Вопрос о введении поквартирного учета теплопотребления жильцами квартир стоит давно. Правовой основой для его решения является Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно п.7 статьи 13 данного закона «...многоквартирные дома, вводимые в эксплуатацию с 1 января 2012 года, после осуществления строительства, реконструкции должны быть оснащены... индивидуальными приборами учета используемой тепловой энергии..». При этом до 1 января 2019 года собственники объектов «...обязаны обеспечить оснащение таких объектов приборами учета используемой тепловой энергии...» [1].

Казалась бы, есть простое решение — установить теплосчетчик в каждую квартиру. Однако в домах с вертикальной разводкой теплоносителя установка датчиков температуры и расходомера на стояке в каждой комнате квартиры не нашла практического применения, прежде всего, по экономическим причинам. Попытка решить эту проблему с применением индикаторов-распределителей тепла, устанавливаемых на отопительных приборах, также натолкнулась на ряд трудностей. Основными из них являются несовершенство и противоречивость нормативной базы, высокие затраты на приобретение и сервис, необходимость проведения вручную трудоемких расчетов теплопотребления, отсутствие программного обеспечения для начисления платежей [2]. Основой для решения данной проблемы стали проектные решения, предусматривающие учет расхода тепла на отопление с помощью поквартирных теплосчетчиков, устанавливаемых в горизонтальных системах отопления.

В настоящее время для учета тепловой энергии в бытовом секторе предлагается достаточно широкий выбор теплосчетчиков как импортного, так и отечественного производства, использующих для измерения расхода теплоносителя крыльчатые (тахометрические) и ультразвуковые расходомеры и отличающиеся стоимостью, способами представления информации и передачи данных и другими конструктивными особенностям. Среди отечественных следует отметить приборы производства ООО «ИВК-САЯНЫ», ООО НПП «ТЕПЛОВОДОХРАН», ООО НПО «КАРАТ», среди импортных — таких фирм, как Kamstrup и Danfoss (Дания), Landis+Gyr (Германия), APATOR POWOGAZ S.A. (Польша) и ряда других.

Однако, несмотря на широкий спектр предлагаемых теплосчетчиков, у проектных и эксплуатирующих организаций, а также конечных потребителей остается вопрос: какой теплосчетчик лучше — на основе тахометрического расходомера или ультразвукового? (Далее для сокращения назовем первый крыльчатым теплосчетчиком, а второй — ультразвуковым). Для ответа на данный вопрос сравним характеристики первого и второго теплосчетчиков по таким критериям, как точность измерения, стабильность метрологических характеристик, срок службы, стоимость, эксплуатационные затраты и некоторым другим признакам, представленным в таблице 1.

Примечание: знак «+» означает положительное качество, знак «-» - отрицательное.

Анализ представленной в таблице информации позволяет вполне обоснованно констатировать, что по совокупности технических характеристик и эксплуатационных показателей ультразвуковые теплосчетчики имеют, по сравнению с крыльчатыми, ряд существенных преимуществ.

Прежде всего, это высокая чувствительность и точность измерений. Несмотря на то, что оба расходомера используют скоростной принцип измерения расхода, в крыльчатом расходомере измерение осуществляется за счет механического преобразования скорости потока в расход с помощью крыльчатки, вращающейся в потоке, магнитной передачи и механического редуктора. Это изначально предполагает, что для начала работы расходомера необходимо преодолеть порог чувствительности, определяемый силами трения качения/скольжения в опорах и механическом редукторе. Наиболее сильно это проявляется на малых нагрузках, в условиях эффективной работы балансировочной и термостатической арматуры, стремящейся с целью энергосбережения максимально снизить расход теплоносителя. Некорректная работа крыльчатого расходомера и, тем более, его останов могут привести к выходу его метрологических характеристик за допустимые пределы и, как следствие, к разбалансу показаний по домовому и квартирным приборам учета тепла. В ультразвуковом расходомере скорость потока определяется прямым измерением времени распространения ультразвуковой волны между излучателем и приемником в прямом и обратном потоку направлениях, что и определяет его более низкий порог чувствительности и высокую точность измерения расхода.

В процессе эксплуатации на работу крыльчатого расходомера влияют внешние факторы и качество теплоносителя. Скачки давления, гидроудары, образование накипи на поверхности лопаток крыльчатки и корпуса могут не только увеличить погрешность измерения, но и привести к поломке крыльчатого расходомера в целом. Низкое качество подготовки теплоносителя может привести к загрязнению подшипников крыльчатки, а отложения окислов железа на магнитной муфте и подвижных деталях — к увеличению трения и износу механических частей. Все это напрямую отрицательно влияет на точность и временную стабильность метрологических характеристик. Соответственно, возникает необходимость более частых поверки, ремонта и техническое обслуживания крыльчатых теплосчетчиков, что не только значительно снижает достоверность измерений и увеличивает эксплуатационные расходы, но и влечет за собой дополнительные неудобства для конечных потребителей, связанные с необходимостью более частого демонтажа приборов.

Несколько более низкая стоимость крыльчатых теплосчетчиков на начальном этапе послужила основной причиной для их более широкого распространения. Однако, покупка теплосчетчика — это разовые затраты. Но если рассматривать затраты в совокупности, то отмеченные выше необходимость проведения ремонта, замены или внеочередной поверки крыльчатых теплосчетчиков показывают эффективность применения ультразвуковых теплосчетчиков и с экономической точки зрения.

Следует отметить еще один важный момент. Наличие магнитной передачи в крыльчатом теплосчетчике предполагает возможность влияния на его работу магнитами (такими «предложениями» «пестрит» интернет) вплоть до полного останова.

Результатом проведенного анализа, помноженного на многолетний опыт разработки приборов учета воды и тепла, стал новый интеллектуальный ультразвуковой теплосчетчик ТЕПЛОСМАРТ, специально предназначеннный для поквартирного учета тепла, а также учета тепла в индивидуальных и малоквартирных домах (таунхаусах). Прибор разработан в рамках совместного проекта, реализованного ООО «НПФ «РАСКО», более 20-ти лет специализирующееся на разработке и комплектных поставках энергосберегающих приборов и оборудования и АО «ЭСКО 3Э», одного из ведущих предприятий по разработке и производству приборов коммерческого учета.

Теплосчетчик состоит из ультразвукового преобразователя расхода, тепловычислителя и пары платиновых термопреобразователей сопротивления. Внешний вид прибора показан на рисунке 1, технические характеристики приведены в таблице 2.

*- по заказу.

Теплосчётчик ТЕПЛОСМАРТ имеет энергонезависимую память, в которой регистрируются значения тепловой энергии в Гкал, параметры теплопотребления, средние температуры и объём теплоносителя за интервал времени. Ёмкость архива теплосчётчика не менее: часового — 60 суток; суточного — 6 месяцев, месячного (итоговые значения) — 3 года. В энергонезависимой памяти сохраняется журнал событий, содержащий информацию об ошибках, возникающих в процессе работы и изменении настроечных параметров. Дополнительно предусмотрены импульсные входы для подключения до 4-х счетчиков холодной и горячей воды, что позволяет одним прибором обеспечить в каждой квартире комплексный учет не только тепла, но и объема потребляемой холодной и горячей воды. Теплосчетчик ТЕПЛОСМАРТ может устанавливаться горизонтально или вертикально как на подающем, так и на обратном трубопроводе.

Прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерения под номером № 71695-18. Межповерочный интервал — 6 лет.

Теплосчетчик ТЕПЛОСМАРТ может поставляться в комплекте с программным обеспечением, предназначенным для работы в составе системы автоматизированной информационно-измерительной «АСКУРДЭ» [3].

Комплексная диспетчеризация объектов (жилых домов и объектов социальной сферы) — одно из самых востребованных направлений развития информационного обеспечения в отрасли ЖКХ. Зачастую, для разнородных энергоресурсов и разных уровней учёта создаются отдельные системы, не раскрывающие потенциал всех возможностей использования. Это приводит к тому, что около четверти объёма коммунальных ресурсов (тепла, воды, электроэнергии) используются неэффективно, а поиск причин потерь и оптимизации потребления крайне трудоёмок. Поэтому сегодня уже не достаточно просто вести учёт потреблённых коммунальных ресурсов — необходимо комплексное решение.

Данное комплексное решение позволяет осуществлять не только квартирный учет потребляемого тепла и воды на базе теплосчетчика ТЕПЛОСМАРТ, но и дает возможность создания оператора учета, обеспечивающего реализацию таких функций как:

• интеграция коммерческого учета всех видов подаваемых в дом коммунальных энергоресурсов, включая тепловую энергию, холодную воду, электроэнергию и газ, а также взаимосвязь общедомового и индивидуального уровней учета;
• масштабируемость системы как в рамках большого города, нескольких регионов, так и в рамках управляющих компаний и ТСЖ;
• объединение систем с целью автоматизированного получения данных для биллинговых и аналитических систем верхнего уровня, включая Государственную информационную систему.

Работа АСКУРДЭ поясняется схемой, приведенной на рис. 2.

Рис. 2 Система автоматизированная информационно-измерительная «АСКУРДЭ»

На 1-м уровне системы располагаются приборы учета всех видов энергоресурсов: тепловой энергии и параметров энергоносителя, объема холодной и горячей воды, количества и параметров электроэнергии, объема и параметров газа.

Производится непрерывный контроль работы систем и оповещение о нештатных ситуациях.

Также осуществляется автоматическое управление отпуском тепловой энергии и горячей воды (регулирование).

На 2-м уровне показаны связующие компоненты, осуществляющие преобразование и передачу информации по различным каналам связи на верхний 3-й уровень.

Гибкое их использование обеспечивает передачу данных о потреблении и управление в непрерывном режиме.

Выбор стандарта GPRS-Интернет, Ethernet при использовании сотовой связи позволяет организовать круглосуточный доступ к показаниям всех приборов на узлах учёта одновременно. При этом расходы на связь зависят только от объёма передаваемых данных, а не от продолжительности связи.

На 3-м уровне размещены сервер и автоматизированные рабочие места с установленным программным обеспечением.

Программное обеспечение автоматизированной системы организует получение, обработку и хранение данных о потреблении от приборов учёта, мониторинг мгновенных показателей, а так же управление параметрами регулирования.

Большой перечень специальных функций позволяет контролировать и оптимизировать работу системы в целом:

• географические карты и мнемосхемы;
• анализ качества и перерыва поставки;
• баланс потребления;
• контроль нештатных ситуаций и аварий.

Обеспечивается передача в систему Биллинга данных о потреблении и данных для перерасчёта при недопоставке или некачественном ресурсе.

Решение задач автоматизации и прозрачности с устранением таких человеческих факторов как обман или ошибка системой АСКУРДЭ сочетается с выполнением следующих функциональных требований:

• коммерческий учет и регулирование по всем видам коммунальных ресурсов;
• анализ качества потребляемых ресурсов, что дает возможность своевременно выявлять отклонения по качеству в режиме он-лайн, уменьшая потери и улучшая взаимосвязь между участниками энергопотребления;
• контроль баланса потребления между поставщиками и потребителями и между различными уровнями общедомового и суммарного индивидуального учета;
• выявление потерь из-за утечки и хищений;
• оповещение о нештатных ситуациях на объектах учета, обеспечивая своевременную реакцию на чрезвычайные ситуации, что позволяет избежать больших технических проблем и финансовых убытков;
• круглосуточный доступ ко всем объектам учета одновременно при эксплуатационных затратах только за объем передаваемых данных;
• контроль работы приборов учета у потребителя с точки зрения коммерческого учета и фальсификации.

Система АСКУРДЭ имеет сертификат об утверждении типа средств измерений № 47131 и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011617746, защищена патентом на полезную модель № 83829.

Рис. 3 Структура организации автоматизированного учета, расчета и начисления платежей при фактическом учете энергоресурсов

На рис. 3 показана структура автоматизированного учета, расчета и начисления платежей в ЖКХ с применением системы АСКУРДЭ. Показания домовых приборов коммерческого учета потребляемых энергоресурсов, а также квартирных тепло- и водосчетчиков передаются по каналам информационной связи в диспетчерский центр, где осуществляется обработка результатов измерений, регулирование параметров тепловой энергии, автоматизированный сбор и контроль качества энергоресурсов и дальнейшая передача в биллинговый центр для начисления платежей. В биллинговом центре формируется база данных для ведения лицевых счетов, выполнения расчетов по фактическому потреблению, приема и учета платежей населения в режиме реального времени, формирования финансовой и статистической отчетности.

Резюмируя изложенное, можно выделить следующие конструктивные особенности ультразвукового теплосчетчика ТЕПЛОСМАРТ, позволяющие рассматривать его в качестве одного из наиболее перспективных приборов, как непосредственно для решения задачи поквартирного учета тепла в многоквартирных домах (или подомового — в малоквартирных домах), так и построения на базе данных приборов и системы АСКУРДЭ комплексных, многоуровневых систем диспетчеризации и биллинга:

• Отсутствие подвижных деталей
• Высокая чувствительность и стабильность метрологических характеристик
• Импульсные входы для подключения до 4-х счетчиков воды
• Интерфейсы передачи данных: RS-485, оптический
• Межповерочный интервал — 6 лет
• Удобная интеграция в системы диспетчеризации.

Основные выводы:

1. Предложен новый интеллектуальный теплосчетчик ТЕПЛОСМАРТ, адаптированный для работы в составе системы автоматизированной информационно-измерительной «АСКУРДЭ».
2. Эффективность системы АСКУРДЭ подтверждена опытом эксплуатации более, чем на 120 000 объектов в 35 регионах России.
3. Предлагаемое решение может быть принято в качестве основного при оснащении строящихся и реконструируемых домов приборами как индивидуального, так и общедомового коммерческого учета энергоресурсов.

Литература:

1. Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. Никитина Светлана, ведущий специалист по индивидуальному учету тепла ООО «Данфосс». Индивидуальный учет тепла: практика применения. — Статья с сайта РосТепло.ру.
3. Воплощай очевидное — ЭСКО 3Э. — Буклет ЗАО «ЭСКО 3Э», 2018