Центральный административный округ – достижения и перспективы развития

Комплексный территориальный подход к повышению энергетической эффективности коммунального хозяйства города

С. Л. Байдаков, первый заместитель префекта, Центральный административный округ Москвы,

Н. Д. Рогалев, доктор техн. наук, Московский энергетический институт (технический университет)

Работа по энергетическому обследованию зданий микрорайона Пресненский выполняется по заказу Префектуры Центрального административного округа Москвы. Общая задача работы состоит в сокращении теплоэнергопотребления зданиями микрорайона на отопление, горячее и холодное водоснабжение, управление энергопотреблением с помощью организации на территории микрорайона демонстрационной зоны высокой энергетической эффективности. В качестве объекта выбран типичный микрорайон, находящийся на территории Пресненской управы Центрального административного округа Москвы. На территории микрорайона расположены 20 зданий, в которых постоянно проживают 910 человек. Общий суммарный отапливаемый объем зданий – 184,5 тыс. м³. Здания отапливаются от единого центрального теплового пункта 739/015, суммарная присоединенная нагрузка по отоплению составляет 3 Гкал/ч, по горячей воде – 1,1 Гкал/ч. Максимальная теплоплотность нагрузки – 1,4 Гкал/Га. Схема расположения зданий приведена ниже.

Рисунок (подробнее) Схема расположения зданий

Для выявления и сокращения энергозатрат зданиями проведено комплексное энергетическое обследование микрорайона. Расчет теплопотерь производился по удельным отопительным характеристикам, по тепловым сопротивлениям ограждений и с помощью инструментальных замеров и теплосъемки. Все здания микрорайона были разбиты на две группы по годам постройки (табл. 1). Определение теплопотерь зданием по удельной отопительной характеристике целесообразно только в качестве предварительного расчета с обязательным уточнением полным теплотехническим расчетом или экспериментальным путем.

Дополнительный расчет теплопотерь зданиями производился по тепловым сопротивлениям элементов ограждений. При этом были получены скорректированные значения удельных отопительных характеристик, по которым составлялся полный тепловой баланс всего микрорайона в целом. Отметим, что коррекция удельных отопительных характеристик снизила их в среднем на 30% от расчетных значений. Скорректированные значения согласуются с измеренными параметрами.

Тепловизорный контроль ограждений различных зданий показал достаточно высокую эффективность сохранения тепла зданиями в целом. Поскольку микрорайон находится в самом центре города, влияние ветра на инфильтрацию зданий невелико. Применение современных стеклопакетов в некоторых зданиях также приводят к существенному сокращению потерь тепла через оконные переплеты.

Хотя по новым нормам для Москвы и области рекомендуемые значения тепловых сопротивлений должны быть не ниже 2–2,5 м²•К/Вт, здания обеих групп достаточно хорошо сохраняют температурный режим. По-видимому, критическим диапазоном R, ниже которого энергопотери зданием зимой растут слишком быстро, являются значения 0,7–0,9 м²•К/Вт.

Теплоприток в здания обеспечивается стандартными отопительными приборами (алюминиевые конвекторы, чугунные батареи) с коэффициентом теплопередачи К, равным 9–11 Вт/м². Отопительные устройства в целом находятся в хорошем состоянии. Тепловыделения от бытовых приборов, освещения, людей принимались в пределах 10%. Так как ограждения зданий обеспечивают удовлетворительный температурный режим, мощность отопительных систем определялась, исходя из натурных замеров расходов тепла на входе в здания.

Расход тепла на горячее водоснабжение определялся теоретически с экспериментальным уточнением на нескольких домах. Расчетное значение по всему микрорайону составило в среднем 358,3 кВт (0,308 Гкал/ч). Фактическое потребление по счетчику на ЦТП с 24.04.2001 по 24.05.2001 практически совпало – 368,7 кВт (0,317 Гкал/ч). Напомним, что договорная нагрузка на горячее водоснабжение в 3 раза больше. Потери в разводящих сетях приняты в пределах 5%.

Общий тепловой баланс микрорайона показан в таблице 2.

Общие теплопотери зданиями микрорайона также не совпадают с договорными значениями. Исходя из показаний счетчика на ЦТП № 739/015, средняя отопительная нагрузка составила 1,513 Гкал/ч против 3,01 Гкал/ч в договоре. Таким образом, по результатам обследования необходима коррекция договорных величин теплопотребления зданиями практически на 45–50%. Кроме того, установка узлов учета тепловой энергии приведет к тому, что оплата за потребляемые ТЭР будет осуществляться в полном соответствии с показаниями приборов.

На втором этапе работ на зданиях в зоне высокой энергетической эффективности микрорайона Скатертный в течение II–III кварталов 2001 года были установлены узлы учета тепловой энергии. Они предназначены для снятия показателей расхода и температуры теплоносителя с целью вычисления его расхода в системе отопления и горячего водоснабжения, дальнейшего мониторинга и управления энергопотреблением.

Отличительной особенностью измерения тепла в коммунальном хозяйстве являются небольшие по величине и непостоянные по времени расходы теплоносителя, а также относительно малые диаметры трубопроводов. Как правило, в Москве используется независимая схема теплоснабжения в трех- или четырехтрубном исполнении, поэтому необходимо отдельно измерять количество тепла, поступившего по системе отопления и системе горячего водоснабжения (табл. 3). Для коммерческого учета теплопотребления зданием или группой зданий необходимо проводить постоянное измерение следующих величин: температуры и расхода теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах системы отопления, температуры и расхода теплоносителя в подающем и обратном (если система не тупиковая) трубопроводах системы горячего водоснабжения.

В зоне высокой энергетической эффективности установлены энергонезависимые теплосчетчики КСТ-В. В качестве расходомеров используются вихревые преобразователи расходов ВПР. Температуры измеряются преобразователями сопротивления КТП-500ИВК. Узлы учета устанавливаются на границе балансовой принадлежности трубопровода со стороны абонента или как можно ближе к ним.

Сбор данных с узлов учета, установленных в зоне высокой энергетической эффективности, осуществляется централизованно с диспетчерского пункта, установленного в помещении диспетчерской. Узел диспетчеризации осуществляет следующие функции:

- постоянный мониторинг работоспособности всех подключенных узлов учета тепловой энергии;

- контроль параметров среды в системах отопления и горячего водоснабжения;

- подготовка отчета о количестве потребленного тепла по каждому узлу учета;

- доступ к архивам данных теплосчетчиков;

- подготовка данных по тепловому балансу зоны высокой энергетической эффективности;

- подготовка данных для анализа эффективности использования тепла.

На основании полученных данных в теплоснабжающую организацию ежемесячно предоставляются справки о количестве потребленной тепловой энергии, в соответствии с которыми происходят взаиморасчеты с абонентами. К справкам прилагаются распечатки архива памяти прибора за отчетный период. Для считывания и обработки архивных данных теплосчетчиков используются поставляемые в комплекте программные продукты. Информация может представляться как в табличном, так и в графическом виде.

Потенциал экономии средств плательщиков за счет учета количества потребленной тепловой энергии можно определить по показаниям теплосчетчика, установленного на ЦТП № 0739/015, обеспечивающем теплоснабжение зоны высокой энергетической эффективности. По показаниям теплосчетчика за год (с 23.10.00 по 23.10.01) расход тепла микрорайоном составил 9 900 Гкал, в то время как нагрузка этого микрорайона по договору с Филиалом № 5 ГУП «Мосгортепло» на 2001 год составляла 15 950 Гкал. Из приведенных цифр видно, что фактически полученное потребителями тепло составляет всего 62% от договорной величины, по которой ведутся взаиморасчеты. Одним из основных факторов столь большого расхождения является общая тенденция к потеплению. Средняя температура окружающего воздуха в отопительный период в 1999 и 2000 годах составила всего +0,3°C, а нормативная температура по СНиПу для Москвы составляет -3,2°C.

Комплексное энергетическое обследование микрорайона Скатертный показало существенное завышение договорных нагрузок по сравнению с реально полученным количеством тепловой энергии. Расчет теплопотребления зданиями не всегда корректно производить только с помощью удельной отопительной характеристики. Желательно дополнять или уточнять ее расчетом теплового баланса или экспериментальным путем.

Что касается общих мероприятий по энергосбережению, то для зданий такого типа ощутимый эффект может дать утепление чердачных помещений, замена оконных переплетов. Достаточно большая величина «прочих потерь» – почти 14% – показывает немалые резервы экономии от применения многоуровневой системы регулирования отопления – на ЦТП, у входа в здания, пофасадного регулирования. Это обстоятельство приобретает все большее значение в связи с изменением климатических параметров отопительного периода.

Общий перечень мероприятий по энергосбережению приведен в таблице 4.

Немаловажное значение для экономии ТЭР имеет и постоянная пропаганда энергосбережения среди населения. Установка узлов учета на вводах в здания и создание информационно-демонстрационной системы мониторинга энергопотребления позволит обеспечить обратную связь для оценки энергоэффективности проводимых мероприятий.

Литература

1. Дегтев Г. В. Территориальные аспекты энергосбережения в коммунальном хозяйстве крупного города //Энергосбережение. 2001. № 6.

2. Гашо Е. Г., Спиридонов А. Г. Функциональные особенности отопительных систем и комплексная оценка их эффективности //Новости теплоснабжения. 2001. № 3.