Главная > Статьи > Титов Н.
Правильно разделяй и учитывай

Титов Н.
Правильно разделяй и учитывай

Николай Титов,
кандидат технических наук

 


В статье представлен метод определения годового потребления тепловой энергии на нужды центрального отопления по неразделенным данным общедомового теплосчетчика.


 

Задача оценивания годового потребления на нужды центрального отопления (ЦО) в многоквартирном доме (МКД) возникает перед управляющей организацией (УО) в начале каждого года при расчете общедомового норматива тепла на отопление. Особенность заключается в том, что в отдельных случаях общедомовые теплосчетчики в отопительный период не разделяют тепловую энергию на нужды отопления и производство горячей воды. Поставщику тепловой энергии достаточно получать от УО ежемесячные обобщенные данные о потреблении данного ресурса в МКД. Конечный потребитель (житель МКД) по закону обязан оплачивать только ту часть тепловой энергии, которая идет на нужды ЦО.

Услуги по обеспечению горячим водоснабжением (ГВС) оплачиваются по показателям квартирного счетчика потребления горячей воды, и по большому счету потребителя не должны интересовать объемы тепловой энергии на нужды ГВС. Правилами коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя (утвержденными Постановлением Правительства РФ от 18.11.2013 № 1034) подобная ситуация не регламентируется.

Таким образом, УО оказывается перед дилеммой: либо устанавливать дополнительный теплосчетчик на ЦО (или ГВС), либо предлагать эффективный алгоритм (метод) разделения тепловой энергии в отопительном периоде.

Первый вариант требует дополнительных финансовых вложений, которые из-за технологических условий могут быть весьма значительными. Второй подход, с одной стороны, не требует финансовых вложений, но, с другой стороны, должен быть простым и понятным для большинства жителей МКД. Последнее требование особенно актуально в период, когда реформа ЖКХ вплотную подошла к учету коммунальных услуг на общедомовые нужды.

К сожалению, как показывает практика, некоторые управляющие организации, пользуясь неразделенностью данных по потреблению тепловой энергии, безальтернативно утверждают ошибочный и завышенный норматив потребления тепла на нужды отопления в МКД, основываясь на необоснованных расчетных алгоритмах. С подобным случаем столкнулись жители одного из московских МКД, сменившие управляющую компанию, которая перешла на собственный мониторинг потребления тепловой энергии. В результате в двух соседних корпусах платежи за отопление отличаются более чем на 35%, а фактор «более теплой зимы» парадоксальным образом привел к увеличению норматива по отоплению на 22%. Устранение подобных «перекосов» в практике работы ЖКХ является целью данной статьи.

 

Постановка задачи

Рассмотрим вопрос информационного обеспечения решения задачи разделения данных общедомового теплосчетчика в отопительном периоде.

Во-первых, необходимо использовать данные теплосчетчика в неотопительном периоде, так как система ГВС в отличие от системы отопления функционирует круглогодично. Обычно в Москве неотопительный период составляет пять месяцев с мая по сентябрь включительно. При круглогодичном цикле работы отопительной системы МКД задача алгоритмического разделения данных переходит в разряд труднорешаемых.

Во-вторых, затраты тепловой энергии в системе ГВС зависят от объема потребляемой горячей воды. Поэтому ежемесячные показатели общедомового счетчика потребления горячей воды являются важными параметрами для поставленной задачи. Если данные по фактическому потреблению горячей воды в МКД по какой-либо причине недоступны для УО, то можно рекомендовать использовать начисленное суммарное потребление ГВС по показаниям индивидуальных счетчиков жителей МКД. При этом стоит помнить, что начисленное потребление горячей воды относится к предыдущему месяцу.

Существует еще и сезонный (температурный) фактор, который влияет на обе составляющие потребления тепловой энергии в МКД. Понятно, что на получение одинакового объема горячей воды в отопительный период потребуется больше тепловой энергии, чем в неотопительном периоде. Поэтому данные по среднемесячной температуре наружного воздуха в регионе будут не лишними при решении данной задачи.

Сформулируем математическую постановку задачи разделения данных общедомового теплосчетчика. Имеем:

(W1, W2,…, W12) массив ежемесячных показателей теплосчетчика МКД;

(V1, V2,…, V12) массив ежемесячных показателей домового счетчика потребления горячей воды;

(T1ср, T2ср,…, T12ср) массив среднемесячных температур наружного воздуха в регионе.

Требуется определить (^U1,^U2,^U3,^U4,^U10,^U11,^U12) – массив оценок ежемесячного потребления тепловой энергии на нужды ЦО в отопительном периоде. Годовое потребление тепловой энергии на отопление (U,) представляет собой сумму оценок по «отопительным» месяцам.

 

Алгоритм решения

Предлагается разбить отопительный период на два участка: январь–март и ноябрь–декабрь. Для первого участка отопительного периода при оценивании тепловых затрат на ГВС используется статистический норматив ближайшего «неотопительного» месяца (май). Математически подобный подход называется интерполяцией. Имеем:

^Uj = Wj – Vj•W5/V5, где j = 1, 2, 3, 4.

Для второго участка отопительного периода целесообразно использовать статистический норматив сентября и провести экстраполяцию тепловых затрат системы ГВС на последующие месяцы:

^Uj = Wj – Vj•W9/V9, где j = 10,11, 12.

Сопоставление месячных оценок потребления тепловой энергии {^Uj} с учетом среднемесячных региональных температур {Tсрj} позволяет контролировать корректность проведенного разбиения показателей общедомового теплосчетчика. Таким образом, проверяется система неравенств:

если Tсрj < Tсрi, то ^Uj > ^Ui, для всех: j,iЄ{1,2,3,4,10,11,12}, j≠i.

В случае невыполнения хотя бы одного из неравенств необходимо провести дополнительный детальный анализ на предмет достоверности показателей общедомовых счетчиков тепла и горячей воды в месяцах, для которых отмечены значимые отклонения.

Объединяя результаты расчетов на обоих участках отопительного периода, имеем следующую расчетную формулу для начальной оценки суммарного годового тепла, затраченного на отопление в МКД:

 

^U = 4j=1WJ + 12j=10WJ – W5/V54j=1VJ – W9/V912j=10VJ.

 

Полученная оценка косвенно учитывает сезонный фактор при получении горячей воды, однако этого недостаточно, так как расходы тепла на нужды ГВС в зимние месяцы возрастают на большую величину, чем майские и сентябрьские показатели. Наличие подобного тренда объясняется целым рядом причин, основная из которых – объективная необходимость подогрева более холодной воды до более высоких температур. Поэтому самым простым и общепринятым способом учета существующей методической ошибки является уменьшение суммарной оценки путем введения калибровочного множителя. Имеем:

U~ = KР• ^U, где KР– калибровочный коэффициент.

Если данную задачу решать изолировано и не привлекать дополнительную информацию о расходах тепловой энергии в соседних МКД, то достаточно взять экспертную оценку калибровочного коэффициента, например KР= 0,95, по аналогии с допустимыми потерями при учете водяного снабжения.

 

«Корпус № 2»

В районах массовой застройки, как правило, можно найти один или несколько аналогичных домов, имеющих идентичный тепловой пункт и построенных по единому проекту. Условно назовем подобный МКД «корпус № 2» и предположим, что в этом корпусе функционирует тепловой пункт, позволяющий инструментально разделять тепловую энергию на две составляющие. Таким образом, для корпуса № 2 дополнительно имеем измерения ежемесячного потребления тепла на нужды ЦО: {Uj},J=1,2,3,4,10,11,12 в анализируемом году.

Применив методику оценивания для неразделенных показателей теплосчетчика в корпусе № 2, получим соответствующие ежемесячные оценки для отопительного периода  {^Uj},J=1,2,3,4,10,11,12. В этом случае рекомендуется использовать фактические данные по потреблению горячей воды.

Оценим калибровочный коэффициент по методу наименьших квадратов:

 

minKp  ∑j(Uj – Kр•^Uj)2, отсюда ^Kр= ∑j(Uj •^Uj)/ ∑j^Uj2.

 

Оценка калибровочного коэффициента получена по данным корпуса № 2 в прошедшем году. К анализу можно привлечь данные и по другим соседним МКД. В этом направлении управляющей организации может и должен помочь региональный поставщик тепловой энергии. Таким образом, УО резонно требовать от поставщика-монополиста не только тепловую энергию, но и информацию о потреблении этой энергии на различные нужды в соседних домах.

Возникает вопрос, можно ли при оценивании калибровочного коэффициента использовать статистические данные прошлых лет? Если никаких технологических изменений на тепловом пункте не проводилось, то скорее можно, чем нет. Однако этот вопрос требует дополнительных исследований с привлечением статистических данных, что выходит за пределы компетенций УО. Можно только рекомендовать проверку по непараметрическому критерию Дарбина-Уотсона [1], который оперирует с невязками {DUj = Uj – ~Uj} и ориентирован на установление автокорреляционных связей. Согласно данному критерию расчетная статистика

 

DW = (4j=2(DUj – DUj–1)2 + (DU10 – DU4)2 +

 + 12j=11(DUj – DUj–1)2)/ (4j=1DU2 j + 12j=10DU2 j)

 

сравнивается с пороговыми значениями, зависящим от объема выборки n =7 и заданного уровня значимости p (обычно 0,95). По статистическим таблицам определяем интервал [1.356, 2.644] для DW, в котором выполняется гипотеза отсутствия автокорреляции и, следовательно, обеспечивается приемлемое качество оценивания ежемесячных показателей теплосчетчиков на нужды отопления.

С точки зрения прикладной информатики, данная проблема относится к технологиям Data Mining («обнаружение практически полезных знаний в базах данных») [2].

В таблице приведены реальные данные с теплового узла одного из московских МКД и результаты обработки по предложенной выше методике. Для первых трех месяцев отопительного периода позднее были получены достоверные данные о ежемесячных расходах на нужды ЦО. Оценка калибровочного коэффициента по этим данным составила: ^Kр= 0,9846. Проверка по критерию Дарбина-Уотсона не проводилась, так как выборка невязок мала (n =3). Итоговая оценка суммарного годового потребления тепловой энергии на нужды ЦО составила: ~U = 936,2 Гкал.

Отметим, что предложенный алгоритм легко может быть запрограммирован в популярном приложении EXCEL. Для этого достаточно квалификации и навыков современного студента любого технического ВУЗа.

 

Выводы

Итак, в статье предложен простой и обоснованный алгоритм разделения ежемесячных показателей общедомового теплосчетчика на нужды ЦО и ГВС. Данный метод позволяет получить аргументированную оценку суммарного годового потребления тепловой энергии на отопление и тем самым сформировать достоверный годовой норматив для оплаты жителями МКД счетов за данную
услугу.

Дальнейшее совершенствование предложенной методики предполагает проведение развернутого статистического анализа релевантных данных с привлечением информации от регионального поставщика тепловой энергии.

 

Литература

  1. Бородич С.А. «Эконометрика»: Учебное пособие. Минск, «Новое знание», 2001. ISBN 985-6516-45-5.
  2. Степанов Р.Г. Технология DATA MINING: Интеллектуальный анализ данных. Казань, 2008.

Оставить комментарий