Ни для кого не секрет, что в большинстве наших старых бойлерных (они же ЦТП или ИТП) автоматика на водоподогревателях горячего водоснабжения стоит, но не работает. Стоит, потому что без нее нельзя было сдать бойлерную в эксплуатацию. Такие были правила. А не работает, потому что и без нее хорошо. Единственное, что прежде беспокоило персонал, это возможность ожогов жителей при поступлении в систему ГВС чрезмерно горячей воды. Но, со временем, и это беспокойство практически исчезло, потому что о перегретой воде в тепловой сети даже старожилы давно забыли, а уж молодым слесарям и вовсе неведомо о такой диковине, как перегретая вода.
Первым требованием любого инспектора, озабоченного эффективным использованием энергии в бойлерной ГВС, будет восстановление работоспособности приборов автоматики. Но те эксплуатационники, которые выполнят это требование, с удивлением обнаружат (если есть теплосчетчик), что после установки работоспособных регуляторов перед водоподогревателями ГВС потребление тепловой энергии практически не уменьшилось. Все дело в том, что, в отличие от системы отопления, тепловой мощностью которой можно управлять централизованно, тепловая мощность системы горячего водоснабжения зависит исключительно от потребителя. Чем больше открытых кранов, тем больше нужно тепла, и управлять этим процессом из теплового пункта никак невозможно. Если водоразбор уменьшится, то регулятор способен лишь уменьшить расход теплоносителя, но при этом соответственно увеличится разность температур между подающим и обратным теплоносителем, и общее потребление тепловой энергии останется практически неизменным. Осознание невозможности эффективного управления из теплового пункта тепловой мощностью системы ГВС приводит к очевидному, хоть и, на первый взгляд, к парадоксальному заключению о бесполезности регулирования теплопотребления систем горячего водоснабжения и, следовательно, о необходимости в корне изменить подход к проектным решениям узла горячего водоснабжения в тепловых пунктах. Конечно, регулятор температуры служит не только целям эффективного использования тепла, но и ограничивает температуру горячей воды, которая при недостаточном водоразборе может стать слишком горячей. Некоторое превышение температуры бытовой горячей воды над минимальным нормативным уровнем не приводит к заметному перерасходу тепла, потому что, чем горячее вода, тем в меньшем количестве она потребляется.
Действующими нормами регламентирован достаточно широкий (50–75°C) диапазон температур, которые допускаются в системе горячего водоснабжения, хотя, справедливости ради, нельзя не отметить, что постоянство температуры горячей воды, хоть и не влияет на эффективность системы горячего водоснабжения, но остается осязаемым признаком ее потребительского совершенства. Поэтому новый подход к проектным решениям узла горячего водоснабжения должен учитывать это. На рис. 1 показаны две принципиальные схемы узлов приготовления горячей воды — традиционная и рациональная. В традиционной схеме регулятор перепада давления 2 обеспечивает устойчивую работу регулятора температуры 3, что, тем не менее, как мы уже убедились, не приводит к экономии тепловой энергии. Более того, сокращение расхода теплоносителя, вызванное работой регулятора 3, приведет к его перетеканию к другим потребителям, в т.ч. к системам отопления, большая часть которых не оснащена совершенной автоматикой, и это приведет не к уменьшению расхода топлива на источнике теплоснабжения, а, наоборот, к его увеличению.
В рациональной схеме дроссельная шайба 5 обеспечивает стабильный расход сетевой воды, а регулирующий клапан 6, установленный на байпасной линии относительно небольшого диаметра, обеспечит подмешивание нужного количества холодной воды в тех случаях, когда вода в водоподогревателе 1 нагреется до слишком высокой температуры. При неизменном расходе теплоносителя, лимитированным дроссельной шайбой 5, и сокращении потребления горячей воды тепловая мощность водоподогревателя 1 уменьшится, что приведет к повышению температуры в обратном трубопроводе Т2. При этом котлу на источнике теплоснабжения, как бы далеко он не находился, принимающему теплоноситель с более высокой температурой, потребуется меньше газа, чтобы подогреть теплоноситель до заданной в трубопроводе Т1 температуры.
Возможно, приверженец современных упакованных до предела всеми возможными приборами автоматики модулей, из которых теперь принято собирать тепловые пункты, прочитав все это, поморщится, криво ухмыльнется и возмущенно воскликнет: «Какой примитив! Опять эти допотопные дроссельные шайбы! Европой здесь и не пахнет!». Он будет прав. Если судить о степени совершенства ИТП по количеству примененных в нем изделий, сделанных в Европе или в Китае по европейскому образцу, то построенный по рациональной схеме тепловой пункт можно было бы отнести к числу самых несовершенных. Но только судить о степени совершенства теплового пункта следует не по количеству установленных в нем дорогих и красивых приборов, а по его эффективности.
Эффективность автоматизации оборудования теплового пункта в системе централизованного теплоснабжения — это не только способность сократить потребление тепла в том здании, где это оборудование установлено. Эту способность европейская автоматика демонстрирует весьма убедительно. Но по-настоящему эффективной автоматизация может быть только тогда, когда она сокращает потребление топлива на источнике теплоснабжения. А эту самую важную задачу автоматика европейского образца, установленная в тепловых пунктах на системах централизованного теплоснабжения, решить не может. Более того, будучи установлена на отдельных объектах разветвленной системы, она лишь усугубляет финансовые проблемы теплоснабжающих организаций, получающих от потребителей все меньше денег, но вынужденных платить за неизменное количество сжигаемого в котлах топлива.
Суть проблемы состоит в том, что в отличие от европейских систем централизованного теплоснабжения, изначально построенных на началах местного количественного регулирования, наши теплофикационные системы проектировались и строились с учетом постоянного расхода теплоносителя при центральном качественном регулировании. Поэтому не свойственное нашим системам теплоснабжения местное количественное регулирование, реализуемое самыми совершенными и достаточно дорогими приборами автоматики, в конечном итоге, работает не на энергосбережение, а на разорение теплоснабжающих организаций. Выходом из создавшейся ситуации может быть переход на гидравлически устойчивое регулирование, которое происходит при неизменном расходе теплоносителя. Применительно к системам отопления эта задача уже практически решена [1]. В этой статье изложен подход к решению задачи гидравлически устойчивого регулирования применительно к системам горячего водоснабжения. Улицы наших городов переполнены нынче иномарками, но от этого мы не стали ближе к Европе. Мы почувствуем себя европейцами тогда, когда отопительные котлы будут сжигать в пересчете на каждого из нас столько же газа, сколько приходится на каждого европейца. И количество использованных для этой цели европейских изделий не имеет никакого значения. Главное — достичь результата.
1. Гершкович В.Ф. Первые шаги гидравлически устойчивого регулирования // Энергосбережение в зданиях, №3(52)/2010.
