Три кейса с крышными котельными: как сэкономить на строительстве и эксплуатации

По данным Единой межведомственной информационно-статистической системы (ЕМИСС) Федеральной службы государственной статистики, в прошлом году на сетях центрального теплоснабжения России произошло 4803 аварии (отключение потребителей более чем на восемь часов). Это на 10 % больше, чем годом ранее. Нормативные потери тепла составляют 13–18 %, но на деле доходят до 30 %. Очевидно, что централизованные сети не самый надёжный и эффективный способ теплоснабжения. Но до недавнего времени он считался практически безальтернативным. Последние несколько лет активно обсуждается вопрос применения крышных котельных — в целом ряде случаев это более оптимальный вариант, чем центральное отопление.

Случай № 1: большая удалённость центральных сетей, мероприятия по подключению к которым будут «золотыми»
Уфа. Микрорайон Яркий, квартал «Сидней». Централизованного теплоснабжения здесь нет. Для обеспечения домов теплом используются крышные котельные на базе теплогенераторов Vitocrossal 100. Варианты, в зависимости от размера и потребностей строений в тепле, использованы разные: или два сдвоенных котла мощностью по 600 кВт и один мощностью 300 кВт, или пять сдвоенных котловых установок мощностью по 636 кВт.
Котлы оборудованы хорошо зарекомендовавшим себя в эксплуатации теплообменником Inox-Crossal и надёжной цилиндрической инфракрасной горелкой MatriX. Диапазон модуляции, как и у Vitodens 200-W, составляет 1:5 и 1:10 (в формате сдвоенной установки), что позволяет максимально эффективно расходовать газ.
«Это серия напольных конденсационных котлов мощностью от 80 до 318 (в моноисполнении) и 636 (в варианте двойного котла) кВт, — рассказывает Игорь Кениг, руководитель Академии Viessmann в России. — Нормативный КПД составляет 109 %, если считать по низшей теплоте сгорания. Эта отопительная установка весьма популярна у застройщиков многоквартирных домов, так как экономична, неприхотлива в обслуживании. Vitocrossal 100 можно объединять в каскад до четырёх штук. И, что очень важно, котлы соответствуют всем правилам и нормам для использования в крышных котельных».
Напомним, согласно действующему своду правил 373.1325800–2018 (СП 373), в качестве автономных источников теплоснабжения на крышах разрешается применять агрегаты, которые можно доставить наверх с помощью лифта и с весом 1,5–2 кг/кВт (с учётом массы воды). Габаритные размеры даже сдвоенной котловой установки Vitocrossal 100 мощностью 636 кВт составляют 1090 х 1500 х 1500 миллиметров по длине, ширине и высоте. То есть она входит в строительный лифт. Удельная масса оборудования составляет 1,2 килограмма на 1 кВт мощности без воды (1,77 килограмма с водой).
Ограничения по массе и размерам отопительных агрегатов не единственные, установленные действующим сводом правил. Теплогенераторы должны работать тихо, экологично, иметь автоматику безопасности. А управление оборудованием и его эксплуатация не должны требовать постоянного присутствия персонала. Этим параметрам Vitocrossal тоже соответствует: котёл работает с низким уровнем шума (от 42 до 71,7 дБ) и даёт незначительные выбросы вредных веществ в окружающую среду: NOx — не более 45 мг/кВт*ч, CO — не более 100 мг/кВт*ч.

Случай № 2: строительство собственной крышной котельной экономически более выгодно, чем подключение к центральным сетям
Климовск (на данный момент входит в состав г. о. Подольск), Московская область. Технические условия, выданные на подключение к централизованной системе отопления строящегося 320-квартирного жилого дома на ул. Серпуховской, предполагали перекладку коммуникаций и затраты в размере 37 млн рублей. Проведённый расчёт показал, что при возведении собственной крышной котельной расходы можно снизить на 48 %. На её проектирование, строительство, закупку и установку оборудования было затрачено 25 млн рублей.
«Технико-экономические расчёты нередко показывают, что подключение дома к централизованным инженерным сетям в целом ряде случаев менее выгодно, чем возведение собственной котельной на крыше. Кроме того, вариант с автономным источником теплоснабжения, помимо оптимизации расходов, позволяет максимально снизить зависимость проекта жилищного строительства от сторонних организаций, повысить его привлекательность для потенциальных покупателей. Так как наличие крышной котельной в доме помогает уменьшить платежи за отопление до 40 %», — говорит Полина Буйлова, экономист.
Альберт Шарипов, руководитель авторского коллектива, работавшего над СП 373 «Источники теплоснабжения автономные. Правила проектирования», и вовсе уверен: централизованная «доставка» тепла может быть эффективной только в отношении мегаполисов, где большие ТЭЦ вырабатывают тепловую энергию как бросовую часть при получении электричества. А вот в случае с городами поменьше централизованное теплоснабжение — неоправданно дорогой вариант.
«Крышная котельная действительно позволяет значительно экономить, — согласен Петр Петрушенков, инженер Академии Viessmann в г. Казани. — Как на этапе строительства, так и в процессе эксплуатации. В первом случае — за счёт меньшей протяжённости сетей и отсутствия необходимости строить отдельное большое здание. Оборудование энергоэффективной крышной котельной можно разместить на площади всего 2,0 квадратных метра — столько места занимает каскад из шести котлов Vitodens 200-W (тип B2HA) мощностью 100 кВт каждый. Во втором — за счёт отсутствия необходимости обслуживать и ремонтировать километры сетей, минимальных теплопотерь, погодозависимого регулирования и автоматической работы оборудования».

Случай № 3: потребность в повышенной эксплуатационной надёжности и экономии на отоплении
Казань. Кафе в Центральном парке культуры и отдыха имени М. Гафури. Здесь смонтирована крышная котельная на основе четырёх настенных конденсационных теплогенераторов серии Vitodens 200-W.
Теплогенераторы с КПД 98 % по высшей теплотворной способности топлива оснащены надёжными теплообменниками Inox-Radial из нержавеющей стали AISI 316Ti и цилиндрической горелкой MatriX с системой автоматической настройки качества  сгорания Lambda Pro Control, которая обеспечивает максимально эффективное сгорание топлива. Погодозависимое управление мощностью позволяет сжигать ровно столько газа, сколько требуется для достижения необходимой температуры в помещениях. Экономия топлива может достигать 25 %.
«Это далеко не предел, — уточняет Петр Петрушенков, инженер Академии Viessmann в г. Казани. — В Казани стоят котлы не самого нового поколения. Они, конечно, также эффективны, но с момента установки данных теплогенераторов модельный ряд Vitodens 200 обновился и усовершенствовался. Котельная на основе серии F может экономить до 35 % газа за счёт способности каждого теплогенератора к глубокой бесступенчатой модуляции и более совершенного процесса сжигания топлива горелкой MatriX Plus».
Эксперт приводит в пример новые Vitodens 200-W B2HF с диапазоном бесступенчатой модуляции 6–100 %, которые при необходимости будут работать на минимальных оборотах. Новая горелка MatriX Plus с обновлённым контроллером Lambda Pro Control Plus автоматически подстраивается под состав газа, изменения атмосферного давления, температуру наружного воздуха и выбирает оптимальный режим горения. Погодозависимый каскадный контроллер в такой системе может управлять тремя отдельными контурами отопления и приготовлением горячей воды.
Отдельно стоит отметить и высокую экологичность системы: Vitodens 200-W поколения F выбрасывают в атмосферу минимальное количество оксида азота (не более 21 мг/кВт*ч) и углекислого газа (не более 12 мг/кВт*ч). Насколько «зелёные» эти показатели, становится понятным при изучении европейского стандарта EN 483, который относит к высшему классу экологичности все котлы, имеющие эмиссию оксида азота до 70 мг/кВт*ч.

Дело техники
В западных странах автономные источники теплоснабжения вообще и крышные котельные в частности — явление более распространённое, чем в России. В США и Канаде ими оборудованы 80 % зданий. В нашей стране собственные котельные проектируются только в 10–15 % новостроек. Тем не менее специалисты уверены: у крышных котельных в нашей стране большое будущее. Об этом говорит опыт их использования.
Тем более производители, отвечая на запросы рынка, стараются предлагать максимально эффективные варианты по стоимости (трудозатратам) эксплуатации. Например, уже упомянутые Vitocrossal 100 поставляются с завода предварительно собранными в блоки с выполненным кабельным подключением для облегчения монтажа и сокращения трудозатрат. Vitodens 200-W монтируются с помощью готовых гидравлических решений. Строгих ограничений к максимальному перепаду температур подачи и обратки в обеих сериях нет. Соответственно, при проектировании тепломеханических схем не обязательно закладывать устройства регулирования температуры обратной магистрали. Это позволяет снизить инвестиции в строительство котельной за счёт упрощения проектирования.
Обслуживание и текущие расходы на крышную котельную также несопоставимы с эксплуатацией центральных сетей. Большую часть времени автономный источник теплоснабжения работает в автономном режиме, а плановая замена запчастей или котлов при правильной эксплуатации требуется не ранее чем через 15–20 лет использования. Даже если один из теплогенераторов в каскаде, установленном в крышной котельной, выйдет из строя, его функции на время ремонта временно возьмут на себя остальные котлы.
Централизованная российская система теплоснабжения — самая большая в мире: 566 тепловых электростанций, почти 75 тысяч котельных и 168 тысяч километров сетей в двухтрубном исчислении. Эксплуатировать и содержать данные объекты невероятно дорого, сети изношены, тепловые потери, согласно данным Минэнерго, каждый год растут. Все эти факторы в совокупности с растущими требованиями к энергоэффективности будут подталкивать к поиску альтернатив центральным сетям, самой очевидной и выгодной из которых является крышная котельная.