Modernizácia domových odovzdávacích staníc

Výmenníky tepla pre VYK sú klasické rúrové, prípadne doskové alebo špirálové výmenníky tepla. Pri rúrových výmenníkoch tepla sa vyžaduje splnenie požiadavky týkajúcej sa tepelnej zálohy. Výstupné potrubia (sekundárna tepelná sieť) sú napojené na teplovodný rozdeľovač a zberač. Z nich vyúsťujú a do nich sa vracajú jednotlivé vetvy navrhovaných rozvodov (VYK, TV, vzduchotechnika, technológia).

Výmenníky tepla na prípravu TV tvoria zväčša klasické rúrové výmenníky tepla. Sústava prípravy TV je doplnená jedným alebo viacerými zásobníkovými ohrievačmi (stojatými alebo ležatými). Mate­riál výmenníkov tepla na prípravu TV musí spĺňať veľmi prísne hygienické požiadavky – nesmie znečisťovať ohrievanú pitnú vodu na strane spotreby.

Obehové čerpadlá VYK pre väčšie vykurovacie sústavy tvoria kozlíkové obehové čerpadlá, prípadne obehové čerpadlá do potrubia. Do bloku sa umiestňujú dve, prípadne tri čerpadlá. V činnosti je len jedno, ostatné tvoria zálohu.

Cirkulačné čerpadlá TV tvoria kozlíkové obehové čerpadlá, prípadne obehové čerpadlá do potrubia. Do bloku sa umiestňujú dve, prípadne tri čerpadlá. V činnosti je len jedno, ostatné tvoria
zálohu.

Kompaktné OST
Jednotlivé popisované celky, resp. bloky sa navrhujú a prepájajú tak, aby zabrali malý priestor. Využívajú sa najmodernejšie stavebné prvky, armatúry, výmenníky, čerpadlá a ostatné diely tak, aby navrhnutá OST tvorila kompaktný celok. Podľa primárnej teplonosnej látky prevládajú vodné kompaktné OST, ale v priemyselných prevádzkach sa vyskytujú aj kompaktné parné OST [4].

Primárnou teplonosnou pracovnou látkou je horúca voda s výpočtovým teplotným spádom 150/75 °C s možným vychladením vratnej vetvy až na teplotu 40 až 50 °C, s pracovným pretlakom PN do 2,5 MPa. Tlaková strata primárneho okruhu OST sa volí do 100 kPa. Je potrebné prípojné miesto zregulovať na túto stratu vhodným regulačným prvkom určeným v projekte pripojenia OST. Sekundárnou teplonosnou pracovnou látkou je teplá voda s teplotným spádom 90/70 °C, 80/60 °C, prípadne 75/65 °C s pracovným pretlakom PN 0,6 MPa.

Tlakovo nezávislá kompaktná OST je pripojená na primárnu tepelnú sieť. Prívod horúcej vody prechádza cez hlavnú uzatváraciu armatúru, filter a rozdeľuje sa do okruhu vykurovania a prípravy TV. Množstvo teplonosnej látky určujú ventily s havarijnou funkciou a regulujú výstupnú teplotu do okruhov. Z výmenníka tepla vykurovania prechádza vratná horúca voda cez merač spotreby tepla, spätnú klapku a hlavnú uzatváraciu armatúru späť do SCZT. Okruh vykurovania sa skladá z hlavnej prívodnej a uzatváracej armatúry, filtra, obehového čerpadla, poistného ventila, meracích a ukazovacích prístrojov.

Príprava TV je riešená dvojstupňovým prietokovým spôsobom. Vo výmenníku tepla na predohrev TV sa studená voda predhrieva horúcou vodou z výmenníka tepla na vykurovanie. V druhom výmenníku je výstupná TV regulovaná množstvom pretekajúcej primárnej teplonosnej látky na teplotu 55 °C.

Prívod studenej vody je vybavený elektromagnetickou úpravou vody, ktorá zabraňuje vzniku pevných usadenín na teplovýmenných plochách výmenníkov tepla a potrubnom rozvode TV. Dvojstupňový ohrev TV maximálne využíva energiu primárnej teplonosnej látky tým, že ju dochladí zo 130 na 40 °C. Tým sa prispieva k zvýšeniu energetickej bilancie SCZT. Prednostný ohrev TV obmedzuje pri jej maximálnom odbere výkon okruhu vykurovania, a tým je odberový diagram tepla SCZT rovnomerný. Kompaktné stanice sa dodávajú s kvalitnou reguláciou, s ošetrením havarijných a poruchových stavov. Reguláciu vykurovacieho okruhu je možné riešiť ekvitermicky, so snímačom v referenčnej miestnosti, prípadne reguláciou na konštantnú teplotu. Regulácia TV je zabezpečená na teplotu 55 °C. Týždenné, prípadne denné programy regulácie je možné nastaviť podľa požiadaviek užívateľa, ktorý môže vybrať len samostatný blok vykurovania alebo samostatný blok prípravy TV.
Blok prípravy TV je možné navrhnúť akumulačný, poloakumulačný alebo prietokový bez zásobníka. Pre prípady nerovnomerného odberu TV sa sústava dopĺňa o maloobjemový zásobník tepla (200, 300, 500, prípadne 1 000 litrov), ktorý zabezpečí preklenutie maximálnej špičky v trvaní 15 až 20 minút.

Záver
Pri obnove bytových domov dochádza k podstatnému zníženiu potreby tepla ako aj potreby energie na VYK a prípravu TV. Staršie OST s klasickými rúrovými výmenníkmi tepla sa už musia nahradiť novými kompaktnými OST. V týchto kompaktných OST sa použijú súčasné technologické prvky, ktoré sú podstatne pružnejšie, priestorovo menej náročné a v maximálnej miere využívajú primárnu energiu.

Zároveň sa zvýšia požiadavky na monitoring parametrov tak na primárnej, ako aj na sekundárnej strane kompaktných OST, ktoré sú následne diaľkovo riadené z dispečerského centra. Najlepšie sa tak prispôsobujú prevádzke celej SCZT a požiadavke odberateľa – bytového domu.

Pri kompaktných OST, ktoré boli vybavené modernými technologickými prvkami (doskovými alebo špirálovými výmenníkmi tepla, vhodnou meracou a regulačnou technikou, modernými obehovými čerpadlami do potrubia a pod.), je potrebné prehodnotiť vhodnosť niektorých kľúčových komponentov v dôsledku zníženia potreby tepla a energie. Po rôznych racionalizačných opatreniach je možné pôvodné vykurovacie sústavy prevádzkovať so zníženým teplotným spádom pri nezmenenom hmotnostnom toku. Druhou možnosťou je ponechať pôvodný teplotný spád, prípadne ho nepatrne znížiť a zmeniť obiehajúce množstvo teplonosnej látky (vykurovacej vody) vo vykurovacej sústave. V každom prípade je potrebné uskutočniť prepočet celej vykurovacej sústavy a navrhnúť účinnú regulačnú techniku na zmenený stav.

Z prevádzkového hľadiska sa najviac úspor môže dosiahnuť optimalizáciou prevádzky obehových čerpadiel. Najmodernejšie čerpadlá sú schopné zabezpečiť obeh teplonosnej látky s minimálnymi nárokmi na elektrickú energiu.

Monitorovanie a riadenie prevádzky OST aj celej SCZT sa uskutočňuje prostredníctvom bezdrôtového prenosu dát do centrálnej riadiacej jednotky a späť, aby sa optimalizovali prevádzkové stavy a maximálne splnili požiadavky odberateľa bez zbytočných nedorozumení (prekurovanie, nadmerná dodávka tepla a podobne).

doc. Ing. Ján Takács, PhD.
FOTO: autor

Autor pôsobí na Katedre technických zariadení budov Stavebnej fakulty STU v Bratislave.

Článok bol uverejnený v magazíne Správa budov.