Ответы эксперта: Лупей Александр Григорьевич

Действительно: за рубежом и схемы теплоснабжения, и эффективность их работы, и, как следствие, системы учета потребления тепловой энергии существенно отличаются от наших, отечественных. Главное отличие европейских систем теплоснабжения/теплопотребления от наших – это глубокая степень охлаждения теплоносителя, поступающего от источника, а также отсутствие утечек, несанкционированного...
Показать полный ответ

Действительно: за рубежом и схемы теплоснабжения, и эффективность их работы, и, как следствие, системы учета потребления тепловой энергии существенно отличаются от наших, отечественных.

Главное отличие европейских систем теплоснабжения/теплопотребления от наших – это глубокая степень охлаждения теплоносителя, поступающего от источника, а также отсутствие утечек, несанкционированного отбора теплоносителя и отбора в систему горячего водоснабжения (ГВС). А в некоторых странах даже отсутствует такое понятие, как "подпитка системы теплоснабжения" – по причине отсутствия подпитки как таковой. Видимо, менталитет тамошних потребителей не позволяет им "убирать" снег во дворе сетевой водой, мыть автомобили водой из "обратки" и расходовать теплоноситель на прочие полезные хознужды и бесполезные надобности в виде текущих сальников, прохудившихся прокладок и проржавевших сварных швов.

Обратим внимание на рисунок, где приведен график изменения во времени среднечасовых расходов (часовых масс) подпиточной воды, измеренной в трубопроводе подпитки котельной.

Эта котельная имеет одну отходящую тепломагистраль с расходом около 600 т/ч, теплоснабжение осуществляется по закрытой схеме, в договорах теплоснабжения разрешенного отбора теплоносителя нет. Но эта магистраль является закрытой лишь на бумаге – на самом деле для компенсации утечек (в разное время до 16 – 26 т/ч) и несанкционированного отбора теплоносителя (до 5 – 6 т/ч в дневные часы) котельная израсходовала около 18000 тонн подпиточной воды, для измерения которой наши Правила учета предписывают потребителям устанавливать расходомеры и на подающем, и на обратном трубопроводах теплового ввода. К глубокому сожалению, результаты измерений разности расходов в большинстве случаев настолько неточны, что назвать их "измерениями" просто нельзя.

Но в условиях, когда система теплоснабжения герметична, нет необходимости "контролировать утечку" и/или измерять отбор теплоносителя в систему ГВС (если система теплоснабжения открытая), и для ведения учета теплопотребления достаточно установить простой и недорогой одноканальный теплосчетчик, состоящий из расходомера (счетчика), пары преобразователей температуры и тепловычислителя. Именно такие одноканальные теплосчетчики повсеместно применяются в по-настоящему закрытых системах в европейских странах. Отличие европейских приборов от отечественных одноканальных теплосчетчиков в том, что "у них" расходомер (счетчик) устанавливается в обратный трубопровод, где температура и давление существенно ниже, чем в подающем трубопроводе. Наши Правила учета предписывают устанавливать расходомер одноканального теплосчетчика на подающий трубопровод, что негативно сказывается на точности работы расходомера из-за влияния повышенных (иногда – высоких) температур – чем выше температура, тем больше степень занижения результатов учета. Как следствие у потребителя возникает "экономия" в платежах, а у поставщика – финансовые потери и небалансы в результатах учета отпуска и потребления тепловой энергии.

Если система теплопотребления открытая, то для ведения учета нам необходимы трёх-, четырех- и даже пятиканальные теплосчетчики (если имеется трубопровод подпитки вторичного контура при независимой схеме присоединения системы отопления и открытой системе ГВС с циркуляцией). Если при такой технологии теплоснабжения применить обычный (одноканальный) европейский теплосчетчик, то некоторую часть суммарного теплопотребления, связанную с отбором теплоносителя, кто-то должен рассчитать дополнительно, что усложняет и удорожает процедуру подготовки счетов на оплату фактического теплопотребления.

Однако даже в тех случаях, когда наша система действительно закрытая, применение одноканальных теплосчетчиков, изготовленных по европейскому стандарту EN 1434 (или его российскому аналогу ГОСТ Р ЕН 1434), нежелательно по причине наличия в уравнении измерений методической погрешности, которая приводит к систематическому занижению результатов учета.

Суть проблемы в том, что в уравнении измерений тепловой энергии при расчете т.н. теплового коэффициента не совсем аккуратно определяются удельные теплоёмкости теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Из-за этой "неаккуратности" возникает отрицательная погрешность измерения разности удельных энтальпий h1-h2 и, как следствие, "недоучет" теплопотребления. При больших перепадах температур dt = t1-t2 эта ошибка сравнительно невелика (доли процента), но по мере уменьшения dt погрешность измерения теплоэнергии возрастает и может достигать нескольких процентов в случаях, когда перепад температур сравнительно невелик.

Из графика видно, что при давлениях теплоносителя Р1 = 9 кгс/см2, Р2 = 4 кгс/см2 и dt = 5°C систематическая погрешность измерения теплоэнергии за счет погрешности теплового коэффициента составляет -1,9%, а при dt = 3°C эта погрешность уже равна -3,1%. Следовательно, применение европейских теплосчетчиков в системах теплопотребления с небольшими перепадами температур приводит к некоторому систематическому занижению результатов учета и соответствующим финансовым потерям поставщика тепловой энергии.

Решением проблемы был бы отказ от формулы расчета тепловой энергии с применением тепловых коэффициентов и переход на корректную формулу, применяемую в большинстве отечественных теплосчетчиков:

Q = 0,001*V*ro*(h1-h2).

Свернуть ответ

Это верно: мнения РСО и потребителя, как правило, не совпадают – РСО безуспешно пытается свести водно-тепловой баланс в результатах учета отпуска-потребления, а потребитель, потратившийся на установку дорогостоящего узла учета, желает экономить, его проблемы РСО мало интересуют. Но проблема существует, и её всё равно надо решать – сначала на законодательном уровне, а затем и...
Показать полный ответ

Это верно: мнения РСО и потребителя, как правило, не совпадают – РСО безуспешно пытается свести водно-тепловой баланс в результатах учета отпуска-потребления, а потребитель, потратившийся на установку дорогостоящего узла учета, желает экономить, его проблемы РСО мало интересуют. Но проблема существует, и её всё равно надо решать – сначала на законодательном уровне, а затем и практически. В старые времена с помощью "Правил учета отпуска тепловой энергии" (ПР 34-70-010-85, раздел 5) проблема сведения балансов решалась просто: из результатов учета отпуска вычитались транспортные потери и результаты учета у немногочисленных потребителей с приборами учета, а остаток распределялся между множеством "бесприборных" потребителей пропорционально их договорным нагрузкам. Сегодня этот "остаток" между бесприборными потребителями уже не разделить, а завтра – тем более.

Конечно, дальнейшее совершенствование приборов учета (главным образом, расходомеров и счетчиков) в какой-то мере снизит остроту проблемы. Но, на мой взгляд, выпускаемые сегодня приборы уже достаточно точны (допускаемая паспортная погрешность не более +/-1%, диапазон измерений расхода – до 1:250 и более, вплоть до 1:1000), а вот их метрологическая надежность в процессе эксплуатации пока оставляет желать лучшего. Иными словами, при проведении поверки в лабораторных условиях после соответствующих регулировок все приборы подтверждают установленные для них метрологические свойства, а при эксплуатации в теплоцентре мы нередко становимся свидетелями различных "технологических парадоксов", несовместимых с нашими представлениями о высокоточных измерениях.

Вот один из множества примеров интенсивного нарастания отрицательной погрешности расходомера М1, установленного на подающем трубопроводе теплового ввода потребителя.

Рис. 1. Нарастание отрицательной погрешности расходомера М1 с течением времени

Как следует из рис. 1, расходомер М1 в течение двух недель терял точность со средней скоростью -39% на 1000 часов работы, и к 24-му ноября отрицательное рассогласование каналов измерений масс М1 и М2 достигло -15%, а измеренная "утечка" Мут = М1-М2 достигла уровня в минус 1250 кг/ч. Вскоре после чистки расходомера М1 (или таки принудительной регулировки? – это неизвестно) уменьшение его показаний М1 продолжилось, и к 8-му декабря потребитель уже якобы добавлял в систему теплоснабжения до 500 кг/ч горячей воды.

Так что ответ на второй вопрос Sthema очевиден: тепло этому потребителю продано (вернее, поставлено), но существенная часть этого тепла оказалась неизмеренной по причине значительного сверхнормативного занижения показаний расходомера на входе системы теплопотребления. Стало быть, и этот узел учета внес свою "посильную" лепту в копилку водного и теплового небалансов.

Иногда столь динамичные дрейфы показаний расходомеров объясняются неудовлетворительным качеством сетевой воды – мол, вода "плохая", и потому показания расходомеров тоже "плохие". Казалось бы – если вода "плохая", то надо применять расходомеры, которые на этой воде работают лучше? Но этого не происходит – мы по-прежнему из года в год на "плохую" воду ставим "хорошие" расходомеры, а потом, при массовом измерительном неуспехе, говорим: так что ж вы хотели – приборы-то у нас хорошие, вот только вода плохая...

Видимо, массовой установке теплосчетчиков на объектах ЖКХ (в рамках реализации требований 261-ФЗ) должны предшествовать обширные эксплуатационные испытания различных расходомеров в системах теплоснабжения, функционирующих в том или ином городе, с последующим контролем метрологического состояния приборов в лабораторных условиях. Такие испытания в какой-то мере дадут возможность избежать ошибок в выборе расходомерной техники. К сожалению, времени для проведения таких испытаний совсем немного, и при выборе теплосчетчиков для массового внедрения вопрос качества измерений (не паспортного, а фактического) вряд ли будет главенствующим.

Sthema спрашивает: "И где (и какая?) статистика - сколько приборов из проверенных занижают показания М1, а сколько М2?".

Представляется, что такой статистикой могут располагать многочисленные поверочные лаборатории, выполняющие периодические и внеочередные поверки расходомеров и счетчиков. Можно предположить, что не только "могут располагать", но и располагают. Но такая ценнейшая информация по известным причинам редко "просачивается" за пределы лаборатории, и потребители приборной продукции вынуждены опираться не на обширную метрологическую статистику своего города, а на паспортные характеристики приборов и мнения более опытных в этих вопросах людей.

Тем не менее, мы можем ознакомиться с результатами инспекционной поверки 12-и расходомеров, отобранных случайным образом в действующих узлах учета потребителей тепловой энергии.

Рис. 2. Результаты инспекционной поверки десяти расходомеров

На рис. 2 показаны графики изменения фактической погрешности только 10-и расходомеров из 12-и, т.к. два расходомера оказались серьёзно неисправны.

Видно, что и прочие 10 расходомеров не подтвердили свои паспортные характеристики – при допускаемой погрешности измерения расхода, равной +/-1% в диапазоне изменения расхода 1:50, фактические погрешности многократно превысили допуск. При этом четыре "подающих" расходомера из пяти имели отрицательную погрешность, а три из пяти "обратных" расходомеров имели положительную погрешность. Средний диапазон измерений этих 10-и расходомеров составил 1:9 при "паспортном" значении 1:100. С учетом нулевых диапазонов еще двух расходомеров средний диапазон измерений всей партии составил только 1:3.

Понятно, что эта ограниченная статистика не может в целом характеризовать общее метрологическое состояние приборного парка, применяемого сегодня в узлах учета тепловой энергии – для поиска ответа на вопрос о фактическом качестве измерений нам пригодилась бы статистика поверок многих тысяч приборов. Но такая объективная статистика, к сожалению, труднодоступна.

Свернуть ответ

На мой взгляд, качество измерений, выполняемых в узлах учета тепловой энергии на объектах жилищной сферы, в среднем ничем не отличается от результатов теплоучета в прочих сферах городского хозяйства. Тут многое зависит от применяемых средств учета, схем измерений и того внимания, которое уделяется владельцами технико-метрологическому состоянию применяемых приборов. Сегодня благодаря...
Показать полный ответ

На мой взгляд, качество измерений, выполняемых в узлах учета тепловой энергии на объектах жилищной сферы, в среднем ничем не отличается от результатов теплоучета в прочих сферах городского хозяйства. Тут многое зависит от применяемых средств учета, схем измерений и того внимания, которое уделяется владельцами технико-метрологическому состоянию применяемых приборов.

Сегодня благодаря повсеместному применению согласованных пар преобразователей температуры мы можем говорить о достаточно стабильных и точных измерениях температур на тепловых вводах потребителей и разности температур теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах системы теплоснабжения. В некоторых узлах учета к тепловычислителям подключены преобразователи давления, которые отличаются достаточной метрологической надежностью, и результатам измерений и регистрации давления теплоносителя в большинстве случаев тоже можно доверять.

Самым узким местом в узлах учета тепловой энергии традиционно являются каналы измерения расхода (массы) теплоносителя, из-за которых в основном и возникают трения между поставщиками, потребителями и сервисными организациями, осуществляющими обслуживание узлов учета.

Причиной то и дело возникающих разногласий является изменение фактической погрешности одного или двух расходомеров, установленных на тепловом вводе, в результате чего возникает или "метрологическая утечка" из внутренних систем теплопотребления (если с течением времени появляется положительное рассогласование каналов измерения масс М1 и М2 на входе и выходе), или "метрологическая подпитка" из-за появления отрицательного рассогласования измеренных масс М1 и М2. В первом случае финансовую выгоду (часто – весьма значительную) получает поставщик, и тут желание поставщика получить деньги за несуществующую утечку поддерживают действующие "Правила учета тепловой энергии и теплоносителя" (далее – ПУТЭиТ); при наличии в узле учета потребителя отрицательной утечки уже поставщик предъявляет претензии к качеству учета и призывает потребителя "сделать так, чтобы отрицательной утечки не было" (ПУТЭиТ ситуацию с отрицательной утечкой никак не регулируют).

Специалисты, занятые в сфере теплоучета, подтвердят: измерить возможную утечку теплоносителя (несанкционированный водоразбор или отбор теплоносителя в открытых системах) как разность расходов Мут = М1-М2 со сколь-нибудь приемлемой точностью невозможно, даже при применении высокоточных и исправных расходомеров М1 и М2. Как правило, результаты таких измерений ошибочны на десятки и сотни процентов, и часто реально существующие утечки и "тайный" отбор теплоносителя пл результатам измерений имеют отрицательное значение.

В подтверждение сказанному обратим внимание на статистическое распределение измеренных разностей часовых масс Мут = М1-М2 по времени суток в узле учета потребителя с закрытой системой теплопотребления (присоединение системы выполнено по зависимой схеме, без теплообменников).

Рис. 1. Изменение разности масс в течение суток.

Из диаграммы хорошо видно, что в дневные часы потребитель без разрешения поставщика осуществляет самовольный отбор теплоносителя, в некоторых случаях до 1,5 – 2 тонн за час. Всего за рассматриваемый промежуток времени "подпольным" образом было отобрано 39 тонн теплоносителя. Однако у пары расходомеров М1 и М2 имеется небольшое отрицательное рассогласование погрешностей, в результате чего измеренный водоразбор оказался равным минус 69-и тоннам. Т.е. при достаточно точных измерениях расходов в подающем и обратном трубопроводах результат измерения разности расходов оказался столь неточен, что потребитель превратился в поставщика тепловой энергии и теплоносителя.

На следующей диаграмме показана точно такая же ситуация: в этом жилом доме закрытая система теплопотребления, но в дневные часы имеет место небольшой самовольный отбор теплоносителя. По разности показаний расходомеров М1 и М2 этот отбор оказался равным минус 21-й тонне. И снова поставщик несет определенный ущерб, а потребитель получает необоснованную финансовую выгоду из-за чрезвычайно неточных результатов учета.

Рис. 2. Изменение разности масс в течение суток в жилом доме.

А вот пример работы пары расходомеров с противоположным результатом. Как и ранее, временные графики часовых масс М1, М2 и их разности Мут построены по данным часовых архивов теплосчетчика, установленного на вводе закрытой системы с циркуляцией теплоносителя около 1 т/ч.

Рис. 3. Взаимный дрейф показаний двух расходомеров,

установленных на вводе закрытой системы

Здесь мы видим, что измеренная расходомерами М1 и М2 «утечка» из закрытой системы (Мут) изменяется в довольно широком диапазоне, и наиболее вероятно, что эта «утечка» вызвана изменением погрешности одного или обоих расходомеров. В соответствии с ПУТЭиТ (см. формулу 3.1) этот довольно мелкий потребитель за январь месяц должен заплатить поставщику стоимость 33-х тонн теплоносителя и тепловой энергии, якобы утраченной с метрологической "утечкой". И в данном случае снова возникает конфликт интересов: поставщик настаивает на оплате всей энергии, измеренной теплосчетчиком (ПУТЭиТ не разделяют утечку на фактическую и "метрологическую"), а потребитель пытается убедить поставщика в том, что "у меня никакой утечки нет".

И, наконец, последняя иллюстрация, показывающая всю бесперспективность и вредность попыток измерения утечек теплоносителя как разность показаний расходомеров, установленных на входе и выходе системы теплопотребления.

На этой диаграмме показаны результаты расчетов допускаемой погрешности измерения утечки, зафиксированной теплосчетчиками 28-и потребителей с закрытой системой (архивы теплосчетчиков этих потребителей отобраны случайным образом из более крупной выборки). Расчеты выполнены при условии, что все 56 расходомеров исправны, и их фактическая погрешность не превышает +/-1%.

Из диаграммы видно, что допускаемая погрешность измерений "утечки" и тепловой энергии с этой "утечкой" в большинстве случаев составляет сотни и тысячи процентов, т.е. говорить о каких-либо измерениях утечки вряд ли возможно. Понятно, что повышение точности расходомеров, например, до +/-0,5%, только в два раза повысит точность измерения разности расходов и сколь-нибудь заметно не улучшит существующую проблему. Видимо, при разработке новых "правил учета" проблему сведения водных и тепловых балансов ввиду крайне низкой достоверности измерения разности расходов надо решать иными (например, расчетными) методами.

Свернуть ответ

Среди возможных путей решения проблемы могут быть: - замена тупикового теплоснабжения на нормальное, двухтрубное; - отказ от потребления (слива) холодной воды по цене горячей и установка в квартире автономного (электрического или газового) водонагревателя. Прошлым летом из-за многолетнего отсутствия тёплой воды в горячеводных кранах (в моём доме тоже тупиковый ГВС) мне пришлось установить в...
Показать полный ответ

Среди возможных путей решения проблемы могут быть:

- замена тупикового теплоснабжения на нормальное, двухтрубное;

- отказ от потребления (слива) холодной воды по цене горячей и установка в квартире автономного (электрического или газового) водонагревателя.

Прошлым летом из-за многолетнего отсутствия тёплой воды в горячеводных кранах (в моём доме тоже тупиковый ГВС) мне пришлось установить в своей квартире электронагреватель. Дороговато, конечно, обошлось это удовольствие, но зато теперь в любое время суток в кранах "дежурит" настоящая горячая вода, и теперь уже не приходится наматывать на счетчик горячей воды бесцельно сливаемые холодные кубометры.

Привожу иллюстрацию, показывающую соотношение объемов потребления горячей воды и её температуры.

Эти графики построены по данным часового архива теплосчетчика (за август), установленного в теплоцентре детского сада. Как видим, при тупиковом теплоснабжении температура tгвс достигает приемлемых 50-55 град.С только в часы максимального потребления, хотя на источнике в это время tгвс = 75 – 78 град.С. В ночные часы тупиковая система ГВС остывает до 18 – 20 град.С, и каждое утро большие объемы остывшей воды сливаются в канализацию из внешних и внутренних трубопроводов безо всякой пользы.

В общем, надо переводить летнее теплоснабжение на циркуляционный режим, и в домах надо организовывать циркуляцию в системах ГВС. Но, как говорят специалисты, подготовка источников к работе в режиме летней циркуляции требует весьма значительных финансовых затрат, которые многим источникам сегодня не по силам.

Свернуть ответ

Скорее всего, при вертикальной разводке установка в квартире четырёх теплосчетчиков (по одному на каждую батарею) не принесет финансовой выгоды владельцу квартиры – довольно значительные затраты на установку и дальнейшее содержание приборов (текущий ремонт, плановая и, возможно, внеплановая поверки) вряд ли будут скомпенсированы экономией на платежах по показаниям этих теплосчетчиков....
Показать полный ответ

Скорее всего, при вертикальной разводке установка в квартире четырёх теплосчетчиков (по одному на каждую батарею) не принесет финансовой выгоды владельцу квартиры – довольно значительные затраты на установку и дальнейшее содержание приборов (текущий ремонт, плановая и, возможно, внеплановая поверки) вряд ли будут скомпенсированы экономией на платежах по показаниям этих теплосчетчиков. Наибольший экономический эффект жильцы дома получают от установки коллективного (общедомового) теплосчетчика и устройств автоматического регулирования теплопотребления.

Кроме финансовой, существует и метрологическая проблема, связанная с необходимостью измерений весьма малых перепадов температур на отдельно взятой батарее отопления. Часто в наших квартирах перепады температур на батареях настолько малы (менее 2 – 3 град. С), что более-менее достоверное их измерение изготовителем теплосчетчика не гарантируется (т.е. при столь малых дельтаТ допускаемая погрешность учета теплопотребления не нормируется). Следовательно, теплосчетчик в таких условиях эксплуатации уже не является средством измерений, пригодным для взаиморасчетов.

Свернуть ответ

Действительно: "Правила учета тепловой энергии и теплоносителя" (далее - Правила) установили нормы точности измерения тепловой энергии для перепада температур dt >= 10 °C. Но запрета на выполнение измерений при dt < 10 °C Правила не содержат; следовательно, такие измерения можно выполнять, и допускаемая погрешность результатов учета теплопотребления в таких случаях нормируется...
Показать полный ответ

Действительно: "Правила учета тепловой энергии и теплоносителя" (далее - Правила) установили нормы точности измерения тепловой энергии для перепада температур dt >= 10 °C. Но запрета на выполнение измерений при dt < 10 °C Правила не содержат; следовательно, такие измерения можно выполнять, и допускаемая погрешность результатов учета теплопотребления в таких случаях нормируется изготовителем теплосчетчика.

Например, изготовитель теплосчетчика указывает, что при 3 <= dt <= 10 °С допускаемая погрешность измерения тепловой энергии равна +/-6%. Если поставщика и потребителя теплоэнергии такая точность устраивает, то этот теплосчетчик можно применять во всех случаях, когда выполняется условие dtфакт >= 3 °С. При меньших перепадах температур применение данного теплосчетчика невозможно, т.к. измерения будут выполняться с ненормированной (неизвестной) погрешностью, что прямо противоречит требованиям Закона "Об обеспечении единства измерений".

Свернуть ответ