в 4 раза (см. рис. 1).

Причем, численность населения городов, представленных на рис. 1, существенно разнится: от 14,9 тыс. чел. (г. Венёв Тульской области) до 1 млн чел. (г. Воронеж).

Стоит отметить, что в ходе проведения электронных аукционов, где определяющим показателем является наименьшая цена, отдельные участники торгов «падают» в цене до 10 раз. Нам известны случаи, когда эти «дешевые» участники, выигрывая таким образом электронные аукционы, обращались впоследствии к другим участникам этих торгов, которые раньше «вышли из игры» по причине невозможности дальнейшего снижения своей стоимости работ (понимая их реальную стоимость), с предложением выполнить работу на условиях субподряда, которые являются еще более кабальными по сравнению с финальной стоимостью электронных торгов!

Таким образом, начальная удельная стоимость работ на разработку схем теплоснабжения различных городов и поселений отличается в разы, при этом в ходе проведения торгов снижение стоимости работ достигает 10 раз. Данное обстоятельство, в первую очередь, обусловлено наличием на рынке большого количества фирм-разработчиков (число которых постоянно увеличивается), не имеющих опыта разработки схем теплоснабжения и, возможно, не представляющих объема реальных трудозатрат для получения качественной работы.

На ошибках учатся?

В ходе проведения совещания в Госстрое России 1 апреля 2013 г. по вопросу «О текущих проблемах разработки схем теплоснабжения поселений и городских округов и рекомендациях по их решению», в частности, представителями ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» и НП «Энергоэффективный город» по результатам проведенного ими выборочного анализа содержания 200 утвержденных схем теплоснабжения по 10 из 57 субъектов озвучивались ключевые ошибки, которые допускают разработчики схем теплоснабжения , среди которых:

■ Необоснованные завышения объемов перспективной застройки в градостроительных планах, которые не подтверждаются ни реальным строительством, ни ростом численности населения, и которые принимаются разработчиками схем теплоснабжения как должное с соответствующим завышением тепловой нагрузки, что в итоге приводит к излишним инвестициям на необоснованное увеличение мощности инженерных систем и, соответственно, к росту тарифов;

■ Нарушение органами местного самоуправления требований действующего законодательства в части проведения процедур по утверждению схем теплоснабжения.

Хочется продолжить этот перечень ключевых ошибок, с которыми нам приходится сталкиваться при ознакомлении с проектами схем теплоснабжения (или уже с утвержденными схемами) различных городов (численностью населения от 100 тыс. чел. и выше):

■ В материалах схем теплоснабжения отсутствуют отдельные книги/тома (в основном, по надежности систем теплоснабжения, по балансам тепловой энергии и теплоносителя и др.), а в ряде присутствующих (порой формально) книгах отсутствуют отдельные разделы, необходимость наличия которых обусловлена ПП РФ №154;

■ В схему теплоснабжения без обоснования полностью закладывается инвестиционная программа теплоснабжающей организации, при этом схема превращается в расширенный вариант инвестиционной программы;

■ Возникающий в перспективе (в отдельные годы прогнозного периода) дефицит тепловой мощности никак не покрывается;

■ При оценке перспективной тепловой нагрузки не принимаются в расчет современные требования по повышению энергоэффективности зданий (например, Приказ Минрегиона № 262 от 26.05.2010 г.), что приводит к завышению нагрузки;

■ В схемах теплоснабжения рассматривается только один сценарий развития на базе ГенПлана развития территории (соответственно, отсутствует мастер-план с проработкой минимум трех сценариев развития систем теплоснабжения);

■ Отсутствуют какие-либо предпроектные проработки по обоснованию использования комбинированных источников энергии, наличие которых обусловлено требованиями ПП РФ № 154, даже при наличии таких источников энергии (ГРЭС, ТЭЦ, АЭС) в границах рассматриваемого или соседнего муниципального образования;

■ В схемах теплоснабжения делается акцент на внедрение конкретных «мелких» технических решений, что не является задачей схемы теплоснабжения;

■ Электронная модель создается только для существующей системы теплоснабжения, но данный инструмент не используется для моделирования перспективных решений, закладываемых «на бумаге» в схему теплоснабжения;

■ Отсутствуют тарифно-балансовые последствия по предлагаемым вариантам развития систем теплоснабжения на расчетный период действия схемы теплоснабжения.

Таким образом, большинство проанализированных нами схем теплоснабжения городов численностью населения от 100 тыс. чел. и выше не отвечает требованиям ПП РФ № 154 (и Методическим рекомендациям) как по формальным признакам, так и по содержанию.

Об электронном моделировании как неотъемлемом инструменте разработки схем теплоснабжения

На сегодняшний день на рынке наибольшее распространение получили четыре программных продукта, которые используют в своей работе разработчики схем теплоснабжения, среди них:

■ Zulu (ООО «Политерм», г Санкт-Петербург) ;

■ CityCom (ООО «ИВЦ «Поток», г. Москва) ;

■ ТеплоЭксперт (ООО НПП «Теплотэкс», г. Иваново) ;

■ СКФ-99 (ООО «Конструкторское бюро комплексных систем», г. Омск) .

При этом разработка электронной модели системы теплоснабжения является необходимым, но не достаточным условием для разработки схемы теплоснабжения. Часто от потенциальных заказчиков и «новых» разработчиков схем теплоснабжения приходится слышать, что целью разработки схемы теплоснабжения является именно создание электронной модели. Повторимся, процитировав одного из классиков современной отрасли теплоснабжения : «Создание электронной модели системы теплоснабжения является мощным инструментом для моделирования системы в состоянии «как есть» и в состоянии «как будет» в зависимости от тех перспективных сценариев развития, которые в нее «зашиваются».

Напомним, что в соответствии с требованиями ПП РФ № 154 разработка электронной модели систем теплоснабжения в обязательном порядке предусмотрена для городов численностью населения от 100 тыс. чел. и выше, разработка электронной модели систем теплоснабжения для городов и поселений численностью населения от 10 до 100 тыс. чел. носит рекомендательный характер, и право выбора остается за муниципальными образованиями. При этом некоторые разработчики при создании схем теплоснабжения для городов и поселений численностью до 100 тыс. чел. даже в отсутствие требований на разработку электронной модели в техническом задании идут на создание такой модели «для себя», чтобы получить инструмент моделирования работы системы теплоснабжения для использования в повседневной работе теплоснабжающих организаций.

Таким образом, электронная модель (инструмент моделирования) является одной из основных составляющих схемы теплоснабжения, но не самой схемой теплоснабжения как иногда бытует мнение среди отдельных заказчиков и «новых» разработчиков.

А как у них

За рубежом нет понятия «схема теплоснабжения», в основном используется более широкое , составной частью которого и является схема теплоснабжения.

Если обратиться к опыту зарубежных законодателей моды в сфере теплоснабжения, таких как Дания, например, то в этой стране история энергетического планирования длится уже около 40 лет (к сожалению, в России за последние четверть века отдельные подходы энергетического планирования были утрачены). В секторе теплоснабжения Дании используется принцип районирования по плотности нагрузки, при этом нет конкуренции между системами индивидуального отопления на газу (децентрализованным теплообеспечением) и системами централизованного теплоснабжения (ЦТ) (смотрят только на плотность нагрузки и, исходя из этого, выбирают ту или иную систему).

Плотность застройки делится следующим образом: индивидуальное отопление (на различных видах топлива за исключением природного газа) - меньше 20 МВт/км 2 ; индивидуальное отопление на газу - больше 20 МВт/км 2 ; системы ЦТ - больше 30-45 МВт/км 2 . Электроотопление в стране категорически запрещено (хотя еще осталось, в виде исключения, несколько домов, которые отапливаются электрокотлами).

Приоритет по загрузке источников теплоснабжения в Дании следующий: в первую очередь загружаются все источники по сжиганию отходов и утилизации тепловой энергии от промышленных сбросов, затем загружаются ТЭЦ (которые работают по утвержденным температурным графикам), сжигающие ископаемые виды топлива, и только потом - пиковые котлы.

В Дании имеется Национальная система планирования теплоснабжения. Муниципалитеты обязаны планировать развитие систем теплоснабжения (но не обязаны создавать эти системы).

Проект также могут инициировать и потребители, и газовики, но те и другие должны доказать социальную и экономическую пользу своего решения (выбора) для общества, при этом все обсуждается открыто.

Плата за подключение к сетям ЦТ существует, хотя многие компании подключают потребителей за собственные средства. На основании существующих требований энергетического планирования ведется целенаправленное подключение «старых» зданий (с другой системой теплообеспечения) к сетям ЦТ, за исключением тех случаев, когда здание на 50% и выше потребляемой мощности получает от возобновляемых источников энергии.

Возвращаясь к вопросу загрузки источников энергии, отметим, что во Франции при выработке тепловой энергии сначала загружаются источники по сжиганию мусора (сегодня в Париже, например, действуют три мусоросжигательных завода), затем источники на угле, природном газе и только потом на мазуте (т.е. идут от самого дешевого вида топлива к самому дорогому).

Аналогичная ситуация по приоритету загрузки источников энергии наблюдается и в Швеции. Пример Швеции дополнительно показателен тем, что более чем за 20 лет стране удалось значительно диверсифицировать свой топливный баланс и практически полностью отказаться от использования ископаемых видов топлива, что наглядно видно из рис. 2.

Стоит отметить, что в соответствии с требованиями одной из последних Директив ЕС в странах Европейского Союза запрещено новое строительство котельных, сжигающих ископаемые виды топлива; разрешено только строительство комбинированных источников энергии, сжигающих ископаемые виды топлива, строительство источников на базе ВИЭ и альтернативных видах топлива, и установка тепловых насосов.

Из приведенных данных видно, что большинство из современных зарубежных подходов (за исключением запрета на строительство котельных, работающих на ископаемых видах топлива), в общем-то, заложено в ПП РФ № 154 и Методических рекомендациях, добросовестное исполнение которых позволит в рамках разработки схем теплоснабжения прийти к получению одного из основных системных эффектов - экономии ископаемых видов топлива.

Если обратиться к опыту наших ближайших соседей, то Украина, в отличие от России, уже прошла путь по разработке схем теплоснабжения. По данным одного из ведущих украинских экспертов В.А. Степаненко , на Украине 8 лет назад началась разработка схем теплоснабжения в новых сложившихся условиях. Если говорить о секторе централизованного теплоснабжения Украины, то с 1990 г. потребление природного газа в нем упало более чем в 2 раза (8,5 млрд м 3 в 2010 г. против 19,2 млрд м 3 в 1990 г.) по причине потери почти 60% рынка теплоснабжающими организациями с переходом большей части населения на менее эффективные источники теплоснабжения - децентрализованные. Тарифы на природный газ для теплоснабжающих организаций и для населения разнятся в 2,5-3 раза. Из более чем 450 городов Украины только в 20 из них сохранились системы горячего водоснабжения !

В этих условиях МинЖКХ Украины сделало масштабную попытку и обязало все города страны в обязательном порядке провести разработку схем теплоснабжения. Как признает В.А. Степаненко, к сожалению, приказ был отдан правильный, но организация, которая разрабатывала методические рекомендации, взяла за основу инструкцию Госстроя 1980-гг. для городов с населением не более 20 тыс. чел. В течение 5 лет несколько десятков организаций выполняло разработку схем теплоснабжения городов Украины. По состоянию на декабрь 2012 г., из более чем 450 населенных пунктов в 240 из них работы были выполнены. Исполкомы утвердили эти схемы теплоснабжения, в Госреестр вошло чуть больше 150 схем, но в итоге все они легли на полку, т.к. ни одна из них не реализуется по причине отсутствия инвестиций. Прежде всего, в стране полностью отсутствует централизованное финансирование, что было основой в схемах теплоснабжения при СССР. Эти новые схемы теплоснабжения делались по старинке и не содержали никаких инвестиционных обоснований.

Таким образом, за рубежом схемы теплоснабжения (или их аналог) являются неотъемлемой составной частью энергетического планирования территорий (несмотря на отсутствие/присутствие самого понятия «схема теплоснабжения»).

О позиции заказчиков схем теплоснабжения

Часто от заказчиков приходится слышать, что схема теплоснабжения нужна им, чтобы в итоге получить финансирование из Федерального бюджета. Данное желание понятно, т.к. муниципальные образования всегда пытаются изыскивать дополнительные денежные средства на развитие своих территорий. При этом нужно понимать, что только при наличии качественно разработанной схемы теплоснабжения (а также схемы водоснабжения и водоотведения и др.) возможно финансирование из Федерального бюджета, о чем сегодня идет речь в профильных министерствах.

Иногда заказчики задают вопрос: зачем нам нужна схема теплоснабжения, если у нас есть утвержденный ГенПлан, в котором «проработаны» разделы по инженерным коммуникациям.

Отметим, что уже в ходе прохождения осенне-зимнего периода 2013-2014 гг. при возникновении серьезных технологических отказов или аварий в работе систем теплоснабжения городов «разбор полетов» по причинам их возникновения и ликвидации поднимался на уровень профильного министерства в субъекте РФ, где одним из критериев оценки качества работы органов местного самоуправления является наличие разработанной и утвержденной схемы теплоснабжения муниципального образования. Таким образом, возникает своего рода дополнительный контроль со стороны региональных властей. При этом, внимание должностных лиц, ответственных за вопросы теплоснабжения в таком муниципальном образовании, сильно возрастает к утвержденной схеме теплоснабжения (разработчикам начинают задаваться новые вопросы). Искренне не хочется, чтобы только после возникновения нештатных ситуаций, когда могут «полететь головы», должностные лица приходили к пониманию важности самой схемы теплоснабжения как системного документа, влияющего на дальнейшее развитие территории.

Для повышения качества схем теплоснабжения на федеральном уровне было решено обучить будущих заказчиков требованиям к схемам. В результате появилось поручение заместителя председателя Правительства РФ Д.Н. Козака от 12.02.2013 г. № ДК-П9-850, согласно которому Минэнерго России, Минрегиону России совместно с органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации в 1-м и 2-м кварталах 2013 г. необходимо было провести обучение основам разработки схем теплоснабжения поселений и городских округов соответствующих специалистов органов местного самоуправления, попадающих под обязательное требование разработки схем теплоснабжения.

По имеющимся у нас данным, за 2-й квартал 2013 г. курсы повышения квалификации по программе «Основы разработки схем теплоснабжения поселений и городских округов», организованными ФГАОУ ДПО «ИПК ТЭК» Минэнерго России, прошло не более 50 чел., и организованными ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ» - не более 200 чел. Таким образом, по линии Минэнерго России и Минрегиона России было обучено около 250 чел. в России, среди которых должностные лица муниципальных образований, теплоснабжающих организаций и представители «новых» разработчиков схем теплоснабжения.

Кроме этого, ряд субъектов РФ (по нашим данным, таких субъектов было более 10 шт.) собственными силами организовали и провели обучение специалистов органов местного самоуправления, которое в общей сложности в каждом из регионов прошло от 10 до 100 человек.

Таким образом, за 2013 г. во исполнение поручения заместителя председателя Правительства РФ Д.Н. Козака от 12.02.2013 г № ДК-П9-850 по линии Минэнерго России и Минрегиона России курсы повышения квалификации по программе «Основы разработки схем теплоснабжения поселений и городских округов» прошло около 250 чел. в России, а в каждом из известных нам субъектов РФ обучение прошли в общей сложности от 10 до 100 специалистов органов местного самоуправления, теплоснабжающих организаций и, что интересно, фирм-разработчиков схем теплоснабжения.

Федеральный фильтр

Напомним, что в соответствии с требованиями ПП РФ № 154 схемы теплоснабжения городов численностью населения от 500 тыс. чел. и выше (которых в общей сложности 37 шт.) проходят экспертизу и утверждение в Министерстве энергетики РФ.

Так, в течение 2013 г. и начале 2014 г. Минэнерго России были утверждены схемы теплоснабжения Новосибирска, Ярославля, Иркутска, Нижнего Новгорода, Саратова, Екатеринбурга, Перми и Набережных Челнов.

По нашим данным, по состоянию на конец декабря 2013 г. в Минэнерго России также поступили на рассмотрение схемы теплоснабжения г. Ростов-на-Дону, г. Томска и г. Воронеж.

Кроме этого, Минэнерго России в ноябре 2013 г. провело открытый конкурс на выполнение научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы

Введение

Стратегическим направлением развития теплоснабжения в Республике Беларусь должно стать: увеличение доли комбинированной выработки тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), как наиболее эффективного способа использования топлива; создание условий, когда потребитель тепла будет иметь возможность самостоятельно определять и устанавливать величину его потребления.

Для реализации этого направления в первую очередь необходимо определить место теплофикации в общей структуре энергетики республики. Большинство руководителей областных энергосистем, сталкиваясь с проблемами, связанными с теплоснабжением готовы избавиться от тепловых сетей, которые являются неотъемлемой частью системы теплоснабжения. Тепловые сети – это средство производства, без которого продукт называемый: «тепловой энергией» не является таковым. Тепловая энергия, как и электрическая, приобретает свойства товара в момент её потребления.

Разделение электроэнергетики по видам деятельности только на генерацию; передачу; сбыт и распределение электроэнергии, как это было предложено в первой редакции «Проекта реформирования электроэнергетического комплекса Республики Беларусь» без учёта имеющейся в республике теплоэнергетики стратегически неоправданно по следующим причинам:

Себестоимость электроэнергии на конденсационных электростанциях (КЭС) и теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) значительно отличаются ввиду более эффективной работы последних за счёт комбинированной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. В связи с этим создание электрогенерирующей компании на основе только КЭС не позволит создать условия для конкуренции. ТЭЦ по отношению к КЭС вне конкуренции. Создание электрогенерирующей компании смешанного типа, включающей в себя и КЭС и крупные ТЭЦ – не изменяет по сути теперешнего состояния. Произойдёт лишь формальное переподчинение электростанций.

В республике более половины установленной мощности электрогенерирующих мощностей находятся в составе ТЭЦ. Две трети тепловой мощности сосредоточено также на ТЭЦ, которая в настоящее время во многих случаях оказалась невостребованной. При этом в регионе обслуживания теплом от ТЭЦ продолжают работать котельные.

Отделение ТЭЦ от систем распределения тепловой энергии приведёт к постепенному отказу от их использования в качестве основного теплоисточника, что приведёт к утере основного принципа теплофикации – комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

Кроме того, отделение ТЭЦ от единственного средства продажи своей продукции – тепловых сетей приведёт к ещё менее качественному уровню эксплуатации их, а в условиях, когда ТЭЦ, тепловые сети, потребительские системы работают в единой технологической схеме, последует ухудшение качества сетевой воды и её перерасход. Это в свою очередь повлечёт ухудшение условий эксплуатации ТЭЦ и дополнительным потерям.

В связи с этим, предлагается создание в республике двух электрогенерирующих компаний, отличающихся друг от друга составом электрогенерирующих мощностей – «Генерация» (в составе только КЭС) и «Теплоэнергетика» (в составе ТЭЦ, тепловые сети и котельные). При этом появляются два производителя электроэнергии, каждый из которых будут иметь свою «экономику», свои принципы и требования диспетчерского управления, свою себестоимость и состав продукции, свою роль в решении задач обеспечения потребителей электроэнергией и теплом.

До тех пор, пока будет искусственное деление систем теплоснабжения на «большую» и «малую» (или коммунальную) энергетику, пока тепловая энергия будет рассматриваться как побочный продукт, пока не будет единого органа государственного управления отвечающего за эффективную работу систем централизованного теплоснабжения невозможно организовать эффективное управление этим важным сектором экономики. Не имея эффективного управления, невозможно обеспечить эффективную его работу.

Итак, централизованное теплоснабжение как система состоит из неразрывно связанных друг с другом элементов:

Источников тепловой энергии;

Тепловых сетей;

Центральных тепловых пунктов (ЦТП);

Абонентских тепловых пунктов (АТП);

Потребительских систем.

Существующая в республике система централизованного теплоснабжения является в основном «зависимой». Т.е. вода – теплоноситель, которая передаёт потребителю тепловую энергию, полученную при сжигании топлива на теплоисточнике, циркулирует в едином контуре технологической цепочки теплоисточник – тепловая сеть – тепловой пункт – потребитель – теплоисточник. Эта система характеризуется рядом существенных недостатков влияющих на эффективность и надёжность её работы. А именно:

Неплотности в теплообменном оборудовании центральных тепловых пунктов (ЦТП), предназначенных для подогрева воды горячего водоснабжения, приводят к утечкам теплоносителя, попаданию сырой, с большим солесодержанием воды в теплоноситель и, как следствие, отложение накипи в котлах и на теплообменном оборудовании теплоисточника, в результате – происходит ухудшение теплообмена.

Техническая сложность, а в основном невозможность работы нескольких источников тепла параллельно на единую сеть.

Сложность локализации аварийных ситуаций – когда порыв трубопровода теплосети у какого–либо потребителя может привести к останову теплоисточника и прекращению теплоснабжения всех потребителей тепла от него.

Прежде чем пытаться создать рыночные отношения в теплофикации необходимо сначала привести технологическую составляющую системы теплоснабжения к эффективно работающей. Потребуется вложение значительных средств. Как можно финансировать работы по модернизации элементов системы теплоснабжения не имея их у себя на балансе? При нынешнем состоянии тепловых сетей и тепловых пунктов нет способа создать побудительный мотив для их владельцев вложить средства в модернизацию. Поэтому логично было бы теплоснабжающей организации взять на себя решение этой проблемы.

Учитывая традиционно сложившуюся в республике систему присоединения потребителей тепла по «зависимой» схеме подключения к тепловым сетям и недостатки характерные для неё, необходимо принять решение о передаче на баланс всех элементов технологической схемы теплоснабжения одному владельцу – владельцу теплоисточника. Это позволит предусмотреть в тарифах на тепловую энергию затраты на эксплуатацию и развитие системы теплоснабжения в целом и будет способствовать эффективному и надёжному её функционированию. Это даст возможность организовать эффективное управление этой системой.

Поэтому необходимо пройти три этапа совершенствования систем централизованного теплоснабжения.

Первый этап, характеризуется жёстким государственным регулированием взаимоотношений в области теплоснабжения и должен предусматривать:

Передачу функций управления теплоснабжением в республике одному государственному органу управления.

Разработку и реализацию организационных, экономических, нормативных и технических мероприятий направленных на создание структуры управления теплоснабжением и обеспечивающих надёжное и эффективное его функционирование.

Выполнение технико–экономических расчётов для определения перспективных тепловых нагрузок по регионам республики и оценка финансовых потребностей для организации их обеспечения.

Второй этап, характеризуется значительными финансовыми затратами, государственным контролем за ходом развития теплоснабжения и должен предусматривать:

Планомерное создание теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) новых и на основе действующих котельных в соответствии с разработанными схемами теплоснабжения населённых пунктов.

Планомерный вывод из эксплуатации неэффективных котельных с переключением тепловых нагрузок на вновь создаваемые и действующие ТЭЦ.

Планомерная реконструкция схем тепловых сетей и тепловых пунктов с целью разделения контуров циркуляции теплоносителя и улучшения гидравлических характеристик систем теплоснабжения.

Третий этап, характеризуется либерализацией отношений в области теплоснабжения, завершением создания экономических условий для саморазвития систем теплоснабжения, их реструктуризации и создания рыночных условий их функционирования.

Таким образом, необходимо сначала создать в республике единую, организованную, надёжную и эффективно работающую структуру теплоснабжения, обеспечив её функционирование соответствующей нормативно-правовой базой, провести её техническую модернизацию и создать, таким образом, предпосылки для её саморазвития в условиях рыночных отношений.

Предлагаются следующие основные принципы развития централизованного теплоснабжения республики:

Развитие источников тепловой энергии должно осуществляться на основе теплоэлектроцентралей, как существующих, так и вновь создаваемых, в том числе на основе действующих котельных.

Условием эффективной и надёжной работы систем теплоснабжения является обеспечение неизменности и постоянства температурного графика работы теплосети, характеристика которого должна быть обоснована для каждого города. Изменение характеристик температурного графика возможно только при значительном изменении системы теплоснабжения. Допускается изменение характеристик температурного графика в случае ограничения поставок топлива в республику, на период этого ограничения.

Развитие систем теплоснабжения городов должно осуществляться на основе схем теплоснабжения, которые необходимо разрабатывать и своевременно корректировать для всех населённых пунктов, имеющих системы централизованного теплоснабжения.

При разработке схем теплоснабжения не предусматривать строительство новых и расширение действующих котельных, использующих в качестве топлива природный газ, топочный мазут или уголь. Покрытие дефицита тепловой энергии осуществлять на основе: развития ТЭЦ; котельных, работающих на местных видах топлива или отходах производства; установок по использованию вторичных энергоресурсов.

При выборе мощности крупных и малых ТЭЦ определять оптимальное её соотношение тепловой и электрической составляющих с целью максимального использования оборудования, работающего по теплофикационному циклу, с учётом его неравномерности в отопительный и межотопительный период.

По мере сокращения потерь теплоносителя планомерно улучшать качество сетевой воды, используя современные методы её подготовки.

На каждом теплоисточнике предусматривать систему аккумулирования тепла для возможности сглаживания неравномерности его потребления в течение суток.

При новом строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей применять предварительно теплогидроизолированные пенополиуретаном и защитной полиэтиленовой оболочкой трубопроводные системы для безканальной прокладки (ПИ трубы). Расчёты показывают, что теплотрасса, работающая в сухом, ни разу не залитом водой канале имеет потери тепла не выше чем предизолированная. Находясь в сухом канале, она не повреждена наружной коррозией и если нет внутренней коррозии, она может проработать ещё 50 лет. Вне зависимости от возраста теплосети необходимо менять на предизолированные только те участки, которые подвержены воздействию коррозии. Кроме того, можно принять за правило тот факт, что повреждённые наружной коррозией тепловые сети имеют наибольшие потери тепла, так как теплоизоляция их увлажнена или нарушена. Меняя их на новые, предизолированные мы решаем две проблемы: надёжности и эффективности работы тепловых сетей.

При новом строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей применять сильфонные компенсаторы и шаровую запорную арматуру. Разработать программы замены на действующих тепловых сетях сальниковых компенсаторов сильфонными, традиционной запорной арматуры на шаровую.

Предусматривать в тарифах на тепловую энергию затраты на компенсацию фактических тепловых потерь, разработав при этом программу по их снижению с соответствующей ежегодной корректировкой тарифов. Тепловые потери в теплосетях вызваны плохой теплоизоляцией трубопроводов и утечками теплоносителя. Необходимо определить и признать истинные потери тепла в тепловых сетях. Отказ от учета в тарифах фактических потерь не приводит к тому, что они становятся меньше, и даже наоборот приводят к их увеличению из-за недофинансирования ремонтных работ. При этом надо иметь ввиду, что уровень тепловых потерь в магистральных и распределительных сетях существенно различны. Техническое состояние магистральных сетей, как правило, значительно лучше. Кроме того, суммарная поверхность магистральных сетей, через которую теряется тепловая энергия, значительно меньше поверхности намного более разветвлённых и протяжённых распределительных сетей. Поэтому на магистральные сети приходится в несколько раз меньшая доля тепловых потерь по сравнению с распределительными.

При разработке схем теплоснабжения предусматривать теплообменные пункты для разделения контуров циркуляции источников тепла, магистральной и распределительной сети, потребителей. В настоящее время источники тепла работают на собственную распределительную тепловую сеть. Как правило, имеются места соединения тепловых сетей, работающих от различных источников тепла. Однако работать параллельно на объединённую тепловую сеть они не могут по условиям несогласованности гидравлических характеристик. Сейчас имеется возможность создания мощных (15, 20 МВт и более) теплообменных пунктов на основе пластинчатых или спиралетрубных теплообменных аппаратов, которые характеризуются малыми габаритами, небольшой металлоёмкостью при высокой эффективности работы.

Подключение к тепловой сети новых потребителей осуществлять через индивидуальные тепловые пункты (ИТП) по «независимой» схеме, оборудованные средствами автоматического регулирования потребления тепла и его учетом.

Отказаться при новом строительстве от применения центральных тепловых пунктов (ЦТП). Планомерно, при необходимости капитального ремонта ЦТП или квартальных сетей ликвидировать их, установив у потребителей индивидуальные тепловые пункты.

Для реализации стратегического направления развития необходимо:

Разработать «Концепцию развития централизованного теплоснабжения Республики Беларусь на период до 2015 года», которая обозначила бы конкретные цели развития, способы их достижения и являлась бы моделью системы управления теплоснабжением.

Основной задачей концепции теплоснабжения должна быть разработка алгоритмов обеспечения работы систем теплоснабжения республики в условиях рыночной экономики.

1 Исходные данные

Для заданного города принимают климатологические данные в соответствии с источником или по приложению 1. Данные сводят в таблицу 1.

Таблица 1 -Климатологические данные

2 Описание системы теплоснабжения и основные проектные решения

По заданию необходимо разработать систему теплоснабжения для жилого района г.Верхнедвинска. Жилой район состоит из школы, двух 5-ти этажных жилых дома, 3-ех этажного жилого дома и общежития. Потребителями теплоты в жилых домах являются системы отопления и горячего водоснабжения, для общежития системы ото­пления, вентиляции и горячего водоснабжения. По заданию система тепло­снабжения закрытая, двухтрубная. В закрытой системе теплоснабжения во­да из тепловой сети является теплоносителем для подогрева холодной водо­проводной воды в подогревателях поверхностного типа для нужд горячего водоснабжения. Так как система двухтрубная, то в тепловом пункте каждо­го здания устанавливаем водоводяной секционный подогреватель. Марка подогревателя и количество секций для каждого здания определяется расче­том. В курсовом проекте приведен расчет основного оборудования теплово­го пункта №3.

Тепловой пункт представляют собой узел подключения потребителя тепловой энергии к тепловым сетям и предназначены для подготовки теплоносителя, регулирования его параметров пе­ред подачей в местную систему, а также для учета потребления тепла. От слаженной работы теплового пункта зависит нормальное функционирование и технико-экономические показатели всей системы централизованного теплоснабжения.

Из-за неправильной наладки и работы теплового пункта воз­можно нарушение подачи тепла и даже ее прекращение, особенно к концевым потребителям. Он устраивается в подвале здания или в по­мещении первого этажа.

В связи с этим выбор схемы и оборудования тепловых пунктов в зависимости от вида, параметров теплоносителя и назначения местных установок является важней­шим этапом проектирования.

Эффективность водяных систем теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентского ввода, который является связующим звеном между наружными тепловыми сетями и местными потребителями тепла.

В зависимых схемах присоединения теплоноситель в отопитель­ные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей. Таким образом, один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепло­вой сети, так и в отопительной системе. Вследствие этого давле­ние в местных системах отопления определяется режимом давле­ний в наружных тепловых сетях.

Система отопления присоединяется к тепловой сети зависимо. При зависимой схеме присоединения вода из тепловой сети поступает в отопи­тельные приборы.

По заданию параметры теплоносителя в тепловой сети 150-70 °С. В соответствии с санитарными нормами максимальная температура теплоно­сителя в системах отопления жилых зданий не должна превышать 95°С. Для снижения температуры воды, поступающей в систему отопления, устанав­ливается элеватор.

Элеватор работает следующим образом: перегретая сетевая вода из подающего теплопровода поступает в конусное съёмное сопло, где скорость её резко возрастает. Из обратного теплопровода, часть охлажденной воды по перемычке за счёт возросшей скорости перегретой воды на выходе из сопла подсасывается во внутреннюю полость элеватора. При этом происхо­дит смешение перегретой и охлажденной воды, поступающей из системы отопления. Для защиты конуса элеватора от загрязнения взвешенными ве­ществами перед элеватором устанавливается грязевик. На обратном трубо­проводе после системы топления также устанавливается грязевик.

Для городов и населенных пунктов по архитектурным сообра­жениям рекомендуется применять подземную прокладку тепло­проводов, независимо от качества грунта, загруженности подзем­ных коммуникаций и стесненности проездов.

Наружные тепловые сети проложены подземно в каналах. Каналы лоткового типа марки КЛ. Проектируемые тепловые сети присоединены к существующим сетям в СУТ (существующем узле трубопровода). Также запроектировано две дополнительных тепловых камеры, в которых устанав­ливаются запорная арматура, воздушники, и спускные устройства. Для ком­пенсации тепловых удлинений на участках устанавливаются компенсаторы. Так как диаметры трубопроводов небольшие, то применены П-образные компенсаторы. Для компенсации тепловых удлинений используются также естественные повороты трассы - участки самокомпенсации. Для разделения тепловой сети на отдельные участки, независимые друг от друга в темпера­турных деформациях, на трассе устанавливаются железобетонные щитовые неподвижные опоры.

Экономическая эффективность систем централизованного теп­лоснабжения при современных масштабах теплового потребления в значительной мере зависит от тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. Тепловая изоляция служит для уменьшения теп­ловых потерь и обеспечения допустимой температуры изолируе­мой поверхности.

Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования тепловых сетей применяется при всех способах прокладки независимо от температуры теплоносителя. Теплоизоляционные материалы непо­средственно контактируют с внешней средой, для которой свойст­венны непрерывные колебания температуры, влажности и давле­ния. В крайне неблагоприятных условиях находится теплоизоляция подземных и особенно бесканальных теплопроводов. Ввиду этого теплоизоляционные материалы и конструкции должны удовлетво­рять ряду требований. Соображения экономичности и долговечно­сти требуют, чтобы выбор теплоизоляционных материалов и конст­рукций производился с учетом способов прокладки и условий экс­плуатации, определяемых внешней нагрузкой на теплоизоляцию, уровнем грунтовых вод, температурой теплоносителя, гидравличе­ским режимом работы тепловой сети и др.

3 Определение тепловых нагрузок потребителей теплоты

В зависимости от объема и назначения зданий определяют их удельные отопительные и вентиляционные характеристики по приложению 2. Данные сводят в таблицу 2.

Таблица 2. Отопительные и вентиляционные характеристики зданий.

Расход теплоты на отопление Q О, кДж/ч, определяем по формуле:

Q о = (1 + μ) q о К ( t в – t н.о ) V (1)

где μ - коэффициент инфильтрации, учитывающий долю расхода теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещение через неплотности наружных ограждений, для жилых и общественных зданий, μ = 0,05 – 0,1;

К – поправочный коэффициент, зависящий от температуры наружного воздуха, К=1,08 (приложение 3);

q o - удельная отопительная характеристика здания. , кДж/м 3 ·ч·град (приложение 2);

t в - температура внутреннего воздуха, о С (приложение 4);

t н о - температура наружного воздуха для проектирования отопления, о С;

Расчёт сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Расход теплоты на отопление

Расход теплоты на вентиляциюQ в, кДж/ч, определяем по формуле:

Q в = q в ( t в – t н.в ) V , (2)

где, q в – удельная вентиляционная характеристика здания, кДж/м 3 ·кг·°С (приложение 2);

t н в - температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, о С;

t в - температура внутреннего воздуха, о С;

V – строительный объём здания, м 3 .

Расчет сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Расход теплоты на вентиляцию

Расход теплоты на горячее водоснабжение определяем по формуле:

где, m - расчетное число потребителей, для жилых зданий принимается, что в квартире проживает 4 человека;

а – норма потребления горячей воды, л/сут., принимается по приложению 5;

с – теплоёмкость воды, с=4,19 кДж/ч·°С;

t г – температура горячей воды; t г =55 о С;

t х – температура холодной воды, t х = 5 о С;

n – число часов использования минимума нагрузки (для жилых зданий – 24 часа);

К – коэффициент часов неравномерности, принимается по приложению 6.

Расчёт сводится в таблицу 5.

Таблица 5. Расход теплоты на горячее водоснабжение

Определяем суммарный расход теплоты, кВт:

∑Q о = Q о1 + Q о2 +… Q о n ,

∑Q в = Q в1 + Q в2 +… Q в n ,

∑Q гв = Q о1 + Q гв2 +… Q гв n .

Расчёт сводим в таблицу 6.

Таблица 6. Суммарные расходы теплоты

3.1 Построение графика продолжительности тепловой нагрузки

График продолжительности тепловой нагрузки состоит из двух частей: левой – графика зависимости суммарных часовых расходов теплоты от температуры наружного воздуха и правой – годового графика расхода теплоты.

Графики часовых расходов теплоты строят в координатах Q – t Н: по оси ординат наносят расходы теплоты, по оси абсцисс – температуру наружного воздуха от +8 о С (начало отопительного периода) до t Н.О,

Графики Q о = f (t н), Q в = f (t н) строят по двум точкам:

1) при t н.о - ΣQ о, при t н.в – ΣQ в;

2) при t н = +8 о С расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяют по формулам:

(4)

(5)

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение – круглогодовая, в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Поэтому график часового расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс.

Суммарный график часового расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха строят путем суммирования соответствующих ординат при t н = +8 о С, и t н.о. (линия ΣQ).

График годовой тепловой нагрузки строят на основании суммарного графика часовых расходов теплоты в координатах Q – n, где по оси абсцисс откладывают число часов стояния температур наружного воздуха.

По данным справочной литературы или приложению 7 для заданного города выписывают число часов стояния температур наружного воздуха с интервалом 2 о С и данные заносят в таблицу 7.

Таблица 7. Продолжительность стояния температур наружного воздуха.

В летний период тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют, остается нагрузка на горячее водоснабжение, значение которой определяют по выражению

, (6)

где 55 – температура горячей воды в системе горячего водоснабжении потребителей, ºС;

t х.л – температура холодной воды в летний период, ºС, ;

t х.з – температура холодной воды в зимний период, ºС ;

β – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода горячей воды летом по сравнению с зимним периодом, β = 0,8.

Так как тепловая нагрузка на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, то в диапазоне летнего периода проводят прямую до пересечения с ординатой, соответствующей общему расчетному числу часов работы тепловой сети в году n = 8400.

Граф в таблице делаем столько, чтобы t н о попала в промежутки между двумя последними графами по верхнему значению интервала.

Строим график.

Для его построения вначале строим оси координат. На осях ординат откладываем тепловую нагрузку Q (кВт), на осях обсцис влево – температура наружного воздуха (точка начала координат на этой оси соответствует t н о), влево – длительность стояния температур наружного воздуха в часах (по сумме часов ∑n).

Затем строим график расхода теплоты на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха. Для этого на оси ординат находят значения t н в и t н `. Соединяем две полученные точки, а в интервале температур оси t н в до t н ` расход теплоты на вентиляцию постоянный, график идёт параллельно оси абсцисс. После этого строим суммарный график ∑Q о,в. Для этого суммируют, ординаты по двум точкам t н в и t н `.

График расхода теплоты на горячее водоснабжение – прямая, параллельная оси абсцисс, с ординатой ∑Q о,в, с обсцисами крайних точек 0 и 8760 число часов в году. График имеет следующий вид:

4 Построение графика центрального качественного регулирования

Расчёт графика заключается в определении температур теплоносителя в подающей и обратной магистрали тепловой сети при различных температурах наружного воздуха.

Расчёт ведётся по формулам:

где Δt – температурный напор нагревательного прибора,ºС:

, (9)

τ 3 – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при t н.о, ºС, τ 3 = 95;

τ 2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети по заданному температурному графику;

Δτ – расчетный перепад температур в тепловой сети, ºС, Δτ = τ 1 – τ 2 ,

где τ 1 – температура воды в подающем трубопроводе при расчетной температуре наружного воздуха t н.о по заданному температурному графику ºС.

Δτ = 150 – 70 = 80С;

θ – расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, ºС, θ = τ 3 – τ 2.

θ = 95 – 70 = 25°С;

t н – расчетная температура наружного воздуха; принимается равной наружной температуре:

t н =t н о = −25

Задаваясь различными значениями t н в пределах от +8 о С до t н.о определяют τ 1 / и τ 2 / . Расчет сводят в таблицу 8.

При t ′ н =8 о С

При t′ н =5 о С

При t′ н =0 о С

При t′ н = −5 о С

При t ′ н = −10 о С

При t ′ н = − 15 о С

При t ′ н =− 20 о С

При t ′ н = −2 2 о С

Таблица 8. Значения температур сетевой воды

По полученным значениям τ 1 и τ 2 строят графики температур в подающей и обратной магистрали тепловой сети.

Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабжения минимальную температуру сетевой воды в подающей магистрали принимают равной 70 о С. Поэтому из точки, соответствующей 70 о С на оси ординат, проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с температурной кривой τ 1 ′ . Общий вид графика приведен на рисунке 2.

5 Определение расчетных расходов теплоносителя

Определяем расход воды на отопление G о, т/ч для каждого здания

(10)

Определяем расход воды на вентиляцию G в, т/ч для здания № 1

(11)

Определяем расход воды на горячее водоснабжение G гв, т/ч. При параллельной схеме включения подогревателей определяется по формуле:

(12)

где τ 1 ″ − температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети при тепловой сети при t н ″, о С;

τ 3 ″ − температура сетевой воды после водоподогревателя: τ 3 ″=30 о С.

Суммарный расчетный расход сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях при качественном регулировании по отопительной нагрузке с тепловым потоком 10 МВт и менее определяется по формуле

ΣG = G о + G в + G г.в (13)

Расчет сводят в таблицу 9.

Таблица 9. Расходы воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

6 Гидравлический расчёт тепловых сетей

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного теплопровода и падение давления в нем такими же, как и в подающем.

Гидравлический расчет производят в следующей последовательности:

Вычерчивают расчетную схему тепловой сети (рис. 3);

Рисунок 3 – Расчетная схема тепловой сети

Выбирают на трассе тепловых сетей наиболее протяженную и нагруженную расчетную магистраль, соединяющую точку подключения с дальним потребителем;

Разбивают тепловую сеть на расчетные участки;

Определяют расчетные расходы теплоносителя на каждом участке G, т/ч, и измеряют по генплану длину участков l , м;

При заданном перепаде давления по всей сети определяют средние удельные потери давления по трассе, Па/м

, (14)

где ΔН (сут) – располагаемый напор в точке подключения, м, равный разности заданных давлений в подающей Н п(СУТ) и обратной Н о (СУТ) магистралях

ΔН (СУТ) = Н П (СУТ) – Н о(СУТ) ; (15)

ΔН (СУТ) = 52 – 27 = 25

ΔН аб – требуемый располагаемый напор на абонентском вводе, м, принимают ΔН аб = 15 … 20 м;

α– коэффициент, определяющий долю потерь давления в местных сопротивлениях от линейных потерь, принимается по приложению 8.

Σ l – общая длина расчетной магистрали тепловой сети от точки подключения до наиболее удаленного абонента, м.

Исходя из расходов теплоносителя на участках и средних удельных потерь давления, по таблицам гидравлического расчета (приложение 9) находят диаметры теплопроводов D н х S, действительные удельные потери давления на трение R, Па/м;

Определив диаметры трубопроводов, разрабатывают вторую расчетную схему (рис.4), размещая по трассе запорную арматуру, неподвижные опоры с учетом допустимого расстояния между ними (приложение 10), между опорами расставляют компенсаторы.

Находят эквивалентную длину местных сопротивлений и сумму эквивалентных длин на каждом участке (приложение 11):

Участок 1 (d = 159х4,5 мм)

Тройник – ответвление – 8,4

Задвижка – 2,24

П – обр. компенсатор – 6,5

Тройник-проход – 5,6

________________

Σ l э = 22,74 м

Участок 2 (d = 133х4 мм)

Тройник – проход – 4,4

П – обр. компенсатор – 5,6

Отвод на 90 0 – 1,32

__________________

Σ l э =11,32 м

Участок 3 (d = 108х4 мм)

П – обр. компенсатор – 3,8

Тройник – проход – 6,6

_________________

Участок 4 (d = 89х3,5 мм)

П – обр. компенсатор – 7

Задвижка – 1,28

Отвод на 90 0 – 0,76

__________________

Σ l э = 9,04м

Участок 5 (d = 89х3,5 мм)

Задвижка – 1,28

П – обр. компенсатор – 3,5

Тройник – ответвление – 3,82

__________________

Σ l э = 8,6 м

Участок 6 (d = 57х3,5мм)

Задвижка – 0,6

П – обр. компенсатор – 2,4

Тройник – ответвление – 1,9

__________________

Σ l э = 4,9 м

Участок 7 (d = 89х3,5 мм)

Задвижка – 1,28

Тройник – ответвление – 3,82

П – обр. компенсатор – 7

__________________

Σ l э = 12,1 м

Участок 8 (d = 89х3,5 мм)

Задвижка – 1,28

Тройник – ответвление – 3,82

П – обр. компенсатор – 3,5

__________________

Σ l э = 8,6 м

Рисунок 4 – Расчетная схема тепловой сети

Потери давления на участке ΔР с, Па, определяются по формуле:

ΔР с = R ∙ l пр (16)

где l пр – приведенная длина трубопровода, м;

l пр = l + l э (17)

Для построения пьезометрического графика потери давления ΔP с, Па/м на участке переводят в метры водяного столба (м) по формуле:

где g - ускорение свободного падения, можно принимать равным 10 м/с 2 ;

ρ - плотность воды, принимается равной 1000 кг/м 3 .

Давление в конце первого участка для подающей магистрали Н п.1, м, определяется по формуле:

Н п.1 = Н п(СУТ) – ΔН с.1 (19)

Давление в начале первого участка для обратной магистрали Н о.1 , м, определяется по формуле:

Н о.1 = Н о (СУТ) + ΔН с.1 (20)

Располагаемое давление в конце первого участка Н р.1 , м

Н р.1 = Н п.1 – Н о.1 (21)

Для участка №1:

l пр = 98 +22,74 = 120,74 м

ΔР с = 56,7*120,74 = 6845,958 Па

м

Н п.1 = 52 – 0,68 = 51,32 м

Н о.1 = 27 + 0,68 = 27,68 м

Н р.1 = 51,32 – 27,68 = 23,64 м

Для последующих участков за начальное давление принимается конечное давление того участка, из которого выходит рассчитываемый.

Расчет сводят в таблицу 10.

При увязке ответвлений необходимо так выбирать диаметр трубопровода на каждом участке, чтобы располагаемое давление у каждого здания было примерно одинаковым. Если на ответвлении Н р получилось больше, чем располагаемое давление у конечного здания по основной магистрали, на ответвлении устанавливают шайбу.

(22)44,07

20,8

36,16

29,38

7 Расчет компенсации тепловых удлинений трубопроводов

Если для компенсации тепловых удлинений использовались естественные повороты трассы тепловой сети, то проверяют их использование в качестве компенсирующих устройств.

Расчет трубопроводов на компенсацию тепловых удлинений с гибкими компенсаторами и при самокомпенсации производят на допускаемое изгибающее компенсационное напряжение σ доп, которое зависит от способа компенсации, схемы участка и других расчетных величин.

При проверочных расчетах компенсаторов максимальные компенсационные напряжения не должны превышать допускаемых. Для предварительной оценки усредненные допускаемые компенсационные напряжения для участков самокомпенсации принимаются σ доп = 80 МПа.

Расчет Г – образного участка трубопровода.

Для Г- образного участка трубопровода максимальное изгибающее напряжение возникает у заделки короткого плеча.

Исходные данные:

Диаметр трубопровода Д н, см;

Длина меньшего плеча L м, м

Длина большего плеча L б, м

Угол поворота трассы α º

Продольное изгибающее компенсационное напряжение в заделке короткого плеча , МПа

, (23)

где С – вспомогательный коэффициент, принимаемый по номограмме (приложение 12) в зависимости от соотношения плеч и расчетного угла поворота трассы β = α - 90 о

Вспомогательная величина, значение которой определяют по приложению 13 в зависимости от диаметра трубопровода D н, см

Δ t – расчетная разность температур, Δ t = τ 1 – t н.о

L м - длина меньшего плеча, м;

L б - длина большего плеча, м.

Если < 80 МПа, то размеры плеч достаточны.

; (24)

где А и Б – вспомогательные коэффициенты, принимаемые по номограмме (приложение 14);

Вспомогательная величина, определяемая по приложению 13

Расчет Г-образного участка трубопровода №2

Исходные данные

Наружный диаметр Д н, мм; 133

Толщина стенки δ, мм; 4

Угол поворота L, о; 90

Длина большего плеча, ℓ б, м; 27

Длина меньшего плеча ℓ м, м; 10

Определяю расчетный угол

Р = α – 90 о

∆ t = τ 1 – t н

∆ t = 150-(-25)=175

По приложению 12 находим

5,2*0,319*175/10=29

Силы упругой деформации в заделке меньшего плеча

0,809 А=15,8 В=3,0

=15,8*0,809 *175/10=22,36;

= 3*0,809 *175/10=4,24

Если σ u к < 80 МПа, размеры плеч достаточны.

Расчет Г-образного участка трубопровода №4

Исходные данные:

Теплоноситель, его температура τ 1 , о С; 150

Наружный диаметр Д н, мм; 89

Толщина стенки δ, мм; 3,5

Угол поворота L, о; 90

Длина большего плеча, ℓ б, м; 66

Длина меньшего плеча ℓ м, м; 25

Расчетная температура наружного воздуха, t н = t н о, t н о = -25 о С

Определяю расчетный угол

Р = α – 90 о

Определяю соотношение плеч n по формуле

Определяю расчетную разность температур ∆ t, о С по формуле

∆ t = τ 1 – t н,

∆ t = 150-(-25)=175

По номограмме рис. 10.32 определяю значение вспомогательного коэффициента С.

По приложению 13 находим

Определяю продольное изгибающее компенсационное напряжение в заделке короткого плеча σ u к, МПа.

5,3*0,214 *175/25=7,94

Силы упругой деформации в заделке меньшего плеча

0,206 А=16 В=3,1

=16*0,206*175/25=0,92;

= 3,1*0,206 *175/25=0,17

Если σ u к < 80 МПа, размеры плеч достаточны.

Расчет П-образного компенсатора заключается в определении размеров компенсатора и силы упругой деформации. В курсовом проекте необходимо определить размеры П-образного компенсатора на первом участке по расчетной схеме.

Исходные данные:

Диаметр трубопровода D у =159х4,5 мм;

Расстояние между неподвижными опорами L = 98 м;

Линейное удлинение компенсируемого участка теплопровода, м, при температуре окружающей среда t н.о

Δ l = α ∙ L (τ 1 – t н.о) (25)

где α – коэффициент линейного удлинения стали, α = 12 ∙ 10 -6 1/ºС.

Δ l =12·10 -6 ·98·(150+25) = 0,2

Учитывая предварительное растяжение компенсатора расчетное удлинение компенсируемого участка равно

Δl р = ε∙ Δl= 0,5·0,2 = 0,1(26)

где ε – коэффициент, учитывающий предварительную растяжку компенсатора, ε = 0,5

При спинке компенсатора, равной половине вылета компенсатора, т.е. при В = 0,5 Н по номограмме [,с.391-395] определяют вылет компенсатора и силу упругой деформации, Н.

Н к = 3,17 м; P к = 2800 Н.

8 Расчет тепловой изоляции

Определяем средний диаметр трубопровода d ср, м

(27)

где d 1 , d 2 , …d 7 – диаметр каждого участка, м;

ℓ 1 , ℓ 2 , …ℓ 7 – длина каждого участка, м.

По приложению 17 методических указаний принимаем стандартный диаметр трубопровода

По выбранному диаметру также выбираем тип канала КЛ 90–45

Среднегодовые температуры воды в подающем и обратном теплопроводе определяются по формуле

, (28)

где τ 1 , τ 2 ,…, τ 12 – средние температуры сетевой воды по месяцам года, определяемые по графику центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных температур наружного воздуха ;

n 1 , n 2 ,…, n 12 – продолжительность в часах каждого месяца.

Зная среднегодовую температуру наружного воздуха, по графику центрального качественного регулирования, либо по формулам (7), (8), определяем среднегодовые температуры воды в подающем и обратном трубопроводах.

Данные расчета сводим в таблицу 11.

Таблица 11. Среднемесячные температуры теплоносителей в тепловой сети.

Расчет толщины тепловой изоляции выполняют по нормированной плотности теплового потока.

Требуемое полное термическое сопротивление подающего ΣR 1 и обратного ΣR 2 теплопроводов, (м∙ºС)/Вт,

, (29)

, (30)

где t о – среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, принимаем по приложению 18

q норм 1 , q норм.2 – нормированные плотности тепловых потоков для подающего и обратного трубопроводов диаметром d ср при среднегодовых температурах теплоносителя, Вт/м, приложение 19

q норм 1 =37,88 Вт/м

q норм.2 =17 Вт/м

При нормированной линейной плотности теплового потока через поверхность изоляции 1 м теплопровода q н, Вт/м, толщина основного слоя теплоизоляционной конструкции δ из, м, определяется по выражениям

для подающего теплопровода

(31)

; (32)

для обратного теплопровода

(33)

; (34)

где λ из.1 , λ из.2 – коэффициенты теплопроводности изоляционного слоя, соответственно, для подающего и обратного трубопровода, Вт/(м о∙ С), принимаемый в зависимости от вида и средней температуры изоляционного слоя. Для основного слоя тепловой изоляции из минераловатных плит марки 125.

λ из =0,049+0,0002t m , (35)

где t m – средняя температура основного слоя изоляционной конструкции, о С, при прокладках в непроходном канале и среднегодовой температуре теплоносителя τ ср, ºС

λ из1 =0,049+0,0002∙62=0,0614

λ из2 =0,049+0,0002∙42,5=0,0575

α н – коэффициент теплоотдачи на поверхности теплоизоляционной конструкции, Вт/м 2 ºС, α н = 8;

d н – наружный диаметр принятого трубопровода, м

Принимаем толщину основного слоя изоляции для обоих теплопроводов δ из =0,06м =60 мм.

Термическое сопротивление наружной поверхности изоляции R н, (м∙ºС)/Вт, определяют по формуле:

, (37)

где d из – наружный диаметр изолированного трубопровода, м, при наружном диаметре неизолированного трубопровода d н, м и толщине изоляции δ из, м, определяется как:

(38)

α н – коэффициент теплоотдачи на поверхности изоляции, α В =8 Вт/м 2 0 С

Термическое сопротивление на поверхности канала R п.к, (м∙ºС)/Вт, определяется по выражению

, (39)

где d э.к. – эквивалентный диаметр внутреннего контура канала, м 2 ; при площади внутреннего сечения канала F, м 2 и периметре Р, м, равный

α п.к. – коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности канала, для непроходных каналов α п.к. =8,0 Вт/(м 2 о С).

Термическое сопротивление изоляционного слоя R из, (м∙ о С)/Вт, равно:

(41)

Термическое сопротивление изоляционного слоя определяют для подающего и обратного теплопроводов.

Термическое сопротивление грунта R гр, (м∙ºС)/Вт, с учетом стенок канала при соотношении h/d Э.К. >2 определяется по выражению

(42)

где λ гр – коэффициент теплопроводности грунта, для сухих грунтов λ гр =1,74 Вт/(м о С)

Температура воздуха в канале, ºС,

, (43)

где R 1 и R 2 – термическое сопротивление потоку от теплоносителя к воздуху канала соответственно для подающего и обратного теплопровода, (м∙ о С)/Вт,

; (44)

(45)

R 1 =2+0,17=2,17

R 2 =2,1+0,17=2,27

R о – термическое сопротивление потоку тепла от воздуха в канале в окружающий грунт, (м· о С)/Вт

; (46)

R о =0,066+0,21=0,276

t о – температура грунта на глубине 7,0 м, ºС, принимаем по приложению 18

τ ср.1 , τ ср.2 – среднегодовые температуры теплоносителя в подающей и обратной магистрали,ºС.

Удельные потери теплоты подающим и обратным изолированными теплопроводами, Вт/м

Суммарные удельные потери тепла, Вт/м

При отсутствии изоляции термическое сопротивление на поверхности трубопровода равно

, (50)

где d н – наружный диаметр неизолированного трубопровода, м

Температура воздуха в канале

, (51)

Удельные потери тепла неизолированными теплопроводами, Вт/м

. (53)

Суммарные удельные потери, Вт/м

(54)

q неиз =113,5+8,1=121,6

Эффективность тепловой изоляции

. (55)

9 Подбор оборудования теплового пункта для здания № 3

9.1 Расчет элеватора

Определяем коэффициент смешения элеватора u’.

где τ 3 – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления; о С (если не задано).

Находим расчетный коэффициент смешения

u ’ = 1,15·u(57)

u= 1,15·2,2=2,53

Массовый расход воды в системе отопления G с, м/ч.

(58)

где Q о – расход теплоты на отопление, кВт.

Массовый расход сетевой воды, т/ч

.

Диаметр горловины элеватора d г, мм.

где ∆р с = 10 кПа (если не задано)

Принимаю стандартный диаметр горловины, мм.

Диаметр выходного сечения сопла элеватора: d с, мм.

где Н р - напор на вводе в здание, дросселируемый в сопле элеватора, м, принимается по результатам гидравлического расчета (таблица 13).

По диаметру горловины элеватора по приложению 17 выбираю элеватор № 5.

9.2. Расчет водоподогревателя

Исходные данные для расчета:

Расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение Q гв =366,6кВт;

Температура греющей воды на входе в подогреватель τ 1 ″=70 о С;

Температура греющей воды на выходе из подогревателя τ 3 ″=30 о С;

Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя t 1 =60 о С;

Температура нагреваемой воды на входе из подогревателя t 2 =5 о С.

Масса греющей воды G м, т/ч

(61)

Масса нагреваемой воды G тр, т/ч

(62)

Площадь живого сечения трубок f тр, м 2

(63)

где ω тр – скорость нагреваемой воды в трубках, м/с; рекомендуется принимать в пределах 0,5-1,0 м/с;

По приложению 21 методических указаний выбираем подогреватель марки 8-114×4000-Р.

Таблица 15–Технические характеристики подогревателя марки 8-114×4000Р.

Пересчитываем скорость движения нагреваемой воды в трубках ω тр, м/с

(64)

Скорость греющей воды в межтрубном пространстве ω м, м/с

(65)

Средняя температура греющей воды τ, о С

τ = 0,5∙(τ 1 ″ + τ 3 ″) (66)

τ = 0,5∙(70 + 30)=50

Средняя температура нагреваемой воды t, о С

t = 0,5∙(t 1 + t 2) (67)

t=0,5∙(60+5)=32,5

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам труб α 1 , Вт/(м 2 ∙ о С)

(68)

Коэффициент теплоотдачи от труб к нагреваемой воде α 2 , Вт/(м 2 ∙ о С)

(69)

Средняя разность температур в подогревателе ∆t ср, о C

(70)

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м 2 · о С)

(71)

где м 2 · о С/Вт

(72)

Поверхность водоподогревателя F, м 2

(73)

Число секций водоподогревателя n, шт

10 Мероприятия по экономии тепловой энергии

Ускорение темпов развития народного хозяйства сегодня не может быть достигнуто без проведения в жизнь мероприятий по экономии материальных и трудовых ресурсов.

Жилые и общественные здания являются одним из крупных потребителей тепловой энергии, причём удельный вес этой энергии в общем энергетическом балансе коммунально-бытового сектора неуклонно возрастает. Это связано в первую очередь с решением социальных задач обеспечения труда в домашнем хозяйстве и на предприятиях коммунального хозяйства, снижения времени на ведение домашнего хозяйства, сближения условий жизни городского и сельского населения.

Коммунальная энергетика характеризуется относительно невысоким уровнем топливопотребления. Однако в силу сложившихся условий её работы резервы по улучшению использования топлива, тепловой и электрической энергии здесь чрезвычайно велики. Современные источники теплоты в коммунальной энергетике имеют низкую экономичность, значительно уступающую таковой для котельных установок промышленной энергетики и тепловых электростанций. Для теплоснабжения жилищного фонда коммунальное хозяйство Беларуси большую часть тепловой энергии получает от других отраслей. Эффективность использования этой энергии остаётся невысокой. В РБ этот показатель не выше 38%. Отсюда видно, что дальнейшее успешное развитие народного хозяйства республики будет тормозиться без реализации энергосберегающих мероприятий.

Успешное применение энергосберегающей технологии в значительной мере предопределяет нормы технологического и строительного проектирования зданий и, в частности, требования к параметрам внутреннего воздуха, удельного тепло-, влаго-, паро-, газовыделения.

Значительные резервы экономии топлива заключены в рациональном архитектурно-строительном проектировании новых общественных зданий. Экономия может быть достигнута:

Соответствующим выбором формы и ориентации зданий;

Объёмно-планировочными решениями;

Выбором теплозащитных качеств наружных ограждений;

Выбором дифференцированных по сторонам света стен и размеров окон;

Применением в жилых домах моторизованных утеплённых ставней;

Применением ветроограждающих устройств;

Рациональным расположением, охлаждением и управлением приборами искусственного освещения.

Определённую экономию может принести применение центрального, зонального, пофасадного, поэтажного, местного индивидуального, программного и прерывистого автоматического регулирования и использование управляющих ЭВМ, оснащённых блоками программного и оптимального регулирования энергопотребления.

Тщательный монтаж систем, теплоизоляция, своевременная наладка, соблюдение сроков и состава работ по обслуживанию и ремонту систем и отдельных элементов - важные резервы экономии ТЭР.

Перерасход теплоты в зданиях происходит, в основном, из-за:

Пониженного по сравнению с расчётным сопротивлением теплопередачи ограждающих конструкций;

Перегрева помещений, особенно в переходные периоды года;

Потери теплоты через неизолированные трубопроводы;

Не заинтересованности теплоснабжающих организаций в сокращении расхода теплоты;

Повышенного воздухообмена в помещениях нижних этажей.

Для коренного изменения положения дел с использованием тепла на отопление и горячее водоснабжение зданий у нас необходимо осуществить целый комплекс законодательных мероприятий, определяющих порядок проектирования, строительства и эксплуатации сооружений различного назначения.

Должны быть чётко сформулированы требования к проектным решениям зданий, обеспечивающих пониженное энергопотребление; пересмотрены методы нормирования использования энергоресурсов. Задачи по экономии теплоты на теплоснабжение зданий должны также находить отражение в соответствующих планах социального и экономического развития республики.

В числе важнейших направлений экономии энергии на перспективный период необходимо выделить следующие:

Развитие систем управления энергоустановками с использованием современных средств АСУ на базе микро-ЭВМ;

Использование сборного тепла, всех видов вторичных энергетических ресурсов;

Увеличение доли ТЭЦ, обеспечивающих комбинированную выработку электрической и тепловой энергии;

Улучшение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций жилых, административных и промышленных зданий;

Совершенствование конструкций источников теплоты и теплопотребляющих систем.

Оснащение потребителей тепла средствами контроля и регулирования расхода позволяет сократить затраты энергоресурсов не менее, чем на 10–14%. А при учёте изменения скорости ветра - до 20%. Кроме того, применение систем пофасадного регулирования отпуска теплоты на отопление даёт возможность снизить расход теплоты на 5-7%. За счёт автоматического регулирования работы центральных и индивидуальных тепловых пунктов и сокращения или ликвидации потерь сетевой воды достигается экономия до 10%.

С помощью регуляторов и средств оперативного контроля температуры в отапливаемых помещениях можно стабильно выдержать комфортный режим при одновременном снижении температуры на 1-2 ºС. Это даёт возможность сокращать до 10% топлива, расходуемого на отопление.

За счёт интенсификации теплоотдачи нагревательных приборов с помощью вентиляторов достигается сокращение расхода тепловой энергии до 20%.

Известно, что недостаточная теплоизоляция ограждающих конструкций и других элементов зданий приводит к теплопотерям. Интересные испытания эффективности применения теплоизоляции проведены в Канаде. В результате теплоизоляции наружных стен полистиролом толщиной 5 см. тепловые потери были снижены на 65%. Теплоизоляция потолка матами из стекловолокна позволила снизить потери тепла на 69%. Окупаемость затрат на дополнительное устройство теплоизоляции - менее 3 лет. В течение отопительного сезона достигалась экономия по сравнению с нормативными решениями - в интервале 14-71%.

Разработаны ограждающие строительные конструкции со встроенными аккумуляторами на основе фазового перехода гидратных солей. Теплоёмкость аккумулирующего вещества в зоне температуры фазового перехода увеличивается в 4-10 раз. Теплоаккумулирующий материал создан из набора компонентов, которые позволяют иметь температуру плавления от 5 до 70 ºС.

В европейских странах получает распространение аккумулирование теплоты в наружных ограждениях зданий с помощью замоноличенных пластмассовых труб с водногликогелевым раствором. Разработаны также мобильные теплоаккумуляторы ёмкостью до 90 м² с заполнением их жидкостью с высокой температурой кипения (до 320 ºС). Потери тепла в наших аккумуляторах относительно невелики. Снижение температуры теплоносителя не превышает 8 ºС в сутки. Эти аккумуляторы могут быть использованы для утилизации сборного тепла промышленных предприятий и подключения к системам теплоснабжения зданий.

Использование бетона низкой плотности с наполнителями типа перлита или других лёгких материалов для изготовления ограждающих конструкций зданий позволяет в 4-8 раз повысить термическое сопротивление организаций.

11 Техника безопасности

11.1 Контроль режима работы тепловой сети

Основными техническими операциями по эксплуатации тепловых сетей является повседневное обслуживание, периодические испытания и проверки, ремонт и пуск их в действие после ремонта или консервации, а также пуск и включение потребителей тепла после окончания строительно-монтажных работ.

Своевременное и качественное выполнение перечисленных операций должно обеспечивать бесперебойное и надежное снабжение потребителей теплом в виде пара или горячей воды установленных параметров, минимальные потери теплоносителя и тепла и нормативные сроки службы трубопроводов, арматуры и строительных конструкций теплосетей.

При обслуживании общих тепловых сетей различными организациями или подразделениями должны быть четко установлены границы обслуживания. Как правило, границами участков обслуживания являются разделительные задвижки, отнесенные к одному из участков.

Работы в загазованных камерах и каналах разрешается производить по специальным нарядам с соблюдением всех установленных мер безопасности в присутствии командира подразделения (мастера) и при наличии на поверхности у люка не менее двух человек, которые должны наблюдать за работающими в камере.

Обслуживание магистралей тепловых сетей осуществляется слесарями-обходчиками. Состав бригады слесарей-обходчиков должен быть не менее двух человек, один из которых назначается старшим. Бригада слесарей-обходчиков обслуживает примерно 6-8 км магистралей со всеми камерами и оборудованием, установленными на теплопроводах.

Основной задачей слесарей-обходчиков тепловых сетей является обеспечение безаварийной и надежной работы тепловых сетей и бесперебойное снабжение потребителей тепловой энергии.

Для выполнения необходимого текущего предупредительного (профилактического) ремонта слесари-обходчики снабжаются набором необходимого инструмента, ремонтным материалом и аккумуляторными фонарями. Перед выходом на обход старший слесарь-обходчик обязан ознакомиться со схемой работы тепловых сетей и параметрами теплоносителя, получить разрешение на обход от начальника котельной и сообщить дежурному о порядке обхода на своем участке. Обход производится строго по установленному маршруту с тщательным осмотром состояния тепловых сетей.

При осмотре трубопроводов необходимо периодически выпускать воздух через специально для этой цели установленные краны (спускники) во избежание образование «воздушных мешков», проверять состояние теплоизоляции, дренажных устройств и откачивать попавшую в каналы и колодцы воду, проверять показания манометров, установленных в контрольных точках на трубопроводах (нормально манометры должны находиться в отключенном состоянии и включаться только при проверке), и фланцевые соединения: они должны быть чистыми и не иметь течи, болты должны быть соответствующих размеров, иметь только одну шайбу под гайкой и резьба их должна быть смазана маслом с графитом.

При установке паранитовой прокладки ее отверстие должно соответствовать внутреннему диаметру трубопровода. Прокладка смазывается маслом с разведенным в нем графитом. Крепление фланцевого соединения производится завинчиванием гаек накрест без применения излишних усилий. Следует периодически подтягивать болты фланцевых соединений, особенно после резких колебаний температуры теплоносителя.

На действующих теплопроводах задвижки на перемычках должны быть плотно закрыты, а на ответвлениях, где нет потребителей, - немного открыты. Неплотность закрытия задвижки определяется по шуму теплоносителя или по повышению температуры корпуса задвижки.

Все задвижки на действующих трубопроводах должны быть полностью открыты. Во избежание прикипания уплотнительных поверхностей следует периодически прокручивать закрытые задвижки и вентили, а при их полном открытии незначительно повернуть маховик в сторону закрытия.

Особое внимание при обходе обращается на состояние задвижек, вентилей, кранов и другой арматуры. Корпуса их должны быть чистыми, сальники плотно и равномерно затянуты, а шпиндели смазаны. Задвижки, вентили, краны должны постоянно находиться в таком состоянии, чтобы их можно было легко (без приложения особых усилий) открывать и закрывать. Для уплотнительной сальниковой набивки применять асбестовый промасленный и прографиченный шнур. При обнаружении дефектов и неисправностей необходимо произвести ремонт с соблюдением правил и мер безопасности.

Поле каждого обхода старший слесарь-обходчик заносит в журнал обхода результаты обхода, показания приборов и отмечает, какие виды ремонта были произведены. Все обнаруженные дефекты, которые не могут быть устранены без прекращения работы сети, но не представляющие непосредственной опасности с точки зрения надежности, заносят в журнал эксплуатации тепловых сетей и тепловых пунктов.

11.2 Ремонтные работы отдельных узлов тепловой сети

После каждого обхода старший слесарь-обходчик докладывает начальнику смены о результатах обхода и состоянии тепловых сетей. Следует немедленно докладывать по команде о дефектах, неустранимых собственными силами, дефектах которые могут вызвать аварию в сети, и при обнаружении утечки большой разницы давлений в начале и конце теплопровода.

Обслуживающий персонал должен знать величину допустимой утечки теплоносителя (не более 0,25% вместимости теплосети и непосредственно присоединенных к ней систем теплопотребления) и добиваться минимальных потерь теплоносителя. При обнаружении утечки по показаниям приборов следует ускорить обход и осмотр магистралей и колодцев. Если утечка не обнаружена, с разрешения начальника теплового хозяйства производится поочередное отключение участков тепловой сети для определения дефектного участка.

11.3 Эксплуатационные инструкции для обслуживающего персонала

а) Инструкция по правилам и мерам безопасности для слесаря тепловых сетей.

Все работы по обслуживанию теплотрассы выполнять с уведомления начальника котельной.

Открывать и закрывать крышки люков, смотровых колодцев следует специальными крючками длинной не менее 500 мм.

Открывать и закрывать крышки люков непосредственно руками, гаечными ключами и другими ключами запрещается!

В случае, если работающий в колодце почувствовал себя плохо, необходимо немедленно его поднять на поверхность, для чего наблюдающий за ним с поверхности, который должен неотлучно находиться у люка и быть снабжен всеми необходимыми приспособлениями.

Работа в колодцах и камерах при температуре воздуха выше 50 ºС и спуск и производство работ в колодцах, в которых уровень воды превышает 200 мм над уровнем пола при температуре воды 50º С не допускается.

Не допускается также работа под давлением воды в трубопроводах.

Прежде чем закрыть люк по окончании работы, ответственный за работу должен проверить, не остался ли случайно внутри колодца, канала кто-либо из рабочих.

При работе в колодцах теплотрассы в целях защиты от наезда транспорта и обеспечения безопасности пешеходов, места производства работ следует ограждать для чего применять:

А Штатный барьер высотой 1,1 м, окрашенный в белый цвет и красными параллельными полосами шириной по 0,13 м;

Б Дорожные специальные переносные знаки:

Запрещающий (въезд запрещен)

Предупреждающий (ремонтные работы)

Красные флажки на треугольной основе.

В темное время суток на штакетниках и щитовых ограждениях следует дополнительно вывешивать красные фонари по краям ограждений в верхней их части.

Для освещения колодцев и каналов применять аккумуляторные фонари. Использовать открытый огонь ЗАПРЕЩАЕТСЯ!

б) Должностная инструкция слесаря по обслуживанию тепловых сетей.

Слесарь по обслуживанию тепловых сетей непосредственно подчиняется начальнику котельной, мастеру и инженеру.

Слесарь по тепловым сетям отвечает:

За нормальное функционирование теплотрассы;

За своевременный ремонт обнаруженных дефектов на теплотрассе, откачку воды из колодцев;

За выполнение правил техники безопасности при ремонтах и осмотрах теплотрассы;

За выполнение инструкции и содержанию тепловых сетей.

Слесарь по тепловым сетям обязан:

Обслуживать оборудование тепловых сетей с трубопроводами диаметром до 500 мм;

Ежедневно производить обход трасс подземных и наземных тепловых сетей и внешним осмотром проверить отсутствие утечки воды через трубопроводы и арматуру;

Наблюдать за состоянием внешней поверхности теплотрасс с целью предохранения трубопроводов от затопления верхними или грунтовыми водами;

Проверять состояние попутных дренажей колодцев, очищать дренажные колодцы и трубы, откачивать воду из камер и колодцев;

Осматривать оборудование в камерах и надземных павильонах;

Обслуживать и ремонтировать текущим ремонтом запорную и регулирующую арматуру, спускные и воздушные краны, сальниковые крышки и другое оборудование и сооружения тепловых сетей;

Проверять камеры на загазованность;

Производить текущий ремонт, гидравлические и тепловые испытания тепловых сетей, контролировать режим их работы;

Знать внутренние разводки сетей отопления;

Не уходить без разрешения с дежурства и не заниматься посторонними делами на дежурстве;

Слесарь по тепловым сетям должен знать:

Схему обслуживания участка, расположение трубопроводов сети теплоснабжения колодцев и задвижек;

Устройство и принцип работы тепловых сетей;

Особенности работы на оборудовании, находящегося под давлением;

Назначение и места установки арматуры, компрессоров, средств измерений обслуживаемого участка;

Виды и привила производства земляных, такелажных, ремонтных и монтажных работ;

Слесарное дело;

Основы теплотехники;

Меры техники безопасности при обслуживании тепловых сетей.

Список используемых источников

1. Гаджиев Р.А., Воронина А.А. Охрана труда в тепловом хозяйстве промышленных предприятий. М. Стройиздат, 1979.

2. Манюк В.И. и др. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. М.Стройиздат, 1988.

3. Панин В.И. Справочное пособие теплоэнергетика жилищно-коммунального хозяйства. М. Стройиздат, 1970.

4. Справочное пособие. Водяные тепловые сети. М. Энергоатомиздат,1988.

5. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. А.А.Николаева. М. Стройиздат, 1965.

6. Тепловые сети. СНиП 2.04.07-86. М. 1987.

7. Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Киев “Будивельник”, 1968.

8. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и теплопроводов. / Госстрой СССР. –М: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

9. Б.М. Хрусталев, Ю.Я. Кувшинов, В.М. Копко. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. –М: Издательство ассоциации строительных Вузов. 2005.

Таблица 10 – Гидравлический расчет тепловой сети

1.
2.
3.

Вариантов обустройства системы отопления в частном доме может быть несколько, поэтому следует более подробно рассмотреть некоторые из них и остановиться на особенностях их устройства и технических характеристиках.

Схема теплоснабжения частного дома, как правило, может быть одной из следующих:

• однотрубный вариант. Подобная система будет очень актуальной в том случае, если не планируется расходовать большую часть финансовых средств;
• схема теплоснабжения жилого дома с двумя трубами. Требует больших затрат и более долгого времени, требуемого на установку. Однако эффективность такой системы является гораздо более высокой по сравнению с однотрубной.

• вертикальная однотрубная;
• однотрубная, располагающаяся горизонтально;
• двухтрубная, которая может иметь оба вышеуказанных варианта монтажа.

Технические особенности однотрубной вертикальной схемы отопления

В результате те радиаторы, которые находятся в наибольшей удаленности от отопительного котла, получают меньшее количество тепла. Для того чтобы это исправить, самую дальнюю батарею рекомендуется оснастить дополнительными секциями, что позволит увеличить объем отдачи тепла.

Порядок разработки схем теплоснабжения предусматривает монтаж всех этих приборов только в однотрубных конструкциях, поскольку в том случае, если разместить эти структурные части в системе с двумя трубами, то при регулировании показателей радиатора отдача других элементов нагрева затронута не будет (детальнее: " ").

К отрицательным сторонам такого типа систем теплоснабжения специалисты относят следующие:

• регулировать такой вариант отопления в доме загородного типа очень сложно, что приводит к высокой инертности обогрева, то есть время для полного отапливания помещения требуется очень много;
• чтобы выполнить замену или ремонт такого оборудования в зимнее время, потребуется полностью останавливать работу всей системы.

Однако у такого варианта устройства имеются и очевидные достоинства:

• металла на изготовление этой системы требуется очень мало;
• разработать схему теплоснабжения подобного образца самостоятельно не составит, кроме того, процесс установки не займет много времени;
• стоимость такого оборудования является вполне доступной, а в процессе эксплуатации, как правило, никаких серьезных проблем не возникает.

Горизонтальная однотрубная схема теплоснабжения

Разработка схем теплоснабжения такого типа предполагает укладку труб в полу, при этом эти структурные части оснащаются термоизоляцией.

Различные специалисты, выполняя утверждение схем теплоснабжения поселений, отмечают следующие преимущества такого способа устройства:

• в любой постройке можно установить специальные тепловые счетчики, которые прекрасно подойдут именно к такой системе;
• стоимость работ невысокая, а количества металла является низким;
• срок службы оборудования является долгим, а его эксплуатация не несет в себе никаких сложностей.

• механизм регулирования функционирования системы является весьма неудобным;
• в момент работы оборудования выполнить какие бы то ни было ремонтные работы не представляется возможным.

Нюансы устройства двухтрубной разводки

Рассматривая данный вид отопительной системы, нельзя не упомянуть некоторые ее недостатки:

• дорогостоящий монтаж и высокая цена на расходные материалы;
• долгий процесс установки.

• возможность легко и четко регулировать функционирование системы;
• легкость в управлении конструкции;
• любой ремонт может быть выполнен прямо во время работы нагревательной системы, то есть без ее отключения.

Схема теплоснабжения частного дома на видео: