Відносно теплі зими останніх років дозволили комунальним службам забути на якийсь час про проблеми систем теплопостачання, а споживачам насолодитися теплом у зимові місяці. Забути про проблему — хоч і улюблений у нашій країні, але не раціональний спосіб її вирішення. Знос ж, як устаткування цієї системи життєзабезпечення, і величезної довжини трубопроводів, які доставляють тепло споживачам, катастрофічний.

Мінпаливенерго РФ із гіркотою констатує, що й без того невисокий рівень ККД застарілого обладнання, що становить 60–70 %, невиробничі втрати тепла у тепломережах знижують до 50 %. А їхня аварійність може досягати 70 випадків на 100 км.

Кінцева модель реформування теплопостачання, на думку більшості фахівців, має складатися зі збалансованого комплексу заходів щодо особливостей кожного регіону. Серед заходів із перетворення зазвичай пропонується: перегляд існуючої тарифної політики; часткова реконструкція системи централізованого теплопостачання; масштабні перетворення теплових мереж з використанням попередньо теплоізольованих труб та ряд інших заходів.

Окреме місце у цих планах займає можливість децентралізації теплопостачання. В її основі лежить організація автономних джерел тепла – прибудованих, вбудованих чи дахових котелень.

Незалежність у сфері опалення доступна не тільки підприємствам та організаціям, для багатоквартирного будинку також є можливість користуватися індивідуальним теплом. З одного боку, це вихід для таких районів, де нова забудова вже не може бути забезпечена потужностями централізованого теплопостачання, або для тих, що мають низьку густину теплових навантажень.

Ефективність автономних котелень може бути на третину вищою в порівнянні з централізованою системою теплопостачання, в чому на даний момент вже змогли переконатися споживачі тепла у багатьох регіонах Росії. Наприклад, складні погодні умови Якутії послужили як передумовою запровадження даного способу організації опалення, а й допомогли переконатися у його надійності. Досвід Якутська, в якому кількість автономних котелень постійно зростає, показує, що скорочення проміжних ланок системи теплопостачання, зниження втрат у процесі вироблення, транспортування та розподілу тепла у союзі з якісним та надійним обладнанням робить автономні котельні гідною альтернативою централізованому теплопостачанню.

З боку ж споживачів автономних, насамперед дахових, котелень — це запорука якості послуги, що надається.

Адже використання надійного сучасного обладнання та значне скорочення протяжності тепломереж мінімізують аварійність та теплові втрати, що дозволяють суттєво знизити споживання енергоносіїв. Що, у свою чергу, призводить до зменшення вартості вироблення теплової енергії. Ще однією з переваг є мала інерційність індивідуальної котельні, що дозволяє оперативно реагувати зміну зовнішньої температури, що, безумовно, недоступно за умов централізованої доставки теплоносія.

Допомога у вирішенні проблем, пов’язаних з організацією індивідуальної котельні, можуть надати спеціалізовані інжинірингові фірми, які зазвичай надають весь комплекс послуг, починаючи з формування технічного завдання. Весь же цикл включає не тільки проектування об’єкта та узгодження відповідних технічних рішень, але також монтаж підібраного обладнання та проведення пусконалагоджувальних робіт. Запорукою сумлінності є гарантійне та післягарантійне обслуговування автономної котельні після її здачі в експлуатацію.

Зростаючий попит на незалежне тепло призвів до появи на ринку готових рішень у вигляді блочно-модульних котелень. Залежно від можливих умов таку котельну установку розміщують на дахах в прибудовах або виконують окремо варіант. З усього перерахованого дахові котельні є одним з найбільш оптимальних варіантів розміщення котельні, що має ряд переваг у порівнянні з іншими.

Насамперед, мінімальна довжина каналів передачі тепла знижує не лише згадані втрати, а й витрати на утримання мережі. Інший момент, характерний для дахових котелень, особливо важливий для промислових підприємств та муніципальних будівель – це ефективне використання міських та виробничих територій. До того ж це екологічно коректніший варіант, т.к. димові гази, що утворюються, швидко розсіюються, що важливо в умовах щільної забудови. При цьому немає необхідності зведення високих та дорогих димових труб.

Котельні дахового типу найчастіше встановлюються на платформах. Зазвичай при використанні ємнісних котлів з метою конструкційної безпеки котельню спирають на стіни будівлі. Одним із підготовчих етапів є визначення несучої здатності стін та перекриттів, який дозволить визначити ступінь необхідності проведення заходів щодо посилення конструкцій. Існують моделі теплогенераторів, які відрізняються невеликою вагою (наприклад, для котлів Rendamax, вага яких можна оцінити приблизно в 1 кг/кВт потужності котла), що дозволяє їх з успіхом використовувати при реконструкції будівель і розміщувати на панельних будинках.

Нормативною базою для розробки автономних котелень є СНиП II-35–76 «Котельні установки», а також «Правила пристрою та безпечної експлуатації парових котлів з тиском пари не більше 0,07 МПа, водогрійних котлів та водопідігрівачів з температурою нагрівання води не вище 115 ° C)». Ці нормативні документи передбачають вимоги щодо безпеки функціонування котельних установок.

Котельні, що проектуються згідно з цими документами, в т.ч. та блочно-модульні, як правило, мають типові схеми автоматизації, що відповідає за роботу опалювальної системи та котельні в цілому. Так, у разі появи загазованості подача газу припиняється та відбувається запуск витяжного вентилятора. Крім того, система автоматики котла реагує на зниження тиску та температури у зворотному трубопроводі, запускаючи відповідне обладнання. Одночасно з реагуванням на виникнення аварійної ситуації автоматика сигналізує про неї диспетчерську. Це дозволяє відмовитися від постійної присутності в котельні обслуговуючого персоналу. Що також є важливим чинником економії.

Так як зміст персоналу в котельні є після витрат на паливо та електроенергію найсуттєвішою витратою. Залучення для обслуговування спеціалізованих сервісних організацій дає можливість використовувати високопрофесійних фахівців і при цьому сплачувати значно менші гроші.

Крім того, зниження споживання енергоносіїв дає погодозалежне регулювання температури теплоносія в контурах опалення. Принцип роботи автоматики простий: що нижча температура навколишнього середовища, то вища температура в системі опалення. Вона регулюється відповідно до вибраного температурного графіка. Більшості жителів нашої країни добре відома ситуація, коли восени, навіть за низької температури зовнішнього повітря, опалення відсутнє, т.к. не настало 15 жовтня, а навесні, навіть у теплу погоду до радіаторів опалення не торкнутися ще не скінчився опалювальний сезон. Ця вкрай некомфортна ситуація виключена за наявності автономної котельні. У будь-яку пору року котельня забезпечить споживача теплом, якщо температура на вулиці опустилася нижче за задану (наприклад, +6 °C).

У комплектацію котельні, крім блоку регулюючої автоматики, входять надійна запірна арматура, теплообмінники, сучасне насосне та котельне обладнання переважно провідних європейських виробників. Так, в Якутську, згаданому вище, в оснащенні автономних котелень були використані теплообмінники фірми «Альфа Лаваль», як насосне обладнання обрано продукцію концерну Grundfos.

Відповідаючи за циркуляцію теплоносія, насоси вирішують завдання вирівнювання температурних режимів приміщень перших і останніх поверхів. Використання в котельнях продукції відомих виробників буде не тільки запорукою надійності та довговічності, але й підвищення енергоефективності всієї котельної установки. Підрахунки показали, що застосування зазначених насосів у Якутії дозволило знизити витрати на електрику у два-три рази.

Безумовно, ядром котельні є водонагрівальне обладнання, головною характеристикою якого є теплопродуктивність. На попередньому етапі підбору можна оцінити необхідну потужність, орієнтуючись на витрату 100 Вт теплової енергії для обігріву 1 м2 приміщення (1 кВт на 20-25 м3). Остаточні розрахунки повинні проводити фахівці підрядної організації, беручи до уваги не лише розміри опалюваних приміщень, а й теплові втрати через стіни та вікна, на вентиляцію приміщення, а також орієнтацію самої будівлі щодо троянди вітрів. Важливими є, безперечно, і кліматичні умови регіону.

З економічної погляду використання котлів більшої теплопродуктивності вигідніше, т.к. їх вартість у розрахунку на одиницю потужності нижча. Незважаючи на це, фахівці рекомендують використовувати для встановлення не менше двох казанів. Насамперед, через підвищення надійності котельні, т.к. у разі аварії стає можливим провести ремонт обладнання, не відключати подачу тепла повністю.

Залежно від виду використовуваного енергоносія розрізняють газові, рідкопаливні, електрокотли, а також котли, що працюють на твердому паливі. Пальма першості належить газовому обладнанню за рахунок відносної дешевизни палива та зручності його використання. Залежно від моделі, потужність таких котлів варіює від 50 кВт до 3 МВт. Для дахових котелень котли, як правило, повинні мати атмосферний пальник з неповним попереднім змішуванням. Вона стійка до зниження тиску газу в мережах до 4 мбар і має низький рівень шумів.

Важливим фактором, що визначає застосування газових котлів в оснащенні дахових котелень, є малі вага та габаритні розміри. Для виконання цього завдання виробники використовують котли водотрубної конструкції. У котлах фірми Rendamax (Нідерланди) використовуються мідні труби з ребра, отримані методом екструзії (у серіях R2000 і R18) або оребрені і гладкі труби з нержавіючої сталі (у котлах преміксних і конденсаційних серій).

Специфіка розміщення котельні вимагає дотримання особливих вимог до обладнання за такими характеристиками, як рівні шумів та вібрації. Використання котлів з низьким значенням показника (до 50 дБА), доповнених при необхідності віброкомпенсаторами, дозволить мінімізувати такі побічні фактори роботи системи, як шуми і вібрація.

Однією з переваг автономних джерел теплозабезпечення перед централізованими є високий сумарний рівень ККД не нижче 91 %. Конструкторська робота, що ведеться у напрямку найбільш ефективного використання енергоносіїв, призвела до глибокої модернізації котельного обладнання. Сьогодні все більшої популярності на ринку завойовують конденсаційні газові котли. Подібні побутові теплогенератори, наприклад, Ariston ACO (Італія) досить добре відомі споживачеві, а нещодавно на нашому ринку стали з’являтися і котли промислового діапазону потужності для установки в дахових котельнях, наприклад, вже згадані котли фірми Rendamax.

Особливості конструкції таких котлів дозволяють досягти більш високого рівня коефіцієнта нормативного використання, який може досягати значення 110% (з урахуванням теплоти газів, що містяться в парах води). Основа технології конденсаційної техніки полягає у максимальному використанні тепла димових газів. Для цього в конструкції котла передбачений спеціальний теплообмінник, в якому відбувається охолодження водяної пари, що виникає в процесі спалювання газу і надходить з повітрям на горіння. Безумовний внесок у сприятливу екологічну обстановку за рахунок суттєвого скорочення викиду в газах, що відходять, NOX і CO доповнюється і економією від більш ефективного використання енергоносіїв. Конденсаційний метод дозволяє на 25% знизити споживання газу, а застосування енергоефективного насосного та вентиляційного обладнання мінімізувати витрати електроенергії.

Встановлення автономної котельні, крім ухвалення рішення про вибір обладнання відповідної номінальної потужності, вимагатиме ще й проведення низки заходів щодо забезпечення безпеки. Необхідно подбати про обов’язкове заземлення обладнання. Розміщення системи на даху тягне за собою неодмінну установку системи захисту від блискавки. Для унеможливлення несанкціонованого доступу до обладнання часто пропонується використовувати систему охоронної сигналізації.

Застосування автономних способів організації теплозабезпечення в комплексі заходів для реорганізації всієї галузі не виключає і приватного інвестування таких проектів. За умови, що організація децентралізованого джерела опалення виступає не просто в ролі заміни морально та фізично застарілого обладнання, а й як вкладення капіталу, особливо важливим стає питання його економічної ефективності. Слід зазначити, що, порівняно з централізованими джерелами теплопостачання, собівартість виробництва одиниці тепла в автономній котельні на 15–25 % нижча. При цьому за рахунок низького рівня експлуатаційних витрат та високого рівня ККД котельної установки, що працює на газі, за розрахунками, в середньому окупаються не більше ніж за п’ять років з урахуванням терміну їхньої служби не менше ніж 20 років.

Все це, безумовно, виявляється у помітному скороченні витрат на опалення і гаряче водопостачання кінцевого споживача.

Автор: Людмила Мілова