Индивидуальные тепловые пункты: их преимущества перед центральными в области жилищно-коммунального хозяйства

В зимнее время года в новостях множество сообщения об авариях на различных участках водопровода и тепловых сетей. Жители вынуждены подолгу ждать восстановления отопления и водоснабжения в домах. Работники жилищно-коммунального хозяйства постоянно перед отопительным сезоном проверяет работоспособность тепловых сетей прежде, чем запустить систему на зимний режим работы. Громадные проблемы жилищного сектора в основном связаны с высоким уровнем износа тепловых сетей. Старые трубопроводы тепловых сетей во многих местах текут, разрушаются и на них происходят другие аварии.

С периода массового строительства трубопроводных сетей прошли несколько десятилетий. Сооружение тепловых сетей бурно происходило в период ударного массового жилищного строительства, которое стартовало в шестидесятых годах двадцатого века, именно тогда созданы основные теплосети, по прошествии множества лет теплосети не подвергались всеобщей реконструкции. Непрерывно чинятся, ремонтируются короткие участки, но абсолютной замене подвергаются только незначительные участки трубопроводов.

Во всем отечественном коммунальном секторе износ сетей оценивается в 60 %, а приблизительно четверть основных фондов предприятий ЖКХ полностью выработали свой ресурс эксплуатации. Физический износ трубопроводов сетей в среднем по России составляет практически 65 %.

Ещё одной важной причиной плачевного состояния теплоснабжающих систем является всеобъемлющая система раздачи теплоты «кустами» с эксплуатацией центральных тепловых пунктов (ЦТП), которая сама по себе считается технологически устаревшей. Именно квартальные сети небольшого диаметра признаются слабым звеном в области теплоснабжения. Раздача теплоты потребителям осуществляется именно по ним.

Сравним индивидуальные тепловые пункты с центральными в области жилищно-коммунального хозяйства:

Недостатки системы теплоснабжения с применением центрального теплового пункта.

1. Автоматика центрального теплопункта настраивает температурное регулирование для всего комплекса абонентов одинаково. Поэтому часто к некоторым зданиям поступают излишки теплоты. Скажем, например, в каком-то микрорайоне часть зданий, подключенных к центральному теплопункту, подверглись модернизации тепловой изоляции ограждающих конструкций и замене систем отопления и вентиляции на энергоэффективные, а остальные здания микрорайона нет. Подобный эффект возможен еще и тогда, когда от ЦТП снабжаются здания с совершенно разными температурными графиками: школа, жилой дом, детский сад и, скажем, складские помещения или даже производственные корпуса.
2. Выявляются проблемы с методикой расчета теплопотерь на передвижение теплоносителя.
3. Эксплуатация схемы ГВС с водоразбором открытого типа без использования теплообменников уменьшает общий срок работы и приводит к снижению межремонтного времени работы трубопроводов тепловых сетей и теплогенерирующего оборудования на теплоисточниках. При использовании открытой системы теплоснабжения срок гарантийной эксплуатации труб падает до 12–15 лет по сравнению с обычными 30–35 лет.
4. Возникают проблемы с обеспечением учёта тепла у потребителей и осуществлением оплаты по факту за потребленные ресурсы.
5. При централизованном методе регулирования имеет место большой перерасход энергии для ГВС и отопления зданий, по некоторым оценкам до 28 %, что по стране оценивается ориентировочно в 25 %.
6. В начале отопительного сезона бывает нарушение стабильности эксплуатации тепловых сетей.

Создание российского теплоснабжения стартовало с попыток использования системы раздачи теплоты с использованием в домах индивидуальных тепловых пунктов — ИТП. В пятидесятых годах двадцатого века строились повсеместно центральные тепловые пункты, где суммировались водопроводные и теплоснабжающие функции, обслуживающие десяток недалеко находящихся зданий.

Широкое распространение системы с ЦТП обусловлено необходимостью сократить общие расходы на обеспечение коммунальной инфраструктуры. С течением времени стало понятно, что такой подход в конечном счете быстрее приводит к износу коммуникаций отрасли.

Исследование разных коммунальных систем страны, осуществленная более тридцати лет назад, выявило, что система с ИТП в каждом здании эффективнее по многим показателям. Эта эффективность имеет место и с части экономии тепловой энергии, и в области величины начальных капиталовложений, а также в размерах затрат на эксплуатацию.

В советский период имелись серьезные препятствия для обширного внедрения общей реконструкции систем теплоснабжения.

Вторым, на этот раз, техническим, препятствием было отсутствие производства необходимого оборудования, поскольку тогда были еще не изобретены автоматические приборы учёта тепловой энергии и средства автоматики, малогабаритные компактные теплообменники, низкошумные циркуляционные насосы.

Для не разрушения системы отечественного теплоснабжения наиболее реальным считается масштабная реконструкция с переключением с центральных теплопунктов на ИТП в подвалах или пристроях домов, то есть в непосредственно у абонента. Такое решение направлено на улучшение эффективность теплораспределения:

1. Переход на систему с ИТП позволит снизить теплопотери при передаче теплоносителя, которые приходятся на квартальные разводные сети.
2. Повсеместная установка ИТП может повлечь за собой возможность целиком отказаться от разводящих трубопроводов ГВС — вода для потребителей здания будет подготавливаться в теплообменниках теплопункта. Значит, можно демонтировать четырёхтрубную систему запитки потребителей теплоты, оставить двухтрубную. Это даст возможность сократит общий километраж распределительных сетей и приведет к снижению затрат на прокладку труб и эксплуатацию систем.
3. Применение индивидуальных теплопунктов способствует экономии электроэнергии, поскольку нет необходимости в насосах на ГВС бытовых потребителей и падает потребная мощность, используемая для циркуляции воды. Циркуляция внутренних систем обеспечивается насосами ИТП, сравнительно невысокой мощности.

Преимущества при внедрении ИТП.

1. Способствует падению расхода топлива на теплоисточниках на нужды теплоснабжения, что позволяет высвободить мощности для обеспечение от работающих ТЭЦ и котельных новых зданий.
2. Применение индивидуальных теплопунктов дает возможность совершенствования теплосетей, что увеличивает надёжность их эксплуатации.
3. Существенно сокращается эмиссия вредных веществ и так называемых парниковых газов в окружающий воздух, что улучшает экологическую ситуацию в населенных пунктах.
4. Переход к двухтрубным системам теплораспределения позволит уменьшить теплопотери и снизить эксплуатационные расходы на их содержание.
5. Уменьшает электропотребление приводов сетевых насосов, что приводит к возрастанию их ресурса эксплуатации.
6. Переход на логичное регулируемое энергопотребление, реализованное с помощью ИТП, наладит ситуацию в отрасли коммунальной теплоэнергетики и позволит сэкономить средства, и высвободить их для масштабной реконструкции тепловых сетей нашей страны.
7. Новая система теплоснабжения решит для коммунальщиков ряд проблем, которые бывают связаны с началом отопительного сезона, и, значит, может привести к тому, что теплопотребители будут удовлетворены работой теплоснабжающих организаций, будут меньше мучиться от вынужденных остановов систем.
8. Позволяет существенно сократить водоподготовительные мощности на теплоисточниках с одновременным снижением расхода реагентов для химических обработок теплоносителя, а при распространении автономных ИТП с аппаратами для ГВС сократить потребление электроэнергии на обескислороживание воды.

Рассмотренные преимущества справедливы для нового строительства, а также для имеющегося жилого фонда. Вместо капитальных ремонтов центральных теплопунктов с перекладкой трубопроводов сетей целесообразным выдвигается полный переход от центральных на индивидуальные теплопункты.

Движения по теплоизоляции зданий, использование повсеместных терморегуляторов на радиаторах в домах и ведение у тепловых потребителей поквартирного учёта теплоты, суммарно может привести к снижению теплопотребления на 30–50 %.

Для регулирования теплоснабжения применяются специализированные контроллеры и регуляторы. Пластинчатые теплообменники обладают меньшими габаритами и небольшим весом по сравнению с трубчатыми такой же производительности. Это сильно облегчает монтаж, ремонт и обслуживание различного оборудования ТП.

При изменении старых систем теплоснабжения и задумывании новых, в большинстве случаев удобно применять блочные тепловые пункты.

Блочные ИТП производятся и испытываются на предприятии изготовителе, поэтому характеризуются высокой надежностью. Применение оборудования упрощается и удешевляется. Это улучшает стоимостные характеристики нового строительства или модернизации.

При изменении систем теплоснабжения, нужно применять современное оборудование, которое выгодно отличается низкими габаритами, предусматривает эксплуатацию в совсем автоматическом режиме и экономит до трети всей тепловой энергии, если сравнивать с оборудованием, использовавшимся на заре повсеместного создания централизованного теплоснабжения.

Литература:

1. СП 41–101–2003 Тепловые сети. [Электронный источник] Режим доступа: http://www.know-house.ru/gost/sp_2014/sp_124.13330.2012.pdf Дата доступа: 02.09.2018г.
2. Альтернативные источники энергии. [Электронный источник] Режим доступа: http://energystock.ru/ Дата доступа: 02.09.2018г.
3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3ч. Ч. 1. Отопление/ В. Н. Богословский, Б. А. Крупнов, А. Н. Сканави и др.; Под ред. И. Г. Старовертова и Ю. И. Шиллера. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1990.-344 с.: ил. — (Справочник проектировщика).
4. Желнов А. Ю., Кажевников В. А., Александров К. А. О некоторых итогах энергетических обследований // Новости теплоснабжения. 2014. № 11.
5. Индивидуальный тепловой пункт в многоквартирном доме. [Электронный источник] Режим доступа: https://www.teploprofi.com/itp-v-zhilom-mnogokvartirnom-dome/ Дата доступа: 02.09.2018г.
6. Теплотехника: учебник для вузов / В. Н. Луканин; М.: Высшая школа, 2009