Электроотопление в городе
Обеспечение жизнедеятельности человека всегда связано с созданием необходимых тепловых режимов. Летом - это охлаждение и кондиционирование, зимой - отопление и вентиляция. В структуре городского хозяйства отопление занимает важное место. Уже сегодня, не смотря на дотации в оплате жилья, стоимость коммунальных услуг довольно высока, а отопление составляет больше половины.
В связи с этим и для сотрудников коммунального хозяйства, и для жителей, еще более актуальным становится вопрос снижения тепловых потерь, напрямую ведущих к финансовым затратам: эксплуатация котельных, теплотрасс, трубопроводов, устранение аварийных и нештатных ситуаций, низкий КПД оборудования, потери тепла в теплотрассах. Существенные потери тепла происходят в подъездах и квартирах из-за плохой теплоизоляции, а также не рациональной установки тепловых режимов и не возможности индивидуальной регулировки температуры в каждом помещении.
Если помещение перегрето, то регулятором понижения температуры является окно. Если холодно, приходится прибегать либо к сжиганию газа на кухне, либо к установке электрообогревателей, как правило, не стационарных, не лучших с точки зрения экологии и пожарной безопасности.
Особую проблему в отоплении в городах создают архитектурно - исторические памятники и центры, где работа с теплотрассами очень сложна и дорогостояща, а котельные можно установить только на значительном расстоянии. Специфику в отоплении имеют концертные и спортивные залы, крытые рынки, палатки, учреждения, офисы и т.п.
Переход к автономным системам, где пользователь тепла платит столько, сколько израсходует, заставит очень ответственно отнестись к потерям, экономии и тепловым режимам эксплуатации помещений.
Одним из новых современных направлений автономного отопления является прямое стационарное электроотопление, которое в состоянии рационально и экономично решить многие городские проблемы в этом направлении.
Оборудование для ПСЭО.
К прямому стационарному электроотоплению относятся:
- электроконвекторы;
- инфракрасное длинноволновое излучающее оборудование;
- кабельные и пленочные системы теплого пола для любых видов напольного покрытия (плитка, кавролин, ламинированная и паркетная доска и т.п.);
- средства управления и программирования режимами отопления.
Все оборудование должно удовлетворять соответствующим экологическим и пожарным нормам, рассчитано на длительную работу, как в присутствии, так и в отсутствии человека, подключается к электросети через систему термостатов, допускающих регулировку температуры в каждом помещении в широком диапазоне.
Зарубежный опыт использования ПСЭО.
Рассматривая зарубежную практику использования ПСЭО для отопления крупных городских объектов, следует учитывать сложившиеся цены на энергоресурсы, климатические особенности, стандарты на теплоизоляцию зданий, конкретное расположение объекта и т.п.
Однако, в любом случае, учет и знание зарубежного опыта с привязкой к конкретным условиям Украины будет полезен для принятия правильного решения.
Как правило, владелец здания или строительная организация, как оптовый покупатель, заключают договор с поставщиком электроэнергии по льготному тарифу . Этот тариф в 1, 5 - 2 раза ниже, чем розничная цена. Второй момент: используется 2-х тарифная система оплаты, когда в ночное время электроэнергия дешевле, чем в дневное время.
Хозяин квартиры согласовывает со строителями типы и месторасположение оборудования, их цвет и дизайн.
Индивидуально может быть подобрана управляющая и программируемая аппаратура. Владелец квартиры сам выбирает между стоимостью и комфортом, цвет и дизайн оборудования. При самом эксклюзивном отоплении цена может вырасти в 1, 5 - 2 раза. Минимальная стоимость составляет 4 - 8 $/м2 отапливаемой площади.
В Чехии в городе Ясенике до 1993 года 6-ти этажный 24 квартирный дом общей площадью 1218 м2 отапливался блочной котельной на твердом топливе (угле). Была альтернатива проведения капитального ремонта всей отопительной системы и перевода котельной на газ (в 200 метрах аналогичный дом был ранее переведен на газ), или установить ПСЭО.
Был выбран второй вариант. Результаты сравнения следующие. Расход энергии в 1993 г. в экспериментальном доме до модернизации составил 911 ГДж, в доме с газовой котельной в 1995 г. 860 ГДж, в модернизированном доме в 1994 г. - 541 ГДж, в 1995 г. - 499 ГДж.
Оплата за отопление для дома с угольной котельной в 1993 г. составила примерно 5 $/м2 , а в 1996 г. составила бы 6 $/м2.
В соседнем доме с газовой котельной стоимость отопления 1 м2 в 1995 г. составила 6, 5$.
После модернизации (установка ПСЭО) оплата составила: в 1994 г. - 2 $/м2, в 1995 г. - 2, 4 $/м2. Следует заметить, что для традиционного отопления государству приходилось датировать затраты на отопления в объеме 40%, что в конечном итоге ложилось на плечи налогоплательщиков.
Кроме чисто экономического эффекта, переход к ПСЭО позволило существенно улучшить экологию (перестали поступать штрафы от экологических организаций), бывшее помещение котельной было передано в аренду и стало приносить прибыль, улучшилась архитектурное оформление вокруг дома.
Существенно изменилось отношение жильцов дома к экономии тепла и электроэнергии, что и способствовало хорошим результатам по снижению стоимости оплаты за электроэнергию.
Следующим примером может служить офис фирмы FENIX. Это 4-х этажное здание общей площадью 2000 м2. Часть помещений сдана в аренду продуктовому, овощному, кондитерскому и канцтоварному магазинам. А также бару, типографии и столовой. Часть площадей используются как квартиры.
Для получения горячей воды применяются накопительные водонагреватели различной емкости.
Отопительное оборудование требовало - 156 кВт
Нагрев воды - 26 кВт
Технические нужды и освещение - 128 кВт
Всего - 310 кВт
Статистические результаты расходов на электроэнергию за 1996 г. и 1997г. дали следующие результаты:
- За все оплата составляла: в 1996 г. - 10419 $
- в 1997 г. - 11954 $
Из них на технические нужды и освещение: в 1996 г. - 6124 $, в 1997 г. - 6682 $, т.е. за отопление израсходовано меньше половины (в 1996 г. - 4295 $ в 1997 г. - 5297 $). Средняя оплата 1 м2 составляла в 1996 г. - 2, 147 $, в 1997 г. - 2, 636 $ (1 м3 - соответственно 0, 419 $ и 0, 514 $).
Следует заметить, что для жилых помещений использовался соответствующий тариф, а для организаций и магазинов коммерческий. Совместно чешско-немецкое предприятие KIEKERT - CS(город Партубице) перешло на ПСЭО после предварительного анализа и сравнений с использованием газовой котельной. Требовалось провести 2 км газопровода, монтаж традиционной системы отопления.
Расчеты показали, что капитальные затраты на электроотопление в 2 раза ниже. Общая площадь помещений составила 10396 м2 или 36385 м3. В административных зданиях, складских, общественных и вспомогательных помещениях использовались конвекторы ECOFLEX со встроенным термостатом. Шесть цехов отапливались инфракрасными высокотемпературными обогревателями ECOSUN.
Результаты эксплуатации энергосети в 1995 г. следующие. Стоимость энергозатрат на 1 м2 составила 5, 18 $, 1 м3 - 1, 48 $. Причем, стоимость отопления как и в предыдущем случае составляет меньшую половину. В эти расходы включены запчасти, зарплата электриков, накладные расходы, т.е. все, что связано с обслуживанием электроснабжения предприятия. Технические результаты электроотопления дали следующие показатели. Используемые в цехах ИК - обогревателей были разбиты на 4 зоны. Использование программирующих устройств позволило, дифференцировано управлять температурными режимами с учетом солнечных сторон, времени суток и технологическими особенностями производства. На площади 70 м2 колебания температуры составили не более 0, 50С. Учитывая принцип работы ИК - обогревателей, существенно снизилась запыленность, что было очень важно для технологического процесса.
Инфракрасные обогреватели использовались как аккумулятивное отопление, т.е. в ночной период, когда действует льготный тариф, цеха с оборудованием накапливали тепло, а днем, когда работало практически все оборудование, режим отопления корректировался микропроцессорной системой управления, уменьшая затраты.
В результате эксплутационные затраты не превышали затрат на газовое отопление для таких объектов. Дополнительно следует отметить, что модернизация всей электропроводки, и установка современных средств защиты снизили вероятность пожара. Использование ПСЭО в небольших населенных пунктах. Установка централизованных отопительных систем муниципального значения в школах, больницах, поликлиниках и других государственных учреждениях часто оказывается не эффективной и не выгодной по многим причинам. Это удаленность от центральных тепловых трасс, профилактический ремонт оборудования, высокая вероятность аварии в самый критический зимний период, ежегодные проблемы с топливом и обслуживающим персоналом котельных, потери тепла при его транспортировке и в самих отапливаемых зданиях. Оказывается проще и дешевле провести дополнительную линию электропередач и заменить трансформатор на подстанции, чем тянуть теплотрассу или газовую магистраль.
Немаловажное значение имеет фактор надежности электроотопления, мобильности, возможности экономического использования, отключив неиспользуемые помещения или понижая температуру помещения в ночное время и в выходные дни. Для государственных учреждений тарифы на электроэнергию могут быть определены на более низком уровне, чем для частного или промышленного сектора, а это также может снизить затратную часть бюджета региона. В жилых домах электроотопление очень удобно как дополнение к уже существующей системе центрального отопления. Это существенно при похолодании в весенне-осенний период, когда центральное отопление отключено. В критические периоды зимой при значительном похолодании, когда централизованная система не обеспечивает требуемый уровень комфорта, ПСЭО автоматически обеспечит требуемый температурный режим, причем эксплутационные затраты при этом незначительны. Трудно оценить значение дополнительного резервного электроотопления в аварийных ситуациях при отключении, промерзании и других нештатных ситуациях. Для многих городов с центральной исторической частью, со старинными домами, представляющими архитектурную и культурную ценность, установка традиционного отопления может привести к изменению внутреннего облика зданий, нарушению интерьеров, не говоря уже о существенных затратах, трудоемких и очень дорогих работах по укладке теплотрасс в исторических частях города.
Как правило, котельные удалены на значительные расстояния от таких объектов, уж не говоря об особняках и дворцовых зданиях, окруженными еще оставшимися парковыми ансамблями. В этих случаях ПСЭО может быть практически единственно правильным решением защиты исторических и культурных достопримечательностей с максимальным сохранение первозданного облика помещений, без нарушения капитальных стен, выполнением самых жестких требований по экологии и безопасности. Примером могут служить европейские города, такие как Прага и Вена, где широко используется электроотопление в старинных особняках и дворцах.
Электроотопление в общественных и производственных помещениях.
Значительные удобства представляет электроотопление при использовании в офисах, магазинах, кафе, ресторанах, госучереждениях, больницах, детских садах и т.п. Удается очень экономно использовать электроэнергию в зависимости от режима эксплуатации помещения, снижая затраты во время отсутствия персонала, создавая локальные зоны отопления.
Очень часто на таких объектах устанавливаются кассетные подвесные потолки и встроенные ИК - обогреватели повышают тепловой комфорт и не накладывают никаких ограничений на размещение мебели и оборудования.
Следует упомянуть торговые палатки и павильоны, подвод теплотрасс, к которым не возможен или не рационален. К сожалению, они отапливаются высокотемпературными приборами, работа которых допустима только в присутствии человека.
На ночь такие приборы должны быть выключены, в противном случае не гарантируется пожаробезопасность. Проблемы внедрения ПСЭО. В Украине сформировалось предвзятое отношение к электроотоплению. К сожалению, отечественная промышленность только в настоящее время начала изготавливать некоторые виды отопительного оборудования, удовлетворяющего международным стандартам по экологии и безопасности. Поэтому многие украинцы даже и не представляют себе всех возможностей отопления, различные варианты создания теплового комфорта, экономическую выгоду от гибкой системы регулирования температур в каждом помещении, от теплых полов и ИК-отопления, надежности, экологичности и т.п. В то же время в мире уже накоплен богатый опыт по использованию прямого стационарного электроотопления практически для любого класса объектов.
Однако кроме описанных проблем существуют более серьезные сложности применения электроотопления в Украине. Так, в сельской местности линии электропередач, подстанции, подводка к домам рассчитывались по старым нормам (примерно 1 кВт на дом), что, конечно, не удовлетворяет современной энерговооруженности даже одной комнаты, не говоря уже об отоплении дома, дачи, коттеджа. Поэтому необходимы определенные инвестиции в замену и модернизации всей системы доставки электроэнергии.
В городах, жилых зданиях закладывались также недостаточные мощности электропитания, вследствие чего сегодня электропроводка, стояки и автоматика работают на приделе допустимых возможностей, и назрела необходимость изменения соответствующих норм с учетом современной энерговооруженности. Немаловажным фактором использования экологического и безопасного электроотопления является гибкая политика цен на электроэнергию, наличие льгот.
Сдерживающим моментом является высокая разница в стоимости электроэнергии для промышленных и торговых организаций по сравнению с частным сектором, не использование для расчетов 2-х тарифной системы оплаты. Следует отметить, что переход в строительстве на новые нормы по теплоизоляции зданий и сооружений позволит примерно в два раза сократить затраты на электроотопление и сделает это направление экономически оправданным во многих областях жизнедеятельности человека.