Výmena rozvodov v sústavách centralizovaného zásobovania teplom

Medzi najdôležitejšie úlohy majiteľov a prevádzkovateľov tepelných rozvodov sústav centralizovaného zásobovania teplom (SCZT) patria ich pravidelná údržba s cieľom permanentného zabezpečenia prevádzkyschopného stavu a maximálne hospodárna prevádzka.

Vzhľadom na vek a technický stav rozvodov (boli vybudované prevažne v 70. a 80. rokoch minulého storočia) však často nejestvuje iná možnosť, ako riešiť situáciu celkovou výmenou potrubného rozvodu, pričom v niektorých prípadoch sa pôvodný 4-rúrový systém nahradí 2-rúrovým systémom.

Aktuálne sa pripravujú a prebiehajú výmeny rozvodov SCZT v mnohých mestách. Keďže ide o pomerne veľkú investíciu na minimálne 30 až 40 rokov, je dôležité dobre zvážiť všetky dostupné možnosti a sledovať problém nielen z pohľadu aktuálnej investície, ale aj z pohľadu celkových prevádzkových nákladov počas životnosti celej SCZT. V rámci nich možno získať nemalú úsporu prevádzkových nákladov vhodnou voľbou systému, a to hlavne s ohľadom na izolačné vlastnosti nových systémov a prevádzkové parametre. Platí, že čím je maximálne možné zaťaženie systému väčšie, tým je vyššia aj dlhodobá bezpečnosť prevádzky.

Tepelné rozvody na teplú vodu

Namiesto pôvodných potrubí teplej vody (TV) z pozinkovanej ocele a z iných materiálov sa pri rekonštrukciách rozvodov pristupuje už dlhší čas k použitiu plastových predizolovaných potrubí. Prevádzkovatelia systémov aj projektanti oceňujú pri výmene siete TV aktuálny trend používať plastové predizolované potrubia dodávané v kotúčoch. Pri tomto systéme, kde sa používajú kotúče dlhé aj niekoľko stoviek metrov, sa darí minimalizovať počet spojov.

V praxi sú tak pri bežnom rozvode TV na sídlisku spoje iba v miestach odbočiek. Riešenie využívajúce predizolované tyče tieto výhody neposkytuje, z čoho vyplýva snaha o návrh siete TV v čo najdlhších návinoch. Voľba potrubného systému rozvodu TV je pritom veľmi dôležitá, preto má zmysel zamyslieť sa nad tým, čo všetko sa od zrekonštruovaného alebo novovybudovaného tepelného rozvodu očakáva. Medzi hlavné požiadavky patria bezpečnosť pri prevádzke, nízke tepelné straty a nízke prevádzkové náklady na čerpaciu prácu.

Čo vie lepšie zabezpečiť bezpečnosť prevádzky ako dodržanie požadovaných parametrov? Základnými návrhovými parametrami pri rozvodoch TV sú najčastejšie maximálna prevádzková teplota θ_p = 95 °C a max. prevádzkový tlak PN10. To znamená, že má ísť o potrubia, ktoré majú aj pri θ_p = 95 °C tlakovú odolnosť PN10. Neznamená to, že by pri prevádzke mala v systéme cirkulovať teplonosná látka s teplotou θ_p = 95 °C, reálne prevádzkové parametre sú okolo θ_p,s = 55 až 60 °C, pri hygienickom prehriatí okolo θ_p,h,p = 70 až 80 °C. Maximálne tepelné zaťaženie potrubí však hovorí viac o bezpečnosti. Čím je maximálne prípustné zaťaženie väčšie, tým bezpečnejší bude rozvod z dlhodobého hľadiska.

Mohlo by sa zdať, že pri rozvodoch TV postačuje použitie potrubí s maximálnou prevádzkovou teplotou do θ_p = 95 °C a PN6 (SDR 11), ktoré pri teplote θ_p,s = 55 °C spĺňajú tlakovú triedu PN10. Je však otázne, či zníženie bezpečnosti bude stáť za aktuálnu investičnú úsporu. Potrubia PE-Xa SDR 7,4 majú oproti SDR 11 väčšiu hrúbku steny, takže sú aj odolnejšie, a majú maximálnu prevádzkovú teplotu θ_p = 95 °C pri PN10. Ich vnútorná svetlosť je však preto nižšia.

Pri potrubiach NRG FibreFlex je ale vnútorná svetlosť v porovnaní s potrubím PE-Xa SDR 7,4 vyššia, preto sa pri použití rovnakej nominálnej dimenzie znížia tlakové straty v potrubí, alebo možno dopraviť viac teplej vody pri tých istých tlakových stratách.

Ako vhodné riešenie pri rozvodoch TV sa ukazuje potrubie NRG FibreFlex, ktoré sa dodáva v kotúčoch v celom rozsahu dimenzií od d25 až do d160, pričom jeho prevádzkové parametre sú: max. prevádzková teplota θ_p = 95 °C a prevádzkový tlak PN10. Pri aplikáciách, kde je potrebný vyšší maximálny prevádzkový tlak, možno použiť potrubia NRG FibreFlex Pro, kde je maximálna prevádzková teplota θ_p = 115 °C pri prevádzkovom tlaku PN16. To otvára možnosti aplikáciám v kopcovitom teréne alebo pri vyšších objektoch.

Dôležitý bezpečnostný aspekt predstavuje aj spôsob spájania potrubia. Použitím potrubí v kotúčoch sa síce počet spojov výrazne znižuje, stále tam však sú, pričom je podstatné, aby boli tesné počas celej prevádzky. Potrubie NRG FibreFlex ponúka pri rozvodoch TV použitie nehrdzavejúcich oceľových lisovaných tvaroviek (obr. 1).

Ide o robustné riešenie, pri ktorom sa odbočky realizujú cez vyvýšené predizolované T-kusy. Nevzniká tak problém ani v stiesnených podmienkach pri výmene potrubí v existujúcich teplovodných betónových kanáloch a zachovaním pôvodnej trasy sa zjednodušuje príprava a realizácia stavby. Lisované predizolované systémové prvky nielenže zvyšujú bezpečnosť pri prevádzke, ale aj výrazne urýchľujú montážne práce.

Tepelné rozvody na vykurovanie

Pri rozvodoch na vykurovanie, ktoré sa v minulosti realizovali celé z ocele (obr. 2), sa použitím plastových flexibilných potrubí otvárajú nové možnosti. Menšie dimenzie do DN100 možno nahradiť efektívnym riešením a nejde pritom iba o sekundárne a nízkoteplotné siete SCZT, kde sú trvalé teploty okolo θ_p = 80 °C a kde sú vhodné štandardné plastové predizolované potrubia s rúrkou pre médium zo zosieťovaného polyetylénu PE-Xa. Hovoríme o sieťach s prevádzkovou teplotou okolo 100 °C, s krátkodobým zaťažením pri prevádzkovej teplote až do θ_p = 115 °C a PN10 alebo PN16.

Tomuto riešeniu sme sa už venovali v samostatnej štúdii, kde sme dospeli k možným prevádzkovým úsporám na tepelných stratách v potrubných rozvodoch na úrovni 26 až 36 %. To nie sú zanedbateľné čísla, takže rozhodne má zmysel zamyslieť sa nad tým pri návrhu tepelnej siete SCZT. Tak, ako pri potrubiach pre TV, aj pri vykurovaní sa dá vypracovať optimalizácia aj tesne pred samotnou realizáciou.

Vždy treba zvážiť prevádzkové parametre, ak však zodpovedajú potrebám centralizovaného zásobovania teplom, má zmysel realizácia tzv. hybridného systému (obr. 3, viac v článku v TZB Haustechnik 4/2019), kde sa menšie dimenzie realizujú v plastovom predizolovanom potrubí a iba dimenzie DN125 a vyššie zostanú v oceľových predizolovaných potrubiach.

V tab. 2 je uvedené porovnanie tepelných strát plastových NRG FibreFlex Pro single potrubí a oceľových predizolovaných potrubí v izolačnej sérii 1 a 2. Pri oceľových predizolovaných potrubiach počítame s tepelnou vodivosťou izolácie λ = 0,0258 W/(m . K) a pri plastovom potrubí s λ = 0,0210 W/ (m . K).

V tab. 3 je uvedené porovnanie tepelných strát plastových NRG FibreFlex Pro double potrubí a oceľových predizolovaných potrubí v izolačnej sérii 1 a 2.

Okrem toho sa pri takejto realizácii výrazne znižuje počet spojov – v rámci štúdie sme spočítali až sedemnásobne menej spojov. Opomenúť by sme nemali ani výrazné zvýšenie rýchlosti montáže, kde sa aj vďaka menšiemu počtu spojov počíta so štvor- až päťnásobne kratším časom výstavby pri zhodnom počte montážnych pracovníkov.

Pre rozvody vykurovania sa osvedčili hybridné siete, čo je kombinácia plastových flexibilných potrubí v dimenziách do DN100 a oceľových tyčí pre dimenzie DN125 a vyššie. Takto sa dá dosiahnuť optimálne riešenie s maximálnym využitím moderných technológií. Detailným porovnaním tepelných strát medzi plastovým flexibilným potrubím NRG FibreFlex Pro a oceľovými predizolovanými tyčami sa dajú dosiahnuť úspory pri projektoch cez 30%.

Pri štúdii, ktorá bola publikovaná vo vydaní TZB HAUSTECHNIK 04/2019, na väčšom projekte sa dosiahla úspora v porovnaní s oceľovými tyčami so zosilnenou izoláciou 26 až 36% čo zodpovedá ročnej úspore tepla 2 052 až 2 862 GJ a to celé pri nezmenených investičných nákladoch.

Aktuálne zrealizovaný a dokončený projekt v Modre – Malé Hliny ukázal detailne možnosti a výhody realizácie rozvodov vo flexibilnom prevedení. Za menej ako 4 týždne sa počas marca komplet zrealizovali v 4-rúrovom systéme pre 14 bytových domov z centrálnej plynovej kotolne. Celkovo sa položilo viac ako 3tis metrov potrubia bez nutnosti použiť jediné koleno, všetky prechody boli realizované polomerom ohybu potrubia. Riešenie bolo oproti alternatívnej realizácii v oceli viac ako 4krát rýchlejšie, s úsporou pri výkopových prácach.

NRG flex, s.r.o.
Moyzseova 2/B
902 01 Pezinok
T +421 2 38 100 996
M +421 907 893 202
E info@nrgflex.sk
www.nrgflex.sk