г. Челябинск, пр. Ленина 2к, оф. 800
тел.: (351) 7-555-040
Публикации
Учет теплопотребления и регулирование отопления в многоквартирном жилом доме: альтернативный подход
21 Ноября 2013
Абдуллин Вильдан Вильданович
  аспирант кафедры автоматики и управления
Южно-Уральского государственного университета
(национального исследовательского университета)


Презентация к статье
Скачать в формате PDF (1,04 МБ)

К современным системам отопления многоквартирного жилого дома (МКД) предъявляют ряд требований технико-экономического характера. Прежде всего, система отопления должна обеспечивать комфортные условия для потребителей и обладать высокой энергоэффективностью, что подразумевает наличие системы автоматического регулирования подачи тепла. Также система отопления должна обладать высокой надежностью и отказоустойчивостью, что особенно критично при массовом применении. Не менее важное требование состоит в обеспечении достоверного учета потребления тепловой энергии для стимулирования жителей к энергосбережению путем начисления оплаты за фактически потребленное тепло.

Современный подход к управлению в системах централизованного теплоснабжения состоит в применении многоуровневых АСУТП, включающих: автоматизированные источники тепла и центральные тепловые пункты, автоматизированные индивидуальные тепловые пункты на вводах зданий (АИТП), устройства балансировки внутренних систем отопления и регулирования подачи тепла потребителями (радиаторные терморегуляторы). В этой связи на рынке представлено множество технических решений автоматизации отопления от различных производителей, практика применения которых для МКД в российских условиях в целом показывает достаточно высокую эффективность.

Ситуация с учетом потребления тепла в МКД далеко не так очевидна. На сегодняшний день широкое распространение получили общедомовые приборы учета, устанавливаемые на вводах в МКД, как правило, в составе АИТП. Такое решение относительно просто реализуется и позволяет регулировать и учитывать общее потребление тепла на вводе без деления на квартиры, общедомовые нужды и непроизводительные потери тепла. При этом начисление за потребленное тепло осуществляется пропорционально площади квартир, что в первом приближении соответствует реально потребленной тепловой энергии на отопление каждой квартиры, поскольку требуемое количество тепла на отопление находится в прямой зависимости от площади (объема) отапливаемого помещения.

Недостатком данного подхода к регулированию и учету тепла в существующих МКД является то, что в этом случае не учитываются индивидуальные параметры отопления отдельных квартир (состояние оконных и ограждающих конструкций, расположение помещений в здании – верхние, нижние этажи, угловые квартиры, степень засорения стояков и радиаторов отопления, гидравлическую разбалансировку и др.), влияющие на температуру воздуха в помещениях. В результате на практике часто возникает такая ситуация, когда при соблюдении проектных параметров теплоносителя на вводе в здание, фактическая температура воздуха во многих помещениях МКД не соответствует нормативной, отклоняясь как в меньшую, так и в большую сторону. В итоге при одинаковом тарифе фактическое удельное количество тепла, отпущенное на один квадратный метр, в разных квартирах может существенно отличаться.

Известным решением является применение радиаторных терморегуляторов в сочетании с системами индивидуального поквартирного учета потребления тепла различного вида, среди которых: теплосчетчики классической конструкции, используемые при горизонтальной разводке; системы с поквартирными термодатчиками и общим расходомером на каждом стояке, используемые при вертикальной разводке; счетчики-распределители стоимости тепла, устанавливаемые при любом типе разводки на каждый отопительный прибор. Указанные выше системы позволяют с различной степенью точности определять реальное потребление тепла каждой квартирой, однако их практическое применение в российских условиях встречает ряд известных технических, организационных и экономических проблем [1]-[3].

При этом необходимо отдельно подчеркнуть, что существенный недостаток внедрения систем индивидуального учета тепла в МКД состоит в наличии теплопередачи между помещениями (квартирами) через внутренние ограждающие конструкции здания. В результате при полном перекрытии подачи тепла на радиаторы отопления в отдельно взятой квартире даже в зимний период следует ожидать по меньшей мере положительной температуры внутреннего воздуха за счет теплопередачи «от соседей» при нулевых показаниях собственного квартирного теплосчетчика. Также следует учитывать тот факт, что теплопотребление крайних и угловых квартир выше, однако именно они обеспечивают более низкое теплопотребление квартир, расположенных внутри МКД [4].

Таким образом, даже комплексная автоматизация и поквартирный учет тепла в МКД при всей их сложности и высокой стоимости не решают в общем случае задачи энергосбережения в увязке со «справедливой» оплатой каждым жильцом потребленной на отопление тепловой энергии.

В данной работе предлагается альтернативный подход к учету теплопотребления и регулированию отопления в МКД, целью которого является не измерение фактически потребленного количества тепловой энергии каждой квартирой, а обеспечение во всех помещениях МКД установленной санитарными нормами комфортной температуры внутреннего воздуха [5]. Подход предполагает автоматизированное погодное регулирование посредством АИТП и коммерческий учет тепла на вводе в здание. При этом в контрольных помещениях здания осуществляется установка датчиков, измеряющих температуру воздуха. Данные с датчиков собираются в систему, где осуществляется цифровая фильтрация измерений [6], в результате которой производится выделение базового тренда изменения температуры воздуха в контрольных помещениях на фоне действия возмущающих факторов, связанных с деятельностью человека, работой бытовых приборов и др. Далее, на основании полученных данных осуществляется балансировка внутренней системы отопления, которая может осуществляться как в автоматическом режиме с использованием различного рода балансировочных клапанов, так и, в простейшем случае, в ручном режиме с помощью ручных клапанов и/или дроссельных шайб.

Точность регулирования и балансировки отопления МКД будет тем выше, чем больше количество установленных датчиков температуры воздуха. Сбор данных с датчиков может осуществляться через проводные интерфейсы либо по беспроводной сенсорной сети [5]. При этом автоматическая балансировка может осуществляться непрерывно, а в ручном режиме – до нескольких раз за отопительный сезон. Другим вариантом является установка датчиков-самописцев со встроенной цифровой памятью. Для осуществления балансировки датчики снимают и считывают сохраненные данные. Это позволяет использовать один комплект на несколько домов.

Таким образом, предложенный подход к учету теплопотребления и регулированию отопления в МКД позволяет при минимальных затратах повысить энегоэффективность и комфортность отопления существующего жилого фонда, при этом обеспечить близкую к нормативной температуру воздуха в помещениях, что дает полное основание использовать для оплаты за отопление показания общедомового счетчика с привязкой к площади квартир.

 Литература:

[1] Карпов, В.Н. Проблемы внедрения поквартирного учета расхода тепла в системах отопления / Карпов В.Н. // АВОК. – 2012. – № 4. – С. 50-54.

[2] Michnikowski, P., et al. Determination of heat load released by a radiator by an electronic heating cost allocator / P. Michnikowski, E. Szczechowiak // Archives of Thermodynamics. – Volume 30, Issue 2, 2009, pp. 15–36.

[3] Абдуллин, В.В. Проблемы индивидуального учета потребления тепла в многоквартирном жилом фонде / В.В. Абдуллин // Сборник материалов IX международной научно-практической конференции: «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук», 30–31 декабря 2011. – М.: Спецкнига, 2011. – С. 77–81.

[4] Анисимов, Л.Д. О поквартирном учете тепла / Л.Д. Анисимов // Коммерческий учет энергоносителей: материалы XV международной научно-практической Конференции. – СПб., 2002.

[5] Shnayder, D.A. A WSN-based system for heat allocating in multiflat buildings / D.A. Shnayder, V.V. Abdullin // 2013 36th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP) Proceedings. – July 2-4, 2013. Rome, Italy. – C. 181–185.

[6] Abdullin, V.V. Method of Building Thermal Performance Identification Based on Exponential Filtration / V.V. Abdullin, D.A. Shnayder, L.S. Kazarinov // Proceedings World Congress on Engineering 2013. Volume III. – July 3-5, 2013. London, U.K. – C. 2226–2230.


© ООО НПП «Политех-Автоматика», 2008–2017
Разработка сайта: ООО «ГиперСеть»