Как известно, энергосбережение – дело всенародное. Курс на политику энергосбережения официально подтвержден государством и формализован принятием Федерального закона №261-ФЗ от 23.11.2009г.
Одной из важнейших задач сбережения ресурсов является их повсеместный учет. Это и понятно. Во-первых, если мы не знаем где и сколько расходуется, то непонятно, что и где сберегать. Во-вторых, наличие приборов учета и расчет за ресурсы по их показаниям является сильным дисциплинирующим фактором. Практика показывает, например, что только сам факт установки счетчиков воды в жилом секторе снижает потребление воды в среднем на 20%. В-третьих, это просто честно. Гражданин вправе платить только за то, что он потребил. Поменял окна, двери, заткнул щели – сберег деньги на отоплении. У соседа сквозняки – пусть платит больше. Ну и в-четвертых, теоретически это подразумевает, что поставщики услуг рано или поздно пойдут латать дыры в сетях, устранять потери, утечки, восстанавливать теплоизоляцию труб, повышать эффективность своих водоканалов, теплосетей и прочих организаций и т.д. и т.п. С другой стороны, а зачем? Ну наставили вы, граждане, своих счетчиков, а мы поднимем тарифы за этот куб, киловатт-час, гигакалорию и т.п. Поэтому надежда на последнее «в-четвертых» призрачна. Однако это не унижает достоинства первых трех факторов.
С советских времен население нашей страны приучено только к счетчикам электрической энергии. Сейчас более-менее начинают получать распространение счетчики воды и газа. Тут все понятно – электросчетчик висит на вашем кабеле, газовый счетчик или счетчик воды стоит в вашей трубе и вроде как измеряет все, что через него проходит. И совершенно новым и непонятным для нас является индивидуальный учет тепловой энергии. А между тем, это один из самых важных и энергоемких ресурсов. И самое интересное, что со стороны населения так же есть желание внедрять такой учет, то есть здесь мы имеем налицо совпадение интересов граждан и государства, что встречается не так уж и часто. Разница только в том, что с одной стороны это реальное желание, а с другой – только декларации. Однако, если сроки исполнения положений 261-ФЗ не будут перенесены (как это у нас зачастую водится), то начиная с 1 января 2012 года ни один новый жилой дом нельзя будет сдать в эксплуатацию без установки индивидуальных приборов учета тепловой энергии, проще говоря – квартирных теплосчетчиков.
Однако путь от деклараций до дела зачастую оказывается не такой уж и близкий. Касательно индивидуального учета тепла, его техническая реализация значительно сложнее, чем для воды или газа. Рассмотрим проблемы по порядку.
Что такое тепло (также – количество теплоты, тепловая энергия и др. термины)? Берем ГОСТ и читаем: это – «изменение внутренней энергии теплоносителя, происходящее при теплопередаче в теплообменных контурах (без массопереноса и совершения работы)». Как-то мудрено для непосвященного человека. Переводя на русский язык, теплоноситель (в нашем случае - вода) на входе в наше помещение имеет некую внутреннюю энергию, которая тем выше, чем больше ее температура. Пройдя через наше жилое помещение и радиаторы, вода остывает, теряя часть своей внутренней энергии. Вот эта разница «до» и «после» (или на входе и выходе, или в «подаче» и «обратке») и есть та тепловая энергия, которая осталась в нашем помещении и которую мы потребили. Классически она рассчитывается как произведение массы воды на разницу энтальпий «до» и «после», то есть примерно так:
Q = m*(h1 – h2).
На самом деле массу измерить не так просто, так как классические массовые расходомеры слишком дороги и не применяются в коммунальном хозяйстве. Поэтому на практике измеряют объем теплоносителя с поправкой на плотность, то есть:
Q = V*ρ* (h1 – h2).
Далее, проблема состоит в том, что плотность ρ и энтальпия h для воды являются величинами не постоянными, а зависят как от температуры, так и от давления. Существуют специальные таблицы и полиномы для расчета этих значений. В итоге получаем нетривиальные расчеты, которые под силу довольно производительным вычислителям. Вот почему одну из основных деталей любого теплосчетчика составляют электронные «мозги». Можно далее написать целый трактат о различных системах теплоснабжения, десятках уравнений расчета тепловой энергии, закрытых и открытых системах (для непосвященных, открытые системы – это чисто наше советское изобретение), подпитках, утечках, разборе на ГВС и т.п. Однако у маленьких потребителей (типа квартиры) система в 99,9% случаев закрытая, а классически точная формула не так актуальна, так как цена вопроса не соизмерима с выходом ТЭЦ, например. Поэтому в квартирных теплосчетчиках часто используют упрощенный алгоритм расчета тепловой энергии через так называемый тепловой коэффициент:
Q = V*k* (T1 – T2),
где вместо плотности и энтальпий фигурирует некий коэффициент и обычная разность температур.
Ремарка: Данное уравнение в России было легализовано не государственными органами, а коммерческой фирмой ИВК «Саяны», которая по своей инициативе и за свой счет перевела европейский стандарт EN1434 и утвердила его в качестве ГОСТа (респект господину Кузнику И.В.). Без этого квартирные теплосчетчики были бы у нас вообще вне закона.
Квартирный теплосчетчикТем не менее, с упрощением уравнения суть процесса измерения тепловой энергии не меняется. Прибор должен измерять объем теплоносителя, прошедший через систему отопления, и разность температур, а затем вычитать, умножать и складывать. Как это сделать? Берем тахометрический преобразователь объема, два термопреобразователя и вычислитель с АЦП, процессором, памятью и ЖКИ. Кроме того, никому не хочется подключать такой прибор к сети переменного тока, которая не везде есть и к тому же имеет привычку давать сбои. Поэтому вставляем еще литиевую батарейку, чтоб вычислитель мог автономно работать лет этак десять, и в итоге получаем квартирный теплосчетик Hydrocal. Проще и дешевле теплосчетчик, к сожалению, не получится. Такова уж природа этой самой тепловой энергии. Мораль первая – квартирный теплосчетчик – это довольно сложное и недешевое техническое устройство. Дешевле 4-5 тыс. руб. его в принципе сделать невозможно.
Теперь идем дальше – прибор есть, его можно купить, и он даже сертифицирован, допущен, разрешен, рекомендован и т.п. Как его использовать? Читаем руководство по эксплуатации: преобразователь расхода с одним термодатчиком – в «обратку», другой термодатчик – в «подачу».
схема установка квартирного теплосчетчикаСмотрим на свои стояки отопления в квартире и не находим ни «подачи», ни «обратки». Точнее находим, но далеко не одну пару. При вертикальной разводке у каждого радиатора (конвектора) свой вход и выход. Куда же ставить теплосчетчик? Мораль вторая – квартирный теплосчетчик предназначен для установки в домах (большей частью новых) с т.н. горизонтальной разводкой систем отопления. Или для индивидуальных домов и коттеджей с одним входом/выходом. Для нашего «вертикально-стоячного» домостроения он практически непригоден. Есть немало граждан, доведенных до отчаяния тупой безысходностью и безальтернативностью «услуг» ЖКХ, готовых покупать и ставить теплосчетчики на каждый стояк (радиатор) и добиваться своего права не платить за то, что им не поставляют. Но тут есть проблемы. Первая – это стоимость 3, 4, 5 и т.д. квартирных теплосчетчиков (см. мораль первую) + их монтаж, обслуживание, поверка и т.д., а также сбор данных с них (по меньшей мере показания этих приборов надо просуммировать). Вторая проблема – на одном радиаторе такой теплосчетчик трудно использовать в оптимальном режиме. Дело в том, что его погрешность зависит от расхода теплоносителя и разности температур, чем они больше, тем точнее измерение. Переводя на русский язык, один радиатор как система теплоснабжения маловат для квартирного теплосчетчика, прибор не будет обеспечивать заявленных метрологических характеристик. Хотя это не 100% факт, в каждом конкретном случае надо просто считать по факту. И третья проблема – разнесенный вход/выход. При вертикальной разводке на каждом стояке вход находится на полу, выход – на потолке, или наоборот. Если вы установили квартирный теплосчетчик непосредственно на входе/выходе радиатора, это не совсем верно, так как сама труба – это тоже теплоотдающий элемент. Получается, что на радиаторе вы учитываете не всю энергию, отданную в помещении. Теоретически нужно установить прибор на трубу почти на полу, а второй термометр протянуть почти к потолку (или наоборот). Как это все будет выглядеть? При этом длина кабеля выносного термометра обычно метр-полтора. Можно, конечно, установить теплосчетчик на радиатор, а весь стояк надежно теплоизолировать и пытаться доказать, что отдачи тепла в самом стояке не происходит.
предложения по организации квартирного теплового учетаСреди специалистов «гуляют» еще более экзотические предложения по организации квартирного теплового учета, как например схема, изображенная на рисунке. Подразумевается, что на каждом стояке стоит один измеритель объема (расходомер), а в местах пересечения стояков с перекрытиями смонтированы датчики температуры. В каждой квартире имеется свой тепловычислитель, на который заведены данные с общего «стоячного» расходомера (из подвала или чердака) и двух термопреобразователей с каждого стояка (причем один термопреобразователь у вас, другой – у соседа). Теперь представим на минуточку как это выглядит на практике, особенно если в квартире не два стояка, как на картинке, а 4-5. Не напоминает ли паутину какого-нибудь спайдера из фильмов ужаса? И как это все монтировать? Гвоздиками по плинтусу? А если в квартире т.н. евроремонт? И один из хозяев где-нибудь в середине стояка откажется штробить перекрытия в его квартире? Теоретически схема верна, но по жизни мало реальна. К тому же здесь сохраняется проблема разности температур, измеряемая на одном радиаторе. Она может оказаться слишком мала для качественного измерения. Допустим, вы перекрыли радиатор и вода транзитом следует по стояку. Сколько будет разница температур? Полградуса? Градус? Но уж явно не пять и не десять. При производстве классических теплосчетчиков пары термодатчиков подбирают по погрешности, так как важна именно разность температур. Здесь придется подбирать не пару, а десяток, а то и два датчиков. Мораль третья – для вертикальной разводки системы отопления любые приборы, измеряющие тепловую энергию классическим способом через расход и разность температур, то есть теплосчетчики, практически не применимы. Прискорбно, но факт.
Что же делать в случае нашей традиционной вертикальной разводки систем отопления? На сегодняшний день передовая мысль человечества придумала только одно более-менее реальное решение. Это т.н. распределитель тепла (по-английски heat allocator).
распределитель теплаЭто небольшое, относительно простое и недорогое устройство, которое крепится непосредственно на радиатор (конвектор). В его «мозги» вводится некий эмпирический коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи вашего радиатора. Прибор измеряет температуру поверхности радиатора и рассчитывает некое число, пропорциональное потребленной на этом радиаторе энергии. Иногда такой «аллокатор» измеряет не только температуру поверхности радиатора, но и температуру воздуха. В этом случае измерение потребляемой тепловой энергии вроде как точнее. Очень часто такие распределители выпускаются со встроенным радио модулем, тогда все ваши радиаторы передают данные на некий этажный радио концентратор и далее в систему сбора данных без всяких проводов. Красота, ничего не скажешь.
Где же засада? Во-первых, коэффициенты теплоотдачи. В Европе, например, существуют специальные лаборатории, которые проводят испытания и присваивают такие коэффициенты каждому типу радиаторов. Якобы они есть и нас. Якобы результаты заграничных лабораторий признаются и у нас. Верится с трудом, ничто сертифицированное в Европе просто так у нас не признается. Иначе это не было бы Россией. Зайдите в магазин или на рынок сантехники и посмотрите сколько различных моделей радиаторов там продается. Плюс еще с различным числом секций. Не факт, что коэффициент зависит линейно от числа секций. Есть ли на все это коэффициенты? Сомнительно. Во-вторых, В Европе такие аллокаторы не считаются средствами измерений, их не сертифицируют и не поверяют. Формально вроде это и коммерческий прибор, но в силу его области применения (один радиатор) подвергать его метрологическому надзору по-полной вроде как слишком. Сам надзор в разы дороже стоит. Логика европейцев очень проста – такое измерение все равно лучше, чем ничего, расчеты все равно объективнее, чем вообще без приборов. У нас этот номер не пройдет. Мы будем героически сдирать эти приборы и возить куда-нибудь на поверку. То, что эта поверка стоит дороже, чем возможные потери от погрешности на одном радиаторе, никто не считал. В-третьих, то, что хорошо для культурных европейцев, не всегда применимо у нас. Допустим, распределитель измеряет температуру поверхности радиатора и температуру воздуха. Чем больше разность, тем больше теплоотдача. Но наш потребитель сделает то, до чего ни один немец не додумается. Если накрыть такой прибор маленькой тряпочкой (только сам прибор, не весь радиатор), то температура воздуха вокруг него будет практически равна температуре радиатора, а значит теплоотдачи нет. Вот так, это вам не мерседесы делать. И последнее, самое главное. Распределитель тепла НЕ ИЗМЕРЯЕТ АБСОЛЮТНУЮ ТЕПЛОВУЮ ЭНЕРГИЮ. В отличие от классического квартирного теплосчетчика, распределитель не может дать нам киловатт-часы, калории или джоули тепловой энергии. Он дает некое абстрактное число, пропорциональное потребленной энергии. Что с ним делать? Решение только одно – делить пропорционально. То есть берем показания общедомового теплосчетчика, скидываем допустим 30% (предмет договора) на общедомовые нужды, а оставшиеся 70% делим на жильцов пропорционально показаниям распределителей. Таким образом, мораль четвертая – распределители тепла – это вещь КОЛЛЕКТИВНОГО применения. Их установка в отдельно взятой квартире не даст вам ничего. По различным методикам расчеты по распределителям тепла законны при условии их установки не менее, чем в 75% помещений.
Кстати, о нормативной базе применения индивидуальных приборов учета тепла. Она бедна, и что хуже всего, после принятия 261-ФЗ в этом направлении не делается практически ничего. Казалось бы, дана команда ставить квартирные теплосчетчики (ст.13 п.7 261-ФЗ). Затем должны по логике последовать какие-то изменения в СНИПах, обязывающие строителей хотя бы в новых домах делать горизонтальную разводку. Должны выйти дополнения к 307-му постановлению Правительства, разъясняющие правила расчетов по квартирным теплосчетчикам и распределителям тепла. Должны быть как-то формализованы правила установки и обслуживания квартирных теплосчетчиков. Например, у нас до сих пор действуют Правила учета тепловой энергии, утвержденные в каком-то незапамятном году, когда самого понятия квартирного теплосчетчика не существовало. По этим правилам на узел учета тепловой энергии делается проект, он проходит всякие согласования, метрологическую экспертизу, узел потом официально сдается в эксплуатацию под надзором метрологов и т.п. Понятно, что для квартирного теплосчетчика это абсурд. Он должен устанавливаться подобно квартирному счетчику воды. Но формально это теплосчетчик, попадающий под действие Правил. По распределителям тепла на сегодняшний день существуют только какие-то методические указания, утвержденные на уровне Госстроя России. А сами строители продолжают как ни в чем не бывало строить и сдавать в эксплуатацию «стоячные» дома. Особенно это характерно для панельного домостроения. И никто ничего сделать с этим не может.
Госстандарт (ныне Ростехрегулирование) продолжает рассматривать квартирные теплосчетчики просто как теплосчетчики, не делая разницы между прибором, установленным на выходе ТЭЦ и в квартире. Хотя понятно, что цена вопроса «потерь от метрологии» несоизмерима. Часто у нас поверяют квартирные счетчики электрической энергии? Да по жизни вообще никогда. И это логично. Существует методика расчета экономической эффективности назначения межповерочных интервалов, расчеты по которой показывают, что квартирный теплосчетчик в течение срока службы (например 10 лет) можно вообще не поверять. То есть расходы на поверку и вероятный ремонт превосходят экономические потери от возможной погрешности прибора. Поэтому логичнее было бы поступать по принципу «купил – через 10 лет выкинул – купил новый». Как и поступает весь цивилизованный мир. Но это не про нас…
http://www.bmeters.ru/view.php?action=view_type&type=3
