Аналіз ефективності використання різних видів опалення у міському господарстві, СУЧАСНЕ

Віктор ГОРБАЧОВ, ТОВ «ВІКС-1», м. Москва, Україна Володимир ФІЛАРЕТОВ ІАПУ ДВО РАН, м. Владивосток, Україна

Вступ.

Розглянуто загальні проблеми централізованого опалення житлових об'єктів. Якісно порівнюються економічні показники водяного опалення з децентралізованим прямим електроопаленням. Показано економічну ефективність електроопалення та намічено області та регіони, де використання електроенергії для опалення дасть значний ефект.

Актуальність проблем опалення.

Зміна економічної орієнтації України призвела до необхідності проведення реформи у житлово-комунальній сфері. Досі значні бюджетні кошти виділяються для дотації житлово-комунального господарства, а одна із найвитратніших частин — опалення. Вже сьогодні вартість опалення становить понад половину від усіх комунальних платежів. Аналіз стану систем опалення показав, що на нього витрачається 25-35% енергетичних ресурсів України, а з них близько 30% - це прямі втрати [1,2]. Знос трубопроводів країною становить 50 — 70%. Значні втрати пов'язані з експлуатацією застарілих та малоефективних котелень, з великою протяжністю та незадовільною ізоляцією теплотрас, поганим теплозахистом під'їздів будівель та відсутністю у населення мотивації до економії тепла через відсутність системи обліку та контролю споживаної теплової енергії. Слід зазначити, що будинки, побудовані в Україні до 2000 р., мають незадовільні теплозахисні характеристики і в порівнянні з сучасними будівельними нормами вимагають для опалення приблизно в 2 ÷ 2,5 рази більших енергетичних витрат. Окрім прямих втрат теплазначний обсяг фінансування потрібен і для експлуатації існуючої традиційної системи опалення, а також для усунення аварійних ситуацій, що постійно виникають (розкриття та ремонту теплотрас, відновлення житлового фонду після протікання). Існуюча практика організації опалення та використовуване застаріле обладнання часто призводять до забруднення навколишнього середовища та значного погіршення екологічної ситуації у містах. Є кілька шляхів вирішення проблем опалення, і один із них — перехід на сучасне стаціонарне пряме електроопалення. В Україні поки що в масовій свідомості електроенергія передусім асоціюється з освітленням, побутовими приладами, роботою різних механізмів і лише незначною мірою — як джерело теплової енергії. У багатьох Європейських країнах електроопалення займає важливе місце. Так, у країнах Скандинавії (крім Данії) 90% заміських, не міських житлових об'єктів опалюється електрикою, у Франції ≈54%. Слід зазначити, що з розвинених країн частка побутового споживання електроенергії постійно зростає і сягає за оцінками 25% від усієї виробленої електроенергії. За прогнозами, ця частка може досягти 40÷60 %. В Україні ж побутове споживання електроенергії в залежності від регіонів поки не перевищує 12-15%.

У роботі [2] наводиться структура індивідуального споживання електроенергії населенням Швеції: - 50 - 55% - опалення; - 30 ÷ 35% - гаряча вода; - 15÷20% - приготування їжі, освітлення та експлуатація побутових електроприладів.

Таким чином, можна зробити висновок, що опалення є найенергоємнішою сферою, і саме в цій галузі є значний резерв для економії енергоресурсів.

Порівняння двох підходів до опалення.

Розглянемо тапроаналізуємо узагальнену схему реалізації застосовуваного нині у комунальному господарстві традиційного централізованого опалення та децентралізованого стаціонарного прямого електроопалення. Останнє забезпечується при використанні електричних конвекторів, кабельних «теплих підлог», інфрачервоних обігрівачів, а також різних термостатів. За традиційного способу до об'єктів — споживачам тепла підводяться труби для опалення та гарячого водопостачання, а також електроенергія. А при електроопаленні -тільки електроенергія, але більшої потужності (див. рис.1).

Розглянемо економічні показники обох підходів до опалення.

Рис.1. Узагальнена схема підходів до опалення

Капітальні витрати на котельню та частку електростанції на побутові потреби більші за капітальні витрати на будівництво тільки електростанції на опалення та побутові потреби: Зк + Зел> Зел. У деяких регіонах Сибіру та Заполярного кола, де відсутні єдині електромережі, будують електростанцію та теплову котельню на тому самому виді палива (вугілля, мазут та ін.). Витрати на котельню виявляються зіставні з витратами електростанцію.

Капітальні витрати на прокладку теплотрас ЗТТ вище витрат на підведення електроенергії: ЗТТ > Зес. Повітряні та кабельні електромережі в цілому дешевші і довговічніші за водяні трубопроводи, вартість яких дуже сильно залежить від місцевих умов. У скелястій, гірській місцевості прокладання підземних комунікацій вкрай складне і затратне. В умовах вічної мерзлоти трубопроводи ведуться над поверхнею землі, це вимагає підвищених витрат на теплозахист та обслуговування. При цьому повітряні та кабельні електромережі істотно довговічніші за водяні трубопроводи, експлуатація яких також вимагає додаткових витрат,а пошкодження (особливо у зимовий період) може призвести до значних витоків, що супроводжуються тривалими порушеннями транспортного сполучення в жвавих районах міста та замерзання житлових кварталів. Крім того, час усунення пошкодження електричних мереж набагато менший за час усунення пошкодження трубопроводів.

Втрати при транспортуванні енергії від котельні до споживача Рт значно більші, ніж втрати електроенергії на проводах: Рт > Ре. Втрати електричних мережах становить 3÷5%, а трубопроводах при задовільному рівні теплоізоляції потелі становлять від 20 до 30%. При порушенні теплоізоляції вони можуть досягати 70%.

Вартість обслуговування теплотрас Від значно перевищує витрати на експлуатацію ліній електропередач або кабельних мереж Від > Ое. Ситуацій, які призводять до руйнування теплотрас та виникнення аварійних ситуацій набагато більше, ніж при електропередачі. Навіть відключення електроенергії у зимовий період часто призводить до розривів у теплотрасах.

Капітальні витрати на встановлення традиційного опалення вищі за аналогічні при електроопаленні: Кт > Ке. Вартість традиційної системи опалення дуже сильно залежить від виробника, але найдешевше водяне опалення виявляється дорожчим за обладнання для прямого стаціонарного електроопалення. Імпортне та вітчизняне високоякісне обладнання дорожче за електроопалення в 2÷3 рази.

Монтаж та обслуговування традиційного опалення дорожче за електроопалення: . За відсутності покімнатної та поквартирної системи регулювання температури в приміщеннях споживач або перегріває своє приміщення, і тоді взимку відкриваються вікна, або доводиться включати додаткові електрообігрівальні прилади, які не завжди відповідають вимогам безпеки.При електроопаленні у споживача найвища мотивація в економії та раціональному використанні теплової енергії, оскільки він безпосередньо контролює свої витрати і має засоби контролю за температурою в кожному приміщенні.