Výmena potrubných rozvodov S-CZT pri obnove bytových domov

V súčasnosti je trend tepelné siete obnovovať, pretože netesné spoje spôsobujú problémy s dodávkou tepla v starých pôvodných sieťach. Potrubia sa totiž navrhovali väčšinou z ocele a realizovali sa s veľkou rezervou, ktorá mala zabezpečiť prípadné budúce odbery tepla.

Výmena tepelných rozvodov sietí centralizovaného zásobovania teplom (S-CZT) sa za posledné roky progresívne zvýšila. Pôvodné potrubné systémy majú zdevastovanú alebo nedostatočnú tepelnú izoláciu, prípadne tepelná izolácia úplne chýba. Tieto potrubia, ktoré sú už takmer bez izolácie, majú veľké úniky tepla na trase.

Stúpajúci trend má aj obnova bytových budov s cieľom zamedziť únikom tepla z vykurovaného priestoru do exteriéru. Zatepľujú sa obvodové steny, strechy a vymieňajú okenné konštrukcie. Pre takto obnovené bytové budovy je charakteristická znížená potreba tepla na vykurovanie.

Všetky tieto spomínané opatrenia obnovy (zateplenie obvodového plášťa, výmena okenných konštrukcií, nové technické zariadenia budov a hydraulické vyregulovanie vnútornej sústavy a i.) zabezpečia menšie potrebné množstvo tepla na vykurovanie, čím sa zníži aj celková potreba energie na vykurovanie.

Inštaláciou termostatických ventilov a nového automatického regulačného systému sa zároveň zlepší kontrola vnútornej teploty v miestnostiach. Tieto opatrenia pre bytové budovy a potrubné rozvody, ktoré sa väčšinou robia postupne a oddelene, by sa mali realizovať naraz.

Tu si však treba uvedomiť, že zníženie tepelných strát v budove sa dosiahne zmenou úrovne tepelnej ochrany. Preto je nevyhnutné prispôsobiť návrh tepelných rozvodov na konkrétne projektované tepelné príkony budovy po obnove.

Znižovanie energetickej náročnosti Slovenska

Hlavnými cieľmi Európskej únie je znižovanie energetickej náročnosti Slovenska a ďalších krajín Európskej únie. Zároveň sa plánuje zvýšiť využívanie obnoviteľných zdrojov energie na vykurovanie a prípravu teplej vody [1].

V súlade s nariadením Európskeho parlamentu a Rady EÚ 2018/1999 o riadení energetickej únie a opatrení v oblasti klímy Ministerstvo hospodárstva Slovenskej republiky vypracovalo Integrovaný národný energetický a klimatický plán na roky 2021 – 2030 [3, 4].

V rámci sektora vykurovania, najmä diaľkového vykurovania, bude v nasledujúcich rokoch dôležitá energetická transformácia, ktorá vyžaduje zníženie podielu uhlia vo vykurovaní v prospech obnoviteľných zdrojov energie a zlepšenie udržateľnosti a bezpečnosti dodávok tepla.

Vysoký stupeň centralizácie zásobovania teplom vytvára dobré technické predpoklady na využívanie biomasy, biometánu a geotermálnej energie. [3].
Spojením obnovy bytových budov a pôvodných rozvodov tepla možno prispieť k zníženiu tepelných strát (v budove aj v rozvodoch), a tým aj k zníženiu celkových nárokov na teplo pre bytové domy.

Projekt Svit – obnova bytového domu a vnútorných rozvodov

Projekt obnovy a plánovanej výmeny tepelných sietí sa realizoval v meste Svit v okrese Poprad. V súlade so znížením celkovej potreby tepla na vykurovanie sa vhodne zvolila aj výmena starých rozvodov vykurovania a teplej vody.  Uprostred bytového domu sa umiestnila výmenníková stanica tepla.

V prvom kroku obnovy sa uvažovalo, že sa budú potrubia ústredného vykurovania a rozvody teplej vody s cirkuláciu viesť v inštalačnom prieleznom kanáli k dvadsiatim stúpacím potrubiam pre ústredné vykurovanie a k ôsmim stúpacím potrubiam teplej vody a cirkulácie.

Keďže investor namiesto klasických potrubných rozvodov zvolil predizolované potrubie, aby zabezpečil nízke tepelné straty v rozvodoch, bola táto montáž komplikovanejšia. Montáž štvrtého potrubného predizolovaného systému sťažoval úzky prielezný kanál.

Neskôr sa uvažovalo o zmene trasy potrubných rozvodov pre ústredné vykurovanie. Tá sa mala premiestniť do vonkajšieho priestoru. Tento spôsob vedenia potrubných rozvodov však nebol v prípade tohto bytového domu vhodný. Pri dvadsiatich prechodoch cez základy hrozilo narušenie statiky bytového domu.

Ako najvhodnejšie riešenie trasovania potrubných rozvodov v súlade s aktuálnymi podmienkami projektu sme nakoniec zvolili pôvodne uvažované umiestnenie potrubných rozvodov ústredného vykurovania a rozvodov teplej vody s cirkuláciou do inštalačného kanála, a to aj napriek náročnejšej montáži.

Použili sa nepredizolované tvarovky, ktoré sa izolovali na mieste. Na ústredné vykurovanie sa použilo predizolované plastové potrubie NRG HeatFlex vo vyhotovení double (dve rúrky so spoločnou tepelnou izoláciou) a pre rozvody teplej vody a cirkulácie sa použilo potrubie NRG HeatFlex v single (jednorúrkovom) vyhotovení.

Po odbornej porade s výrobcom potrubia sa investor rozhodol pre plastové predizolované potrubia NRG HeatFlex, ktorého maximálne zaťaženie je 95 °C a 6, resp. 10 bar. Potrubie je izolované vysokoúčinnou tepelnou izoláciou z polyuretánovej peny na báze cyklopentánu s hodnotou súčiniteľa tepelnej vodivosti 0,0210 W/(m . K).[5]

Prepočítaním dimenzií potrebných pre aktuálny stav potreby tepla sa znížia dimenzie potrubí ústredného vykurovania, a tak možno hydraulicky doregulovať stúpacie potrubia vykurovacej sústavy.

Obnova tepelných sietí vo vnútrobloku v bratislavskom Novom Meste

V tomto projekte sme maximálne využili flexibilitu plastových predizolovaných potrubí. Cieľom bolo zachovať čo najväčšiu časť vnútrobloku, aby sme neobmedzovali obyvateľov. Dokázali sme vtiahnuť 1 300 m plastového predizolovaného potrubia do existujúceho kanála, pričom sa otvorilo iba 40 m z trasy.

Odstavenie prívodu teplej vody trvalo iba dva dni a odstavenie prísunu ústredného vykurovania tri dni. Tento krátky časový plán bolo potrebné dodržať kvôli začiatku vykurovacieho obdobia. Zabezpečiť užívateľom prísun tepla do budov v takomto krátkom čase sa nám podarilo len vďaka podrobnému naplánovaniu postupu realizácie.

Pri zhotovení rozvodu vykurovania postačovalo plastové predizolované potrubie s dimenziou DN160/DA225 pospájať na trase s dĺžkou až 110 m iba piatimi spojmi, a to vďaka súvislému kotúču a flexibilnosti použitých predizolovaných plastových potrubí.

Projekt Veľké Kapušany – nové predizolované oceľové potrubia

Projekt vo Veľkých Kapušanoch pozostával z kompletnej výmeny tepelných rozvodov. S realizáciou obnovy týchto tepelných sietí sa začalo na začiatku leta 2021. Použili sa predizolované oceľové potrubia v nadštandardnej dvakrát zosilnenej tepelnej izolácii s dimenziami od DN25 do DN150, ktoré minimalizujú tepelné straty.

Celkovo sa na tento projekt doviezlo dvanásť plných kamiónov potrubí. Väčšina hrubých prác sa realizovala v čase letnej odstávky. Celá obnova sa ukončila do začiatku vykurovacej sezóny 2021.  Pre sekundárne okruhy vykurovania a rozvodu teplej vody sa použili flexibilné plastové potrubia NRG AustroPUR. Toto overené riešenie, ktoré sa používa v tepelnom hospodárstve už takmer desať rokov, umožnilo zvoliť optimálnu trasu.

Tepelné rozvody v sieťach CZT

Pri obnove tepelných rozvodov v sieťach CZT je potrebné tepelné rozvody vždy prepočítať a tepelnú sieť nadimenzovať podľa aktuálnych potrieb tepla na vykurovanie. Každé zateplenie a obnova budovy znižuje spotrebu energie, no ak sa pri tom neuvažuje o výmene starých potrubí, môže sa táto spotreba energie navyšovať, a to pre tepelné straty v rozvodoch.

Ak klesne potreba tepla v bytových domoch, staré predimenzované siete, naprojektované na väčšie projektové príkony, musia prenášať väčší prietok, a tak nahrievať väčšie množstvo teplonosného média. Aj napriek možnému zníženiu teplotného spádu (základná úprava vo výhrevni) sa však množstvo prietoku, ktoré je potrebné ohriať, nezmení.

Na každý projekt je potrebné pozerať komplexne. Treba sa zamyslieť nad montážou, tepelnými stratami v potrubiach, materiálom potrubí a počítať aj s výkopmi. Každé predizolované potrubie má iné vlastnosti, hrúbku steny médionosnej rúrky a celkovú hrúbku tepelnej izolácie.

Vhodným riešením pre tento typ projektov sú bežné zosieťované predizolované potrubia PE-Xa do 95 °C/6 bar s rôznou tepelnou izoláciou, ktoré umožňujú nájsť balans medzi hrúbkou izolácie a flexibilitou potrubí. Ďalším vhodným variantom predizolovaných plastových potrubí sú potrubia do 95 °C/10 bar, ktoré majú termoplasticky zosilnenú médionosnú rúrku o aramidové vlákno.

Používajú sa predovšetkým na rozvody teplej vody s dimenziami až do DN160, ktoré sú vhodné aj pre väčšie sídliská.  Flexibilné predizolované potrubia majú viacero výhod, sú veľmi ohybné, navinuté na kotúčoch do dĺžok až 250 m, čo predstavuje veľkú výhodu aj z hľadiska menšieho počtu spojov, ktoré je potrebné použiť v porovnaní napr. s predizolovaným oceľovým potrubím.

Aplikácia double rúrok (dve rúrky umiestnené v spoločnej tepelnej izolácii) zaručuje veľmi nízke tepelné straty v rozvodoch a umožňuje ohnutie bez použitia kolien.
Prechod medzi plastom a oceľou možno realizovať pri plastovom predizolovanom potrubí maximálne do 115 °C/10 až 16 bar.

Double predizolované potrubia s dimenziou až do 2x DN90 predstavujú výraznú úsporu najmä pri výkopových prácach, pretože v porovnaní so single potrubiami potrebujú oveľa menšiu šírku výkopu. Kombináciou predizolovaných oceľových a plastových potrubí, teda hybridného systému, možno získať výhody oboch systémov.

Ďalším veľmi využívaným materiálom sú oceľové predizolované potrubia. Ich maximálne zaťaženie je do 148 °C a 25 bar. Predstavujú tak vhodné riešenie pre horúcovody a väčšie dimenzie. [6]

Na záver

Správnymi krokmi pri obnove budov spolu s obnovou tepelných sietí možno prispieť k celkovému zníženiu tepelných strát v budove, ale aj v tepelných rozvodoch. Znížením prevádzkových nákladov sa usporia nemalé investičné náklady.

Kombináciou plánovaného návrhu zdrojov tepla s využitím obnoviteľných zdrojov energie, vhodne zvolenými dimenziami a materiálmi tepelných rozvodov, správnou výstavbou, ale aj obnovou bytových budov sa dá prispieť k celkovému zníženiu emisií CO2, skvalitneniu dodávky tepla k odberateľom a aj k tepelnej pohode užívateľov bytových domov.

Literatúra:

1. Jandačka, J. – Holubčík, M. – Patsch, M. – Vantúch, M.: Moderné zdroje tepla na vykurovanie.  Žilina: EDIS – vydavateľské centrum ŽU, 2016.  264 s. ISBN 978-80-554-1230-6.
2. Krajčík, M. – Petráš,D. – Skaliková, I.: Energetické hodnotenie budov. SPEKTRUM STU, 2016, ISBN 978-80-227-4903-9.
3.  Integrovaný národný energetický a klimatický plán na roky 2021 – 2030. Spracovaný podľa nariadenia EP a Rady (EÚ) č. 2018/1999 o riadení energetickej únie a opatrení v oblasti klímy. Ministerstvo hospodárstva Slovenskej republiky. Bratislava. Október 2019. Dostupné na internete:  https://www.mhsr.sk/uploads/files/zsrwR58V.pdf.
4. Nariadenie Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2018/1999 z 11. 12. 2018 o riadení energetickej únie a opatrení v oblasti klímy. Dostupné na internete: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/SK/TXT/?uri=CELEX:32018R1999.
5. https://www.nrgflex.sk/flexibilne-predizolovane-potrubia/.
6. https://www.nrgflex.sk/ocelove-predizolovane-potrubia/.
7. https://www.topin.cz/clanky/vyber-potrubi- pro-tepelne-rozvodne-site-detail-9087.

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov 3/2022