Перспектива развития отопительных систем и оборудования в основном связана с двумя направлениями решения проблемы:
- совершенствование оборудования и систем централизованного теплоснабжения;
- развитие автономного отопления.
Перспективы развития централизованного отопления будут определяться совершенствованием схем в направлении их оптимизации, повышения качества строительно-монтажных и ремонтных работ, надежности оборудования, снижения непроизводительных потерь теплоносителя и тепла. Старение основного оборудования существующих тепловых сетей, где уже сейчас, как правило, более половины превысило амортизационный срок эксплуатации, потребует существенных капитальных затрат уже в ближайшие 2–3 года. Это понизит инвестиционную привлекательность объектов централизованного теплоснабжения и потребует разработки программ поддержки со стороны государства. Эффективность этого направления развития систем отопления также будет зависеть от уровня платежеспособности потребителей и объема поступающих средств. Перераспределение топливных ресурсов на постсоветском пространстве также поставило перед мощными городскими ТЭЦ ряд проблем, связанных с переходом на непроектное топливо. Причем не всегда в качестве альтернативного топлива можно применять природный газ. Во-первых, из-за ограничения его поставок, и, во-вторых, из-за эксплуатационных затруднений, связанных с переводом пылеугольных котлов на природный газ. Простая замена топливосжигающих устройств — пылеугольных горелок на газовые горелки без соответствующего конструктивного оформления газового и пароводяного трактов котлов — может привести к потере тепловой мощности, снижению КПД и надежности теплоснабжения. С другой стороны, мощные теплоисточники в составе централизованных систем теплоснабжения достаточно хорошо приспособлены к размещению в них установок комбинированной выработки электроэнергии и тепла, не только на базе парогенераторов, но и на базе водогрейных котельных агрегатов. Отечественные производители турбинного оборудования могут поставлять паровые турбины малой мощности от 250 кВт до 3 МВт. Это существенно расширяет сектор производителей электроэнергии и создает конкурентную среду традиционно-монополизированной сфере производства электроэнергии. Как показывают расчеты, для условий котельной Пермского ЦБК с двумя котлами ГМ–50–1, установка двух противодавленческих турбин Р–6–35/3 суммарной мощностью 12 МВт позволяет на 75% покрыть потребность комбината в электроэнергии по цене в 2,5...3,0 раза ниже, чем в энергосистеме. Значительный интерес также представляет ГТУ-ТЭЦ и ДВС-ТЭЦ, КПД которых можно довести до 90%. При создании благоприятного инвестиционного климата возможно создание через 2–3 года конкурентного рынка тепловой и электроэнергии, вырабатываемого независимыми поставщиками, в том числе — акционерной формы собственности. При этом выиграет тот, кто предложит наиболее благоприятные условия для потребителя по ценам и уровню оказываемых услуг. Производитель, применяющий неэффективные энергозатратные способы производства энергии, будет неизбежно вытеснен с рынка. Останутся те, кто предложит потребителю наиболее выгодные условия и высокую надежность теплоснабжения. Очевидно, централизованное отопление будет прежде всего затрагивать коммунальное жилье, бюджетную сферу и небольшие предприятия, расположенные в городской черте. Крупные предприятия, равно как и отдаленные, будут устанавливать собственные автономные котельные, а потребляющим большое количество электроэнергии на технологические цели будет выгоднее применять когенерационные установки с комбинированным производством тепла и электроэнергии как более рентабельные: выше коэффициент использования топлива и, соответственно, меньше себестоимость тепла и электроэнергии. Со временем, с повышением цены на газ, переходом к труднодоступным месторождениям и ужесточением экологического законодательства, ограничивающего выбросы СО, СО2 и других продуктов сгорания, будет увеличиваться, при поддержке государства, доля использования в энергетике альтернативных возобновляемых экологически чистых топливных ресурсов: биомассы, биогаза, энергии солнца, ветра и т.д. Ввиду существенных затрат на подобное оборудование, альтернативные источники энергии будут применяться в основном в качестве вспомогательных для централизованного энергоснабжения или на крупных предприятиях. В сфере автономного отопления индивидуального жилья и небольших предприятий преимущество будет отдано экономичным многофункциональным системам, использующим в качестве топлива прежде всего природный газ, так как в обозримой перспективе (15–20 лет) это будет наиболее дешевый и удобный в использовании вид топлива. В регионах, имеющих избыток генерируемой электроэнергии, и, соответственно, низкие тарифы на электроэнергию, будут применяться многофункциональные климатические установки на электроэнергии, в том числе имеющие в своем составе тепловые насосы. Многофункциональность подразумевает прежде всего не только отопление помещений, горячее и холодное водоснабжение, но и климатизацию помещений, подразумевающую подготовку воздуха: обновление, очистку, поддержание необходимого уровня влажности. Это будет тем более актуально, чем более теплозащитными свойствами (а значит и большей герметичностью) будут обладать ограждающие конструкции возводимых зданий, а также, чем менее будет соответствовать окружающий воздух экологическим стандартам. Для решения этой задачи все большее применение будут находить комбинированные установки воздушного отопления и подготовки воздуха (вентиляции и кондиционирования) как наиболее экономичные и позволяющие одной системой решить задачу создания микроклимата помещений. При этом вода будет использоваться только для целей непосредственно холодного и горячего водоснабжения. Сейчас этот вид отопления применяется в основном для помещений больших объемов: складов, производственных помещений, сервисных центров, спортивных и концертных залов. Но уже наметилась тенденция все более широкого применения воздушного отопления для комфортабельных помещений офисов и индивидуального жилья, вследствие высоких требований к качеству воздуха. В прогнозируемой перспективе доля систем воздушного отопления в инженерных системах зданий должна существенно увеличиться за счет вытеснения водяного отопления там, где это более выгодно с точки зрения создания качественной воздушной среды. Говоря о перспективных технологиях в отоплении производственных помещений нельзя не упомянуть такой прогрессивный вид отопления, как лучистое с использованием инфракрасных излучателей. И, часто, лучистое отопление приводят в качестве альтернативного водяному и воздушному, забывая при этом, что проблема качества воздуха в этом случае не решается. В любом случае необходимо устанавливать приточно-вытяжную систему вентиляции, с подогревом приточного воздуха, которая является видоизмененной версией системы воздушного отопления. То есть, в итоге, мы имеем две параллельные системы с соответствующим уровнем затрат как на приобретение и установку, так и на обслуживание. В еще более отдаленной перспективе потребление газа на цели отопления для индивидуальных домов и мелких предприятий должно свестись к минимуму, и, скорее всего, будет заменено на экологически чистые установки на электричестве, генерируемом альтернативными способами, упоминавшимися выше. В этом все большую роль играют требования безопасности в связи с достаточно высокой степенью риска, связанного с опасностью взрывов и пожаров при эксплуатации газоиспользующего оборудования на подобных объектах. Отличительными чертами отопительного оборудования будущего также будут высокий уровень автоматизации и регулирования с элементами искусственного интеллекта устанавливающий в каждый момент времени оптимальный режим отопления с учетом тепловыделений от людей и бытовых приборов, метеорологической обстановки, времени суток и позволяющий сократить потребление энергии до минимума. Повсеместно будет утилизироваться тепло бытовых и промышленных стоков. Эффективность использования энергии будут повышать устройства рекуперации и регенерации вытяжного воздуха, которые являются частью вышеупомянутых систем воздушного отопления. Вот некоторые, и далеко не все, перспективы отопления, которые, на наш взгляд, будут иметь место в обозримом будущем. Хочется добавить, что этот материал является лишь личной версией авторов, и отражает их взгляд на данную проблему.
