Статьей 29 закона «О теплоснабжении» с 1 января 2022 года вводится прямой запрет на использование централизованных открытых систем теплоснабжения. Такое решение было вызвано исключительно необходимостью соблюдения санитарно-эпидемиологических требований к горячей воде.
В соответствии с законом «О водоснабжении и водоотведении» с руководителей муниципальных администраций и теплоснабжающих организаций временно снята ответственность за качество горячей воды в доставшихся им с прошлых времен открытых системах, но только при наличии плана мероприятий и ежегодном публичном отчете о его исполнении.
В качестве источников финансирования работ по переводу на закрытую схему обычно рассматриваются бюджет и средства, выплачиваемые жителями на капитальный ремонт, так как простые энергосервисные контракты по большинству зданий не окупаются. Задача настоящего проекта обеспечить перевод на закрытую схему теплоснабжения с минимальными затратами средств населения и бюджета. Пошаговое его исполнение включает в себя следующее.

1. Синхронизацию разработки схемы теплоснабжения, схемы водоснабжения, программы энергосбережения и плана мероприятий по переводу на закрытую схему.

Синхронизация позволяет минимизировать сопутствующие затраты на увеличение диаметров сетей и мощности насосов, обеспечить комплексность работ с разгрузкой технических условий на модернизацию конкретного здания, а также рассчитать изменение затрат и доходов всех эксплуатационных организаций.
План перевода на закрытую схему, в соответствии с законодательством, включается в схему теплоснабжения. В ней определяются необходимые изменения во всех элементах системы теплоснабжения, а также перечень ЦТП, которые экономически целесообразно сохранить (при их наличии).

1. Выделение в составе индивидуальных тепловых пунктов блоков горячего водоснабжения. Для перехода на закрытую схему необходимы только блоки ГВС. Эффекты от их установки у потребителей:

• снижение платежей за горячую воду при стоимости теплоносителя выше стоимости водопроводной воды;
• снижение тарифа на тепловую энергию при отключении от ЦТП (где есть ЦТП и применяется подобное тарифное решение);
• повышение качества горячей воды (в большинстве случаев);
• соблюдение температуры горячей воды;
• снижение удельного теплосодержания при чрезмерной циркуляции или уменьшение сливов при отсутствии циркуляции;
• повышение достоверности и снижение стоимости приборного учета.

Эффекты у теплоснабжающей организации:

• ликвидация убытков при тарифе на теплоноситель ниже реальных затрат (что наблюдается повсеместно);
• возможность получения дополнительных до- ходов от эксплуатации ИТП;
• улучшение режимов в тепловых сетях с возможностью подключения новых потребителей;
• повышение качества теплоносителя с уменьшением внутренней коррозии оборудования;
• ликвидация большей части имеющихся ЦТП и трубопроводов горячей воды от них.

В плане перевода на закрытую схему должны быть оценены все эффекты, решены вопросы прав собственности на ИТП, разработана экономическая и юридическая модель софинансирования из разных источников, с таким распределением по времени этапов работ, которое позволяет вписываться в предельный индекс роста платежей граждан и сохранить обоснованный НВВ теплоснабжающих организаций. Фото 1. Модуль приготовления ГВС размещен под лестницей. Фото 2. Из-за стесненных условий в подвале теплообменник размещен под потолком.

1. Решения по блокам отопления.

В схеме теплоснабжения должна быть определена необходимость перехода на независимую схему присоединения систем отопления потребителей. Обязательность такого решения может потребоваться только в отдельных зонах и определяться исключительно проблемами с надежностью (высокое или недостаточное давление в обратном трубопроводе, переменные или неудовлетворительные гидравлические режимы в сетях, опасность гидравлических ударов). В остальных зонах может применяться насосное смешение (при графике 150/70 в сочетании с гидроэлеватором) и регулирование пропусками.

В открытых системах теплоснабжения перетопы носят массовый характер (особенно при температурном графике в сети 95/70), соответственно потребители получают существенную экономию при внедрении регулирования отопления на вводе зданий. Если установка блока с бойлером отопления окупается за счет снижения потребления тепловой энергии, то в многоквартирных домах можно использовать средства жителей (плата на капремонт, энергосервис). При отсутствии окупаемости блоки или не устанавливать, либо подобрать менее дорогое решение.

Технические решения.
Распространенные сегодня технические решения по ИТП отработаны для вновь строящихся домов, в которых сразу планируется необходимое помещение. Размещение тепловых пунктов в подвалах существующих зданий часто связано с решением проблемы подтопления или отсутствия подходяще- го помещения. Лучшим решением является применение типовых плоских блоков, размещаемых, при необходимости, даже на потолке. Это стало возможно при использовании интенсифицированных малогабаритных кожухо-трубчатых водонагревателей. При создании ИТП за счет средств теплоснабжающей организации, для решения проблемы собственности на оборудование, возможно размещение ИТП в плоском шкафу, размещаемом на стене здания.
В технических проектах обустройства ИТП должны быть решены вопросы регулирования циркуляции горячей воды, иначе, в некоторых поселениях, платежи за горячую воду после модернизации даже возрастают. Проблема накипи при высокой жесткости водопроводной воды решается путем использования вышеназванных теплообменников, обеспечиващих безнакипный режим работы за счет эффекта самоочистки.

1.
2.
3.

Благодаря теплоснабжению дома и квартиры обеспечиваются теплом, а соответственно в них комфортно находиться. Одновременно с обогревом жилые строения, промышленные объекты, общественные здания получают горячее водоснабжение для бытовых или производственных потребностей. В зависимости от способа доставки теплоносителя на сегодняшний день существуют открытые и закрытые системы теплоснабжения.

Одновременно схемы обустройства систем теплообеспечения бывают:

• централизованными - ими обслуживаются целые жилые районы или населенные пункты;
• местными – для обогрева одного строения или группы зданий.

Открытые системы теплоснабжения

В открытой системе вода подается постоянно из теплоцентрали и это компенсирует ее расход даже при условии полного разбора. В советское время по такому принципу функционировало примерно 50% теплосетей, что объяснялось экономичностью и минимизацией затрат на обогрев и ГВС.

Но открытая система теплоснабжения имеет ряд недостатков. Чистота воды в трубопроводах не соответствует требованиям санитарно-гигиенических норм. Поскольку жидкость перемещается по трубам значительной протяженности, она становится другого цвета и приобретает неприятные запахи. Часто при взятии проб воды работниками санэпидемстанций из таких трубопроводов в ней обнаруживают вредоносные бактерии.

Желание очистить поступающую по открытой системе жидкость приводит к снижению экономичности теплоснабжения. Даже самые современные способы устранения загрязнений воды не способны преодолеть этот значительный недостаток. Поскольку протяженность сетей немалая, возрастают расходы, а эффективность очистки остается прежней.

Открытая схема теплоснабжения функционирует на основе законов термодинамики: горячая вода поднимается вверх, благодаря чему на выходе котла создается высокое давление, а на входе в теплогенератор - небольшое разряжение. Далее жидкость направляется из зоны повышенного давления в зону более низкого и в результате осуществляется естественная циркуляция теплоносителя.

Будучи в нагретом состоянии, вода имеет свойство увеличиваться в объеме, поэтому для данного типа отопительной системы требуется наличие открытого расширительного бака, такого как на фото – это устройство абсолютно негерметично и напрямую соединяется с атмосферой. Поэтому такое обеспечение теплом получило соответствующее название - открытая водяная система теплоснабжения.

В открытом типе вода нагревается до 65 градусов и потом подается к кранам водоразбора, откуда поступает к потребителям. Подобный вариант теплоснабжения позволяет пользоваться дешевыми смесителями вместо дорого теплообменного оборудования. Так как разбор подогретой воды неравномерен, по этой причине линии подачи конечному потребителю рассчитывают с учетом максимального потребления.

Закрытые системы теплоснабжения

Представляет собой закрытая система теплоснабжения конструкцию, в которой теплоноситель, циркулирующий в трубопроводе, используется только для обогрева и вода из тепловой сети не отбирается на горячее водоснабжение.

В закрытом варианте обеспечения обогрева помещений подача тепла регулируется централизованно, а количество жидкости в системе остается неизменной. Расход тепловой энергии зависит от температуры циркулирующего по трубам и радиаторам теплоносителя.

В системах теплоснабжения закрытого типа, как правило, используются тепловые пункты, в которые горячая вода поступает от поставщика теплоэнергии, например ТЭЦ. Далее температура теплоносителя доводится до нужных параметров для теплообеспечения и горячего водоснабжения и направляется потребителям.

Когда функционирует закрытая система теплоснабжения – схема поставки тепла обеспечивает высокое качество ГВС и энергосберегающий эффект. Ее главный недостаток - сложность водоподготовки по причине удаленности одного теплового пункта от другого.

Зависимая и независимая системы теплоснабжения

И открытая и закрытая система теплоснабжения могут подсоединяться двумя способами – зависимым и независимым.

В наших широтах обойтись без отопления невозможно. Слишком прохладные осень и весна, долгая зима не оставляют выбора – обогревать приходится все помещения для создания комфортных условий жизни. При этом вместе с теплом в квартиры, организации и на предприятия подается также горячая вода.

Для предоставления услуги теплоснабжения, в согласии с законодательством, должен быть заключен соответствующий договор между поставщиком и потребителем.

Системы обогрева помещений разделяются на открытые или закрытые.

В то же время отопление бывает также:

• централизованное (когда обогрев обеспечивается одной котельной на целый микрорайон);
• местное (установленное в отдельном здании или обслуживающая небольшой комплекс строений).

Различие между закрытыми системами и открытыми достаточно существенное. Последняя предполагает подачу нагретой воды в дома потребителей, при заборе ее напрямую из теплосети.

Открытая система теплоснабжения

В этом формате кипяток направляется в водопровод прямо из труб обогрева, что позволяет полностью избежать полного расхода даже в том случае, если будет отбираться весь его объем. Во времена СССР на данном принципе основывалась работа примерно половины всех тепловых сетей. Такая популярность была обусловлена тем, что схема помогала более экономично расходовать энергоресурсы и существенным образом снизить затраты на отопление в зимний период и горячее водоснабжение.

Однако такой способ, снабжать теплом и кипятком жилые дома, имеет немало недостатков. Все дело в том, что очень часто нагретая вода из-за двойного назначения не соответствует нормам санитарно-гигиенического характера. Носитель тепла может циркулировать по металлическим трубам достаточно длительное время прежде, чем поступит в краны. В итоге нередко она изменяет свой цвет и приобретает неприятный запах. Кроме того, неоднократно сотрудники санитарно-эпидемиологических служб выявляли в ней опасные микроорганизмы.

Необходимость фильтровать такую воду перед подачей ее в систему горячего водоснабжения сильно снижает эффективность и увеличивает себестоимость обогрева. При этом до текущего времени не существует по-настоящему действенного способа очищения такой воды. Значительная протяженность трубопроводов фактически делает эту процедуру бесполезной.

Циркуляция воды в такой системе происходит благодаря учету при конструировании термодинамических процессов. Нагретая жидкость поднимается и покидает нагреватель из-за повышения давления. В то же время прохладная вода создает несколько более низкое давление на входе в котел. Именно это и позволяет теплоносителю самостоятельно двигаться по коммуникациям.

Вода, как и любая другая жидкость, нагреваясь, увеличивается в объеме. Поэтому для того чтобы не допустить излишней нагрузки на теплосети, в их конструкции обязательно присутствует специальная открытая расширительная емкость, расположенная выше уровня котла и труб. Туда выдавливается излишек теплоносителя. Это и дает основание называть такую систему открытой.

Нагрев в данном случае происходит до 65 градусов Цельсия, и далее через водоразборные краны вода поступает непосредственно в дома потребителей. Эта система разрешает устанавливать недорогие простые смесители.

В связи с тем, что спрогнозировать, сколько горячей воды будет использовано, невозможно, она всегда подается с учетом самого высокого потребления.

Системы теплоснабжения, работающие по закрытой схеме, – что это такое

Отличие данной схемы централизованного обогрева домов от предыдущей состоит в том, что горячая вода используется исключительно для отопления. Горячее водоснабжение обеспечивается по отдельному контуру или индивидуальными нагревательными приборами.

Циркуляция теплоносителя происходит по замкнутому кругу; возникающие незначительные потери восполняются за счет автоматической подкачки при потере давления.

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»