Екатеринбург станет опытной площадкой для перевода открытой системы горячего водоснабжения на закрытую схему. Опыт уральской столицы затем будет проанализирован на федеральном уровне и перенесен на другие города России. По предварительным данным, уральскому мегаполису потребуется порядка 10,6 млрд рублей на модернизацию сети.

Новый режим ГВС

Екатеринбург станет пилотной площадкой для проекта министерства энергетики РФ: городская система подачи тепла и горячей воды будет переведена с открытой схемы на закрытую. Об этом сообщили в ОАО «Свердловская теплоснабжающая компания» (СТК, входит в ЗАО «Комплексные энергетические системы»). Согласно «Схеме теплоснабжения Екатеринбурга» (сейчас находится в стадии разработки), капитальные затраты на перевод ГВС в новый режим работы оцениваются в 10,6 млрд рублей. Впрочем, в данную сумму не включены затраты на переустройство сети водопровода. На текущий момент точно не определены и источники финансирования - по последним данным, «КЭС-Холдинг» предполагает инвестировать примерно 30% от заявленной стоимости, 70% финансирования планируется получить от государства. Окончательно источники и соотношение объемов финансирования будут определены к началу 2015 года. Ожидается, что программа будет осуществлена до 2018 года. «На опыте, полученном в уральской столице, отработают типовую федеральную программу, которую затем транслируют на другие российские города. Екатеринбург выбран потому, что его система теплоснабжения является одной из самых крупных и сложных и остро нуждается в модернизации ввиду малой эффективности производства, больших потерь внутри сетей и дефицита резервов для подключения новых объектов», - пояснили в СТК.

Как заявлял заместитель главы администрации Екатеринбурга по вопросам жилищного и коммунального хозяйства Алексей Кожемяко, в Екатеринбурге сейчас работают разные системы теплоснабжения, «город является одним из самых сложных в России с точки зрения системы теплоснабжения». «Одно из отличий Екатеринбурга в том, что это один из немногих городов, где изначально была реализована открытая схема. Очевидно, что городская система теплоснабжения нуждается в модернизации как с точки зрения текущего состояния, так и с точки зрения перспективы», - заявил он.

Вернуть в трубу

Как отмечают в фонде «Институт экономики города», в России открытая и закрытая системы ГВС работают ориентировочно в одинаковых масштабах. Преимущество закрытой схемы состоит в качестве горячей воды, подаваемой в краны потребителей. В открытой схеме горячую воду часто забирают из источников теплоснабжения. «Во многих городах России горячая вода является технической и не пригодна к употреблению, так как, являясь теплоносителем для систем отопления, проходит специальную химическую антикоррозионную подготовку», - сообщают в Институте экономики города. При переводе теплоснабжения на закрытую систему, вода для циркуляции в тепловой сети не используется на нужды ГВС и остается в системе теплоснабжения. А по системе ГВС потребителям будет поступать холодная вода (питьевого качества), предварительно нагреваемая с помощью теплообменника до нужной температуры. Согласно информации фонда, перевод системы на закрытую схему несет ряд экономических выгод: в частности, сокращаются затраты на химическую подготовку теплоносителя, так как не требуется отбирать воду из системы теплоснабжения для подачи для ГВС.

Перевод системы предусмотрен законодательством. Согласно федеральному закону №190, с начала 2013 года запрещается подключать объекты капитального строительства с открытой системой. С 2022 года забирать воду из теплоносителя для нужд ГВС будет полностью запрещено. Как уточнили в «КЭС-Холдинге», после реализации проекта в Екатеринбурге, в каждом муниципалитете, где требуется перевод системы, будет разработана своя индивидуальная программа по изменению схемы теплоснабжения.

Немецкий расчет

Фактически работы по проекту начнутся только после завершения отопительного сезона в 2014 году. На текущий момент в Екатеринбурге проводится аудит для оценки объемов работ и затрат - с этой целью КЭС привлек в Свердловскую область Немецкое энергетическое агентство Dena. В мае 2013 года директор по развитию КЭС-Холдинга Виталий Аникин и председатель правления Dena Штефан Колер подписали договор, предполагающий развитие системы теплоснабжения Екатеринбурга. «В рамках договора предусмотрен технический аудит теплосетевой инфраструктуры города, сбор и систематизация исходных данных по коммунальным предприятиям города - МУП „Екатеринбургэнерго” и МУП „Водоканал”», - пояснили в компании. Специалисты немецкого агентства совместно с российскими энергетиками сформируют цену и график реализации проекта. Впрочем, уже в рамках соглашения представители европейской компании провели осмотр объектов в уральском мегаполисе. Инженеры осмотрели строящуюся ТЭЦ «Академическая», Гурзуфскую котельную и Ново-Свердловскую ТЭЦ, энергообъекты Свердловских тепловых сетей. Специалистам были представлены генеральные и гидравлические схемы теплоисточников, трубопроводов и теплопунктов города, а также информация о технических характеристиках системы теплоснабжения.

Уже в конце июня 2013 года в Москве прошла серия совещаний в центральном офисе КЭС и министерстве энергетики РФ, где были рассмотрены отчетные материалы. «Со стороны КЭС высказан ряд замечаний и предложений к предоставленным материалам. К следующему заседанию рабочей группы в Минэнерго РФ, ориентировочно в начале сентября 2013года, планируется устранение замечаний к договору и подписание новых договоров на реализацию следующих этапов проекта», - подчеркнули в КЭС-Холдинге.

Горячая пора

Отметим, что в рамках подготовки к Чемпионату мира по футболу 2018 года в Екатеринбурге планируется еще ряд инфраструктурных проектов (их суммарная стоимость, по оценкам свердловского правительства, составляет 124 млрд рублей). Согласно заявленным планам министерства спорта России, к 2018 году запланирован вынос ряда объектов с улицы Репина, где находится стадион. В этот список попали: Уральский научно-исследовательский институт охраны материнства и младенчества (НИИ ОММ), Уральская государственная медицинская академия, СИЗО-1 и исправительная колония №2. Кроме того, планируется вынести с Верх-Исетского бульвара (находится рядом со стадионом) поликлинику ФГУ «354 Окружной военный клинической госпиталь». До начала игр в городе должна быть реконструирована транспортная инфраструктура, модернизированы водоводы. «В Екатеринбурге будет построена подстанция 220 кВ „Надежда” стоимостью 3,2 млрд рублей, на строительство шлейфовых заходов пойдет более 300 млн рублей», - рассказал директор по инвестициям и поддержанию состояния активов филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - Магистральные электрические сети Урала Валерий Куржумов.

По мнению аналитика «Инвесткафе» Екатерины Шишко, согласование проекта «КЭС-Холдинга» с другими инфраструктурными программами может усложнить ситуацию. «Некоторое время также уйдет на согласование проекта с жителями, так как стоимость оборудования, устанавливаемого в домах, скорее всего, будет финансироваться за счет населения», - отмечает она. В связи с модернизацией системы возможно повышение тарифов на ЖКХ, так как повышение стоимости ГВС может потребоваться для сокращения сроков окупаемости проекта. «Однако сама система сулит множество выгод и достоинств для самих жителей города. Также новая система со временем позволит уменьшить расходы на ГВС и отопление, что будет положительно влиять на рост тарифов, и в долгосрочной перспективе рост либо замедлится, либо будет стремиться к нулю», - прогнозирует эксперт. Госпожа Шишко отмечает, что следующими городами, где будет дублироваться опыт по переводу открытой системы ГВС на закрытую схему, могут стать Мурманск, Зеленоград и Нижний Новгород. Также перевод системы будет планироваться в Самаре и Санкт-Петербурге, прогнозирует управляющий активами финансовой компании Aforex Сергей Ковжаров. «В Екатеринбурге запланирован ряд проектов, напрямую связанный с подготовкой к ЧМ по футболу, поэтому их реализация будет находиться на строгом контроле у федеральных властей. По этой причине мы не ожидаем, что сроки по переводу системы теплоснабжения будут серьезно смещены», - уверен он.

В настоящее время использование энергоэффективных технологий является одним из приоритетов в сфере ЖКХ, так как способствует более экономичному использованию ресурсов, сокращению тарифов на услуги ЖКХ и повышению качества предоставляемых услуг. Особенно актуален вопрос энергоэффективности для России, где износ основных фондов жилищно-коммунального хозяйства уже превысил 60%. В среднем по нашей стране износ котельных составляет 54,5%, коммунальных водопроводных сетей — 65,5%, канализации — 62,5%, тепловых сетей — 62,8%, электросетей в ЖКХ — 58,1%. Поэтому быстро растет уровень аварийности этой инфраструктуры. При этом Российская система централизованного теплоснабжения является самой большой в мире. На долю России приходится до 45 % мирового централизованного производства тепловой энергии. В 2010 году Минэнерго России разработало Государственную программу РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» («ГПЭЭ-2020»). В рамках реализации программы во многих регионах происходит обновление основных фондов ЖКХ: модернизируются существующие тепловые сети, ЦТП и ИТП, котельные.

Одним из методов повышения энергоэффективности в сфере ЖКХ является закрытие системы ГВС с использованием теплообменного оборудования. Согласно п.8 ст. 29 Федерального закона от 27.07.2010 N 190-ФЗ «О теплоснабжении» с 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается. Несмотря, на ряд затрат, которые необходимо будет осуществить при переходе на закрытую систему горячего водоснабжения, такой переход в конечном итоге будет выгоден и для тепловых сетей и для самих потребителей.

Преимущества перехода на закрытую схему присоединения систем ГВС

для тепловых сетей:

• увеличение срока службы водогрейных котлов, магистральных и квартальных тепловых сетей,
• снижение нагрузки на систему подпитки теплосети,
• соответствие качества воды санитарным нормам, установленным СниП 2.04.01-85,
• стабильная температура горячей воды.

для потребителей:

• снижение оплаты за услуги ГВС и соответствие оплаты фактическому потреблению воды,
• стабильная температура горячей воды,
• соответствие качества горячей воды санитарным нормам.

Остановимся подробнее на ключевых преимуществах.

Качество горячей воды соответствует санитарным нормам.

Качество горячей воды в точках водоразбора у потребителей должно соответствовать нормам питьевой воды согласно СниП 2.04.01-85*.

При закрытой системе теплоснабжения нагретая вода у потребителей практически всегда соответствует ГОСТу на питьевую воду, т.к. городской водопровод работает в тупиковом режиме.

При открытой системе теплоснабжения остро стоит вопрос получения потребителем воды надлежащего качества. В чем же причина? Режим работы такой системы – непрерывная циркуляция с многократным прохождением горячей воды через многочисленные отопительные приборы. Последние являются источником загрязнения и ухудшения качества питьевой (сетевой) воды по органолептическим показателям: цветности, прозрачности, содержанию железа, развитию неблагоприятной микрофлоры и появлению запаха. Особенно четко это прослеживается в начале отопительного периода при массовом запуске систем отопления. В эксплуатационных условиях бороться с этими явлениями трудно.

Снижение затрат на подготовку подпиточной воды и перекачку теплоносителя.

При открытой системе ГВС резко возрастает расход подпиточной воды, так как необходимо восполнять израсходованную воду потребителями. Подпитка тепловых сетей в закрытых и открытых системах осуществляется за счет работы подпиточных насосов и установок по водоподготовке подпиточной воды. В открытой схеме их требуемая производительность в 10-30 раз больше, чем в закрытой. В результате при открытой системе большими оказываются капитальные вложения в теплоисточники.

После реконструкции

Горячая вода заданной температуры получается при нагреве холодной, водопроводной воды в теплообменнике. Циркуляционная линия малой производительности обеспечивает постоянную заданную температуру в трубах возле смесителей, избавляя от необходимости сливать в канализацию дорогостоящую нагретую водопроводную воду, пока ее температура не слишком высока. При использовании этих решений энергосбережение составляет до 15% с попутной экономией воды из водопровода. Использование циркуляции позволяет иметь постоянный проток теплоносителя по обеим сторонам теплообменника. Это существенно увеличивает срок работы теплообменников без загрязнения отложениями.

В каждом случае выбор между открытой и закрытой системами в каждом случае должен обосновываться технико-экономическими расчетами с учетом всех звеньев системы теплоснабжения. Обычно при расчете экономической эффективности закрытия контура ГВС, компания «Ридан» предоставляет технико-экономическое обоснование проекта. Приведем пример такого расчета, выполненный для объекта в г. Хабаровск.

ТЭО по проекту закрытия контура ГВС (сокращенная версия)

Цель ТЭО: обоснование закрытия системы горячего водоснабжения на расчетную мощность 0,19 Гкал/ч.

Существующая схема присоединения ГВС — открытая.

В качестве предлагаемого варианта рассматривается переход на закрытую схему ГВС.

В качестве варианта перехода от открытой к закрытой схеме предлагается к установке аппараты теплообменные пластинчатые разборные «Ридан» НН№07 в количестве 2 шт. 1 рабочий, 1 резервный.

В экономическом обосновании предусмотрено сравнение затрат, связанных с закрытием контура ГВС:

• капитальные затраты;
• выплаты по налогу на имущество;
• эксплуатационные затраты теплообменников;
• оплата за горячее водоснабжение.

Проведенный анализ показал, что экономически и технически целесообразным является закрытие контура ГВС. Экономия достигается за счет снижения оплаты за горячее водоснабжение при переходе от открытой к закрытой схеме.

Затраты на оплату ГВС

Проведенный анализ показал, что экономически и технически целесообразным является закрытие контура ГВС. Экономия достигается за счет снижения оплаты за горячее водоснабжение при переходе от открытой к закрытой схеме. Эффективность инвестиционного проекта по закрытию системы ГВС подтверждается следующими показателями:

Эффективность инвестиционного проекта по закрытию системы ГВС подтверждается следующими показателями:

1. Экономия оплаты за горячее водоснабжение составляет 3 966,30 тыс.руб./год.
2. Накопленный доход составляет 38 726,53 тыс.руб./10 лет.
3. NPV (Net Present Value) – чистый дисконтированный доход составляет 24 569,93 тыс.руб.
4. IRR (Internal Rate of Return) – внутренняя норма рентабельности проекта составляет 456,1%.
5. PI (Profitability Index) — индекс рентабельности составляет 28,62.
6. PP (Payback Period) – срок окупаемости инвестиций составляет 1,2 года.
7. DPP (Discounted Payback Period) – дисконтированный срок окупаемости инвестиций составляет 1,2 года.

Проведя анализ экономического эффекта от закрытия системы ГВС на конкретном примере, мы видим, что окупаемость проекта составит всего 1,2 года. Конечно, для каждого случая значения экономических показателей будут индивидуальными, но в целом можно с уверенностью утверждать, что закрытие системы ГВС с помощью пластинчатого теплообменника значительно повышает энергоэффективность системы ЖКХ.

*Данные на основе статьи «Уровень износа основных фондов в России намного выше, чем в других странах БРИКС», Российская газета: Экономика - Модернизация № 5519 от 5 июля 2011 г.

На качество услуги горячего водоснабжения весьма влияет тип схемы ГВС используемой в системе теплоснабжения. Безусловное преимущество у закрытой схемы ГВС.
Примером того, эффективности перевода существующей в Екатеринбурге открытой схемы на закрытую может стать Комсомольский район города Екатеринбурга. О пилотном проекте по переводу микрорайона «Комсомольский» на закрытую схему ГВС участникам выездного заседания Комитета по энергетике СОСПП, состоявшегося 1 августа в УК «Академический», рассказал представитель ПТО ООО «Свердловская теплоснабжающая компания» Андрей Судницын:

«Минусы» открытой схемы теплоснабжения
– Система централизованного теплоснабжения города Екатеринбурга объединяет 10 источников, 400 с небольшим километров магистральных и 2500 разводящих сетей. Уже практически 60 лет эта система, в которой работают открытые схемы горячего водоснабжения, действует. И надо сказать, что качество воды на теплоисточниках, как горячей, так и холодной, соответствует требованиям СанПиНа. На ряде одних источников используется вода горводопровода, а на ряде других – вода готовится для подпитки теплосети, для нужд горячего водоснабжения, доводится до норм питьевого качества.
Проблемный вопрос открытой схемы – несоблюдение параметров по температуре в межотопительный период. Дело в том, что при качественном регулировании отпуска тепла для выдерживания санитарных норм в температурах, в частности в наших условиях, начиная с +8°С, температура воды поддерживается постоянной и здесь не всегда схемы водопотребления горячего водоснабжения соответствует тем требованиям, которые к ним предъявляются - отсутствие циркуляции, наличие значительного количества тупиковых зон.
Еще один неприятный момент – потребитель не может самостоятельно регулировать качество этой услуги. Режим работы системы теплоснабжения по гидравлике значительно зависит от времени и объема потребления. В «часы пик» идет повышенный водозабор, гидравлика, естественно, падает, и диспетчерам приходится предпринимать необходимые меры.

На закрытые схемы перейдем к 2022-му году
В 2010-м году вышел долгожданный 190-ФЗ «О теплоснабжении», а в 2011-м – 416-ФЗ «О водоснабжении, водоотведении». В них была окончательно поставлена точка в судьбе систем открытого водоснабжения на нужды горячего водоснабжения следующим предписанием: «С 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается ».
Во исполнение законов новые условия на подключение потребителей по закрытой схеме мы уже не выдаем. Все подключения согласовываются только по закрытой схеме и цель наша – до 2022-го года решить этот вопрос. Уже сейчас необходимо эти моменты включать в инвестиционные программы, которые нужно увязывать со всеми звеньями одной цепи: водоканал, теплоисточник, сети, еще одни сети, управляющие компании или владельцы жилья. Это задача не простая. При действующей системе горячего водоснабжения рука не всегда поднимается на отвлечение средств для горячего водоснабжения в ущерб состоянию теплосетевого оборудования, изношенность которого достаточно велика. Но я думаю, процесс этот сдвинется с мертвой точки.
Для отработки технологии перевода существующих систем с организацией горячего водоснабжения по открытой схеме на закрытую в условиях действующей системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) было предложено разработать пилотный проект «закрытия» схемы ГВС в локальной зоне СЦТ.

Пилотный проект будет реализован в «Комсомольском»
Пилотный проект родился в недрах структур ЗАО «КЭС». Для его реализации мы выбрали микрорайон «Комсомольский». На сегодняшний день реальной документации по которой можно начать работы по реализации проекта нет. Прорабатываются бизнес-модели реализации проекта.
В Комсомольском районе изначально проектировалась закрытая схема горячего водоснабжения. В свое время там все тепловые пункты были спроектированы и оборудование смонтировано для использования по закрытой схеме горячего водоснабжения. То есть вся инфраструктура практически уже была и для того, чтобы начать реализацию проекта, необходим тщательный анализ ее состояния. Еще один фактор в выборе микрорайона это близость к теплоисточнику – неподалеку находится Ново-Свердловская ТЭЦ.
Важным критерием выбора микрорайона является возможность тиражирования проектных решений для типовых объектов в городе. Дело в том, что в Комсомольском районе представлено значительное количество технологических схем, которые используются на иных объектах города. И если мы здесь обкатаем какие-либо решения, они будут значительно проще тиражироваться и применяться в дальнейшем. Немаловажным является и то, что эксплуатация жилого фонда Комсомольского района ведется одной управляющей компанией. Практика же показывает, что когда много хозяев, значительно сложнее что-то делать.

Краткая характеристика микрорайона
В Комсомольском районе на 159 зданий достаточно большая нагрузка – 90 Гкал/час. Здесь существует весь спектр социальных объектов. Что касается технологии обслуживания, в тринадцати центральных тепловых пунктах происходит снижение температуры до потребительского графика и в 142 индивидуальных тепловых пункта расположены в зданиях, где температурный график уже доводится до потребительского, подаваемого в системы отопления. Далее происходит отбор из той или иной линии системы на нужды горячего водоснабжения.

Без проблем и сложностей не обойдется
Безусловно, мы столкнулись с рядом проблем. В первую очередь – это отсутствие законодательно прописанного механизма финансирования мероприятий. Сейчас мы делаем пилотный проект исключительно за счет своих денег. И, скорее всего, решение этого вопроса затянется, вероятно, на 2-3 года.
Сложность заключается и в разобщенности балансовой принадлежности системы. В данном случае здесь задействовано три звена: Свердловская теплоснабжающая компания, муниципальное предприятие тепловых сетей МУП «Екатеринбургэнерго» и собственники зданий. С точки зрения техники, наиболее сложным будет вопрос размещения оборудования для подогрева воды в существующих зданиях. Если в домах с подвальной компоновкой это решается, то многие здания подвальных помещений не имеют и как размещать это оборудование – большой вопрос, хотя, конечно, существуют технические решения, которые позволят это сделать.
Существенным станет также решение задачи по изменению баланса водопроводной воды, а кроме того, доведение необходимого количества воды от водопровода непосредственно до зданий. Как водопроводная сеть с ней справится? В схеме водоснабжения и канализации, которая практически разработана, я надеюсь, все учтено. Важным моментом является то, что водопроводная вода, подаваемая в существующие сети горячего водоснабжения внутри зданий, сильно аэрирована и в сочетании с температурой это приведет к значительному коррозионному износу внутридомовых систем. Необходимо решать вопрос комплексно с примененимем внутридомовых систем из коррозионностойких материалов. Это могут быть пластиковые, металлопластиковые, медные и другие решения. Однако потребители к этому, к сожалению, пока полностью не готовы.
В связи с предстоящим изменением гидравлического режима необходимо выполнить расшивку тепловых сетей. Поскольку тот недовозврат воды, циркулирующий в системах теплоснабжения при открытой схеме, на величину водоразбора уже достаточно сложно будет вернуть по обратной трубе на теплоисточники. Кроме того, изменятся зоны действия теплоисточников, будет осуществлена реконструкция внутридомовых систем.

Наиболее вероятным при разработке проекта «закрытия» схемы представляется использование имеющегося опыта создания системы теплоснабжения Академического района, где применены передовые на сегодняшний день решения. Безусловно, будут внесены поправки на специфику Комсомольского района.
Какие результаты будут достигнуты?
В ходе оптимизации схемы теплоснабжения «Комсомольского» микрорайона планируется достичь следующих результатов:

Повышение качества предоставляемой услуги ГВС
Упрощение системы расчетов за услугу ГВС
Возможность потребителя управлять услугой
Организация 100% учета отпускаемого и потребляемого энергоресурса
Эффективное использование тепловой энергии потребителями
Стабильный гидравлический режим теплосети
Снижение коррозионного износа трубопроводов тепловых сетей

Предстоит масштабная комплексная работа по реализации пилотного проекта. В этом процессе будут задействованы практически все ресурсоснабжающие организации города, управляющие компании, владельцы зданий, многочисленные подрядчики. Со стороны властных структур при этом необходима четкая координация действий всех участников пилотного проекта в рамках имеющихся властных полномочий.

фото: из архива журнала «Энергетика и ЖКХ Урала»

Теплоснабжением называют снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений для обеспечения как коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение), так и технологических нужд потребителей.

Теплоснабжение бывает местным и централизованным. Система централизованного теплоснабжения обслуживает жилые или промышленные районы, а местного - одно или несколько зданий. В России наибольшее значение приобрело централизованное теплоснабжение.

В зависимости от способа присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения, последнее делится на открытое и закрытое.

Открытые системы теплоснабжения

Открытые системы теплоснабжения характеризуются тем, что водоразбор горячей воды для нужд потребителя происходит непосредственно из теплосети, причем, он может быть как полным, так и частичным. Остающаяся в системе горячая вода продолжает использоваться для отопления или вентиляции.

Расход воды в теплосети при этом способе компенсируется дополнительным количеством воды, которая подается в тепловую сеть. Преимущество открытой системы теплоснабжения заключается в ее экономической выгоде. Во время советского периода почти 50 % всех систем теплоснабжения были открытого типа.

В то же время, нельзя сбрасывать со счетов то, что такая система теплоснабжения имеет и ряд существенных недостатков. Прежде всего, это невысокое санитарно-гигиеническое качество воды. Отопительные приборы и трубопроводные сети придают воде специфический запах и цветность, появляются различные посторонние примеси, а также, бактерии. Для очистки воды в открытой системе обычно применяются различные методы, но их использование снижает экономический эффект.

Открытая система теплоснабжения по способу присоединения к теплосетям может быть зависимой, т.е. соединяться через элеваторы и насосы, или присоединяться по независимой схеме - через теплообменники. Остановимся на этом подробней.

Зависимые системы теплоснабжения

Зависимые системы теплоснабжения, это такие системы, в которых теплоноситель по трубопроводу попадает сразу в систему отопления потребителя. Здесь нет никаких промежуточных теплообменников, тепловых пунктов и гидравлической изоляции. Несомненно, что такая схема присоединения понятна и конструктивно проста. Она несложна в обслуживании и не требует никакого дополнительного оборудования, например, циркуляционных насосов, автоматических приборов регулирования и контроля, теплообменников и т.д. Чаще всего, эта система привлекает своей, на первый взгляд, экономичностью.

Однако она имеет существенный недостаток, а именно, невозможность отрегулировать теплоснабжение в начале и конце отопительного сезона, когда появляется избыток тепла. Это не только влияет на комфорт потребителя, но и приводит к теплопотерям, что снижает ее кажущуюся первоначально экономичность.

Когда становятся актуальными вопросы энергосбережения, разрабатываются и активно внедряются методики перехода зависимой системы теплоснабжения к независимой, это позволяет экономию тепла порядка на 10-40% в год.

Независимые системы теплоснабжения

Независимыми системами теплоснабжения называют системы, в которых отопительное оборудование потребителей изолировано гидравлически от производителя тепла, а для теплоснабжения потребителей используют дополнительные теплообменники центральных тепловых пунктов.

Независимая система теплоснабжения имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Это:

• возможность регулирования количества тепла, доставленного к потребителю при помощи регулирования вторичного теплоносителя;
• ее более высокая надежность;
• энергосберегающий эффект, при такой системе экономия тепла составляет 10-40 %;
• появляется возможность улучшения эксплуатационных и технических качеств теплоносителя, что существенно повышает защиту котельных установок от загрязнений.

Благодаря этим преимуществам, независимые системы теплоснабжения стали активно применяться в крупных городах, где тепловые сети достаточно протяженны и существует большой разброс тепловых нагрузок.

В настоящее время разработаны и успешно внедряются технологии реконструкции зависимых систем в независимые. Несмотря на значительные капиталовложения это, в конечном итоге, дает свой эффект. Естественно, что независимая открытая система - дороже, однако она значительно улучшает качество воды по сравнению с зависимой.

Закрытые системы теплоснабжения

Закрытые системы теплоснабжения - это системы, в которых вода, циркулирующая в трубопроводе, используется только как теплоноситель, и не забирается из теплосистемы для нужд обеспечения горячего водоснабжения. При такой схеме система полностью закрыта от окружающей среды.

Конечно же, утечки теплоносителя возможны и при такой системе, однако, они весьма незначительны и легко устраняются, а потери воды без проблем автоматически восполняются с помощью регулятора подпитки.

Подача тепла в закрытой системе теплоснабжения регулируется централизованным способом, при этом количество теплоносителя, т.е. воды, остается в системе неизменным. Расход тепла в системе зависит от температуры циркулирующего теплоносителя.

Как правило, в закрытых системах теплоснабжения используются возможности тепловых пунктов. На них, от поставщика теплоэнергии, например, ТЭЦ, поступает теплоноситель, а его температура регулируется до необходимой величины для нужд отопления и горячего водоснабжения районными центральными тепловыми пунктами, которые и распределяют ее по потребителям.

Приемущества и недостатки закрытой системы теплоснабжения

Преимущества закрытой системы теплоснабжения заключаются в высоком качестве горячего водоснабжения. Кроме того, она дает энергосберегающий эффект.

Ее, практически, единственный недостаток в сложности водоподготовки из-за удаленности тепловых пунктов друг от друга.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Инициаторы законопроектов отмечают следующие недостатки открытой схемы:

¦ повышенные расходы тепловой энергии на отопление и ГВС;

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

¦ повышенные затраты на эксплуатацию котельных и тепловых сетей;

¦ не обеспечивается качественное теплоснабжение потребителей из-за больших потерь тепла и количества повреждений на тепловых сетях;

¦ повышенные затраты на химводоподготовку.

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

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

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

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

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

Более перспективна подготовка горячей воды в условиях ИТП. В теплообменнике закрытой системы горячая вода представляет собой подогретую холодную воду, идущую к потребителю. Отработанный теплоноситель (у него на выходе из теплообменника понижается температура) добавляется в новый теплоноситель и эта «техническая» вода идет на отопление по зависимой или независимой схеме.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тем не менее рассматриваются разнообразные схемы финансирования:

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

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

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

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

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

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

Что и говорить, неплохой проект, и эффект экономический даст. Только сильно напоминает «кашу из топора»: переход на закрытую схему - только затравка, а основное наполнение - переход на независимую схему отопления, автоматизация и диспетчеризация. Потребуется создание специализированных организаций, способных взять на себя всю цепочку работ от проектирования и монтажа до пусконаладки и обслуживания современных систем теплоснабжения. Для этой цели необходимо проводить целенаправленную работу по подготовке специалистов в области энергосбережения.

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

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

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

Литература

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