Исправить положение может только автоматизированный отбор тепла в строго необходимом объеме и направление его в систему отопления жилого дома. Эту задачу выполняет автоматизированный узел управления подачей тепла, устанавливаемый в ИТП дома. Рассматривая этот узел как некую управляющую систему, а отклонения параметров входящего теплоносителя от заданных как воздействие возмущающих факторов внешней среды, следует предусмотреть в системе установку необходимых регуляторов с прямой и обратной связью, обеспечивающих локализацию этих факторов и получение на выходе требуемых параметров теплоносителя. Именно по такому принципу работает автоматизированный узел управления. Имеющийся в нем датчик температуры наружного воздуха передает соответствующий сигнал на регулятор параметров выходящего из узла управления теплоносителя. Этот регулятор пропускает в систему отопления такое количество теплоносителя с заданной температурой, которое обеспечит поступление в систему отопления расчетного количества тепла при определенной датчиком температуре наружного воздуха. Достигается это подачей соответствующих команд регулирующим устройством, установленным на подающем и обратном трубопроводах при вводе в ИТП.

Автоматизированный узел управления устанавливается в ИТП и подключается к тепловым сетям как по независимой, так и по зависимой схеме.

При независимой схеме устанавливаются теплообменники (как правило, малогабаритные, пластинчатые), циркуляционные насосы, фильтры, арматура (запорная и регулирующая), приборы автоматического регулирования, КИП, датчики и другое оборудование, предусмотренное проектом. Наружный контур теплообменников подключается к тепловой сети, а внутренний через циркуляционные насосы соединяется с системой отопления дома. Автоматика обеспечивает поступление в эту систему расчетного количества тепла, необходимого для восполнения теплопотерь здания при фактической температуре наружного воздуха.

Зависимая схема предполагает установку камеры смешения, насоса и необходимой арматуры, КИП и автоматики. В камеру подается теплоноситель из подающего трубопровода тепловой сети и насосом – из обратного трубопровода системы отопления. Регулирующее устройство обеспечивает по приведенной выше схеме пропуск в систему отопления необходимого количества тепла для компенсации теплопотерь здания.

Выбор той или иной схемы обосновывается с учетом конкретных условий и особенностей каждой из них. Так, независимая схема обеспечивает циркуляцию в системе отопления постоянной массы теплоносителя, она не зависит от располагаемого давления на вводе в ИТП, она может быть рассчитана на любую величину сопротивления системы отопления, не зависит от этажности дома. В то же время эта система требует больше первоначальных и эксплуатационных затрат (чистка теплообменников, подпитка системы и т. п.).

Зависимая схема более проста, требует меньших первоначальных и эксплуатационных затрат, но не обладает достоинствами закрытой схемы, перечисленными выше.

Каждая из указанных схем, обеспечивая поступление в многоквартирный дом необходимого количества тепла, способствует постоянному сохранению комфортных условий в квартирах без каких-либо перепадов температур.

Именно в этом и заключается предназначение автоматизации управления подачей теплоносителя в систему отопления многоквартирного дома. Однако во многих случаях для обоснования целесообразности замены элеваторных узлов на автоматизированные опираются на расчет экономической эффективности от такой замены, используя показания приборов учета тепла и сравнения их с расчетными. При этом не совсем корректно делаются обобщения и выводы. В качестве типичного примера такого подхода можно сослаться на упомянутые ранее результаты, полученные по 200-квартирному дому в Санкт-Петербурге, где в одном из месяцев наблюдался перерасход фактически потребленного тепла над расчетным в 25 %, что составило 98 Гкал стоимостью 84 тыс. руб. (по 854 руб. за одну гигакалорию). Принимая эту цифру за основу как среднюю величину месячного перерасхода тепла, можно считать, что за 9 месяцев отопительного сезона за счет исключения теплопотерь можно получить экономию в 756 тыс. руб. Это на целый дом с двумя элеваторными узлами, замена которых на автоматизированные будет, по самым скромным оценкам, приведенным ООО «Данфосс», составлять 2,5 млн руб. С учетом эксплуатационных затрат и затрат на установку и эксплуатацию приборов учета тепла срок окупаемости установки узлов автоматизации и учета составит порядка четырех лет. При использовании в этом примере проектных расходов тепла (845 Гкал в месяц) при расчетной температуре наружного воздуха и распространяя на них те же 25 % возможного перерасхода в каждом месяце, можно считать, что годовая экономия за счет исключения этого перерасхода составит:

845 х 0,25 х 854 х 9 = 1624 тыс. руб.

Полученный в этом случае результат означает значительно больший, чем в предыдущем случае, экономический эффект и меньший в два раза срок окупаемости.

Однако ни тот ни другой расчет НЕЛЬЗЯ ПРИЗНАТЬ КОРРЕКТНЫМ.

В первом случае полученный в результате мониторинга максимальный процент перерасхода тепла в одном из месяцев неправомерно распространяется как средний на весь отопительный период, а во втором этот процент, помимо всего, относится к расчетному расходу тепла при самой низкой расчетной температуре наружного воздуха. Кроме того, в обоих случаях принята одинаковая величина расчетных теплопотерь в каждом месяце, а она существенно отличается по месяцам. Мониторинг наглядно показал, что наряду со значительным (до 25 %) превышением фактически потребленного тепла над расчетным во многих месяцах наблюдается достаточно существенное недополучение (до 15 %) тепла. Такой разброс также предопределяет некорректность в данном случае использования для обобщения максимальных величин в качестве среднестатистических.

В данном примере средняя величина перерасхода и недополучения тепла примерно равны и составляют порядка 5–8 % от расчетной. Сравнение этих величин с принятыми в предыдущих расчетах максимальными величинами, даже без учета упомянутых поправок, предопределяет получение в рассматриваемом примере существенно меньшего экономического эффекта, совершенно несопоставимого со стоимостью установки автоматизированных узлов управления.

С большей долей вероятности можно предположить, что подобные результаты могут быть ожидаемы в большинстве домов, что практически исключает получение положительного результата при расчете экономической эффективности от замены элеваторных узлов автоматизированными.

Однако в отдельных случаях нельзя игнорировать возможность достижения нормативных значений экономической эффективности. Такие случаи только подтверждают общее правило. Это может быть при постоянном и существенном перерасходе тепла в отдельных домах, отмеченном приборами учета или на основании показаний термометров. Если перерасход происходит равномерно по часам и дням, то скорее всего следует рассчитать и заменить сопло элеватора. В случае, когда перерасход происходит неравномерно, например, только в вечерние или ночные часы, вряд ли можно обойтись без установки автоматизированного узла управления, который кроме равномерного, в необходимом количестве, пропуска тепла может обеспечить значительную его экономию.

При всем сказанном нельзя забывать об основном предназначении автоматизированного узла управления – обеспечении поступления в систему отопления дома расчетного количества тепла, что диктуется требованиями современных технических и санитарных норм.

Обобщая изложенный материал, можно сделать следующие выводы, которые могут рассматриваться как практические рекомендации работникам жилищно-коммунальной сферы при оценке и принятии технических решений по оптимизации использования тепловой энергии, поступающей через элеваторные узлы в систему отопления многоквартирных домов.