В Москве проведен уникальный эксперимент, иллюстрирующий реальную эффективность различных энергосберегающих мероприятий

Необходимость повышения энергоэффективности российского ЖКХ, и в первую очередь в сфере теплоснабжения, сегодня уже ни у кого не вызывает сомнений. Однако споры о том, какие именно мероприятия проводить вообще и в первую очередь, продолжаются и по сей день. Так, многие специалисты полагают, что вполне можно ограничиться, к примеру, автоматизацией тепловых пунктов в жилых домах. Потребители же зачастую и вовсе склонны считать, что теплосбережение является синонимом утепления, а модернизация отопительной системы сводится к установке общедомового счетчика. Ошибочность подобных суждений уже не раз была доказана на страницах ведущих отраслевых изданий. Но, как известно, лишь практика является критерием истины. Чтобы расставить все точки над «i», компания «Данфосс», Правительство Москвы и МНИИТЭП провели натурные испытания различных энергоэффективных решений на базе трех реальных московских жилых домов. Результат убедительно показал: максимальный эффект может дать только комплексный подход.

О проекте

Испытательным полигоном стали три одинаковых 12-этажных одноподъездных жилых дома №№ 51, 53 и 59 по улице Обручева. Построенные в конце 1970-х годов по типовому проекту II-18 здания имеют выполненную по однотрубной схеме с верхним розливом теплоносителя систему отопления (25 стояков). В рамках городской программы капитального ремонта начиная с 2008 года во всех домах была проведена реконструкция, включающая монтаж навесных вентилируемых фасадов и установку пластиковых окон. Таким образом, к моменту начала испытаний они полностью соответствовали современным стандартам по теплоизоляции. Кроме того, в соответствии с действующим законодательством, дома были оснащены узлами коммерческого учета тепла.
В 2009 году в домах №№ 53 и 59 проведена модернизация систем отопления различной глубины. В обоих зданиях элеваторные тепловые узлы заменены на автоматизированные узлы управления (АУУ) Danfoss с погодозависимым регулированием (реализованным с использованием универсальных контроллеров ECL Comfort) и смонтированы автоматические радиаторные терморегуляторы на всех отопительных приборах в квартирах. При этом балансировка отопительной системы была проведена только в доме № 59: здесь на каждом из 25 стояков установили автоматический балансировочный клапан AB-QM.
Наконец, в 2010 году балансировка системы в доме № 59 была доведена до логического завершения путем оснащения клапанов AB-QM термоэлементами QT (рис. 1). Благодаря их использованию автоматические балансировочные клапаны начинают регулировать расход теплоносителя по стоякам в зависимости от изменения температуры обратного теплоносителя. Эта технология, разработанная специалистами Danfoss, позволяет приблизить однотрубные системы отопления к двухтрубным по показателям энергоэффективности.
Параллельно в обоих зданиях (№№ 53 и 59) начиная с 2009 года проводилось тестирование системы поквартирного учета тепла, специально разработанной «Данфосс» совместно с МНИИТЭП для российских многоквартирных домов с однотрубной вертикальной (стояковой) системой отопления. Дело в том, что такая схема не позволяет устанавливать в квартирах обыкновенные теплосчетчики. Суть новой технологии состоит в использовании электронных регистраторов INDIV-3R с радиомодулем (рис. 2). Они измеряют температуру поверхности отопительного прибора и в режиме реального времени по радиоканалу (через этажный и домовой концентраторы) 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. гигакалории. Примечательно, что стоимость одного распределителя INDIV-3R не превышает 1300-1400 рублей, тогда как ультразвуковой теплосчетчик с расходомером соответствующего задаче номинала обойдется примерно в 12-15 тысяч рублей. И это — на каждый отопительный прибор.

Результаты

На каждом этапе реализации проекта производились тестовые замеры рабочих параметров отопительных систем во всех трех зданиях, а также контроль суммарного потребления тепла за отопительный сезон (таблица 1). Для измерений в каждом здании было выбрано по 4 реперных стояка, на которых производились замеры температуры подающего и возвращаемого теплоносителя, а также его расход. Все расходы по организации испытаний, включая затраты на приобретение и монтаж измерительного оборудования, а также построение сети диспетчеризации, охватывающей три здания (в общей сложности около 3 млн. руб.), взяла на себя компания «Данфосс».
Как наглядно показал анализ данных учета тепла, само по себе утепление дома никакой экономии не дает, хоть и является необходимой для энергосбережения мерой. Так, теплопотребление дома № 51, где не была проведена модернизация системы отопления, после установки вентфасада и энергосберегающих пластиковых окон не снизилось. Более того, зимой 2010-2011 гг. оно оказалось на 1,9% выше, чем в 2008-2009 гг. В то же время по дому № 53, где был установлен АУУ и радиаторные
терморегуляторы, было зафиксировано снижение потребления тепла на 33,8%.



Показатели же энергоэффективности дома № 59, система отопления которого была оборудована автоматическими балансировочными клапанами AB-QM с термостатическими элементами QT, оказались более значительными: результирующее снижение потребления тепла составило здесь 44,6%. Причем зимой 2010-2011 гг., после установки термостатических элементов QT, потребление снизилось по отношению к уровню 2009-2010 гг. почти на 12% (или на 7,5% по отношению к уровню 2008-2009 гг.) (таблица 2). Это доказывает оправданность применения технологии термостатирования стояков.
Что касается автоматической балансировки, то для оценки ее эффективности был проведен специальный тест, в ходе которого определялось влияние автоматических балансировочных клапанов AB-QM на работу системы отопления.
При этом в домах №№ 51 и 53, где автоматическая балансировка стояков отсутствовала, наблюдалось неравномерное распределение теплоносителя в разноудаленных от теплового пункта стояках, где расход значительно отличался от проектных значений.

Например, в доме № 51 при повышении наружной температуры воздуха от -20°С до -5°С перерасход на ближайших к элеваторному узлу стояках увеличивался в 1,6 раза, а значение расхода на дальних стояках так и не достигло проектного значения. Кроме того, в течение всего отопительного периода в доме наблюдалось значительное колебание расхода внутри системы отопления вследствие изменения давления в тепловой сети, которое элеватор устранить не способен.
В доме № 53 с автоматизированным узлом управления также наблюдались недорасходы/перерасходы по стоякам. Проблему разбалансировки не удавалось решить даже посредством переключения насоса на повышенную скорость: перерасход по ближним стоякам достигал 30% от проектной величины, в то время как по наиболее отдаленным от АУУ он лишь приближался к расчетному значению.
В доме № 59 при проведении показательного теста автоматические балансировочные клапаны AB-QM были полностью открыты на 5 дней для имитации отсутствия балансировки системы. При этом проводились замеры расхода тепла по реперным стоякам и по зданию в целом. Полученные результаты были сопоставлены с аналогичными данными по дому № 53. Измерения показали, что при отсутствии балансировки расходы тепловой энергии  в обоих домах идентичны, как по реперным стоякам, так и по зданию в целом (рис. 3, левая часть обеих диаграмм).
Затем на всех клапанах в доме № 59 были выставлены настройки в соответствии с проектными значениями. В результате расход тепла по реперным стоякам сократился на 11%, а по зданию в целом — на 9% (рис. 3, на диаграммах справа). При этом установленные на реперных стояках теплосчетчики фиксировали фактический расход, соответствующий проектному, с погрешностью от -2% до +3%.

Поквартирный учет тепла

Отдельного упоминания заслуживают результаты тестирования системы поквартирного учета тепла. 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.
Результат внедрения поквартирного учета наглядно представлен на диаграмме (рис. 4). Если не считать 11 квартир, где система индивидуального учета не была установлена и потребление для которых рассчитывалось по стандартной схеме (на диаграмме эти квартиры отчетливо выделяются), то подавляющее большинство собственников в 2010 году значительно снизили свое потребление по сравнению со средним уровнем 2009 года, причем некоторые — на 60-70%! Фактически очень незначительный перерасход был зафиксирован лишь по трем квартирам. Итоговый экономический эффект по дому № 59 за 2010 год составил около 131,5 тыс. руб. Суммарно по обоим зданиям эта цифра превысила 213 тыс. руб., а с учетом экономии, полученной в 2011 году, уже превысила 372 тыс. руб. Естественно, без модернизации отопительных систем это было бы невозможно.

Продолжавшиеся на протяжении трех лет натурные испытания наглядно продемонстрировали необходимость комплексных мер, направленных на сокращение теплопотребления в жилом фонде страны. При этом, помимо очевидного итогового результата, была показана эффективность автоматической балансировки однотрубных систем, даже в совсем небольших зданиях (25 стояков). 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.

Пресс-служба «Данфосс»