Чтобы понять, децентрализованная система теплоснабжения что это такое, нужно в первую очередь знать, что всё теплоснабжение (ТС) осуществляется либо от централизированных, либо от децентрализированных систем.
Централизированное теплоснабжение (ЦТ) означает, что множество потребителей получают тепло от одного мощного источника посредством тепловых достаточно длинных сетей. В случае же с децентрализированным теплоснабжением (ДТ) источники тепла не имеют тепловую общую сеть, они соединены с теплоприемниками в одном устройстве. Их расположение близко друг к другу и не требует дополнительное подсоединение устройств тепловой сети.
Существуют открытая и закрытая система теплоснабжения, независимая и зависимая система теплоснабжения и т. д. Различные ценовые зоны теплоснабжения имеют свой предельный уровень цен на тепловую энергию.
Классификация систем теплоснабжения
Условно ТС можно разделить на два основных вида:
В зависимости от источника тепла ТС может быть:
По типу теплоносителя ТС бывает:
По способу подачи воды могут быть:
По количеству трубопроводов ТС может быть:
Для закрытых систем минимальным количеством является два трубопровода, а для открытых – один. Наиболее перспективной и простой считается открытая однотрубная.
По обеспечению теплом ТС бывает:
Открытая и закрытая система теплоснабжения разница в работе и конструкции, преимущества и недостатки
ТС, исходя из способа подачи теплоносителя, бывают закрытыми и открытыми:
Зависимая и независимая системы теплоснабжения
Как закрытая, так и открытая система ТС могут быть подсоединены двумя разными способами – независимым и зависимым:
Централизованные системы теплоснабжения
Источник тепла в централизованной системе ТС – котельная, производящая тепло сразу для группы потребителей, или ТЭЦ. Тепло к потребителям поступает по магистральным сетям через центральные (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП).
Системы ТС могут быть:
По способу присоединения системы ТС бывают:
Централизованное ТС происходит следующим образом:
Автономное теплоснабжение жилого дома
В домах старой застройки в проект закладывалась исключительно централизованное ТС. Но индивидуальная схема ТС позволит подобрать наиболее подходящий тип ТС в плане энергопотребления, а также отключить его, если нужно.
Для сдачи нового дома в эксплуатацию необходимо, чтобы были соблюдены все требования. Поэтому автономные системы ТС проектируются с учётом всех нормативов, чтобы создать максимально возможный комфорт для проживающих в доме.
В качестве источника нагрева теплоносителя в этом случае выступает котёл: электрический или газовый. В централизованного ТС промывка осуществляется гидродинамическим способом, а для автономного подойдёт и химический, главное, учесть воздействие на трубы и оборудование конкретного реагента.
Правовые основы отношений в области теплоснабжения
В 2010 году вступил в силу федеральный закон №190, регламентирующий ТС – 190-ФЗ. Стоит изучить основные положения закона о теплоснабжении, чтобы потребителям можно было отстаивать законные права:
Децентрализованные системы теплоснабжения, их достоинства и недостатки.
Децентрализованная (по расположению источника тепла) система – теплоснабжение от мелких котельных, индивидуальных отопительных печей и т.п. Состоит из источника теплоты, который совмещен с нагревательным прибором потребителя или соединен с ним внутренними тепловыми сетями. Т.о., основной признак децентрализованной системы теплоснабжения — отсутствие внешних тепловых сетей. Децентрализованная система теплоснабжения обеспечивает теплотой помещение, квартиру или здание. Большие здания имеют развитые внутренние тепловые сети, которые называют системами отопления. Т.к. система теплоснабжения небольшой группы зданий мало отличается от системы отоплений одного здания, в энергетике к децентрализованным относят системы с тепловой мощностью менее 50 МВт.
Децентрализованные системы теплоснабжения:
1) В индивид. системах теплоснаб-е каждого помещения обеспеч-ся от отд. источника. К таким с-мам относят печное и поквартирное отопление, и в частности, коттеджное.
2) В местных системах теплоснаб-е каждого здания обеспеч-ся от отд. источника теплоты, обычно от местной или индивидуальной котельной.
— Пользователь самостоятельно регулирует температурный режим исходя из своих ощущений теплового комфорта, в том числе сам принимает решение о начале отопительного сезона
— Возможно достичь не только снижения капитальных вложений за счет отсутствия тепловых сетей, но и переложить расходы на стоимость жилья (т. е. на потребителя).
-Ухудшает показатели экономической эффективности системы централизованного теплоснабжения города;
– уменьшается подключенная тепловая нагрузка к городской котельной, что приводит к увеличению себестоимости отпускаемой тепловой энергии;
– Малые автономные источники (крышные котельные, квартирные теплогенераторы) рассчитаны на сжигание только одного вида топлива – сетевого природного газа, что, естественно, отрицательно сказывается на надежности теплоснабжения.
– Установка квартирных теплогенераторов в многоэтажных домах при нарушении их нормальной работы создает непосредственную угрозу здоровью и жизни людей.
Арматура, используемая в тепловых сетях.
Арматура, применяемая в тепловых сетях, по назначению подразделяется на запорную, регулировочную, предохранительную (защитную), дросселирующую, конденсатоотводящую и контрольно- измерительную.
К основной арматуре общего назначения обычно относят запорную арматуру, так как она используется наиболее широко непосредственно на трассе тепловых сетей. Остальные виды арматуры устанавливаются, как правило, в тепловых пунктах, насосных и дросселирующих подстанциях и др.
Основными типа запорной арматуры тепл. сетей являются задвижки и вентили. Задвижки обычно применяются в водяных сетях, вентили – в паровых. Изготовляют их из стали и чугуна с фланцевыми и муфтовыми концами.
Запорная арматура устанавливается на всех трубопроводах, отходящих от источника тепла, в узлах ответвлений, а также на штуцерах для спуска воды, выпуска воздуха.
Дросселирующей арматурой называются приводные устройства для регулирования давления среды при помощи изменения площади прохода между затвором и седлом. Дросселирующая арматура выполняется вентильного, кранового и клапанного типов.
Конденсатоотводящая арматура – вид арматуры, для автоматического удаления конденсата по мере того, как он накапливается в нижних точках трубопровода и конденсатосборниках.
Арматура регулирующая – основное предназначение направлено на регулирование заданных параметров рабочих сред.
Запорная арматура – применяется для перекрытия потоков при перемещении рабочих сред.
Теплоснабжение потребителей от источников тепла, не имеющих связи с общей тепловой сетью
9.3. Децентрализованное теплоснабжение
Теплоснабжение потребителя от источника тепла, расположенного непосредственно у потребителя. Внешний теплопровод отсутствует
56 децентрализованное теплоснабжение: Теплоснабжение потребителей от источника тепловой энергии, не имеющего связи с энергетической системой.
3.1.13 децентрализованное теплоснабжение : Теплоснабжение потребителей от источников тепла, не имеющих связи с общей тепловой сетью.
Полезное
Смотреть что такое «Децентрализованное теплоснабжение» в других словарях:
децентрализованное теплоснабжение — Теплоснабжение потребителей от источников тепла, не имеющих связи с общей тепловой сетью. [ГОСТ 19431 84] Тематики энергетика в целом EN distributed heating DE dezentrale Wärmeversorgung … Справочник технического переводчика
Теплоснабжение децентрализованное — Децентрализованное теплоснабжение: теплоснабжение потребителей от источника тепловой энергии, не имеющего связи с энергетической системой. Источник: ГОСТ Р 53905 2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Энергосбережение. Термины и… … Официальная терминология
теплоснабжение децентрализованное — Теплоснабжение, при котором каждый потребитель тепла имеет свой индивидуальный источник [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики системы теплоснабжения внешние EN local heat supply DE… … Справочник технического переводчика
Теплоснабжение — 7. Теплоснабжение D. Fernwärmeversorgung Обеспечение потребителей теплом Источник: ГОСТ 19431 84: Энергетика и электрификация. Термины и определения оригинал документа 9.1 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
теплоснабжение децентрализованное — 3.11 теплоснабжение децентрализованное : Теплоснабжение одного потребителя от одного источника тепловой энергии. Источник: СП 89.13330.2012: Котельные установки … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Теплоснабжение — Теплоснабжение система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенная для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм. Содержание 1 Состав системы теплоснабжения … Википедия
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ — теплоснабжение, при котором каждый потребитель тепла имеет свой индивидуальный источник (Болгарский язык; Български) децентрализирано теплоснабдяване (Чешский язык; Čeština) lokální zásobování teplem; lokální vytápění (Немецкий язык; Deutsch)… … Строительный словарь
ГОСТ 19431-84: Энергетика и электрификация. Термины и определения — Терминология ГОСТ 19431 84: Энергетика и электрификация. Термины и определения оригинал документа: 23. Абонент энергоснабжающей организации D. Abnehmer E. Consumer F. Abonné Потребитель электрической энергии (тепла), энергоустановки которого… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 53905-2010: Энергосбережение. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 53905 2010: Энергосбережение. Термины и определения оригинал документа: 26 бензин: Жидкое нефтяное топливо для использования в поршневых двигателях с искровым зажиганием. Определения термина из разных документов: бензин 90… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТО Газпром 2-2.3-141-2007: Энергохозяйство ОАО «Газпром». Термины и определения — Терминология СТО Газпром 2 2.3 141 2007: Энергохозяйство ОАО «Газпром». Термины и определения: 3.1.31 абонент энергоснабжающей организации : Потребитель электрической энергии (тепла), энергоустановки которого присоединены к сетям… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Децентрализованное теплоснабжение. Приоритетные направления развития. Проблемы внедрения
С начала 90-х годов XX века в России стали появляться первые проекты децентрализованного теплоснабжения с автономными источниками тепла вместо традиционных котельных. Автор считает именно это направление приоритетным для развития отрасли. К такому выводу его привел 50-летний опыт работы в сфере проектирования и строительства, десятки построенных его командой зданий и расчеты, сделанные в ходе их проектирования и последующей эксплуатации.
Скачать статью в формате PDF — 2.89 Мбайт
Главная » CADmaster №2(93) 2020 » Архитектура и строительство Децентрализованное теплоснабжение. Приоритетные направления развития. Проблемы внедрения
Теплоснабжением зданий в нашей стране занимаются с 40-х годов XX века. И тогда, и в последующие советские годы оно было централизованным, а в качестве источника теплоты использовались ТЭЦ и котельные установки. Но с начала 90-х стал применяться зарубежный опыт децентрализованного теплоснабжения с автономными источниками тепла (АИТ) вместо котельных. Автор считает именно это направление приоритетным для развития отрасли. К такому выводу его привел 50-летний опыт работы в области проектирования и строительства, десятки построенных его командой зданий и расчеты, сделанные в ходе их проектирования и последующей эксплуатации.
Постепенно централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепловой электрической энергии стало для страны приоритетным. Однако режимы потребления тепла и электроэнергии не всегда совпадали по нагрузкам. Как правило, тепловая мощность тепловых электрических станций использовалась на 40%. Тем не менее, зимой этой мощности категорически не хватало для покрытия тепловых нагрузок. Решением стало строительство пиковых водогрейных котельных при ТЭЦ. Но и их мощности, как оказалось, было недостаточно даже в Москве, где построены десятки крупных РТС.
Приведу в пример Уфу. В этом городе построено много ТЭЦ, но на нужды теплоснабжения расходуется лишь 30% их мощностей. Одна из причин — пересеченный рельеф местности. Электрические мощности со сбросными тепловыми нагрузками буквально «заперты» на ТЭЦ. Чтобы транспортировать эту энергию, необходимо создавать сложную схему теплоснабжения с насосными подкачками и перекачками.
По всей стране в качестве источников тепла системы централизованного теплоснабжения стали возводить квартальные и районные котельные. Там, где не было ТЭЦ, котельные строились при градообразующих предприятиях, которые снабжали теплом в том числе и населенные пункты. В 1990-х годах многие такие предприятия обанкротились. Содержать их стало сложно: котельные мощностью в 50, 60 или 100 МВт стали вырабатывать для населенных пунктов тепла на порядок ниже установленной мощности.
Оборудование котельных не использовалось, амортизировалось и, соответственно, морально и физически устаревало. Зимой из-за износа тепловых сетей, который на сегодняшний день составляет 40−50%, стали происходить крупные и мелкие аварии, продолжающиеся до сих пор.
Как дальше развивать теплоснабжение в стране?
С начала 1990-х годов в институте «СантехНИИпроект» изучался зарубежный опыт децентрализованного теплоснабжения с автономными источниками тепла (АИТ), интегрированными в здания.
Отмечу, что до 50-х годов XX века АИТ широко использовались в Советском Союзе в виде встроенных в здания подвальных котельных на каменном угле. В 1960-х годах с развитием добычи нефти и газа изменил топливный баланс страны, сделав ставку на жидкое топливо в качестве основного источника энергии. В подвальных котельных, не приспособленных для сжигания такого топлива, стали часто происходить аварии. Невозможность обеспечения пожарной безопасности, развитие теплофикации и центрального теплоснабжения — все это привело к законодательному запрету на использование жидкого топлива и газа в подвальных котельных жилых домов. Развитие автономного децентрализованного теплоснабжения приостановилось, работы по повышению его надежности и эффективности были свернуты.
Исследование проблем, возникающих при эксплуатации системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) на базе котельных, с учетом сложившейся экономической ситуации показало, что наиболее эффективное решение для развития теплоснабжения в нашей стране — отказ от районных и производственных котельных в пользу АИТ, интегрированных в здания (крышных, встроенных и пристроенных котельных) без тепловых сетей, а также поквартирное теплоснабжение. При этом основным видом топлива является газообразное как доминирующее при выработке тепловой энергии для населения. Однако коэффициент его полезного использования в нашей стране весьма низок.
На рис. 1 представлена структурная схема нормативно-технических документов, регламентирующих услуги в области теплоснабжения. В левой части — централизованное теплоснабжение, которое развивается под эгидой Министерства энергетики: комбинированная выработка тепловой и электрической энергии ТЭЦ, районные и квартальные котельные. В правой части — автономное, поквартирное теплоснабжение, которое мы стали развивать в институте «СантехНИИпроект»: крышные, встроенные, пристроенные котельные и индивидуальные теплогенераторные установки.
Отдельно остановлюсь на поквартирной системе теплоснабжения, которая пока наименее развита в нашей стране.
Поквартирное теплоснабжение— обеспечение теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения квартир. Система состоит из источника теплоснабжения — теплогенератора, трубопроводов горячего водоснабжения с водоразборной арматурой, трубопроводов отопления с отопительными приборами внутри квартиры.
Когда в институте «СантехНИИпроект» мы начали изучать систему поквартирного теплоснабжения, в правовом поле отсутствовали какие-либо нормативные документы на эту тему. Наши исследования базировались только на рассмотрении зарубежного опыта, в первую очередь Западной Европы. В начале 1990-х годов там активно развивалось производство абсолютно безопасных квартирных теплогенераторов с закрытой камерой сгорания. Теплогенератор в этом случае берет поддерживающий горение воздух снаружи и туда же удаляет дымовые газы. Во внутреннем воздухообмене квартиры процессы горения не участвуют.
Как и у других технологий, у системы поквартирного теплоснабжения есть свои минусы, точнее — один главный минус, который заключается в том, что она требует принятия повышенных мер безопасности, поскольку расположена в жилых помещениях. Однако следует отметить, что гораздо большую опасность в этом смысле представляют собой газовые плиты для приготовления пищи.
Учитывая риски, связанные с внедрением системы поквартирного теплоснабжения, при разработке соответствующих нормативных документов мы указываем на необходимость использования легкосбрасываемых конструкций в виде оконных переплетов — с целью взрывозащиты зданий. Практика показывает, что применяемые в настоящее время конструкции не срабатывают, взрывы приводят к разрушению значительной части дома. Назрела насущная необходимость провести исследования по определению причин такого положения и принять правила расчета и устройства оконных конструкций с привлечением заводов для их производства и поставки. Исключить образование взрывоопасной смеси поможет мониторинг воздушной среды в помещении, в котором установлено газоиспользуемое оборудование с быстродействующим электромагнитным клапаном, способным при обнаружении протечки автоматически перекрывать подачу газа.
Таким образом, способы организации безопасного применения поквартирной системы теплоснабжения доступны и постоянно совершенствуются. Практика показывает: строгое соблюдение требований безопасности исключает риск возникновения аварийных ситуаций.
Сравнительная оценка централизованной, автономной и поквартирной систем
Сравнительную оценку систем теплоснабжения начнем с коэффициента энергетической эффективности (КЭЭ). Общий КЭЭ определяется формулой, приведенной на рис. 2. При расчете КЭЭ автономного теплоснабжения необходимо отбросить транспортные сети от источника генерации теплоты до узла ввода к конечному потребителю, оставив для расчета оборудование КЭЭ генерации теплоты на источнике и КЭЭ системы потребления. Расчетный КЭЭ для поквартирного теплоснабжения будет определяться только с учетом энергоэффективности оборудования генерации теплоты на источнике.
Даже при условии нового строительства инженерных систем КЭЭ для централизованного теплоснабжения на районных или квартальных схемах котельных не превысит 0,75. Перемножение двух показателей для автономного теплоснабжения АИТ даст примерно 0,85, а КЭЭ поквартирной системы составит 0,9−0,92.
Рассмотрим сравнительную диаграмму энергетической эффективности трех систем: централизованной, автономной и поквартирной (рис. 3).
На диаграмме наглядно видно, что даже с учетом вновь возводимых инженерных систем устаревших технологий поквартирная система на сегодняшний день наиболее энергетически эффективна. Ее потери связаны только с теплом уходящих газов. Для автономной системы это также потери распределения, связанные с несовершенством внутридомовых инженерных систем.
Сравнительная оценка потребления топлива (газа) показывает, что удельный его расход на единицу потребляемой теплоты (кг/Гкал) для поквартирной системы теплоснабжения — наиболее низкий (рис. 4).
В городе Серпухов Московской области по нашему проекту был построен экспериментальный десятиэтажный дом с поквартирной системой теплоснабжения и вынесенными за пределы квартир счетчиками, расположенными в вентилируемых шкафах, к которым обеспечен легкий и быстрый доступ (рис. 5). В результате расходы на теплоснабжение потребителей, проживающих в этом доме, сократились в 2,5−3 раза по сравнению с теми, кто проживает в соседних домах с централизованным теплоснабжением. Это подтверждено практическим опытом массового жилого строительства в Белгороде и Республике Татарстан.
Теперь обратимся к инвестиционным затратам на модернизацию систем теплоснабжения существующего жилого фонда. Сравнительные расчеты показали, что поквартирная система теплоснабжения обходится дороже, чем централизованная и автономная (рис. 6).
В этой связи представляется интересным опыт Республики Татарстан. В 1997 году ситуация с централизованным теплоснабжением привела здесь к необходимости срочной модернизации и реконструкции тепловых пунктов, а также к изменению подхода к строительству котельных. Было принято решение все деревни, поселки городского типа и малые города перевести на базу поквартирного теплоснабжения.
Фонд газификации, энергосберегающих технологий и развития инженерных сетей РТ принял на себя бремя инвестиционной составляющей в рамках «Программы по переходу на поквартирную систему отопления, установке блочно-модульных котельных в городах и районах Республики Татарстан».
На рис. 7 представлена сравнительная оценка стоимости услуг отопления и ГВС (на примере двухкомнатной квартиры) на период 6 лет. В основе этих расчетов лежат результаты работы Фонда по реализации программы внедрения системы поквартирного теплоснабжения для существующего жилого фонда.
Как видим, через пять лет инвестиции в программу полностью окупились. Стоимость услуг на выработку тепла постепенно начала снижаться. Результат этой программы — оптимальное использование газа и перевод населения на новую систему теплоснабжения без увеличения существующего тарифа, с включением в него инвестиционной составляющей на срок окупаемости.
Приведу примеры домов с крышными и пристроенными котельными (рис. 8 и 9), выполненными ООО «СанТехПроект», специалисты которого сохранили школу и продолжают традиции института «СантехНИИпроект».
В доме, изображенном справа на рис. 8 и расположенном в московском микрорайоне Куркино, мы впервые в России применили комплексную программу автономного теплоснабжения. Всего в Куркино создано порядка 40 таких котельных для жилых и общественных зданий.
Для сохранения архитектурного единства здания трубы от котлов были встроены в специальные ниши. Этот экспериментальный проект был удостоен национальной экологической премии 2005 года и премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники в 2009 году.
На рис. 9 приведены крышная котельная в комплексе Москва-Сити мощностью 14 МВт и самая высокая в Европе котельная на крыше башни «Исеть» в Екатеринбурге.
Что мешает развитию децентрализованного теплоснабжения в России?
Результаты наших исследований показали, что АИТ, интегрированные в здания, позволяют диверсифицировать централизованную систему теплоснабжения, выступают альтернативным и эффективным вариантом модернизации действующей СЦТ на базе котельных. Исключение затрат на тепловые сети повышает инвестиционную привлекательность такой модернизации, поскольку позволяет включить инвестиционную составляющую в действующий тариф со сроком окупаемости инвестиций от трех до семи лет.
Главное препятствие развитию АИТ состоит в том, что при выборе схемы теплоснабжения альтернативные схемы не рассматриваются на равных условиях с традиционными. В законе такой порядок не предусмотрен, а теплоснабжающие организации придумывают обходные пути, чтобы затормозить эти процессы.
Проектно-инжиниринговое бюро ООО «СанТехПроект» провело оценку рынка по всей стране и выяснило, что размер расходов на модернизацию и реконструкцию систем теплоснабжения существующего жилого фонда с его переводом хотя бы на 30% на поквартирное теплоснабжение сопоставимы с объемом субсидий и льгот населению на коммунальные услуги (рис. 10).
Выполнение такой программы позволит ликвидировать безвозвратные потери бюджета на субсидии и льготы и вернуть инвестиции за 5−6 лет, тогда как инвестиции в СЦТ практически не окупаются.
С целью обеспечения нормативной базы проектирования инновационной технологии теплоснабжения на базе АИТ специалисты ООО «СанТехПроект» разработали и выпустили следующие нормативные документы:
Следующий важный шаг — принятие на региональном или федеральном уровне закона, в котором будет прописана возможность для жильцов большинством голосов выбирать для своего дома ту систему теплоснабжения, которую они считают оптимальной, а также включение в закон «О теплоснабжении» положения о равноправном рассмотрении и технико-экономическом и экологическом сравнении традиционных и альтернативных систем теплоснабжения.
Видео выступления, посвященного затронутым в статье темам, смотрите на канале nanoCAD в YouTube или на сайте информационно-поисковой системы NormaCS.
Альберт Шарипов, к.т.н., генеральный директор ООО «СанТехПроект», заслуженный строитель России, лауреат премии
