В Москве проведен уникальный эксперимент, иллюстрирующий эффективность различных энергосберегающих мероприятий

Потребители же зачастую и вовсе склонны считать, что оно является синонимом утепления, а модернизация отопительной системы сводится к установке общедомового счетчика. Ошибочность подобных суждений и преимущества комплексного подхода к энергосбережению наглядно демонстрирует совместный эксперимент компании «Данфосс», Правительства Москвы и московского НИИ экспериментального проектирования (МНИИТЭП).

О проекте

Роль испытательного стенда выполняли три одинаковых 12-этажных одноподъездных жилых дома №№ 51, 53 и 59 по улице Обручева в Москве, построенные в конце 1970-х годов. В течение трех лет (2008-2011) в этих зданиях были поэтапно реализованы различные энергоэффективные мероприятия с последующей оценкой полученного от них эффекта.

Прежде всего, как того требует закон «Об энергосбережении», в каждом доме установили коллективный теплосчетчик. Также начиная с 2008 года во всех зданиях провели капитальный ремонт, включающий установку навесных вентилируемых фасадов и пластиковых окон. В 2009 году в домах №№ 53 и 59 была проведена различной глубины модернизация системы отопления. Устаревшие с инженерной точки зрения элеваторные тепловые узлы в обоих зданиях заменили на автоматизированные узлы управления (АУУ) Danfoss с погодозависимым регулированием. Эта мера позволила перейти к автоматическому регулированию режима работы системы отопления в зданиях в зависимости от колебаний температуры наружного воздуха. То есть, например, в периоды похолодания и в ночное время помещения отапливаются более интенсивно, а во время оттепели и в солнечные дни - менее. Таким образом, жильцы получают комфортную температуру вместо ставшей уже привычной духоты, а потребление домом тепла в целом снижается. Полученную экономию фиксирует теплосчетчик. Одновременно с установкой АУУ на всех отопительных приборах в квартирах обоих зданий смонтировали автоматические радиаторные терморегуляторы. Таким образом, жильцы получили возможность устанавливать в каждой комнате комфортную для себя температуру. В доме № 59, помимо описанных выше энергосберегающих мероприятий, была проведена автоматическая балансировка системы отопления по стоякам. Установка автоматических балансировочных клапанов позволяет поддерживать на всех стояках постоянный перепад давлений и расход и избежать ситуаций, когда, к примеру, в квартирах, отапливаемых ближними к тепловому узлу стояками, наблюдаются постоянные перетопы, а по дальним в то же самое время ощущается нехватка тепла. Кроме того, в 2010 году в доме № 59 была впервые в России применена технология термостатирования стояков отопительной системы. Остановимся на этом более подробно.

Укрощение отопительного стояка

В большинстве российских многоквартирных домов (по старому жилому фонду - более 90%) применяется однотрубная система отопления, которая изначально не была рассчитана на использование индивидуальных средств регулирования, таких как автоматические радиаторные терморегуляторы. Дело в том, что в однотрубной системе все радиаторы подключены к стояку последовательно, т.е. являются неотъемлемой частью контура, по которому циркулирует теплоноситель. Если при такой схеме (в простейшем случае) на каком-то отопительном приборе на время перекрыть воду (что и делает терморегулятор, когда температура в помещении поднимается выше установленного жильцами значения), то остановится циркуляция по всему стояку. Дабы этого не происходило, перед терморегулятором устанавливают перемычку (байпас), через которую идет вода при отключении радиатора. Однако в этом случае расход теплоносителя по стояку никак не зависит от того, сколько отопительных приборов включено в данный момент. Это снижает эффективность использования радиаторных терморегуляторов т.к. даже при отключенных радиаторах сами стояки продолжают топить помещения с прежней интенсивностью. Более того, температура воды в стояках растет, ведь проходя через байпасы и минуя батареи, она уже не успевает остыть.

Долгое время эта проблема считалась неразрешимой без замены однотрубной системы на двухтрубную, в которой радиаторы включены в отопительный контур параллельно и их отключение/включение напрямую влияет на величину суммарной тепловой мощности, расходуемой в контуре. Решение предложили инженеры компании Danfoss. Оно заключается в модернизации широко используемых автоматических балансировочных клапанов AB-QM (применяемых для балансировки системы отопления по стоякам) путем их оснащения термостатическими элементами QT, схожими по принципу действия с радиаторными терморегуляторами. При перегреве стояка это устройство пропорционально прикрывает клапан, на котором оно смонтировано, уменьшая расход теплоносителя в контуре. Это позволяет приблизить однотрубные системы отопления к двухтрубным по показателям энергоэффективности.

Именно такими устройствами и были оснащены автоматические балансировочные клапаны на стояках отопления в доме № 59.

Результаты

Экономический эффект от модернизации отопительной системы по двум зданиям, где она проводилась (дома 53 и 59) на данный момент составляет уже более 372 тысяч рублей. Исходя из этих данных, срок окупаемости всего установленного энергоэффективного оборудования не превышает 3-4 лет.

Поскольку описанные выше энергоэффективные мероприятия проводились поэтапно, у специалистов была возможность по отдельности оценить эффект от каждого из них и сравнить общую эффективность систем отопления в зданиях с различной глубиной модернизации. Для этой цели инженеры «Данфосс» на стояках и в некоторых квартирах смонтировали измерительное оборудование, а также развернута сеть диспетчеризации, охватывающая всем три дома. Основным критерием при проведении замеров было поддержание в жилых помещениях постоянной температуры, комфортной для жильцов.

Итак, посмотрим на результаты.

1. Установка общедомовых приборов учета тепла (дома 51, 53 и 59) позволила оценить объем теплопотребления и необходимость проведения энергосберегающих мероприятий, а затем - зафиксировать экономию тепла.
2. Утепление фасадов и замена окон (дома 51, 53 и 59) привели к сокращению неконтролируемых теплопотерь, однако снижения потребления тепла не дали. Так, в доме № 51, где не была проведена модернизация системы отопления, оно не только не снизилось, но даже выросло на 1,9%. Это легко объяснить, ведь отопление в доме продолжает работать с прежней интенсивностью, независимо от реальной потребности жильцов. При этом тепло по дому распределяется неравномерно: в помещениях, отапливаемых ближайшими к тепловому узлу стояками, жарко, тогда как в угловых комнатах - зачастую довольно прохладно. Это объясняется отсутствием балансировки: согласно замерам, расход теплоносителя по разноудаленным стоякам различается порой на 60%! Естественно, элеватор устранить дисбаланс не может. Вывод очевиден: утеплению домов должна сопутствовать модернизация системы отопления.
3. «Программа-минимум» по модернизации отопительной системы - замена элеваторного теплового узла на автоматизированный и установка автоматических радиаторных терморегуляторов на отопительные приборы в квартирах (дома 53 и 59) - дала ожидаемый экономический эффект. Так, по дому № 53 было зафиксировано снижение потребления тепла на 33,8% (183,7 Гкал). Тем не менее, отсутствие балансировки заметно и здесь. Его не удалось компенсировать даже включением насосов на большую мощность, т.к. расход по дальним стоякам при этом приближался к проектному значению, но по ближним в то же самое время был зафиксирован перерасход до 30%. То есть, несмотря на значительную экономию, полностью избавиться от перетопов не удалось.
4. Балансировка системы отопления по стоякам (дом 59 - 2009 год) дала очевидный эффект: фактический расход как по дальним, так и по ближним к тепловому узлу стоякам соответствует проектному с погрешностью от -2% до +3%.
5. Термостатирование стояков (дом 59 - 2010 год) позволило дополнительно повысить энергоэффективность системы отопления без какого-либо снижения температуры воздуха в жилых помещениях. Суммарная экономия тепла по дому № 59 достигла 44,6% (280,9 Гкал), при этом эффект от применения термоэлементов QT составил почти 12%.

Поквартирный учет тепла

В заключение необходимо остановиться еще на одном техническом решении, которое было использовано в домах на улице Обручева. Речь идет о системе поквартирного учета тепла, разработанной «Данфосс» и являющейся практически единственно возможным вариантом для зданий с однотрубной вертикальной разводкой системы отопления, составляющих большую часть жилого фонда России. Дело в том, что такая схема не позволяет устанавливать в квартирах обыкновенные теплосчетчики, так как это потребовало бы монтировать на каждый(!) радиатор теплосчетчик стоимостью как минимум в 12-15 тысяч рублей. Помимо неоправданно высокой стоимости, это еще и очень сложно технически.

Суть новой технологии состоит в использовании электронных регистраторов INDIV-3R с радиомодулем. Они измеряют температуру поверхности отопительного прибора и в режиме реального времени по радиоканалу передают эти данные на компьютер в ЕИРЦ. Зная характеристики каждого установленного в доме отопительного прибора, нетрудно вычислить и долю каждой квартиры в общем потреблении тепла. А затем, используя показания общедомового теплосчетчика, перевести ее в абсолютные единицы, т.е. в гигакалории. При этом стоимость одного распределителя INDIV-3R не превышает 1300-1400 рублей.

После установки радиаторных распределителей каждый потребитель получает возможность оценить эффект от своей личной экономии. Как показала практика, это действительно приносит плоды: отношение жильцов к использованию тепла становится точно таким же, как к использованию электроэнергии или воды - привычно учитываемых коммунальных ресурсов. Так, после внедрения поквартирного учета тепла подавляющее большинство собственников дома № 59 в 2010 году значительно снизили свое потребление по сравнению со средним уровнем 2009 года, причем некоторые - на 60-70%!

На данный момент испытания системы поквартирного учета с радиаторными распределителями INDIV-3R завершены, она сертифицирована и допущена Ростехнадзором для массового применения.

Натурные испытания наглядно продемонстрировали необходимость комплексных мер, направленных на сокращение теплопотребления в жилом фонде страны. Кроме того, доказана на практике эффективность технологии термостатирования стояков, разработанной специалистами Danfoss. Наконец, альтернативная система поквартирного учета тепла продемонстрировала не просто свою состоятельность, но и эффективность в качестве дополнительного мотивационного фактора энергосбережения для жильцов. Одного из тех мотивационных факторов, значимость которых неоднократно подчеркивал президент Дмитрий Медведев.