Сьогодні понад 300 житлових будинків столиці України обладнані індивідуальними тепловими пунктами (ІТП) із системою погодного регулювання. Це дає змогу виробникам тепла суттєво економити газ, а людям приблизно на 10-30% менше платити за опалення. Утім, аби автоматична система керування теплозабезпеченням почала діяти на рівні міста й держава отримала від цього значний економічний ефект, необхідно обладнати сучасними ІТП решту будівель. А далі – рухатися до централізованих систем теплопостачання третього й четвертого покоління, тобто 3G і 4G.

 

Автоматична система теплопостачання: бажане й дійсне

Мер Києва Віталій Кличко повідомив, що в столиці запроваджують автоматичну систему регулювання подачі тепла. З його слів, до мерії часто надходять скарги, що батареї в одних квартирах занадто гарячі, в інших захолодні. Отже, доводиться точково розв'язувати такі проблеми. Аби позбутися їх, в місті діятиме система, яка автоматично може зменшувати подачу тепла не лише в системі центрального теплозабезпечення, а й у будинкових системах теплопостачання. 

Якою має бути автоматична система теплозабезпечення в місті?

"Автоматична система управління теплозабезпеченням великого мегаполісу вимагає, по-перше, стовідсоткового інструментального контролю споживання тепла, тобто в кожного споживача (будівлі, що отримує централізовано тепло) має бути встановлений теплолічильник, який своєю чергою повинен бути підключений до системи дистанційного збору даних, – розповів Олександр Гут, спеціаліст із розвитку проєктів з термомодернізації в житловому секторі. – По-друге, у кожному будинку повинен бути встановлений сучасний ІТП (автоматизований індивідуальний тепловий пункт), обладнання якого має можливість підключення до систем диспетчеризації, тобто дистанційного контролю та управління цим обладнанням. По-третє, коли ми говоримо про регулювання споживачів у містах, то й на всіх джерелах тепла (ТЕЦ, котельнях тощо) має працювати автоматична система управлінням технологічними процесами (АСУ ТП) генерації теплової енергії. Отже, йдеться про наявність у місті єдиного програмного комплексу, що буде узгоджувати, умовно кажучи, генерацію та споживання тепла".

 

Автоматична система управління теплозабезпеченням великого мегаполісу означає наявність в місті єдиного програмного комплексу, що буде узгоджувати, умовно кажучи, генерацію та споживання тепла…

 

Що з усього цього наразі маємо? Представники Департаменту житлово-комунальної інфраструктури виконавчого органу Київської міської ради повідомили "Українській енергетиці", що температура теплоносія в теплових мережах Києва може регулюватися на двох рівнях – у теплових мережах міста й безпосередньо у житлових будинках, які оснащені  ІТП.

В опалювальний період температура теплоносія в теплових мережах коригується залежно від середньодобової температури зовнішнього повітря та регулюється відповідно до температурного графіка роботи теплових мереж КП "Київтеплоенерго", затвердженого Київською міською державною адміністрацією. Дані про середньодобову температуру "Київтеплоенерго" отримує щодоби від Укргідрометцентру. На їх основі визначається навантаження на обладнання підприємства – енергетичні блоки, водогрійні котли. Обсяги теплової енергії регулюються таким чином, щоб забезпечити комфортні умови та санітарні норми опалення для будівель столиці.

За інформацією КП "Група впровадження проєкту з енергозбереження в адміністративних і громадських будівлях м. Києва", автоматичне регулювання температури теплоносія в системі опалення житлових будинків залежно від температури зовнішнього повітря має відбуватися завдяки ІТП.

Фото КП "Харківські теплові мережі"

"Конструкція ІТП являє собою симбіоз теплопунктів нового покоління, виконаних на основі мікропроцесорного задаючого й обчислювального пристрою і системи температурних датчиків, що забезпечують збір даних про температуру, та виконавчих пристроїв, а саме: регулюючих клапанів і циркуляційних насосів, які забезпечують заданий гідравлічний режим роботи системи теплопостачання будівлі. Використання ІТП дозволяє істотно знизити теплоспоживання будівлі за одночасного підтримання комфорту всередині приміщення", – зазначили в Департаменті житлово-комунальної інфраструктури.

 

ІТП як перша сходинка до автоматичної системи

 

За даними "Київтеплоенерго" та "Групи впровадження проєкту з енергозбереження в адміністративних і громадських будівлях м. Києва", зараз у столиці понад 300 житлових будинків уже обладнані ІТП із системою погодного регулювання. Зокрема, в межах Конкурсу проєктів з реалізації енергоефективних заходів у житлових будинках Києва (в яких створені об'єднання співвласників багатоквартирних будинків (ОСББ), а також у кооперативних будинках) за кошти міста було встановлено близько 150 ІТП. Це дало можливість зекономити близько 100 тис. Гкал теплової енергії.

Проте житловий фонд Києва нараховує 11,5 тисячі будинків. Тож понад 300 житлових будинків, в яких є ІТП із системою погодного регулювання, — це лише близько 3% цього житлового фонду. 

"Усі будинки, збудовані після 2000 року, мають ІТП, – розповів Вадим Литвин, голова правління Асоціації енергоаудиторів України. – Єдине питання – не завжди вони налаштовані. Не всі мешканці знають, що це налаштування потрібне і що ІТП треба обслуговувати. Тому зараз стоїть завдання налаштувати або відремонтувати їх так, щоб вони забезпечили роботу в автоматичному режимі. Доволі велика кількість будівель старого житлового фонду також мають ІТП, але це переважно ОСББ і ЖБК, які брали участь у програмах співфінансування для встановлення таких теплопунктів. Щодо бюджетних закладів, то майже в усіх є ІТП. Тепер стоїть питання встановити їх у решти. Це дуже значний потенціал за порівняно невеликі гроші", – додав Вадим Литвин. 

Завдяки ІТП мешканці будинків (кінцеві споживачі) можуть впливати на три фактори, акцентує Олександр Гут. Перший – забезпечення комфортної температури в опалюваних приміщеннях. Зазвичай вона задається на електронному регуляторі ІТП. Це не завжди вимірювана величина, бо для багатоквартирного будинку має бути середньозважене значення, що відповідає певним нормативам. В Україні нормальною температурою для опалюваних житлових приміщень, визначеною державними будівельними нормами (ДБН), є 22°± 2°. На підставі цих норм і задаються комфортні режими роботи ІТП. 

Другий фактор – температура в режимі зменшеного навантаження, або економ-режим.  Як це працює? 

"Усім відомо, що для здорового сну нічна температура в приміщенні має бути дещо нижча за денну, скажімо, на 1-3 градуси. Як свідчить дослідження енергоаудиторів, 1 °C зменшеної температури повітря в опалюваному приміщенні – це від 6 до 9% зменшення місячного споживання тепла. Тобто якщо вдень ми будемо підтримувати 22 °C, то вночі, наприклад, 19 °C. І ця різниця у 3 градуси може перетворитися на значну економію коштів для ОСББ", – пояснив спеціаліст із розвитку проєктів з термомодернізації в житловому секторі.

Третій фактор – це розклад роботи системи опалення будинку протягом доби та протягом тижня. Це означає, що впродовж доби слід визначати години, коли в будинку можна застосувати економ-режим. Наприклад, з 23:00 до 5:00, а решту часу — комфорт. Для звичайної людини такі зміни температури майже не будуть відчутними, а для ОСББ – це істотне зменшення фінансового навантаження. 

"Отже, мінімальне завдання – забезпечити, аби система працювала на рівні будівель, – вважає Вадим Литвин. – Далі було б добре, якби в місті створили службу, що буде опікуватися всім цим і стежити, підказувати управляючим компаніям чи мешканцям житлових будинків, що можна налаштувати, аби система працювала більш ефективно". 

На думку фахівця, цим могла б зайнятися теплопостачальна компанія, наприклад, "Київтеплоенерго". За теперішніх підходів їй це невигідно, бо тоді вона продаватиме менше тепла. Однак якщо вибудувати систему таким чином, щоб частина отриманої економії залишалася в теплопостачальній організації, то тоді це було б доречно. 

"Якщо взяти вартість однієї гігакалорії, то в ній близько 80% – це ціна газу, яка транзитом проходить через теплопостачальну організацію, – пояснює голова правління Асоціації енергоаудиторів України. –  А якщо теплопостачальна компанія буде економити тепло для споживача і за умовами договору, скажімо, половину зекономлених коштів залишатиме собі, то їй стає це вигідніше, ніж продавати тепло. Умовно, якщо вона продала 1 Гкал населенню, то отримала 2 тисячі грн. З них 1600 грн компанія перерахувала “Нафтогазу”, і тоді в неї залишилося лише 400 грн. А якби вона зекономила 1 Гкал для мешканців і при цьому поділила економію наполовину з мешканцями (50/50), то, з одного боку, вона б втратила 400 грн, але заробила би 1 тис. грн. Отже, вона була б у плюсі на 600 грн".

 

Насправді є великий потенціал за рахунок таких систем економити тепло. Для житлових будинків він оцінюється в межах 10-30%...

 

Таким чином, на думку Вадима Литвина, можна було б усунути конфлікт інтересів, і теплопостачальна компанія була б зацікавлена економити на стороні споживача. 

"За правильного підходу (є спеціалісти, база даних щодо споживання, аналіз) це було б вигідно і мешканцям, і постачальникам тепла, і державі, бо вона би тоді менше закуповувала іноземного газу, а, можливо, навіть почала б його продавати за кордон. Адже насправді є великий потенціал за рахунок таких систем економити тепло. Для житлових будинків він оцінюється в межах 10-30%", – додав фахівець.

 

Як живеться мешканцям будинків з ІТП

 

Прикладом вдалого використання ІТП, на думку представників адміністрації Києва є, скажімо, ОСББ "Маяк-6" (вул. Каштанова, 15, 15-А, 15-Б) та ЖБК "Восход" (вул. Ентузіастів, 29/2). Вони скоротили споживання теплової енергії на 960 Гкал та 550 Гкал відповідно.

Автоматичний погодозалежний ІТП 2019 року встановили також в ОСББ "Зої Гайдай 7". Пристрій автоматично регулює кількість тепла, яке має надійти до внутрішньобудинкової системи залежно від температури довкілля. Який ефект дало це обладнання?

"Коли є стабільне електропостачання в будинку, то ІТП дуже допомагає, – зазначив Олександр Запорожець, керуючий справами ОСББ "Зої Гайдай 7". – Так, у жовтні цього року, коли в містах України почали вмикати опалення, але на вулиці стало тепло, то одні люди кричали, що опалення не потрібне, інші мали протилежну думку. Ми увімкнули його лише в останніх числах жовтня. Завдяки тому, що система регулює подачу тепла автоматично (контролює температуру навколишнього середовища), витрати від включення до настання холодів були невеликі. Зокрема, у нас за жовтень 2023 року оплата за опалення вийшла в середньому 2 грн за квадратний метр проти 12 грн і навіть більше в тих сусідніх будинках, які увімкнули опалення раніше. Отже, плюси очевидні. Водночас є також мінуси, з якими частина наших мешканців не готова миритися". 

Член ОСББ розповів, що минулого року значні перебої в електропостачанні дуже негативно позначалися й на системі опалення. Річ у тім, що індивідуальний теплопункт у будинку працює за допомогою циркуляційних насосів. А вони не працюють, коли немає стабільного електроживлення. Тож теплоносій всередині будинку не циркулює. Тобто зовнішній теплоносій від системи центрального теплопостачання до будинку доходить, але пустити його по внутрішньобудинковій системі неможливо, оскільки ці системи незалежні. Через це мешканцям довелося певний час бути без тепла. І доки не було електрики, будинок потрох вистигав. Проте нижче 16 °C температура у квартирах не опускалася, й була цілком терпимою для людей.

Зважаючи на цей негативний досвід, ОСББ вирішило подбати про комфорт мешканців цього опалювального сезону. 

"Жодна система не розрахована на активні воєнні дії чи якісь велетенські катаклізми. І коли стається щось неадекватне, то, безумовно, система не може працювати в штатному режимі. Утім, це не є недоліком ІТП. Треба просто дивитися, що можна зробити в такому випадку. Ми придбали генератор, аби в разі відсутності стабільного електропостачання виробляти електроенергію самотужки. Однак слід розуміти, що вартість 1 кВт електроенергії становить 2,64 грн, а вартість електроенергії, отриманої за допомогою генератора, за грубими підрахунками, становить у межах 20 грн за 1 кВт. Однак якщо цей тимчасовий спосіб вирішення проблеми задовільняє людей, то його можна використовувати”, – додав Олександр Запорожець.

Своїм досвідом використання ІТП у будинках поділився також Максим Петренко, голова правління ГС "Київська асоціація ОСББ та ЖБК" та водночас голова ОСББ у двох багатоповерхівках, де будинкові лічильники тепла було встановлено 2016 року (тоді діяла комплексна програма з їх встановлення). Також за міською програмою "70/30" у цих будинках встановили модульні ІТП з погодозалежним регулюванням. 

"Ефект, який вони дають, дуже очевидний, бо поруч з нашим будинком стоїть його "близнюк", тож можна порівнювати дані. У певні місяці різниця за обсягами використання тепла становила до 2,5 раза. Якщо ж ми проаналізуємо загалом опалювальний сезон, то зменшення споживання тепла нашими будинками завдяки ІТП сягає близько 25-35%", – зазначив Максим Петренко. 

Водночас він зауважив, що якщо зима холодна, то будинки з ІТП споживають тепло майже так само, як сусідні. Крім цього, слід зважати на вплив на систему теплопостачання механічного обладнання, тому не дуже коректно порівнювати будинки з різними тепловими модулями (рамками). До того ж будинки різняться за віком, обладнанням, проведеним у них комплексом заходів з енергоефективності (станом огороджувальних конструкцій, утеплення трубопроводів опалення та гарячого водопостачання). В одному районі теплопостачання може забезпечуватися з одного джерела, в іншому – з іншого. Також має значення зношеність мереж, відтак втрати на теплотрасах. Загалом система теплопостачання є дуже складною, і на неї впливає багато факторів.

Щоб усі їх враховувати і максимально ефективно використовувати енергоресурси та загалом систему теплопостачання, місту потрібна автоматична система управління теплозабезпеченням.

 

Від ІТП – до теплозабезпечення-3G

 

У світі існують системи центрального теплозабезпечення з різним ступенем розвитку. За аналогією із мобільним зв’язком розрізняють 2G, 3G, 4G, 5G покоління таких оплювальних систем. Вони відрізняються рівнем ефективності використання енергії, контролю за кожною ланкою та гнучкістю реагування на зміни можливостей з боку постачання та попиту. Нове покоління мереж централізованого опалення та охолодження базується на низько- та/або наднизькотемпературних джерелах відновлюваної енергії та відпрацьованому теплі для опалення, а також високотемпературному охолодженні. 

Кожне наступне покоління технологій централізованого теплозабезпечення передбачає покращення температури подачі теплоносія. Так, теперішнє третє покоління (3G) передбачає температуру подачі 100 °C і дещо нижче, 4G – близько 60°C та нижче, 5G –  50°C й нижче.

Наразі в наших містах, де діє система центрального теплопостачання, відбувається перехід від нерегульованих систем 2-G до автоматизованих 3-G. 

"Системи 3G передбачають облік споживання енергії по всьому ланцюгу системи теплопостачання, більш ефективні та різноманітні джерела генерації, попередньо ізольовані трубопроводи для транспортування енергії та застосування споживачами автоматизованих індивідуальних теплових пунктів (ІТП), – розповів Олександр Гут, спеціаліст із розвитку проєктів із термомодернізації у житловому сектор. – До мережі центрального теплопостачання підключаються відновлювані джерела тепла, застосовуються великомасштабні теплові насоси. Тобто в системах автоматичного керування теплопостачанням міста генерація відбувається не лише в котельнях". 

Спеціаліст зазначив, що, скажімо, в Німеччині чи Фінляндії кожне джерело надлишкового тепла (це може бути величезний холодильник супермаркету, який виробляє дуже багато тепла) може скинути його в загальну теплову мережу міста й отримати за це гроші. У нас, на жаль, наші супермаркети або не мають такої можливості, або можуть віддавати тепло на локальному рівні (якщо збудовані за європейські гроші й зобов’язані застосовувати "зелені" технології).

Керують системою автоматичного теплозабезпечення спеціальні вебсервіси та SCADA-системи. Вони ддають змогу віддалено стежити за роботою системи теплопостачання й за потреби коригувати налаштування та аналізувати зміни в споживанні теплової енергії. Отже, ідеться вже про інтелектуальні теплові мережі. Завдяки цьому, наприклад, у німецькому місті Баден-Вюртемберг загальне споживання енергії вдалося знизити на 3-5%.

"Якщо ми спрогнозуємо споживання, то зможемо впливати на генерування і завчасно, зважаючи на інерційність обладнання, зупинити котли в разі настання потепління. Завдяки цьому можна суттєво економити газ. За оцінками фінських колег, річне споживання палива на потреби теплозабезпечення міста можна зменшити на 1,5-2%. Це дуже великі кошти", – зазначив Олександр Гут. 

Також система теплопостачання 3G (третього покоління) дає змогу перетворювати надлишкову електроенергію на тепло. А це сприяє декарбонізації теплопостачання й розширює частку відновлюваних джерел електроенергії в енергосистемі, додав фахівець. При цьому споживач отримує якісніші послуги та може впливати на обсяги власного споживання енергії.

 

Треба відпрацювати механізм, відповідно до якого кошти, які зараз йдуть на компенсацію різниці в тарифах, повернути тим, хто економить тепло й газ…

 

Щодо систем 4G, то вони не просто змушують автоматично реагувати системи опалення багатоквартирних будинків на зміну погоди, а й також прогнозують споживання тепла, використовують багатоквартирні будинки як енергосховища тощо. 

"Для споживача це означає зниження витрат на опалення на рівні 20-40%, а також зниження навантаження на всю муніципальну систему, енергетичну інфраструктуру, – пояснив Андрій Берестян, генеральний директор Danfoss Україна. – Водночас інвестиції в модернізацію інженерних систем в муніципальному та житловому секторах до рівня 4G окуповуються лише за кілька опалювальних сезонів".

Наскільки довгим буде наш шлях до автоматизованої системи управління теплопостачанням на рівні міст, держави?

"Свого часу Київ у бюджетній сфері проходив це і зміг реалізувати проєкт на 1,5 тисячі об’єктів протягом 5 років (з 1999 до 2005 року), хоча на той момент такого досвіду в Україні не було, – каже Вадим Литвин. – Оскільки тепер ми маємо досвід, то, думаю, в Києві таку систему реально зробити за плюс-мінус 3 роки. Але основне завдання – зрозуміти її важливість і навчитися заробляти на економії, а не на продажу "непотрібної" енергії (зараз власне це відбувається). Треба відпрацювати механізм, відповідно до якого кошти, які зараз йдуть на компенсацію різниці в тарифах, повернути тим, хто економить тепло й газ".

Отже, з одного боку, аби створити автоматичну систему теплозабезпечення, переваги якої очевидні й вже доведені розвиненими країнами, нашій державі потрібні значні кошти. З іншого боку, зважаючи на величезну економію, яку отримає країна вже на першому етапі – коли у всіх будинках будуть встановлені ІТП, а також на їх швидку окупність (2-3 роки), – витрати на їх закупівлю є відносно незначними. До того ж на ці заходи можна взяти позику в Європейському банку реконструкції та розвитку та Світовому банку.

Світлана ОЛІЙНИК, спеціально для "Української енергетики"