Распределение общедомового потребления тепловой энергии между индивидуальными потребителями

В. Я. Федянин, доктор техн. наук, проф., Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова

Зарубежный и отечественный опыт использования различного типа приборов: квартирных счетчиков тепла (горизонтальная поквартирная разводка труб), индикаторов расхода теплоты (горизонтальная и вертикальная разводка труб) – показывает, что независимо от типа используемых приборов они исполняют роль «приборов для регистрации пропорциональной доли каждого индивидуального потребителя» [3].

Для успешной организации поквартирного учета тепла в жилом здании необходимо использовать схему расчета квартирной оплаты за отопление, учитывающую как показания приборов, установленных в квартирах, так и показания общего счетчика тепла, являющегося в этом случае единственным коммерческим прибором учета. Схема пересчета представляет собой процедуру распределения общедомового потребления, зарегистрированного общим счетчиком тепловой энергии, между индивидуальными потребителями в жилом здании.

С методической точки зрения определение доли тепла, потребляемого конкретной квартирой, представляет собой сложную задачу, т. к. при этом кроме тепловой энергии, поступающей в квартиру через приборы отопления, существенное значение имеют теплообмен через стены и перекрытия между соседними квартирами и теплопотери в подводящих трубопроводах и в помещениях общего пользования. Кроме того, на тепловой режим здания большое влияние оказывает пространственная неравномерность тепловыделения за счет бытовых электрических приборов и поглощения энергии солнечной радиации, проходящей через прозрачные ограждающие конструкции (пассивное использование солнечной энергии).

С учетом этих обстоятельств разработчиками документа «Методика распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета теплоты» [3] предложено делить общее количество потребленной тепловой энергии на фиксированные и регулируемые затраты. Фиксированные затраты распределяются между квартирами пропорционально площади, регулируемые – пропорционально показаниям квартирных приборов учета или распределителей тепла. В соответствии с Методикой эта величина устанавливается эксплуатирующей организацией и может изменяться от 0 до 50 %. Рекомендуемая Методикой доля фиксированных затрат для некоторых типов зданий приведена в табл. 1.

В Алтайском крае с целью отработки методики поквартирного учета и индивидуального регулирования тепловой энергии, потребляемой системой отопления, была проведена опытная эксплуатация двух девятиквартирных жилых домов в с. Гальб-штадт Немецкого национального района. Основные объемно-планировочные и теплоэнергетические параметры зданий представлены в табл. 2.

В зданиях использовалась система отопления с горизонтальной поквартирной разводкой труб. Наряду с общедомовым счетчиком тепла, расположенным на вводе в здание, на вводе в каждую квартиру устанавливался теплосчетчик Sensonic II 0,6. Индивидуальное регулирование в квартирах осуществлялось с помощью термостатических регуляторов, установленных на каждом отопительном приборе (рис. 1). Житель квартиры мог задавать на шкале регулятора нужную температуру в комнате, а регулирующий клапан автоматически увеличивал или уменьшал поток теплоносителя через отопительный прибор, чтобы эту температуру поддерживать.

Рисунок 1 (подробнее)   Схема отопления здания

Анализ измерений, проведенных в течение трех отопительных сезонов, показал изменения относительной разности между показаниями общедомового счетчика Q_o и суммой показаний квартирных счетчиков Q_i (рис. 2). Временные изменения доли фиксированных затрат (β = 1 - ∑Q_i/Q_o) варьируются от месяца к месяцу отопительного сезона. В начале и конце отопительного сезона значения β существенно возрастают.

Рисунок 2 (подробнее)   Временные изменения доли фиксированных затрат, β

Опыты показывают, что на величину β кроме конструктивных параметров здания и его системы отопления существенное влияние оказывает характер общедомового и индивидуального регулирования потребления тепла в зависимости от действующих погодных условий. Изменения величины β составляют десятки процентов (рис. 3).

Рисунок 3. Относительная частота появления той или иной доли фиксированных затрат

Исходя из этих обстоятельств, можно сделать вывод, что априорная регламентация той или иной величины доли фиксированных затрат исходя только из проектных данных мало обоснована. Кроме того, установление значительной доли фиксированных затрат приближает схему индивидуальной оплаты за потребленную тепловую энергию к традиционной, уравнительной системе оплаты, которая учитывает только площадь квартиры и игнорирует индивидуальные действия жильцов, направленные на повышение эффективности работы системы отопления.

С другой стороны, волюнтаристское существенное уменьшение нормативной доли фиксированных затрат приводит к тому, что некоторые жильцы, а это наблюдалось особенно часто в переходной период отопительного сезона, полностью перекрывают подачу теплоносителя к внутриквартирным отопительным приборам и отапливают свою квартиру за счет тепловой энергии, поступающей от труб внутридомовой разводки и от соседних квартир.

Учитывая эти соображения, специалистами Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова был создан алгоритм расчета распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета без использования понятия «фиксированные затраты тепловой энергии».

Алгоритм учитывал, что с точки зрения теплоснабжения здание представляет собой многокомпонентную систему, теплоэнергетические характеристики которой определяются теплотехническими параметрами ограждающих конструкций, конструкцией системы отопления. Количество тепла, необходимого для создания комфортного микроклимата в жилых помещениях, определяется также привычками жильцов, выбранным режимом работы отопительных приборов (при наличии устройств регулирования). При поквартирном регулировании и учете тепловой энергии существенную роль начинают играть потоки тепла через разделяющие отдельные квартиры ограждающие конструкции и теплоотдача внутренних труб системы отопления здания.

На основании созданного алгоритма расчета доли энергии, подводимой отопительной системой, потребленной квартирой, была разработана «Методика расчета оплаты за потребленную тепловую энергию при ее поквартирном учете». После согласования с администрацией Немецкого национального района Алтайского края данная методика использовалась при расчетах между жильцами домов и эксплуатирующей организацией c 2002 года.

По результатам опытной эксплуатации можно сделать следующие выводы:

1. При поквартирном учете тепловой энергии на отопление разность между показаниями общедомового счетчика и суммой показаний квартирных счетчиков зависит как от конструктивных параметров здания и его системы отопления, так и от характера общедомового и индивидуального регулирования потребления тепла в зависимости от действующих погодных условий. Вариации данной величины составляют десятки процентов, поэтому концепция «фиксированные затраты» не учитывает реальную ситуацию.

2. Предложенная математическая модель адекватно и с достаточной точностью описывает распределение потоков тепловой энергии в зданиях. Алгоритм расчета надежен и устойчив; после отладки программного обеспечения ЭВМ в течение 7 лет эксплуатации не было отмечено ни одного расчетного сбоя.

3. Предложенная методика заинтересовывает жильцов не только оптимизировать эксплуатационные затраты тепловой энергии в своей квартире, но и стимулирует их к проведению энергосберегающих мероприятий, снижающих теплопотребление в помещениях общего пользования.

4. В силу линейности используемых уравнений алгоритм расчета может быть легко обобщен для учета вклада дополнительных источников тепловой энергии: бытовых электроприборов и устройств пассивного использования энергии солнечной радиации.

Литература

1. Никитина С. В. ЗАО «Данфосс»: концепция энергосбережения в жилищном фонде / С. В. Никитина // Энергетика. – 2004. – № 5. – С. 25–27.

2. Никитина С. В. Перспективы дальнейшего развития и внедрения энергосберегающих технологий в системах отопления зданий / С. В. Никитина // Энергетика. – 2004. – № 7–8. – С. 34–35.

3.  Методика распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета теплоты. МДК 4-07.2004 / ООО «Витера Энергетический сервис», ЗАО «Данфосс». – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 24 с.

4. ТСН23-3ХХ–2001 АлтК. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Энергосберегающая теплозащита зданий. Нормы проектирования. Барнаул: Администрация Алтайского края, 2001. – 45 с.

5. МГСН 2.01–99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению. – М.: ГУП «НИАЦ», 1999. – 78 с.