Отопительные перспективы
Отопительные системы в ближайшие годы продолжат совершенствоваться. Будут улучшены характеристики ряда внутренних компонентов, повышена энергоэффективность и автоматизация оборудования, внедрены технологии искусственного интеллекта.
Большинство современных отопительных систем в ближайшее время ожидает дальнейшее технологическое развитие. По словам участников рынка, это требование времени продиктовано растущими требованиями к энергоэффективности, экологичности, экономике производства, а также растущими ожиданиями потребителей в отношении комфорта и удобства.
Ключевые тренды
В последние годы мы наблюдаем несколько ключевых тенденций в развитии отопительных систем, рассказывает руководитель отдела технического маркетинга компании ООО «СИЭНПИ РУС» Дмитрий Коньшин. Во-первых, это акцент на энергоэффективность и снижение эксплуатационных затрат. Современные решения направлены на оптимизацию потребления энергии, снижение потерь тепла и улучшение управления отопительными процессами. Второй тренд — это цифровизация и автоматизация. Использование систем управления с возможностью удаленного мониторинга и настройки стало стандартом в отрасли. В производстве насосного оборудования CNP активно внедряет инновационные технологии, направленные на повышение эффективности и надежности продукции. Все электродвигатели в насосах CNP соответствуют классу энергоэффективности IE3, что способствует снижению эксплуатационных расходов. Также важно отметить, что при разработке проточных частей используются передовые методы гидродинамического компьютерного моделирования, которые позволяют достичь максимального КПД для каждой модели оборудования.
«Помимо этого, наша компания активно внедряет технологии интеллектуального управления насосами. Это включает в себя внедрение частотно-регулируемых приводов (ЧРП), которые позволяют гибко изменять параметры работы насосов в зависимости от текущих потребностей системы; обеспечивает оптимальную производительность и сокращает энергопотребление. В наших продуктах применяется система дистанционного мониторинга и управления, что позволяет заказчикам в реальном времени контролировать работу насосов и оперативно реагировать на изменения в системе», — отмечает специалист.
Если говорить о мире, то основной тренд в развитии тепловых насосов, продолжает тему генеральный директор ООО «Смартклимат» Олег Ковалев, — это применение новых видов хладагентов, особенно природных (СО2 и пропан). Кроме того, все чаще применяются DC-компрессоры и EC-вентиляторы. В основе и той, и другой технологии лежит возможность управлять производительностью двигателя. Применение именно этих типов оборудования позволяет расширить температурные диапазоны работы, увеличить долговечность оборудования и, конечно, увеличить эффективность работы оборудования: «Параллельный тренд — это IoT, интегрированный в системы умного дома. Управление тепловым насосом по поведенческому графику (учитывая, находится кто-то дома или нет), а также новыми вычислительными алгоритмами позволяет экономить до 30% на отоплении и кондиционировании».
Выбор —за эффективностью
Игроки рынка рассказывают и о трендах в производстве котельного оборудования. По словам менеджера по развитию бренда De Dietrich ООО «БДР Термия Рус» Олега Козлова, в отличие от систем отопления многоквартирных домов или общественных зданий, на новые проекты индивидуальных отопительных систем оказывает влияние не только специалист, проектировщик, монтажник, но и все активнее — сам пользователь. Это подстегивает стремительное развитие оборудования для данного сегмента, которое на сегодняшний день удовлетворяет требованиям безопасности, экономичности, автоматизации, а также удобства, дизайна и вариативности использования. Так, например, современный настенный котел De Dietrich Evodens AMC имеет не только сервисный уровень настроек и параметров работы, но и пользовательский доступ для простого пользования клиентом с точной и эффективной подстройкой работы оборудования под изменяющиеся запросы жильцов дома с необходимыми советами, подсказками.
Я бы классифицировал, добавляет Олег Козлов, новые технологии в производстве современных котлов по трем типам: автоматизации, материалам и принципам работы. Например, в промышленных котлах De Dietrich C 340 применен новый сплав теплообменника на основе «алюминия-кремния», который устойчив к коррозии, высоким температурам и большой разности температур при работе теплообменника. «Автоматизация котлов позволяет в совокупности объединить и безопасность, и регулирование котла, управление нагрузками и потребителями тепла, а также дистанционное управление. А новые принципы работы и устройства котла позволяют достигать высокого ресурса и наилучшей эффективности котлоагрегата, опираясь на обширную базу испытаний, исследований, а также благодаря фактическому опыту эксплуатации, притом некоторые улучшения все еще происходят. Опыт внедрения подобных современных конденсационных котлов лучше всего характеризует все вышесказанное в рамках объектов реконструкции. Так, в сравнении со старым оборудованием удается достичь максимальной автоматизации, снизить расходы газа и электроэнергии и таким образом реализовать потенциал оборудования», — считает он.
По мнению менеджера по продукту ООО «Навиен Рус» Игоря Колсанова, нам придется смириться с тем, что отопительная техника достигла пика своего развития с конденсационными котлами — КПД уже достиг значения, близкого к 100%, когда весь газ и даже продукты его сгорания используются для нагрева системы отопления. Это касается и газовых котлов, и жидкотопливных. А электрические котлы практически всегда имели максимальные значения КПД. «Следовательно, какого-то значительного прорыва я бы не ждал. Альтернативных источников энергии в обозримом будущем я бы тоже не ждал — уж сильно человечество как вид любит зарабатывать деньги на продаже газа, значит, альтернатива не будет разрабатываться, пока газ в мире не закончится, и это точно не в обозримом будущем. Следовательно, в среднем все будет оставаться примерно так же, как и сейчас: увеличится процент конденсационных котлов на рынке в связи с повсеместным ростом стоимости газа, конденсационные котлы будут становиться все более актуальными. В данный момент экономия едва ли ощущается, особенно в России с ее традиционно невысокими ценами на газ, но тем не менее эти цены увеличиваются каждый год, и все ближе момент, когда конденсационные котлы станут для нас выгодными», — уверен специалист.
Комфорт — в приоритете
О росте автоматизации производства, внедрении технологий искусственного интеллекта говорят производители и других видов отопительных систем и оборудования. Также они отмечают значимость энергоэффективности и экологичности оборудования.
Если говорить о производстве тепловых пунктов, то основной тренд — это повышение автоматизации, подчеркивает руководитель направления «Решения для теплоснабжения» компании «Ридан» Марина Силакова. В работе самих ТП производители оборудования и эксплуатирующие организации стремятся к точности поддержания параметров, надежности и тоже — к автоматизации. «С последним пунктом более-менее все понятно: использование контроллеров с определенными алгоритмами обеспечивает четкое погодозависимое регулирование всего теплового пункта и поддерживает комфортную температуру в помещении (или заданные параметры системы ГВС). Но для полноценной работы тепловых пунктов, четкого и оперативного попадания в заданные параметры нужны еще верно подобранные насос, теплообменник и регулирующая арматура. Ну и надежность, естественно, складывается из высококачественных компонентов для оборудования и точности обработки внутренних компонентов. Сейчас пользователи стали выбирать комфорт. Поэтому готовы даже переплачивать за то, чтобы изначально стояло оборудование с более долгим сроком эксплуатации, гарантирующее комфортную внутреннюю атмосферу дома, офиса».
Владелец, генеральный директор АО «Фирма Изотерм» Виктория Нестерова отмечает, что в последнее время на рынке наблюдается тенденция к созданию более энергоэффективных и экологичных отопительных систем. Все больше внимания уделяется возможности дистанционного управления и интеграции в интеллектуальные системы. Компания «Изотерм» производит конвекторы, которые можно интегрировать в умные системы и управлять ими через мобильное приложение, что позволяет значительно снизить потребление энергии без потери комфорта: «Кроме того, потребители все больше обращают внимание на эстетическую привлекательность отопительных приборов и возможность гармонично интегрировать их в современные интерьеры. Мы предлагаем широкую типоразмерную линейку трубчатых радиаторов и дизайн-конвекторов, которые позволяют подобрать изделие для любого помещения с учетом его площади и конструктивных особенностей».
Первое, что можно выделить из основных трендов в производстве греющих кабелей среди наших клиентов, рассказывает ГИП (главный инженер) ООО «Обогрев Люкс» Игорь Скворцов, это энергоэффективность — что для рядового пользователя, что для крупного коммерческого предприятия; системы обогрева должны быть эффективными по части минимизации затрат на электроэнергию. Во-вторых, при работе систем обогрева клиенты ориентируются на автоматизацию всех основных процессов, начиная от автоматического запуска в зависимости от температуры среды до контроля работ и состояния систем. Многие пользователи предпочитают интегрировать обогрев вместе с технологиями умного дома, также помогающими оптимизировать расходы на отопление. Также стоит отметить, что пользователи отдают предпочтение модульным системам обогрева, которые легко адаптируются под различные условия эксплуатации, а их установка не занимает много времени. Последнее — это установка систем скрытого монтажа, не мешающих дизайнерским решениям наших клиентов.
Сооснователь, технический директор ООО «ФОРСЕЛ» Алексей Попович отмечает, что первым по показателям эффективности среди новых технологий, задействованных в производстве теплообменного оборудования, стоит внедрение роботизированных систем с искусственным интеллектом (ИИ) для сварки трубных пучков. Преимущество работы с ИИ — ускорение процессов, уменьшение влияния человеческого фактора и увеличение производственной мощности: один оператор может контролировать несколько установок одновременно.
По его словам, «Форсел» уже сейчас разрабатывает это ноу-хау и будет внедрять в ближайшие годы. Еще одну относительно новую технологию — BIM-моделирование — компания уже давно активно использует: «Технологией будущего в нашей профессиональной области называют все, что улучшает теплопередачу. Например композиты с гидрофобными покрытиями. Автоматизация работы повсеместно внедряется в производства, однако точность расчетов до сих пор неидеальная, и в этом плане есть куда стремиться», — подчеркивает представитель рынка.
На чем не стоит экономить во время ремонта?
Юлия Курова, руководитель продуктового направления компании «Теплолюкс» поделилась советами, на чем лучше не экономить во время ремонта и рассказала, как продукты Теплолюкс позволят избежать незапланированных трат.
Комплексный ремонт обычно всегда подразумевает большие финансовые и временные затраты, поэтому многих интересует вопрос, на чём же можно сэкономить, сохранив при этом достойное качество.
В первую очередь важно понимать, что экономить не стоит на тех вещах, которые, во-первых, влияют на безопасность, во-вторых, при поломке могут повлечь за собой гораздо более высокие траты. К такой категории можно отнести систему защиты от протечки воды. Зачастую, покупая квартиру с готовой сантехникой или проводя ремонт в старом доме, не известно, насколько качественно выполнены сантехнические работы, более того, даже если вы проводили эти работы самостоятельно или вместе с вашей строительной бригадой, риск протечек всегда есть.
Система защиты от протечки позволит предотвратить гораздо бОльший ущерб в случае затопления – как минимум поможет быстро устранить протечку и не испортить интерьер вашей ванной комнаты, как максимум сохранить ремонт близлежащих комнат и не затопить соседей снизу.
Как работает система? В местах, куда вода может попасть в первую очередь (под раковиной, унитазом, ванной), устанавливаются датчики протечки. На трубы монтируются шаровые краны. При попадании воды на датчик сигнал поступает на модуль, после происходит автоматическое перекрытие подачи водоснабжения за несколько секунд. Также оповещение поступит и на смартфон, после чего Вы максимально быстро сможете отреагировать на сложившуюся ситуацию.
Чем может обернуться подобная экономия? Если у вас или ваших соседей сверху хоть раз протекали трубы, вы знаете, сколько проблем это может доставить. Чтобы устранить последствия протечки, придётся потратить не только время и деньги, но и нервы. А в нынешних реалиях стоимость Вашего ремонта и соседей снизу несоизмеримо выше стоимости оборудования и монтажа системы защиты от протечки. Её можно купить от 16 тысяч рублей, и, если она сработает даже один раз – экономия на вынужденном ремонте и беспокойствах очевидна. Особенно, если вы живете на высоком этаже в многоквартирном доме.
Также с системой защиты от протечки можно хорошо сэкономить, если в квартире два стояка в разных санузлах (сейчас в большинстве новых квартир это именно так), то установить краны системы защиты от протечек можно в холле в водяном распределительном пункте – понадобится всего два крана, а не четыре. Это сохранит более 10 тысяч рублей.
Ещё одним продуктом, на котором всё-таки не стоит экономить, если вы хотите его установить, являются тёплые полы. В сравнении со стоимостью полноценного ремонта, система тёплых полов обойдётся недорого, а удовольствия и комфорта от неё во много раз больше. Если купить самую дешёвую систему тёплого пола, то через пару лет она может выйти из строя или работать с перебоями, а менять всю систему уже слишком дорого, так как для этого придётся снова разбирать весь пол и менять электрику. В случае с тёплым полом можно сэкономить на терморегуляторе, купив программируемый вместо дешевого механического – при нынешней цене на электричество, он окупится меньше, чем через год, а это 2-3 тысячи рублей.
В дополнение можно сказать, что все инженерные системы, которые могут потребовать ремонта или замены: электрика, отопление, вентиляция и др., должны быть установлены так, чтобы к ним был свободный доступ инструментами. Лучше всего рассмотреть несколько вариантов, выбрать среди них оптимальный, адаптировать его к персональным условиям. Поиск наилучшего решения требует времени, но зато в дальнейшем окупится удобством эксплуатации и надёжностью безопасности жильцов.
Как снизить ущерб от коррозии металла и сократить затраты на обслуживание трубопроводов на 10%?
Каждая шестая домна в России сегодня работает «впустую» по одной причине: коррозия съедает около 10% всего производимого металла[1]. Проблема коррозии под изоляцией обостряется с каждым годом, так как эксплуатируемые металлические изделия стареют, а количество разрушающих факторов увеличивается. В результате коррозия становится причиной колоссального экологического и экономического ущерба. Совсем избежать самопроизвольного разрушения металлов невозможно, но есть способы замедлить процесс. О том, как это сделать, рассказали в компании ROCKWOOL Россия. Эксперты компании с 2015 года прицельно исследуют проблематику возникновения коррозии под изоляцией.
Чем опасна коррозия металла?
Негативные последствия коррозии связаны с существенным увеличением затрат на эксплуатацию промышленного оборудования и устранение последствий разрушения металлов, а также с серьезными рисками для экологии и безопасности людей.
Так, если говорить об экономической стороне проблемы, то ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют 3-4% ВВП в США и Германии, а в России — более 5%. Из-за коррозии трубопроводов и оборудования под изоляцией сокращается потенциальный срок службы промышленных объектов, а вынужденные приостановки на ремонт снижают эффективность и увеличивают потери бизнеса. Так, час простоя может стоить до 20 тысяч долларов.
Эксперты ROCKWOOL добавляют, что 60% аварийных ситуаций с трубопроводами происходят вследствие коррозии металла. При этом стоимость ремонта может составлять до 300 тысяч рублей на один метр трубы. В среднем на ремонт повреждений от коррозии под изоляцией уходит около 10% от общего бюджета на обслуживание трубопроводов.
С точки зрения экологической безопасности и рисков для населения серьезные опасения вызывают возможные последствия из-за производственных аварий по причине коррозии. По данным Росприроднадзора, основная причина утечек из резервуаров и трубопроводов — это коррозионные повреждения. Так, в 2020 году из-за коррозии на трубопроводе Оха-Комсомольск-на-Амуре произошел разлив нефтесодержащей жидкости на площади 0,4 га.
К сожалению, коррозия металла приводит не только к экологическим катастрофам, но и к гибели людей. Один из самых резонансных случаев произошел в 2020 году в Перми: в результате прорыва теплотрассы погибли пять человек. Как сообщили в Ростехнадзоре, причиной аварии стал локальный коррозионный износ участка трубопровода вследствие старения антикоррозионного изоляционного покрытия.
Почему возникает коррозия?
В появлении коррозии всегда так или иначе виновата влага, однако ее влияние может быть разным, например:
- общая и точечная коррозия углеродистой стали возникает при контакте влажной среды и углеродистой стали;
- коррозионное растрескивание под действием внешних напряжений нержавеющей стали происходит из-за воздействия водорастворимых хлоридов из воды.
По оценкам ученых, в последние годы появились дополнительные факторы, которые провоцируют новые ЧП из-за самопроизвольного разрушения металлов. В частности, это интенсивное развитие трубопроводной сферы, нефтяной, химической и нефтехимической промышленности, а также устаревание существующего оборудования и несвоевременный ремонт. Кроме того, по словам академика РАН Евгения Каблова, к таким факторам можно отнести и появление новых видов бактерий.
«Воздействие отдельных бактерий привело к тому, что интенсивность коррозии увеличилась на 20–30%. Даже нержавеющие материалы, которые никогда не корродировали, эти бактерии прожигают, как лазер. Они передвигаются по металлической поверхности, и продукты их жизнедеятельности разрушают нержавейку», — рассказывает Евгений Каблов.
Не последнюю роль в возникновении коррозии играет и промышленная изоляция. Сегодня абсолютное большинство трубопроводов изолируются, чтобы снизить теплопотери. И именно под слоем изоляции зачастую и начинается разрушение металла.
Как снизить риски коррозии под изоляцией
Коррозия под изоляцией — это наружная коррозия трубопроводов или оборудования, которая появляется под внешней обшивкой изделия из-за проникновения влаги. Это одна из самых опасных и коварных разновидностей разрушения металла. Дело в том, что очаги коррозии в таких ситуациях скрыты изоляцией и их нелегко вовремя обнаружить. В лучшем случае проблема вскрывается при снятии изоляции во время очередной проверки, в худшем — уже при аварии. Наиболее высокий риск возникновения коррозии возникает на трубопроводах, работающих в циклическом режиме (нагрев-остывание).
О предотвращении коррозии нужно задумываться еще на этапе проектирования. Есть четыре ключевых правила:
- Трубопроводы и оборудование должны проектироваться так, чтобы положение опор, фитингов и прочего максимально способствовало отведению воды.
- На трубопроводы и оборудование необходимо наносить подходящее антикоррозионное покрытие и регулярно проверять его состояние в рамках плана техобслуживания.
- Необходимо выбрать подходящий изоляционный слой, который будет соответствовать назначению и не станет источником дополнительной коррозии.
- Следует подобрать оптимальную систему защиты от атмосферных воздействий. Она должна соответствовать назначению, сочетаться с установленной под ней изоляцией и регулярно проверяться.
Как выбрать подходящую изоляцию?
Обычно при выборе изоляции для трубопроводов и другого оборудования подрядчики уделяют внимание ее теплопроводности и максимальной температуре эксплуатации. Однако для снижения рисков коррозии под изоляцией этого недостаточно, важно учесть причины ее появления. Их всего три: материал впитывает влагу, плохо выводит влагу или же не соответствует по химическому составу. Таким образом, правильная изоляция не должна влиять на стальную конструкцию, поглощать воду и задерживать пар.
«Есть три параметра, которые непосредственно влияют на саморазрушение металла под изоляцией. Во-первых, это химическая инертность: коррозия стали ускоряется, если из изоляционного материала можно выделить кислотные соединения. Поэтому водная вытяжка из изоляционного материала должна быть слегка щелочной. Во-вторых, это содержание хлоридов. Они могут выщелачиваться и приводить к растрескиванию под внешним напряжением. Уровень содержания подверженных водному выщелачиванию хлоридов в изоляционном материале должен быть выше 10 мг/кг. В-третьих, это водоотталкивающее свойство: водопоглощение должно быть не более 1 кг/м2», — рассказывает Роман Бочков, менеджер по развитию направления Техническая изоляция и Огнезащита компании ROCKWOOL Россия.
Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов (NACE) провела ряд испытаний, чтобы проверить, какие именно изоляционные материалы соответствуют перечисленным свойствам. Оказалось, что самый оптимальный вариант для промышленного применения — это каменная вата. Во время испытаний этот материал показал самую низкую площадь повреждения поверхности: всего 32%, в то время как у изоляции из стекловаты этот показатель составил 42%, у пеностекла — 70%, а у ПИР — все 100%. Максимальная глубина повреждения металла при изоляции каменной ватой тоже оказалась самой низкой (всего 40 мкм), а максимальная скорость коррозии — самой медленной из всех (0,5 мм в год)[2].
Аналогичные испытания провела и лаборатория МГУ: каменную вату с содержанием водорастворимых хлоридов менее 10 мг/кг сравнили с каменной ватой с высоким содержанием хлоридов, а также со стеклянной ватой, синтетическим каучуком, пеностеклом и пенополиуретаном. Среди всех перечисленных материалов для промышленной изоляции лучшие результаты продемонстрировал первый образец: скорость коррозии при использовании каменной ваты с низким содержанием водорастворимых хлоридов составила всего 0,23 мм в год. Для сравнения: под изоляцией из каучука коррозия развивается со скоростью 0,52 мм в год, а под пенополиуретаном — 0,75 мм в год.
«Мы регулярно проводим собственные исследования проблематики возникновения коррозии под изоляцией, ориентируясь, в том числе и на рекомендации NACE. Результатом этой работы стала специализированная линейка прошивных матов и навивных цилиндров из каменной ваты ProRox с низким содержанием водорастворимых хлоридов (меньше 10 мг/кг). Испытания показали, что применение такой изоляции увеличивает ресурс трубопроводов от 11 до 17 % по сравнению с изоляцией из каменной ваты с высоким содержанием водорастворимых хлоридов», — добавляет Роман Бочков.
Прошивные маты и цилиндры ProRox гидрофобизированы, что обеспечивает эффективную защиту от проникновения влаги по всей толщине её слоя. Кроме того, она не препятствует проходу пара, что снижает риск образования конденсата. Такая изоляция доказывает свою эффективность даже на предприятии в условиях Крайнего Севера.
Коррозия металла — неизбежный процесс, однако это не повод оставить попытки и прекратить бороться с ней. Современные разработки предлагают эффективные методы защиты технических сооружений от подобных повреждений и позволяют существенно снизить скорость саморазрушения металлов. А значит — избежать колоссального ущерба.
[1] По данным Института физической химии РАН, https://tribune-scientists.ru/articles/357
[2] ASTM – G189-07 Standard Guide for Laboratory Simulation of Corrosion Under Insulation. Испытания NACE