Обеспечение качества горячей воды

Шваб В.В., ООО «БиоБёрд», г. Москва

Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, утверждённая распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. N 1715-р, определяет цели и задачи долгосрочного развития энергетического сектора страны на предстоящий период, приоритеты и ориентиры, а также механизмы государственной энергетической политики на отдельных этапах ее реализации, обеспечивающие достижение намеченных целей.

Стратегическими целями развития теплоснабжения являются:

· достижение высокого уровня комфорта в жилых, общественных и производственных помещениях, включая количественный и качественный рост комплекса услуг по теплоснабжению (отопление, хладоснабжение, вентиляция, кондиционирование, горячее водоснабжение), высокий соответствующий ведущим европейским странам уровень обеспеченности населения и отраслей экономики страны этим комплексом услуг при доступной их стоимости;

· кардинальное повышение технического уровня систем теплоснабжения на основе инновационных, высокоэффективных технологий и оборудования;

· сокращение непроизводительных потерь тепла и расходов топлива;

· обеспечение управляемости, надёжности, безопасности и экономичности теплоснабжения;

· снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Обеспечение рациональной и эффективной работы систем горячего водоснабжения является важной задачей повышения энергоэффективности в свете исполнения Федерального закона № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 г.

Работа систем горячего водоснабжения связана с большим потреблением теплоты и энергии. Так, например, в жилых многоквартирных домах расходы на горячее водоснабжение (подогрев воды) превышают расходы на отопление.

Повышение же эффективности работы систем горячего водоснабжения невозможно без обеспечения качества горячей воды и без разработки мероприятий по предупреждению выпадения отложений (шлама) в теплообменниках и разводящих трубопроводах.

Необходимость разработки данных мероприятий вызвана тем, что для многих природных вод, использующихся для горячего водоснабжения, содержащих агрессивную углекислоту, углекислотное равновесие (состояние стабильности) достигается при их нагреве до 55-65 0 С.

При более высокой температуре углекислотное равновесие нарушается, что приводит к выпаданию из воды карбоната кальция. В теплообменниках карбонат кальция осаждается в виде твёрдых кристаллических отложений, в трубопроводах систем ГВС – в основном в виде мелкокристаллического шлама. Чем выше температура нагрева воды, тем интенсивнее зарастают теплообменники и тем больше шлама отлагается в трубопроводах системы. Наибольшее количество шлама выпадает в разводящих трубопроводах. Такие отложения помимо снижения пропускной способности трубопроводов вызывают коррозию вследствие дифференциальной аэрации (неравномерной аэрации покрытых и непокрытых отложениями участков трубы). Вследствие этого коррозионные поражения горизонтальных магистралей систем ГВС более интенсивны в нижней части труб, покрытых отложениями. При остывании воды по мере прохождения её в системе из неё выделяется осадок карбоната кальция, углекислотное равновесие смещается в обратную сторону, в результате чего часть растворённой в воде углекислоты становится агрессивной и способствует коррозии трубопроводов. Чем выше начальная температура нагрева воды, тем большее количество агрессивной кислоты образуется при остывании воды.

Совокупность указанных выше процессов приводит к тому, что скорость коррозии трубопроводов увеличивается примерно в 1,5-2 раза на каждые 10 0 С повышения температуры воды. Наличие же в воде взвешенных частиц коллоидного железа, образующегося в результате коррозии стальных трубопроводов, интенсифицирует процесс выпадения труднорастворимых соединений, т.к. частицы твёрдой фазы становятся центрами кристаллизации. Всё это приводит к ухудшению качества воды и к нарушению эксплуатационных характеристик систем централизованного горячего водоснабжения.

К большому сожалению, на практике при проектировании и эксплуатации теплоэнергетических систем (котельные, ЦТП, ИТП, системы отопления и ГВС) этот фактор не берётся во внимание, или учитывается крайне редко. В принятых схемах ИТП не учитываются требования к стабилизационной обработке горячей воды (п. 3.3 СанПиН 2.1.4.2496-09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения»). А именно в нарушение требований п/п. 3.3.1. в схемах не предусматривается специальная обработка воды (противонакипная, антикоррозионная), обусловленная технологическими требованиями. Кроме того, согласно п.11.16 СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» должна быть предусмотрена защита от коррозии и накипеобразования, п. 5.2 СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» требует предусматривать обработку воды в зависимости от качества воды, подаваемой из сетей хозяйственно-питьевого водопровода, материала труб и оборудования СЦГВ, принятых в проекте, а также результатов технико-экономических обоснований.

Ссылка на то, что горячая вода, после теплообменника, соответствует нормативным требованиям, некорректна. Нагрев воды, раствора, состоящего из множества химических веществ техногенного и природного, как правило, минерального, происхождения, а также веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека, приводит к увеличению скорости химической реакции в 140-4000 раз. А это приводит к значительному ухудшению качества воды. Причём реакция, как правило, начинаясь в теплообменниках, проходит и завершается в связанных с ними трубопроводах.

Предлагаемая нами технология применения устройств безреагентной очистки/доочистки воды и защиты теплообменников и связанных с ними трубопроводов от коррозии и накипеобразования на основе применения витализаторов воды biobird фирмы «WEITZ-WASSERWELT» (Германия) позволяет устранить множество проблем, оказывающих негативное влияние на функционирование указанных выше систем и, прежде всего, систем ГВС, в частности:

· наличие коррозии в трубопроводах приводит к отклонению от норм и правил состава и ухудшению свойств воды (мутность, запах и т.д.). В соответствии с новыми Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов (УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Правительства РФ от 6 мая 2011 г. №354) отклонение состава и свойств горячей воды от требований законодательства Российской Федерации о техническом регулировании не допускается ;

· наличие накипеобразования приводит к «зарастанию» теплообменников и трубопроводов, что приводит к снижению эффективности работы теплообменников (при наличии отложений уменьшается съём тепла, т.е. для достижения необходимой температуры необходимо большее количество тепла) и снижению давления (пропускной способности трубопроводов), т.е. в многоэтажных домах верхние этажи не будут обеспечены необходимым давлением. В соответствии с новыми Правилами … отклонение давления в системе горячего водоснабжения не допускается.

Устройства отчищают воду в замкнутых циклах и возвращают её в первозданный вид. Уже через 1-25 дней после монтажа вода в системе становится прозрачной, а соли кальция начинают разрушаться, и преобразовываются в арагонит, который становится составляющей частью воды и не оказывает отрицательного воздействия на пользователей воды, теплоэнергетические установки и связанные с ними трубопроводы. И, что немаловажно, нет необходимости сливать эту воду в канализацию при проведении промывок и заполнять системы заново. Практически как таковые промывки можно исключить. Применение данной технологии позволит сохранить в этом случае миллионы кубометров чистой воды.

Так, например, при выполнении работ по безреагентной промывке системы ГВС с последующей установкой витализатора воды biobird (фото № 3) в здании Мытищинского районного театра драмы и комедии «ФЭСТ» по предлагаемой технологии положительный результат достигнут через 24 часа с начала выполнения работ. Т.е. через 24 часа вода из коричневой (фото № 1) превратилась в прозрачную без видимых элементов загрязнения (фото № 2). Особо следует отметить, что подача горячей воды потребителям при этом не прекращалась.

Фото № 1 Состояние горячей воды в гримуборных № 5 и 6 до начала выполнения работ по промывке и установке витализатора воды biobird (февраль 2011 г.)		Фото № 2 Состояние горячей воды в гримуборных № 5 и 6 после выполнения работ по промывке и установке витализатора воды biobird (август 2011 г.)
Фото № 3 Витализатор воды biobird BWV 100, установленный в ИТП здания МРТДК «ФЭСТ» на трубопроводе перед теплообменником после смешения холодной воды с обратной горячей водой (август 2011 г.)

Витализаторы воды biobird, основной компонент предлагаемых устройств с 2006 г. успешно используются во многих регионах: Волгоградской, Ленинградской, Московской (г. Мытищи, г. Сергиев Посад) и Саратовской областях, Республиках Татарстан, Удмуртия, Хакасия и др. субъектах РФ, а также в странах СНГ: Белоруссии и Казахстане.

· Некоммерческим партнёрством «Российское теплоснабжение», о чём сделана соответствующая запись в «Реестре современных доступных энергоэффективных технологий в сфере теплоснабжения» (Свидетельство № 03 от 14.12.2010г.);

· Министерством промышленности и энергетики Саратовской области, о чём принято соответствующее решение о включении в «Перечень инновационных энергоэффективных технологий и мероприятий, возможных (целесообразных) к реализации на территории Саратовской области» (письмо № 05.01/246 от 25.01.2011г.).