Revoluční možnosti při výměně rozvodů tepla
Případová studie použití plastového flexibilního potrubí namísto ocelového potrubí
Mnoho investorů, projektantů a realizátorů stojí před otázkou, jak co nejefektivněji provést výměnu dosloužilých rozvodů tepla. Dnes existují i dotační možnosti, které toto rozhodnutí ještě urychlují.
Při výměně často až 40letých rozvodů, které se budovaly jako klasické kanálové rozvody, se již léta využívají ověřená bezkanálová ocelová předizolovaná potrubí, pro teplou vodu často už i flexibilní plastová předizolovaná potrubí. Stávající kanál se otevře, staré dosloužilé potrubí se vyjme a následně se umístí do pískového lůžka nové ocelové předizolované potrubí.
Je ale toto řešení jediné možné a je nejefektivnější?
Když si vezmeme běžné provozní parametry městských rozvodů, kde se teplota média pohybuje kolem 90–95 °C, s určitou bezpečnostní rezervou okolo 100–105 °C, tak dosud na trhu nebyla kromě ocelového potrubí alternativa. Běžná plastová flexibilní potrubí mají maximální krátkodobé zatížení 95 °C. Představením nového revolučního systému NRG FibreFlex Pro se ale situace změnila. Potrubí NRG FibreFlex Pro jsou určena pro rozvody s teplotou média až do 115 °C a tlak 10 či 16 bar na vyžádání. To zcela mění situaci a možnosti využití flexibilních plastových potrubí při realizacích rozsáhlých rekonstrukcí rozvodů tepla na vytápění. Pro distribuci teplé vody je k dispozici potrubí NRG FibreFlex zatížitelné do 95 °C a 10 bar v dimenzích až do d160 ve flexibilním provedení. Specifikace potrubí NRG FibreFlex Pro Potrubí skupiny NRG FibreFlex Pro jsou zpevněné plastové trubky pro médium izolované polyuretanovou pěnou na bázi cyklopentanu s vnějším jemně korugovaným pláštěm z LLD-PE. Zpevněná plastová trubka pro médium sestává z následujících vrstev: Inovativní řešení FibreFlex Pro předizolovaného systému s termoplasticky zesílenou médiovou trubkou Termoplasticky zesílené médiové trubky (TRS) byly původně vyvinuty pro aplikace flexibilního předizolovaného potrubí ve východní Evropě, kde musí odolávat požadavkům tamních sítí:
- vyšší tlak;
- vyšší teploty;
- větší dimenze.
Velice pevná síťka z aramidového vlákna umožňuje médiové trubce, aby odolala požadovanému tlaku, aniž by se zvětšila tloušťka stěny trubky. Díky vynikajícím vlastnostem aramidových nití s vysokou pevností může tenká výztužná síťovina přenášet vysokotlaké zatížení. To umožňuje vyvinout médiové trubky s velkým průměrem, mnohem tenčí tloušťkou stěny a vyššími provozními tlaky ve srovnání s konvenčními jednovrstvými PEX trubkami.
1 – PE-Xa médium trubka
2 – vysokoteplotně odolná adhezivní vrstva
3 – síťka z aramidového vlákna
4 – vysokoteplotně odolná adhezivní vrstva s kyslíkovou bariérou
5 – ochranná vrstva trubky pro médium
6 – polyuretanová izolace
7 – LDPE plášť s difuzní bariérou
Máme k dispozici mnoho úspěšných realizací a případových studií přímo od výrobce, který již zrealizoval pokládku více než 10 000 km potrubí se zesílenou médiovou trubkou. Nás ale zajímalo, jak to vypadá v našich domácích podmínkách. Vzali jsme si tedy tendrové podklady na výměnu rozvodů v jednom městě, kde bylo požadováno ocelové předizolované potrubí, a ve spolupráci s projektantem a generálním dodavatelem jsme vypracovali alternativní řešení v hybridním provedení = větší dimenze jsme nechali v oceli a pro menší jsme použili plastové předizolované potrubí. Podívejme se na to blíže.
Požadované provozní parametry rekonstrukce rozvodů na dvoutrubkový systém
Pracovní látka: otopná voda
Maximální pracovní teplota: 105 °C
Maximální pracovní přetlak v soustavě: 13 bar
Konstrukční přetlak: 16 bar
Navrhovaný teplotní spád: 95/50 °C (v létě 65/20 °C)
Délka trasy rozvodů: cca 16 500 m
Požadovaná lambda izolace ocelového předizolovaného systému pod 0,0260 W·m–1·K–1
Navrhované dimenze potrubí: DN300 až DN32
Tloušťka izolace ocelového potrubí: série 2
Požadované provozní parametry jsou vhodné i pro zesílené plastové předizolované potrubí. Maximální zatížení potrubí NRG FibreFlex Pro do 115 °C a tlak 16 bar dávají provozovateli dostatečnou rezervu i pro havarijní stavy. Bezpečný provoz a životnost potrubí podle zatížení minimálně 30 až 50 let. Dimenze plastového potrubí NRG FibreFlex Pro od d32 do d160 dokáží nahradit velkou část ocelových potrubí.
Co nám přinese realizace ve flexibilním plastovém potrubí namísto běžného zažitého řešení v oceli?
Na základě rozložení odběrných míst a profilu trasy jsme se rozhodli pro propočet tří variant – náhradu rozvodů DN100 a níže do plastového předizolovaného potrubí, s využitím úsporného řešení dvoutrubkového provedení potrubí ve třech alternativách do 2× d63, 2× d75 a 2× d90. Při návrhu jsme počítali s poloměry ohybu plastového předizolovaného potrubí v maximální míře tak, aby byly rozvody bez problémů realizovatelné v profilu stávajícího betonového kanálu, který měl být při rekonstrukci odkrytý, vyčištěný a následně zasypaný, aniž by se musel kompletně bourat.
Při návrhu jsme počítali s využitím systémových předizolovaných komponentů:
- T-kusy s vyvýšenou nebo paralelní odbočkou,
- přímý přechod nebo přechod ohybem při vstupech do objektů.
Porovnávali jsme tři důležité parametry:
- vypočtenou ztrátu v potrubí při běžných výpočetních parametrech 80/60 °C (provozní parametry příkladu z této případové studie mají téměř stejnou střední teplotu),
- počet potrubních spojů,
- dobu montáže a hlavně s ní spojené omezení v dopravě a v zastavěném území u bytových domu i omezení obyvatel.
Celková plánovaná délka ocelových rozvodů je téměř 33 000 m, vypočítaná ztráta u provozních parametru a požadované kvalitě a tloušťce izolací v sérii 2 je 451 kW. Pokud vezmeme v úvahu část potrubí, které je možné nahradit flexibilním plastovým předizolovaným potrubím, tak se jedná o 10 860 m trasy, které mají vypočtenou ztrátu 251 kW. Při uvažování záměny za potrubí d125 až d75 a 2× d63 až 2× d40 by byla ztráta dané trasy 186 kW. To je o 65 kW tepla méně, což odpovídá úspoře 26 %. Alternativa se záměnou dimenze d75 do dvoutrubkového provedení 2× d75 resp. 2× d90 má tepelnou ztrátu 170 resp. 160 kW, což představuje úsporu až 32 resp. 36 % tepla. Porovnání množství spojů na trase je ještě působivější, díky dodávce flexibilního potrubí v rolích od 80 do 225 m se minimalizuje množství spojů, což nejen výrazně urychluje dobu montáže, ale také snižuje riziko možného proniknutí vlhkosti a vody do izolace během provozu. Na porovnávané trase se sníží počet spojů ze 4 119 na pouhých 593, což je sedmkrát méně.
Nahrazením ocelových potrubí flexibilním systémem z plastu ušetříte!
| Ztráty [%] | Ztráty [kW] | Roční úspora | |
|---|---|---|---|
| Alternativa 2× d63: | −26 % | −65 kW | 2 057 GJ·a–1 |
| Alternativa 2× d75: | −32 % | −81 kW | 2 539 GJ·a–1 |
| Alternativa 2× d90: | −36 % | −91 kW | 2 862 GJ·a–1 |
Pokud budeme uvažovat s celoročním provozem za daných parametrů, tak se jedná o úsporu 2 057 až 2 862 GJ tepla za rok. Když bereme v úvahu aktuální přiměřené náklady na výrobu jednoho GJ tepla v ceně okolo 255 Kč bez DPH, tak se jedná o roční úsporu 524 až 729 tis Kč. Během doby provozu teplovodu 20–30–40 let bude toto číslo násobně vyšší…
Samozřejmě je důležitá i otázka investičních nákladů. Pokud se díváme na dílo jako na celek (dodávka materiálu, montáž potrubí, výkopové práce, dopravní omezení, množství spojů…), tak jsou investiční náklady více méně stejné nebo mírně vyšší oproti běžnému řešení realizace v ocelovém předizolovaném potrubí.
Jakmile ale započítáme úspory z provozu teplovodu, dostává se toto řešení jasně do plusu. Je důležité se na takovou dlouhodobou investici dívat nejen optikou výšky jednorázové investice, ale také z dlouhodobého provozního hlediska.
Shrnutí výhod hybridního řešení
- Hybridní sítě posouvají rekonstrukce a budování tepelných sítí nejen zastavěném území do zcela nové perspektivy.
- Dimenze pod DN125 lze bez problémů nahradit plastovým flexibilním potrubím a získat tím výhody při realizaci a hlavně dlouhodobé úspory při provozu.
- Snížením tepelných ztrát v systému navíc šetříme i životní prostředí, palivo a CO2.
- Naší filozofií a řešením je v maximální míře používat efektivně flexibilní řešení, která jsou plně kompatibilní s robustními předizolovanými rozvody v tyčích s ocelovou trubkou pro médium.
- Jedná se o plně kompatibilní a vyladěný systém pro každou situaci a typ spoje.
- Hledáme optimální řešení z pohledu rychlosti realizace a snížení zatížení při budování či rekonstruování tepelné sítě.
- Snažíme se o minimalizaci provozních nákladů po dobu životnosti, předpokládanou na minimálně 30 až 50 let v závislosti na provozních parametrech.
Porovnání hybridního řešení tepelné sítě se standardním řešením přináší jasné výhody:
Redukce počtu spojů
= 583 − 593 namísto 4 119 tj. −86 %
Plastová flexibilní předizolovaná potrubí jsou dodávána v délkách 80–225 m, ocelové tyče jsou standardně 6 nebo 12 m. Počítáme s tím, že u plastu je minimálně 7× méně spojů a další spoje se ušetří absencí kolen, kterých je při flexibilním řešení, díky malému poloměru ohybu potrubí, plně minimum.
Minimalizace tepelných ztrát
= 160 až 186 kW namísto 251 W tj. −26 až −36 %
U flexibilních potrubí je možné využít i dvoutrubkové řešení, které dokáže ještě výrazněji optimalizovat tepelné ztráty. Lambda flexibilních potrubí je nižší než u ocelových potrubí. Jelikož plast je tepelný izolant a ocel tepelný vodič, plastová médiová trubka má v případě proudění horké tekutiny výrazně nižší vnější povrchovou teplotu než trubka ocelová. Izolace PUR je tak vystavena nižším teplotám a celková tepelná ztráta plastového předizolovaného potrubí je proto ve srovnání s ocelovým předizolovaným potrubím nižší, a to i v případě použití stejné tloušťky izolace.
Výrazné zrychlení montaże
= minimálně 4krát rychlejší montáž.
Redukcí množství spojů se výrazně zkracuje doba montáže, při zapojení stejného množství montážníků je rychlost montáže zpravidla více než 4krát rychlejší. Kromě množství spojů není nutné při flexibilním řešení ani počítat s pevnými body, kompenzátory, dilatačními polštáři a obcházet případné překážky koleny, ale ohybem potrubí bez dalších spojů.
NRG flex s.r.o. patří mezi největší prodejce předizolovaných potrubních systémů v České republice a na Slovensku. Od roku 2010 přináší společnost NRG flex na trh inovativní řešení v rámci přenosu tepla - ne nadarmo se řídí heslem „Energie proudí přes ...