Сегодня оборудование ТЭЦ и котельных, введенных в эксплуатацию в 60–70-х гг. прошлого столетия, нуждается в замене или коренной модернизации. Положение с обеспечением тепловой энергией потребителей усугубляется критическим состоянием тепловых сетей. Появился повышенный интерес к системам децентрализованного теплоснабжения, включающим в себя как автономные котельные, так и системы поквартирного теплоснабжения. Использование децентрализации позволяет лучше адаптировать систему теплоснабжения к условиям потребления теплоты обслуживаемого объекта, отсутствие внешних распределительных сетей практически исключает непроизводственные потери теплоты при транспорте теплоносителя. При децентрализации достигается снижение капитальных затрат на тепловые сети и перекладываются расходы на установку и обслуживание теплогенерирующего оборудования на собственников жилья. Преимущества децентрализованного теплоснабжения уже привели к тому, что оно рассматривается некоторыми специалистами как альтернатива централизованному. На наш взгляд, децентрализованное теплоснабжение — это разумное дополнение к существующим ТЭЦ и котельным. Оно выгодно для коммунальных и промышленных потребителей в районах с большой теплоплотностью (> 0,3 Гкал/ч ˙год); в центрах городов с изношенными тепловыми сетями при строительстве новых многоэтажных жилых домов; в районах хронического недогрева на концевых участках теплотрасс; при реконструкции существующего жилого фонда с целью улучшения его технических характеристик; в сельской местности и поселках городского типа с низкой плотностью застройки. В любом случае, чтобы определить эффективность той или иной системы теплоснабжения, в каждом конкретном случае требуется качественное технико-экономическое обоснование. Системы поквартирного теплоснабжения, в которых владелец квартиры или дома является их собственником, абсолютно автономен в их использовании и самостоятельно определяет режим энергосбережения, расходуют, по разным оценкам, в 1,4–2 раза меньше газового топлива, чем при централизованном теплоснабжении. Эксплуатационные же расходы ниже в 2–2,5 раза, т.е. учет потребителем всех видов энергоресурсов и максимальное приближение источника тепла к этому потребителю позволяет создать ему не только более комфортные условия, но и обеспечить реальную экономию газового топлива. Но как любое техническое решение, применение поквартирных систем не лишено недостатков. Поэтому считаем необходимым подробно остановиться на тех проблемах, которые возникают при строительстве и эксплуатации систем поквартирного теплоснабжения, с которыми Саратовский ОАО «ГипроНИИгаз» работает с 1998 г. Первый комплекс проблем связан с недостаточным соответствием зарубежных теплогенераторов российским климатическим условиям. Европейские стандарты требуют подогрева воздуха, подаваемого на горение газа в теплогенераторы, до положительной температуры. Некоторые фирмыпроизводители гарантируют надежную работу своих агрегатов при температуре наружного воздуха, поступающего на горение, выше –20°С. В большинстве российских регионов расчетные зимние температуры наружного воздуха значительно ниже этого значения. Поэтому работа теплогенератора в условиях низких температур проходит с понижением номинальной тепловой мощности, т.к. часть ее затрачивается на подогрев воздуха, идущего на горение. Для стабильной работы теплогенераторов в условиях низких температур нужен подогрев воздуха, а, следовательно, дополнительные затраты. В случае подачи воздуха в теплогенераторы по индивидуальным приточным воздуховодам к каждому теплогенератору такие меры предусмотреть невозможно. Применение такого воздухозабора в регионах с температурой наружного воздуха ниже регламентируемой фирмами-изготовителями (при t = 20°С), по нашему мнению, нецелесообразно. Для обеспечения сходных условий тяги во всех режимах работы и при различном числе работающих теплогенераторов в основании дымохода в жилых домах при определенной этажности предусматривается компенсационное отверстие или компенсационный трубопровод, через который подается наружный воздух для компенсации значительной тяги на нижних участках дымохода и предотвращения отрыва пламени от горелок теплогенераторов. Подача холодного воздуха зимой может привести к обмерзанию дымоотводов теплогенераторов 1- и 2-го этажей здания и к работе дымохода во влажном режиме. Следующий недостаток работы теплогенераторов для систем поквартирного теплоснабжения в России связан с температурой холодной воды, подаваемой в теплогенератор. Европейские стандарты ориентируются на температуру 10°С, в наших условиях зимой она имеет значение 2–5°С. В характеристиках зарубежных теплогенераторов предусмотрен максимальный подогрев воды для нужд горячего водоснабжения на ∆t = 45°С (от 10 до 55°С). В наших условиях количество горячей воды требуемой температуры будет значительно меньше, чем определено в характеристиках теплогенератора. В этих случаях следует предусматривать установку бойлеров косвенного нагрева или установку теплогенераторов со встроенными бойлерами. В российских условиях из-за низких наружных температур ограничено применение отвода продуктов сгорания и подачи воздуха на горение с помощью вертикальных коаксиальных труб. Российские нормативные документы требуют предусматривать работу дымоходов только в сухом режиме. События прошлой зимы показали нестабильную работу теплогенераторов в регионах с низкими температурами (ниже –30°С). Значительная тяга, создаваемая в дымоходах из-за большой разницы плотностей между наружным воздухом и дымовыми газами, приводит к срабатыванию тягопрерывателя теплогенератора, что ведет к его отключению. Поэтому при установке теплогенераторов необходима тщательная настройка и регулировка автоматики с учетом климатических условий региона. Следовательно, нужны обученные, опытные специалисты для выполнения монтажа, наладки и сервисного обслуживания поквартирных систем теплоснабжения. Монтаж поквартирных систем должен выполняться строго в соответствии с проектом. Большое влияние на работу теплогенераторов оказывает качество исходной воды и состав газа. Невыполнение вышеизложенных условий приводит к выходу из строя дорогостоящего оборудования. При проектировании систем поквартирного теплоснабжения во вновь строящихся жилых домах мы хотим обратить внимание на следующее: типовые проекты жилых домов предусматривают централизованную систему теплоснабжения. Поэтому при устройстве поквартирных систем требуется индивидуальный проект, учитывающий возможность отвода продуктов сгорания, отопление лестничных клеток и подвалов, и размещения теплогенераторов в помещениях квартир (кухнях или специально выделенных нежилых помещениях). Одним из наиболее острых вопросов, связанных с внедрением систем поквартирного теплоснабжения, является возможность их использования для теплоснабжения существующего жилого фонда. Теоретически вопрос применения поквартирных систем в существующем жилом фонде решаем, но на практике возникает ряд сложностей: ❏ необходимость получения достаточного количества разрешительных документов на реконструкцию системы теплоснабжения квартиры; ❏ вопрос о техническом состоянии здания и пригодности его для проведения работ по реконструкции. В своей практике мы уже сталкивались с предложениями запроектировать поквартирные системы теплоснабжения для ветхих зданий барачного типа постройки 40–50 гг. прошлого столетия. В подобных случаях мы аргументировано отказываем, но ведь кто-то может и согласиться на такую работу, когда под административным нажимом, а когда и по непониманию сложности задачи; ❏ решение вопроса по системе дымоудаления от теплогенератора. Принципиально их существует две — через вертикальный дымовой канал и через наружную стену здания с помощью коаксиального дымохода. Вертикальный дымоход для единичных квартир жилого дома практически можно выполнить или наружным приставным, а это влечет за собой согласование с Комитетом по архитектуре (жилой дом из-за стихийного обращения жильцов может обрасти частоколом из дымоходов); или коаксиальным, а данное решение находит резкое неприятие со стороны органов санитарного надзора и частозависит от согласия владельцев близлежащих квартир, рядом с окнами которых будет располагаться отверстие дымохода; ❏ реконструкция сопутствующих инженерных коммуникаций — холодного водоснабжения (с более жесткими требованиями по качеству воды), электрических сетей, внутренних газопроводов, канализации; ❏ дополнительные непредусмотренные ранее выполненными схемами газоснабжения населенных пунктов нагрузки на существующие сети низкого давления. Хотя и рекомендуется для поддержания стабильного номинального давления газа перед котлами предусматривать присоединение жилых домов с поквартирными системами теплоснабжения через газорегуляторный пункт к газовым сетям высокого или среднего давления, но не всегда на практике эта рекомендация соблюдается (большая протяженность подводящего газопровода, стесненные условия для размещения ГРП и т.д.). Действующая на настоящий момент методика не рассчитана на применение двухконтурных котлов, работающих с приоритетом работы ГВС. Определить, как на самом деле ведет себя система газоснабжения жилого дома при одновременной работе ее приборов, расходующих газ на приготовление пищи, выработку тепла на отопление и ГВС, можно только с проведением научно-исследовательской работы по расчету коэффициентов одновременности работы приборов в зависимости от количества квартир; ❏ недостаточность нормативно-правовой базы по эксплуатации внутреннего газооборудования жилых и общественных зданий. Следующей проблемой применения поквартирных систем теплоснабжения, о которой идет много споров, является проблема выброса вредных веществ (NOX и СО2) в атмосферу при сжигании газа в теплогенераторах. Существует мнение, что для нормального рассеивания вредных веществ в атмосфере высота коллективного дымохода с присоединением к нему 10 теплогенераторов должна быть не менее 200 м, что при работе теплогенераторов в течение всего года количество вредных выбросов значительно превышает предельно допустимые концентрации. Давайте посмотрим на эту проблему с реальной точки зрения. Во-первых, время работы теплогенераторов в течение суток в отопительный период не превышает 8–10 ч, а в теплый период года — 6 ч в сутки. Это статистические данные, полученные от фирм-производителей теплогенераторов и в результате экспериментального строительства ПСТ в России. Во-вторых, коэффициент избытка воздуха при сжигании газа в теплогенераторах составляет 1,5–1,6, т.е. к дымовым газам подмешивается значительное количество вторичного воздуха для понижения их температуры, и на входе в дымоход образуются не продукты сгорания, а газовоздушная смесь. Эти факторы должны учитываться при расчетах выбросов вредных веществ в атмосферу. Нормативно-методическое обеспечение развития автономного теплоснабжения в России ОАО «ГипроНИИгаз» уже более 40 лет принимает самое активное участие в совершенствовании законодательной и нормативно-технической базы подотрасли «Газораспределение», являясь основным разработчиком или соавтором практически всех федеральных и отраслевых нормативно-технических документов (НТД) по вопросам проектирования, строительства и эксплуатации систем газораспределения: ❏ СНиП 42-01–2002 «Газораспределительные системы»; ❏ СП 42-101–2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из стальных и полиэтиленовых труб»; ❏ СП 42-102–2004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб»; ❏ СП 42-103–2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов»; ❏ ПБ 12-529–03 «Правила безопасности систем газопотребления и газораспределения»; ❏ ОСТ 153-39.3-051–2003 «Техническая эксплуатация газораспределительных систем». Сегодня действующими нормативными документами по проектированию, строительству и эксплуатации поквартирных систем теплоснабжения являются СНиП 31-01–2003 «Здания жилые многоквартирные» и сопровождающий его СП 41-108–2004 «Поквартирное теплоснабжение жилых зданий с теплогенераторами на газовом топливе», СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 31-02–2001 «Дома жилые одноквартирные», СП 31-106– 2002 Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов», СНиП 31-05–2003 «Общественные здания административного назначения», СП 41-104– 2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения», ТСН по поквартирным системам теплоснабжения, и конечно СНиП 42-01–2002 и СП 42-101–2003. С одной стороны, выход данных документов снял ряд нерешенных ранее вопросов (возможность установки теплогенераторов в помещениях общественного назначения, встроенных в жилые дома, применение коаксиальных дымоотводов при условии согласования данного решения с органами Госсанэпиднадзора и т.д.), с другой стороны, на наш взгляд, необоснованно ужесточил ранее действующие нормативные требования: ❏ СНиП 31–01 фактически запрещена установка двухконтурных теплогенераторов с открытой камерой сгорания в многоквартирных жилых зданиях (в зданиях высотой до пяти этажей допускается применение проточных водонагревателей с открытой камерой только для ГВС). ❏ СНиП 31–01 еще более ужесточил требования, разрешив установку таких теплогенераторов лишь в зданиях не ниже III степени огнестойкости класса конструктивной пожарной опасности СО. Получается нонсенс с точки зрения безопасности. СНиП 41–01 (приложение «И») разрешено в одно-, двухэтажном деревянном здании печное отопление, а установка АОГВ — нет. В СП 41-108–2004 записано, что данный свод правил не распространяется на проектирование поквартирных систем теплоснабжения жилых зданий этажностью до пяти включительно, если в них предусматривается установка теплогенераторов на газовом топливе с открытой камерой сгорания (типа «В»), в то время как в СНиП 31-010–2003 «Здания жилые многоквартирные» речь идет только о теплогенераторах с закрытой камерой сгорания. Что подразумевает данный пункт, неясно. ❏ Требование СП 41-108– 2004 п. 7.4 в части установки систем контроля загазованности в помещениях, где устанавливаются теплогенераторы, вступает в противоречие с требованиями СНиП 41-01–2003 и СНиП 42-01–2002. По нашему мнению, требование к установке системы контроля загазованности распространяется только на помещения теплогенераторных многоквартирных жилых зданий. ❏ Запрет подключения к одному коллективному дымоходу более восьми теплогенераторов и более одного теплогенератора на этаж опровергается практикой эксплуатации поквартирных систем теплоснабжения многоэтажных жилых домов в Смоленске, Белгороде, Твери и других городах. По мнению института, решение о количестве теплогенераторов присоединяемых к одному дымоходу должно приниматься проектной организацией на основании проведенных аэродинамических расчетов. Инструкции по эксплуатации многих предприятий-изготовителей таких запретов не содержат. ❏ Достаточно сложным является и выполнение требований о непрохождении дымоходов через жилые помещения (элитные квартиры жилых домов иногда располагаются в двух уровнях и над кухней квартиры на последующем этаже может располагаться жилая комната). ❏ Не исключен запрет о возможности установки бытовых газовых плит при поквартирном теплоснабжении в зданиях высотой более 10 этажей, тогда как для установки ТГ этажность зданий не ограничивается. Следующей проблемой, которая особенно волнует нас сегодня, является вопрос, связанный с решениями, принимаемыми при проектировании системы вентиляции не только помещения, где установлен теплогенератор, но и всей квартиры в целом. Нормативной документацией и раньше разрешалось предусматривать установку газовых теплогенераторов (проточных водонагревателей, отопительных котлов), причем с открытой камерой сгорания, в зданиях до пяти этажей. Как правило, естественная вентиляция квартир предусматривается: вытяжка — за счет вытяжных вентиляционных каналов, размещаемых в кухне и санузле, приток — неорганизованный за счет инфильтрации наружного воздуха через конструкции здания, причем основной приток воздуха предусматривается по СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий» через неплотности окон и балконные проемы (инфильтрация). Но изменились времена — появились новые технологии. Во многих квартирах окна и двери стали устанавливаться герметичными. А подходы наших проектировщиков остались старыми. За рубежом в таких случаях предусматривается установка приточных решеток, часто в конструкции самого окна. Таким образом, уже на стадии проектирования необходимо предусматривать возможность организованного притока воздуха (извне) за счет устройства приточного воздуховода. Любые другие решения должны обеспечивать подачу обязательно подогретого (в соответствии с санитарными нормами) воздуха. Теплоснабжение в России имеет большое социальное значение. Любые сбои в обеспечении населения и других потребителей теплом негативным образом воздействует на экономику страны и усиливают социальную напряженность. При сложившейся ситуации внедрение любых ресурсосберегающих технологий будет оправдано. Поквартирные системы теплоснабжения занимают достойное место в ряду таких технологий. С учетом всех их достоинств и недостатков они обязательно займут свой сегмент рынка производства и потребления тепловой энергии.