Právo a znalec: Mikroorganizmy v otopné soustavě
Přestože se otopná voda nachází v prostředí bez životadárného slunečního záření, obsahuje minimum živin a má zvýšenou teplotu, mohou se v ní za určitých podmínek množit mikroorganizmy. Podle jejich druhu a množství se následně mohou objevit problémy s nadměrných výskytem plynů v otopné soustavě, zápachem a korozí. Nejčastější příčinou zavlečení mikroorganizmů do otopné soustavy je skladování trubek ve venkovním prostředí, aniž by jejich konce byly zazátkovány a pak samozřejmě i čistota vody, která je do soustavy napouštěna.
Popis stavu
V otopné soustavě bytového domu docházelo k trvale nadměrnému výskytu plynů, které stávající řešení odvádění plynů nedokázalo uspokojivě řešit. Plyny se hromadily v některých otopných tělesech a uživatelé bytů si stěžovali na nedostatečné vytápění, hlučnost soustavy od proudící otopné vody s bublinkami plynů, na nutnost provádět odplynění otopných těles v nejméně příznivých případech i v intervalu přibližně jednou týdně a také na zápach, který vypuštění plynů z těles doprovází.
Zdrojem tepla pro dům byla výměníková stanice SZTE, na kterou je napojeno více objektů. Otopná soustava byla vyprojektována s teplotním spádem 70/50 °C. To znamená, že skutečné provozní teploty jsou po delší dobu i výrazně nižší. V jednotlivých bytech jsou běžně používané tlakově závislé bytové předávací stanice pro vytápění i přípravu teplé vody. To znamená, že v bytech není vytvořen samostatný okruh otopné vody oddělený výměníkem od rozvodu mezi byty a výměníkovou stanicí, a v zařízeních bytu cirkuluje otopná voda společná pro všechny objekty napojené na výměníkovou stanici. Otopná tělesa v bytech jsou ocelová desková, k bytovým stanicím jsou připojena plastovými trubkami PE-X. Převážná část prvků, ze kterých jsou sestaveny bytové stanice, je z mosazi. Na přípoje stanice k rozvodům jsou použity ohebné vlnovkové trubky z nerezové oceli. Domovní potrubní rozvody vedoucí k bytovým stanicím jsou z ocelových trubek.
Hledání příčiny
V bytech byl zjištěn zvýšený obsah plynů v některých tělesech, rozdělovači a sběrači.
Pro určení nadměrného výskytu plynů bylo nutné určit jejich původ a chemické složení.
Jednoduchým způsobem, plamenem zapalovače postaveným do směru unikajícího plynu z odvzdušňovací nádoby umístěné na domovním rozvodu, byla indikována nehořlavost plynů. S velkou jistotou tedy mohla být jako primární příčina nadměrného výskytu plynů vyloučena koroze hliníkových prvků v otopné soustavě, neboť právě při ní se uvolňuje hořlavý plyn vodík.
Obr. 1 Odebraný vzorek otopné vody z bytového okruhu
Pro určení chemické příčiny tvorby plynů byly odebrány vzorky otopné vody z přívodu a zpátečky u výměníkové stanice, vzorky napájecí a doplňovací vody ve výměníkové stanici, vzorky korozních produktů z okruhu mezi výměníkovou stanicí a domem a vzorek otopné vody z rozdělovače/sběrače bytu v nejvyšším nadzemním podlaží domu (příklad vzorku je na obr. 1). Na povrchu vzorku odebírané otopné vody z bytového okruhu byla vrstva pěny signalizující velmi vysoký obsah plynů i přítomnost organických látek.
U odebraných vzorků vody byl proveden chemický rozbor zaměřený na určení:
- kyselosti vody pH,
- vodivosti vody,
- výskytu organického uhlíku (označuje se TOC – „total organic carbon“),
- obsahu amonných iontů,
- obsahu dusitanů,
- obsahu železa, mědi, zinku a hliníku.
Příčina
Odhalit příčinu poruchy v takových to případech není jednoduchá záležitost. Nelze ji nalézt výpočtem, počítačovou simulací a jinými podobnými moderními metodami, musí se provést chemický rozbor.
Rozbor potvrdil, že v soustavě dochází k mírné elektrochemické a chemické korozi způsobené souběžným použitím mosazných prvků a ocelového potrubního rozvodu. Intenzita korozních procesů se však nevymyká obvyklým hodnotám probíhajícím v otopných soustavách. V otopné vodě bytového okruhu neprobíhají bouřlivé chemické či elektrochemické korozní procesy, které by mohly být příčinou nepřiměřeně intenzivního zavzdušňování otopných těles. Proto je není nutné řešit.
Rozbor dále poukázal na neobvykle vysoký obsah celkového organického uhlíku (TOC), který signalizuje přítomnost mikroorganizmů. K jejich určení byl vytvořen tzv. mikroskopický obraz. Při něm bylo zjištěno, že v otopné vodě jsou přítomné jak živé mikroorganizmy, tak části jejich rozpadlých tělových schránek. Konkrétně byl zjištěn výskyt:
- Konidie mikromycet dvoj a jednobuněčné zbytky rodu Fusarium,
- Vlákna sinice,
- Cysty prvoků se železitými schránkami,
- Rostlinné zbytky,
- Korozní produkty – sraženiny železa a manganu.
Původní předpoklad, že zdrojem nadměrného výskytu plynů budou korozní procesy, a že tedy stačí vzorky teplonosné kapaliny odebrat do sice řádně vymytých, ale nikoliv však sterilních nádob, se ukázal jako nesprávný. Navíc mezi odběrem vzorků a provedením rozboru uplynula doba 6 dnů, vzorky vody se mohly dostat do styku s okolním prostředím, což je z hlediska určení mikroorganismů ve vzorcích nežádoucí a mohlo ovlivnit výsledky. Proto byl podle zásad pro určování mikroorganismů proveden nový odběr otopné vody a rozbor byl proveden během několika hodin. Teplota odebírané otopné vody byla 65 °C.
Ve vzorku byl následně zjištěn obsah:
- Bioseston (individua organizmů) – rozsivky, konidie a hyfy mikromycet,
- abioseston (neživý materiál),
- korozní produkty,
- písek,
- schránky rozsivek,
- živočišné zbytky,
- detritus (rozpadající se odumřelá organická hmota).
Kultivací vzorku vody při teplotě 36 °C byl zjištěn značný obsah kultivovatelných, tedy živých mikroorganizmů.
Protože v otopné soustavě dochází jen k mírné elektrochemické a chemické korozi způsobené kombinací kovových prvků, která se nevymyká obvyklému a dlouhodobě tolerovatelnému stavu, byla za jedinou možnou příčinu nadměrného obsahu plynů v otopné vodě určena činnost mikroorganismů. Ty se do otopné vody mohly dostat jedině zanesením z vnějšího prostředí. Vzhledem k parametrům napouštěcí a doplňovací vody a jejich provoznímu sledování lze tuto cestu zavlečení mikroorganismů vyloučit. Pokud vyloučíme úmyslnou infekci otopné soustavy, tak zbývá jen neúmyslná, a to prostřednictvím vnitřních povrchů konstrukčních prvků, ze kterých byla otopná soustava domu zhotovena a na kterých byly v době montáže mikroorganizmy. Lze předpokládat, že použité potrubí z PP-X bylo skladováno ve vnějším prostředí a jeho konce nebyly zazátkovány. Tak se do něj dostaly mikroorganizmy, jejichž život podpořila vzdušná vlhkost a další nečistoty. Tuto možnost podporuje i přítomnost sinic.
Doporučená náprava
Mikroorganizmy v otopné soustavě je nutné usmrtit a odstranit. K tomu lze použít tepelnou nebo chemickou dezinfekci. Dokonalé provedení teplené dezinfekce vyžaduje udržet po delší dobu všechny prvky soustavy na vysoké teplotě. Toto se u otopných soustav, na rozdíl od vodovodů s teplou vodou, prakticky nedá provést. Proto je nutné použít dezinfekci chemickou. Dezinfekční prostředek je nutné volit s ohledem na jeho chemické složení a možnost zkrácení životnosti prvků, zejména různých těsnění, ze kterých je otopná soustava složena. Určení koncentrace dezinfekčního prostředku a doby jeho působení musí odpovídat druhu nalezených mikroorganizmů, stupni napadení soustavy a také výskytu inkrustů, usazenin, neboť je nutné vyhubit i mikroorganizmy žijící uvnitř nich. Pokud není dezinfekce dokonale provedena, problém se po čase objeví znovu.
Po ukončení dezinfekce je nutné otopnou soustavu dokonale propláchnout, vyčistit odkalovače, filtry. K proplachu lze doporučit nejúčinnější způsob, profesionální proplachovače kombinující tlakovou vodou s příměsí bublinek vzduchu, které zvyšují intenzitu působení proudící kapaliny na nečistoty.
Závěr
Až do přibližně osmdesátých let minulého století stála problematika nežádoucího vlivu mikroorganizmů na provoz a životnost otopné soustavy na okraji zájmu a pozornosti českých topenářů. V soustavách byly používány kovové prvky, provozní teploty byly vysoké, návrhový teplotní spád 90/70 °C, i mírně vyšší, vytvářel předpoklad pro omezení výskytu mikroorganizmů. Pozdější nástup nízkoteplotních způsobů velkoplošného vytápění, především podlahového, ale i snižování provozních teplot v soustavách s otopnými tělesy vedlo ke zlepšení podmínek pro výskyt mikroorganizmů žijících v otopné vodě. Trend klesajících provozních teplot podporuje zájem dosahovat co nejvyšší energetickou účinnost paliv a energií pomocí kondenzačního kotle, tepelného čerpadla, tepelné solární soustavy, a proto v současnosti většině a v blízké budoucnosti zřejmě všem teplovodním otopným soustavám bude hrozit nežádoucí činnost mikroorganizmů.
Prevence omezující riziko není nijak složitá. Prvky pro otopné soustavy skladovat ve vyhovujících podmínkách, v přiměřeně čistém prostředí a trubky v zazátkovaném stavu. Na toto dbát i při jejich odvozu na stavbu a zejména pak při montáži. Volně ležící trubka na terénu může být mikroorganismy osídlena již během několika hodin. Součástí prevence je i důkladný proplach otopné soustavy, který má být úvodní částí předepsané tlakové zkoušky před uvedením do provozu.
Při všech zásazích do otopných soustav napojených na soustavy SZTE je nutné si uvědomit, že nevhodný zásah může v závislosti na konkrétním technickém řešení otopné soustavy negativně ovlivnit nejen jeden byt či bytový dům, ve kterém byl zásah proveden, ale též i objekty další.
Although the heating water is in a non-life-saving environment, it contains a minimum of nutrients and has an elevated temperature, microorganisms can be propagated under certain conditions. Depending on their type and amount, problems with excessive occurrence of gases in the heating system, smell and corrosion may occur. The most frequent cause of the introduction of microorganisms into the heating system is the storage of pipes in the outdoor environment without their ends being blocked, and then, of course, the purity of the water that is impregnated into the system.