Теплая зима 2006 – 2007 годов позволила коммунальным службам забыть на время о проблемах систем теплоснабжения, а потребителям насладиться теплом в зимние месяцы. Забыть о проблеме – хотя и излюбленный в России, но отнюдь не рациональный способ ее решения. Износ же, как оборудования данной системы жизнеобеспечения, так и огромной протяженности трубопроводов, доставляющих тепло потребителям, катастрофичен. Минтопэнерго с горечью констатирует, что и без того невысокий уровень КПД устаревшего оборудования, составляющий 60-70%, непроизводственные потери тепла в теплосетях снижает до 50%. А их аварийность может достигать 70 случаев на 100 км.
Конечная модель реформирования теплоснабжения, по мнению большинства специалистов, должна состоять из сбалансированного комплекса мероприятий относительно особенностей каждого региона. Среди мер по преобразованию обычно предлагается: пересмотр существующей тарифной политики; частичная реконструкция системы централизованного теплоснабжения; масштабные преобразования тепловых сетей с использованием предварительно теплоизолированных труб и ряд других мероприятий.
Отдельное место в этих планах занимает возможность децентрализации теплоснабжения. В ее основе лежит организация автономных источников тепла – пристроенных, встроенных или крышных котельных. Независимость в сфере отопления доступна не только предприятиям и организациям, для многоквартирного дома также существует возможность пользоваться индивидуальным теплом. С одной стороны, это выход для таких районов, где новая застройка уже не может быть обеспечена мощностями централизованного теплоснабжения, или для тех, которые имеют низкую плотность тепловых нагрузок. Эффективность автономных котельных может быть на треть выше по сравнению с централизованной системой теплоснабжения, в чем на данный момент уже смогли убедиться потребители тепла во многих регионах России.
Сложные погодные условия Якутии послужили не только предпосылкой к внедрению данного способа организации отопления, но и помогли убедиться в его надежности. Опыт Якутска, в котором на протяжении последних лет количество автономных котельных постоянно растет, показывает, что сокращение промежуточных звеньев системы теплоснабжения, снижение потерь в процессе выработки, транспортировки и распределения тепла в союзе с качественным и надежным оборудованием делает автономные котельные достойной альтернативой централизованному теплоснабжению.
Со стороны же потребителей автономных, прежде всего крышных котельных – это залог качества предоставляемой услуги. Ведь использование надежного современного оборудования и значительное сокращение протяженности теплосетей минимизируют аварийность и тепловые потери, позволяют существенно снизить потребление энергоносителей. Что, в свою очередь, приводит к уменьшению стоимости выработки тепловой энергии. Еще одним из преимуществ является малая инерционность индивидуальной котельной, позволяющей оперативно реагировать на изменение внешней температуры, что, безусловно, недоступно в условиях централизованной доставки теплоносителя.
Помощь в решении проблем, связанных с организацией индивидуальной котельной, могут оказать специализированные инжиниринговые фирмы, обычно предоставляющих весь комплекс услуг, начиная от формирования технического задания. Весь же цикл включает в себя не только проектирование объекта и согласование соответствующих технических решений, но также монтаж подобранного оборудования и проведение пусконаладочных работ. Залогом добросовестности является гарантийное и послегарантийное обслуживание автономной котельной после ее сдачи в эксплуатацию.
Возрастающий спрос на независимое тепло привел к появлению на рынке готовых решений в виде блочно – модульных котельных. В зависимости от возможных условий такую котельную установку размещают на крышах в пристройках или выполняют отдельно строящий вариант. Из всего перечисленного крышные котельные являются одним из наиболее оптимальных вариантов размещения котельной, обладающим рядом преимуществ по сравнению с другими.
Прежде всего, минимальная протяженность каналов передачи тепла снижает не только упомянутые потери, но и затраты на содержание сети. Другой момент, характерный для крышных котельных, особенно важен для промышленных предприятий и муниципальных зданий – это эффективное использование городских и производственных территорий. К тому же это экологически более корректный вариант, так как образующиеся дымовые газы быстро рассеиваются, что немаловажно в условиях плотной застройки. При этом нет необходимости возведения высоких и дорогостоящих дымовых труб.
Котельные крышного типа чаще всего устанавливаются на платформах. Обычно, при использовании емкостных котлов, в целях конструкционной безопасности котельную опирают на несущие стены здания. Одним из подготовительных этапов является определение несущей способности стен и перекрытий, который позволит определить степень необходимости проведения мер по усилению конструкций. При этом существуют модели теплогенераторов, которые отличаются небольшим весом (например, для котлов RENDAMAX, вес которых можно приблизительно оценить в 1 кг на 1 кВт мощности котла). Что позволяет их с успехом использовать при реконструкции существующих зданий и размещать на панельных домах.
Нормативной базой для разработки автономных котельных являются СНиП 11-35-76 “Котельные установки”, а так же “Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388К (115оС)”. Эти нормативные документы предусматривают требования, касающиеся безопасности функционирования котельных установок. Проектируемые согласно данным документам котельные, в том числе и блочно -модульные, как правило имеют типовые схемы автоматизации, отвечающей за работу отопительной системы и котельной в целом. Так, в случае появления загазованности подача газа прекращается и происходит запуск вытяжного вентилятора. Кроме того, система автоматики котла реагирует на понижение давления и температуры в обратном трубопроводе, запуская соответствующее оборудование. Одновременно с реагированием на возникновение аварийной ситуации автоматика сигнализирует о ней в диспетчерскую. Это позволяет отказаться от постоянного присутствия в котельной обслуживающего персонала. Что так же является важным фактором экономии. Так как содержание персонала в котельной является, после затрат на топливо и электроэнергию, самыми существенными расходами. Привлечение для обслуживания специализированных сервисных организаций дает возможность использовать высокопрофессиональных специалистов и при этом платить за это существенно меньшие деньги.
Кроме этого снижение потребления энергоносителей дает погодозависимое регулирование температуры теплоносителя в отопительных контурах. Принцип работы автоматики простой: чем ниже температура окружающей среды – тем выше температура в системе отопления. Она регулируется в соответствии с выбранным температурным графиком. Большинству жителей нашей страны хорошо известна ситуация, когда осенью, даже при низкой температуре наружного воздуха отопление отсутствует, так как не наступило 15 октября, а весной, даже в теплую погоду к радиаторам отопления не притронутся – еще не кончился отопительный сезон. Эта крайне некомфортная ситуация исключена при наличии автономной котельной. В любое время года котельная обеспечит потребителя теплом, если температура на улице опустилась ниже заданной (например + 6°С).
В комплектацию котельной, кроме блока регулирующей автоматики, входят надежная запорная арматура, теплообменники, современное насосное и котельное оборудование преимущественно ведущих европейских производителей. Так, в Якутске, упомянутом выше, в оснащении автономных котельных были использованы теплообменники фирмы “АЛЬФА ЛАВАЛЬ”, в качестве насосного оборудования выбрана продукция концерна GRUNDFOS. Отвечая за циркуляцию теплоносителя, насосы также решают задачу выравнивания температурных режимов помещений первых и последних этажей. Использование в котельных продукции известных изготовителей будет являться не только залогом надежности и долговечности, но и повышения энергоэффективности всей котельной установки. Подсчеты показали, что применение указанных насосов в Якутии позволило снизить затраты на электричество в 2-3 раза.
Безусловно, ядром котельной является водонагревательное оборудование, главной характеристикой которого является теплопроизводительность. На предварительном этапе подбора можно приблизительно оценить необходимую мощность, ориентируясь на расход 100 Вт тепловой энергии для обогрева 1 кв. м. помещения (1 кВт на 20-25 куб. м). Окончательные расчеты должны проводить специалисты подрядной организации, принимая во внимание не только размеры отапливаемых помещений, но и тепловые потери через стены и окна, на вентиляцию помещения, а также ориентацию самого здания относительно розы ветров. Важными являются, безусловно, и климатические условия региона. С экономической точки зрения использование котлов большей теплопроизводительности выгоднее, так как их цена в расчете на единицу мощности ниже. Но, несмотря на это, специалисты рекомендуют использовать для установки не менее двух котлов. Прежде всего, из-за повышения надежности котельной, так как в случае аварии становится возможным не отключать подачу тепла полностью, произвести ремонт оборудования.
В зависимости от вида используемого энергоносителя различают газовые, жидкотопливные, электрокотлы, также котлы, работающие на твердом топливе. Пальма первенства, безусловно, принадлежит газовому оборудованию за счет относительной дешевизны топлива и удобства его использования. В зависимости от модели мощность таких котлов варьируется от 50 кВт до 3МВт. Для крышных котельных, котлы, как правило, должны иметь атмосферную горелку с неполным предварительным смешением. Она устойчива к снижению давления газа в сетях до 4 мбар и обладает низким уровнем шумов.
Немаловажным фактором, определяющим применение газовых котлов в оснащении крышных котельных, являются малые вес и габаритные размеры. Для выполнения данной задачи изготовители применяют котлы водотрубной конструкции. В котлах фирмы RENDAMAX (Нидерланды) используются медные трубы с оребрением, полученные методом экструзии (в сериях R2000 и R18) или же оребренные и гладкие трубы из нержавеющей стали в (котлах премиксных и конденсационных серий).
Специфика размещения котельной требует соблюдения особых требований к оборудованию по таким характеристикам, как уровни шумов и вибрации. Использование котлов с низким значением данного показателя (до 50 ДБа), дополненных при необходимости виброкомпенсаторами, позволит свести к минимуму такие побочные факторы работы системы, как шумы и вибрация.
Одним из преимуществ автономных источников теплообеспечения перед централизованными является высокий суммарный уровень КПД – не ниже 91%.
Конструкторская работа, ведущаяся в направлении наиболее эффективного использования энергоносителей, привела к глубокой модернизации котельного оборудования. Сегодня все большую популярность на рынке завоевывают конденсационные газовые котлы. Подобные бытовые теплогенераторы (например, ARISTON ACO (Италия)) достаточно хорошо известны потребителю, а относительно недавно на нашем рынке стали появляться и котлы промышленного диапазона мощности для установки в крышных котельных (например, уже упомянутые котлы фирмы RENDAMAX).
Особенности конструкции таких котлов позволяют добиться более высокого уровня коэффициента нормативного использования, который может достигать значения 110% (расчет ведется с учетом теплоты содержащихся в парах воды отходящих газов). Основа технологии конденсационной техники заключается в максимальном использовании тепла дымовых газов. Для этого в конструкции котла предусмотрен специальный теплообменник, в котором происходит охлаждение водяных паров, возникающих в процессе сжигания газа и поступающих с воздухом на горение. Безусловный вклад в благоприятную экологическую обстановку за счет существенного сокращения выброса в отходящих газах NOx и CO дополняется и экономией от более эффективного использования энергоносителей. Конденсационный метод позволяет на четверть снизить потребление газа, а применение энергоэффективного насосного и вентиляционного оборудования – минимизировать расходы электроэнергии.
Установка автономной котельной, кроме принятия решения о выборе оборудования соответствующей номинальной мощности, потребует еще и проведения ряда мероприятий по обеспечению безопасности. Необходимо позаботиться об обязательном заземлении оборудования. Размещение системы на крыше влечет за собой непременную установку системы молниезащиты. Для исключения несанкционированного доступа к оборудованию часто предлагается использовать систему охранной сигнализации.
Применение автономных способов организации теплообеспечения в комплексе мер по реорганизации всей отрасли не исключает и частного инвестирования такого рода проектов. При условии, что организация децентрализованного источника отопления выступает не просто в роли замены морально и физически устаревшего оборудования, но и в качестве вложения капитала, особенно важным становится вопрос его экономической эффективности. Следует заметить, что по сравнению с централизованными источниками теплоснабжения себестоимость производства единицы тепла в автономной котельной на 15-25 % ниже. При этом за счет низкого уровня эксплуатационных расходов и высокого уровня КПД котельной установки, работающей на газе, по расчетам, в среднем окупаются не более чем за 5 лет, с учетом срока их службы не менее 20 лет. Все это, безусловно, выгодно отражается на размерах расходов на отопление и горячее водоснабжение конечного потребителя.
