В.В. БЕРНЕВ
В.Е. МИТРОФАНОВ, к.т.н.
В.В. ПИХЛЕЦКИЙ, к.т.н.
А.С. ПЛАТОНОВ, к.т.н.
С.Б. ФОТЬКИН

Крышные котельные — один из возможных вариантов решения задач децентрализованного (или автономного) теплоснабжения объектов гражданского и промышленного назначения. Отличительная черта крышных котельных — их интеграция в строительные конструкции отапливаемого здания. Наличие технологического оборудования котельной на крыше здания позволяет:

• существенно повысить энергоэффективность системы теплоснабжения за счет отсутствия теплотрасс, потери в которых достигают 30% и более от производимого количества тепла;
• снизить затраты на сооружение котельной, т.к. снимаются вопросы дополнительного землеотвода и строительства отдельно стоящего здания котельной и установки высокой дымовой трубы;
• использовать облегченную конструкцию котельного оборудования с алюминиевыми теплообменниками или  медными оребренными трубками. Это возможно ввиду более благоприятных гидравлических условий работы оборудования, что связано с отсутствием статического давления, определяемого высотой водяного столба (высотой здания) по сравнению с наземным расположением котельной;
• улучшить экологические условия проживания жильцов, т.к. рассеивание продуктов сгорания на крыше более благоприятно, чем при расположении котельной внизу;
• обеспечить комфортные условия проживания жильцов за счет поддержания необходимого температурного режима для отопления данного конкретного здания.

Специфика крышных котельных требует принятия необходимых мер, обеспечивающих шумогашение и снижение вибраций от работающего оборудования. Это достигается выбором соответствующего оборудования, а также использованием технологии «плавающего пола» помещения котельной и установкой виброкомпенсаторов на всех подводящих и отводящих трубопроводах. Эффективность этих мер позволяет жильцам забыть о том, что на крыше дома находится работающая котельная. Нормативными документами предусмотрено использование для крышных котельных наиболее безопасных и экологичных котлов — водогрейных, работающих на природном газе, с температурой теплоносителя до 115°С.

Вопросы реализации автономного теплоснабжения с использованием крышных котельных часто дискутируются в среде профессионалов. Приятно отметить, что в последнее время эти дискуссии стали переходить в практическую плоскость: специалисты обсуждают вопросы, связанные в первую очередь с тем, как получить максимальный эффект от оборудования автономных котельных.Опыт позволяет провести взвешенный анализ ряда обсуждаемых вопросов о тенденциях и путях развития систем автономного теплоснабжения и оценить, что дает на практике использование децентрализованных систем отопления и обеспечения горячей водой жилых комплексов.

Для анализа ситуации мы выбрали один из действующих объектов — комплекс жилых домов в одном из микрорайонов Куркино, расположенном на северо-западе Москвы. При планировании застройки Куркино была принята децентрализованная схема теплоснабжения, предполагающая поэтапный ввод тепловых мощностей по мере сдачи в эксплуатацию жилых объектов. Генпланом предусматривалось строительство автономных котельных в пристраиваемом (непосредственно примыкающее к жилому зданию строение) и крышном (котельная располагается на кровле здания) вариантах, а также использование индивидуальных систем теплоснабжения для жилья улучшенной планировки в зонах малоэтажной застройки.

Одним из первых объектов, пущенных в эксплуатацию, стал жилой дом в 16-м микрорайоне, скомпонованный из шести корпусов этажностью от 7 до 10. Каждый корпус был теплофицирован от отдельной крышной котельной. Суммарная мощность шести крышных котельных составляет 2,8 МВт. Общая площадь по шести зданиям составляет 24 тыс. м2, число квартир — 253, число жителей домов — 1200. Пять корпусов оснащены однотипными котельными мощностью по 400 кВт. Один корпус, состоящий из трех подъездов, снабжается от котельной мощностью 800 кВт. Здесь следует сказать, что к оборудованию для автономных крышных котельных предъявляются особые требования: полная автоматизация работы котла, повышенная степень безопасности, высокий коэффициент полезного действия, низкий уровень шумов и вредных выбросов в атмосферу, а также все качества, включаемые в понятие «ремонтопригодность», поскольку с расчетомна длительный срок эксплуатации должна быть предусмотрена возможность замены самого котла или его узлов. А ведь это оборудование приходится доставлять на крышу многоэтажки и монтировать на месте. Забегая вперед, отметим, котлы Rendamax, которые использовались при сторительстве микрорайона, вполне отвечают перечисленным требованиям. Жилые корпуса были введены в эксплуатацию поочередно в период с мая по октябрь 2001 г. Одновременно со сдачей жилья была проведена приемка автономных котельных, и с заселением домов начался этап их промышленной эксплуатации. С ретроспективой на три отопительных сезона подведем некоторые итоги. Безусловно, основной итог — бесперебойное и качественное обеспечение жильцов домов теплом и горячей водой с момента пуска до настоящего времени. Что включается в понятие качества теплоснабжения и за счет каких факторов достигается его повышение? На вопрос «что можно считать первостепенным критерием качества систем теплоснабжения?» любой, наверное, ответит: «отсутствие температурного дискомфорта в помещении и постоянное наличие горячей воды в требуемом объеме, желательно с определенной температурой». Такое понимание комфорта вполне укладывается в возможности автономных крышных котельных. Главное, что позволяет реализовать эти возможности, — полная автоматизация технологического процесса. Система автоматики котельной отслеживает соответствие параметров теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения задаваемым установкам, контролирует параметры безопасной работы основного и вспомогательного оборудования и осуществляет непрерывный обмен данными с объединенной диспетчерской. Высокий уровень автоматизации обеспечивает эксплуатацию автономных котельных без постоянного присутствия на объектах обслуживающего персонала. Автоматическое регулирование количества тепла, расходуемого на отопление, предусматривает коррекцию температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха.Однако теплопотери каждого здания зависят от многих факторов: от конструкции ограждений и вида используемых строительных материалов, от расположения здания относительно розы ветров, от ориентации относительно воздействия солнечной радиации.

При отоплении зданий от крышных котельных появляется возможность учесть эти особенности каждого строения путем подбора индивидуального графика по температуре воды, подаваемой в отопительную сеть. На практике такая коррекция таблиц температурных уставок была проведена на основе замеров температур в квартирах верхнего и нижнего этажей. Это внесло дополнительный вклад в повышение энергоэффективности крышных котельных.

Что касается точности поддержания температуры воды относительно уставок, то и по сети отопления, и по расходуемой горячей воде, она не выходит за пределы ±2°С. Выбором режима работы сетевого насоса решается задача выравнивания температурных режимов квартир нижнего и верхнего этажей. Говоря о «погодной чувствительности», примененной в крышных котельных схемы управления отоплением, можно привести один пример: весной 2002 г. с наступлением временного похолодания (среднесуточная температура опустилась ниже 7°С) отопление в обслуживаемых домах автоматически возобновилось. Жители были приятно удивлены таким поворотом событий. Вообще для жителей домов, обеспечиваемых теплом от крышных котельных, такие понятия, как «начало» и «конец отопительного сезона» становятся менее ощутимыми.

Как показывает эксплуатация крышных котельных, это далеко не единственный плюс автономного теплоснабжения, непосредственно ощущаемый жильцами. Дело в том, что крышные котельные построены по блочному принципу, когда полная тепловая мощность котельной набирается как суммарная мощность нескольких параллельно включенных котлов. К тому же, количество тепла, вырабатываемое каждым котлом, можно плавно регулировать в диапазоне от 10% до 100% номинальной производительности. Все это на практике дает возможность в течение всего времени суток автоматически обеспечивать баланс производимого котельной и потребляемого домом тепла на отопление и горячее водоснабжение. Номинальная производительность котельной выбрана из расчета обеспечения пиковых нагрузок по отоплению и разбору горячей воды. В среднем, как показывает практика эксплуатации, котельная работает в режиме 70-75% номинальной производительности в отопительном сезоне и около 25% в летний период. Это дает возможность проведения профилактических и ремонтных работ с частичным отключением тепловых мощностей в любой период. При этом такое отключение никак не сказывается на теплообеспечении объекта. Благодаря возможности длительного отключения горячей воды на время летних профилактических работ по техническому обслуживанию крышных котельных составляет не более трех дней. Вернемся теперь к экономической стороне вопроса. Рассмотрим две главные составляющие:

• капитальные затраты на строительство и ввод в действие автономной котельной;
• расходы, связанные с ее эксплуатацией.

Для инвестора основное значение имеет первая составляющая, ведь речь идет об объеме вкладываемых средств. Немаловажно, что инвестор, принимая решение в пользу строительства автономного источника теплоснабжения, избавляет себя от необходимости согласований на присоединение дополнительных мощностей к существующим тепловым магистралям. Переходя к обсуждению эксплуатационных затрат, остановимся прежде всего на вопросе организации технического обслуживания крышных котельных. Эти объекты оснащены многофункциональной автоматикой, позволяющей исключить присутствие дежурного оператора в котельной. Тем не менее, все автономные котельные находятся под постоянным контролем диспетчерской службы, размещенной в удаленном помещении. Сюда, на компьютер дежурного оператора, по кабельной линии передаются все необходимые параметры работы каждой котельной. Сбои в работе оборудования регистрируются и, по мере необходимости, дежурный производит вызов технической бригады сервисного обслуживания. Крышная котельная — объект высокого уровня сложности и ее обслуживание, безусловно, требует соответствующей квалификации персонала. Их заработная плата плюс текущие расходы по ремонту — одна из составляющих эксплуатационных расходов.

Другая составляющая — прямые затраты в виде платежей за расходуемые газ и электроэнергию. Проведенные расчеты показывают, что стоимость 1 Гкал тепла, производимого крышными котельными, в среднем в 1,4 раза ниже стоимости тепловой энергии, вырабатываемой централизованными системами.

Справедливости ради следует отметить, что на сегодняшний день жители обслуживаемых домов не ощущают реальной разницы в стоимости услуг. Причина этого — сложившаяся система централизованных расчетов в коммунальном хозяйстве, в которой размер оплаты никак не зависит от их качества и объема.

Остается надеяться, что вопрос увязки оплаты за коммунальные услуги с их реальной стоимостью будет решен в рамках реформы ЖКХ. Тогда жители домов, оборудованных автономными источниками теплоснабжения, получат не только дополнительный бытовой комфорт, но также почувствуют, что они на этом могут и экономить.

Крышный вариант автономных источников теплоснабжения сейчас широко применяется в России. В Украине эти системы появились недавно, но очевидная экономическая эффективность подобных технических решений приводит к их постепенному внедрению. Тенденция роста числа крышных, встроенных, пристраиваемых и отдельно стоящих автономных котельных, обеспечивающих теплоснабжение отдельных зданий, достаточно устойчива. Применение автономных источников теплоснабжения является во многих случаях наиболее приемлемым вариантом для теплоснабжения строящихся и реконструированных объектов.

На рынке Украины оборудования для индивидуального энергоснабжения имеется достаточно богатый выбор котлоагрегатов и мобильныхкотельных, производимых рядом иностранных фирм и позволяющих обеспечивать самый широкий диапазон тепловых нагрузок. Одной из компаний, представляющих на рынке Украины подобное оборудование, является фирма DOMINEX — официальный дистрибьютор торговой марки Rendamax (Голландия) в Украине. Котлы от Rendamax очень компактны, легки, и поэтому идеально подходят для установки на крыше и контейнерной котельной. ❑