Plastové predizolované potrubia NRG FibreFlex Pro s termoplasticky zosilnenou rúrkou pre médium s aramidom

Zdroj: NRG flex

Od ich uvedenia na trh ubehli tri roky. Ako sa osvedčili v praxi?

Od oficiálneho predstavenia plastových predizolovaných potrubí novej generácie NRG FibreFlex a NRG FibreFlex Pro s inovatívnou rúrkou pre médium spevnenou aramidom na našom trhu prešli už viac ako tri roky. Za tento čas sa potvrdili ich preukázateľné výhody, ako sú nízke tepelné straty, rýchlosť montáže vďaka lisovacím tvarovkám, užšie výkopy, flexibilita potrubí, ktorá sa využíva na jednoduchšie obchádzanie prekážok, nasúvanie potrubí a pod.

Dosvedčujú to nielen u nás realizované projekty v Trenčíne, Dukovanoch či v Bratislave, ale aj desiatky realizácií v Nemecku, Francúzsku, Taliansku, Veľkej Británii, Švajčiarsku, Kanade a v ďalších krajinách.

Vyššia teplota a tlak predurčujú tieto plastové predizolované potrubia na široké využitie. Oproti rokmi používaným štandardným potrubiam zo zosieťovaného polyetylénu PE-Xa ich možno použiť pre teplovody alebo horúcovody s vyššou teplotou a tlakom. Potrubia NRG FibreFlex Pro do max. 115 °C a 10 až
16 barov si vytvorili miesto medzi štandardnými potrubiami do max. 95 °C a oceľovými predizolovanými potrubiami.

Plastové predizolované potrubia

Plastové potrubia majú o 30 % nižšie tepelné straty

Využitie plastových potrubí namiesto oceľových horúcovodov prináša úspory tepelných strát na úrovni okolo 30 %, čo je pri aktuálnom raste cien primárnych energií ešte dôležitejšie ako v minulosti. Teplo, ktoré sa nestratí pri prenose, nie je nutné vyrobiť, čím sa ušetrí aj CO₂ a zdroje.

Potrubia NRG FibreFlex do 95 °C a 10 barov sú vhodnou voľbou pri rekonštrukciách a budovaní rozvodov teplej vody a cirkulácie. Predstavujú alternatívu k PPR potrubiam alebo hrubostenným PE-Xa potrubiam a ponúkajú výrazne vyššiu flexibilitu a ohybnosť pri realizácii.

Skladba potrubia pomáha veľkej flexibilite

Menšia hrúbka rúrky pre médium výrazne zvyšuje flexibilitu potrubí. Vnútorný priemer médionosnej rúrky pri potrubiach NRG FibreFlex/NRG FibreFlex Pro sa však nemení, vnútorný priemer PE-Xa (SDR11) sa zachováva. Vyčíslenie percentuálneho rozdielu v svetlosti medzi potrubiami NRG FibreFlex/NRG FibreFlex Pro a PE-Xa (SDR 7,4) a potrubiami NRG FibreFlex/NRG FibreFlex Pro a PPR možno vidieť v tab. 1.

GObr. 2 Prierez rôznymi potrubiami
Obr. 2 Prierez rôznymi potrubiami | Zdroj: NRG flex

Z dôvodu flexibility celého predizolovaného potrubia sa ukázala ako kľúčová práve hrúbka rúrky pre médium. Takto je reálne vyrábať a montovať aj rúrku v nominálnej dimenzii d160/DA225, prípadne double potrubie 2xd90/DA225.

Termoplastické zosilnenie

Termoplasticky zosilnená rúrka pre médium je kľúčom úspechu potrubí NRG FibreFlex a NRG FibreFlex Pro. Médium prúdi v overenej rúrke na báze zosieťovaného polyetylénu PE-Xa, ktorá je ale doplnená o adhézne vrstvy spolu s aramidovým opletením, ktoré absorbuje tepelnú aj tlakovú záťaž.

Izolácia

Použitá je PUR izolácia s cyklopentánom a tepelnou vodivosťou (pri 50 °C) λ = 0,0202 W/mK, otestovaná skúšobňou IMA Drážďany. Polyuretánová izolácia je desiatky rokov overená technológia, ktorá sa používa aj na oceľové predizolované 6/12/16 m rovné potrubia, čím sa dosahuje minimálna tepelná strata. Nižšia flexibilita polyuretánu oproti rôznym riešeniam s polyetylénovou izoláciou sa dorovnáva skladbou izolácie a vonkajšieho plášťa a pri potrubiach NRG FibreFlex/Pro hlavne hrúbkou steny rúrky pre médium.

Tepelná vodivosť plastových predizolovaných potrubí izolovaných polyuretánom je okolo 0,021 W/mK. Táto hodnota je o 15 až 25 % nižšia ako pri oceľových predizolovaných potrubiach. Rozdiel je v receptúre samotného polyuretánu, ktorý musí pri oceľových potrubiach odolávať trvalým teplotám až do 150 °C.

Použitie double potrubí má veľký podiel aj na zníženie tepelných strát. Na základe desiatok vypracovaných štúdií si dovolíme tvrdiť, že pri väčšine projektov, kde porovnávame návrh realizácie s novými oceľovými predizolovanými potrubiami a s plastovými flexibilnými potrubiami, by sa pri plastových potrubiach dosiahla úspora minimálne okolo 30 %, pričom často sa táto hodnota blíži až k 50 %.

Ide pritom o teplo, ktoré nie je nutné vyrobiť, hovoríme preto o čistej finančnej aj emisnej úspore.

Vonkajší plášť – LLDPE s difúznou bariérou medzi PUR a plášťom

Jemné zvlnenie vonkajšieho plášťa zabezpečuje ideálnu mieru medzi flexibilitou a možnosťou priamo vťahovať potrubie do existujúcich kanálov alebo ho ukladať mikrotunelovaním.

Obr. 3 Opletanie rúrky pre médium aramidovým vláknom
Obr. 3  Opletanie rúrky pre médium aramidovým vláknom | Zdroj: NRG flex

Nový bezpečnostný koeficient 1,5 potvrdil trend zvyšovania nárokov na potrubia

Na korektné porovnanie a ukážku pridanej hodnoty potrubí NRG FibreFlex Pro je nevyhnutné zadefinovať bázu na porovnanie. Pomôžeme si štandardnými potrubiami z našej ponuky NRG HeatFlex a NRG AustroPUR, ktoré majú rúrku pre médium zo zosieťovaného polyetylénu PE-Xa. Toto riešenie je na našom trhu štandardné, dobre známe a overené. Má však svoje teplotné a tlakové limity.

Bázou na definíciu technických listov bude pri štandardných potrubiach s rúrkou pre médium z PE-Xa nová norma EN 15632-2: 2020, ktorá vstupuje teraz do platnosti. Pri termoplasticky zosilnených potrubiach NRG FibreFlex do max. 95 °C/10 barov a NRG FibreFlex Pro do max. 115 °C/10 alebo 16 barov sa môžeme oprieť o medzinárodnú certifikáciu OFI ZG200-2 (Class A a Class B), čo sú relevantné normy a európske certifikácie na využitie pri aplikáciách v teplovodoch. Minimálne bezpečnostné faktory pre návrhové namáhanie by mali byť aplikované podľa tabuľky č. 3.

Dôležitý je hlavne bezpečnostný koeficient, ktorý je teraz jasne definovaný s hodnotou 1,5 pre trvalé prevádzkové teploty (pri PE-Xa max 80 °C) a následne s hodnotami 1,3 a 1,0 – v tabuľke č. 3 sú uvedené hodnoty bezpečnostného parametra definované pre jednotlivé prevádzkové, maximálne a havarijné teploty. V minulosti sa PE-Xa potrubia prezentovali často s bezpečnostným koeficientom 1,25 podľa DIN 16893:2000-09.

Čo sa týka návrhového tlaku, TRSP systémy sú podľa tejto špecifikácie navrhnuté na nepretržitú prevádzku tlakov 6, 8, 10, 12 alebo 16 barov. Minimálne bezpečnostné faktory pre návrhový tlak by mali byť aplikované podľa tabuľky č. 2.

Zosilnené potrubia s aramidom sú vhodné pre vyššie prevádzkové parametre pri TV aj ÚK

Z vyššie uvedeného, dnes už neaktuálneho bezpečnostného koeficienta sa prezentovala životnosť potrubia s maximálnym trvalým zaťažením 80 °C pri 7,6 baroch na 25 rokov. Prípadne sa na základe toho prezentovala minimálna 25-ročná životnosť potrubí SDR11 pri trvalom zaťažení 50 °C/10,6 barov, resp.
60 °C/9,5 barov, z čoho vyšla približná minimálna požadovaná životnosť 50 rokov pri trvalom zaťažení 55 °C/10 barov.

Takto sa potrubie SDR11 používalo ako plnohodnotná náhrada potrubí SDR 7,4 na teplú vodu, ktorej parametre v bežnej praxi neprekračujú 55 °C a 10 barov. Toto bola aj v minulosti hraničná možnosť, keďže vzhľadom na hygienizáciu sa teplá voda zvykne v určitých cykloch prehrievať až na 70 – 75 °C, aby sa minimalizovala tvorba legionelly.

Čo sa týka otázky zaťaženia potrubí a súvisiaceho vplyvu na životnosť, bežné potrubia majú maximálnu trvalú teplotu odporúčanú na 80 °C. Tak sú postavené aj teplotné profily. Pri trvalej teplote 80 °C sa predpokladá životnosť 30 rokov, pri nižších teplotách je to minimálne 50 rokov.

Pri potrubiach NRG FibreFlex Pro je to analogické – do trvalej teploty 85 °C sa životnosť počíta na 50 rokov. So zvyšujúcou sa teplotou sa plánovaná životnosť potrubí znižuje – pri 90 °C na 30 rokov, pri 95 °C na 20 rokov, pri 100 °C na 10 rokov atď.

Pridaná hodnota potrubí NRG FibreFlex Pro oproti potrubiam PE-Xa je zrejmá z technických listov a dobre zdokumentovaná aj v tab. 2.

Očakávaná životnosť potrubí sa dá vypočítať aplikáciou Minerovho pravidla. Vždy v prípade použitia potrubia v hraničných teplotách okolo 95 až 100 °C kontrolujeme, ako je nastavený teplotný profil a ekvitermická krivka. Pri konkrétnych dopytoch to dokážeme spočítať.

 

 

Pravidelne testované potrubia NRG FibreFlex s viacerými akreditáciami

Pre rúrku pre médium zatiaľ neexistuje v Európe žiadna záväzná EN norma, no pracuje sa na nej a predpokladá sa jej prijatie do niekoľkých rokov. V tejto chvíli sa preto nahrádza medzinárodnou certifikáciu OFI ZG200-1 a OFI ZG200-2, a to na základe EN ISO 15632-1 a -2. OFI je medzinárodne akreditovaná skúšobňa, ktorá vykonáva skúšky podľa EN ISO/IEC 17025: 2005.

Certifikát spoločnosti NRG flex s číslom 0555 a 0458 má medzinárodnú platnosť, pričom potrubia NRG FibreFlex spĺňajú aj ruskú normu GOST, ktorá pre tento typ potrubí už existuje.
V certifikáte sa potrubia delia na triedy Class A a Class B. Class A spĺňajú potrubia NRG FibreFlex so zaťažením do 95 °C/10 barov, ktoré sa využívajú hlavne na teplú vodu. Class B spĺňajú potrubia NRG FibreFlex Pro so zaťažením do 115 °C/10 alebo 16 barov.

Práve potrubie NRG FibreFlex Pro umožňuje širšie využitie plastových flexibilných potrubí namiesto oceľových predizolovaných potrubí. Vždy je, samozrejme, dôležité poznať prevádzkové parametre tepelnej siete a na ich základe zvoliť vhodné riešenie. V prvom rade je nevyhnutné dbať na dlhodobú bezpečnosť potrubí a minimálny časový horizont, čo je definované aj v norme, resp. v certifikácii. Predpokladaná životnosť pri daných prevádzkových parametroch je minimálne 30 rokov.

Je preto na zvážení, či použiť napríklad na teplú vodu síce investične lacnejšie riešenie s parametrami 95 °C /6 barov, ktoré však podľa novej normy ani hranične nespĺňajú hodnoty pre tlakové zaťaženie 10 barov, alebo použiť hrubostenné PE-Xa potrubie SDR7,4 na 95 °C/10 barov, prípadne výrazne flexibilnejšie potrubie NRG FibreFlex na 95 °C/10 barov.

Najčastejšie otázky investorov, projektantov a dodávateľov

Aký je rozdiel medzi potrubím NRG FibreFlex Pro a štandardným potrubím s PE-Xa?

Potrubie NRG FibreFlex Pro umožňuje prevádzku pri vyšších trvalých alebo ekvitermicky riadených sieťach. Oproti pri PE-Xa odporúčanej trvalej teplote 80 °C možno ísť o 10 až 15 °C vyššie, v zimných mesiacoch je možná aj krátkodobá prevádzka pri hodnote okolo 100 °C .

Pri použití potrubia NRG FibreFlex Pro v tepelnej sieti vhodnej aj pre PE-Xa potrubia sa zvyšuje predpokladaná životnosť potrubia z 30 na 50 rokov, čo je predĺženie životnosti o 2/3, tzn. až o 66 %.
Dobre je to vidieť aj v tab. 3, kde je vyznačená oblasť „pridanej hodnoty“ oproti PE-Xa potrubiam.

Ako sa správajú potrubia NRG FibreFlex Pro pri rôznej záťaži? Aký to má vplyv na ich životnosť?

Potrubia NRG FibreFlex Pro sú, tak ako aj iné plastové potrubia, ovplyvnené prevádzkovými parametrami. Zjednodušene možno povedať, že sú vhodné tam, kde sa pre potrubia zo zosieťovaného polyetylénu PE-Xa odporúča trvalá teplota 80 °C a pri zvyšujúcej sa teplote do 95 °C sa výrazne skracuje predpokladaná životnosť (pri 95 °C je to okolo 10 rokov, ale už bez akejkoľvek rezervy – bezpečnostný koeficient 1,0).

Potrubia NRG FibreFlex Pro majú pri trvalom zaťažení 90 °C predpokladanú životnosť 30 rokov, pri 95 °C 20 rokov, pri 100 °C 10 rokov a pri 105 °C 5 rokov, ostatné teploty do 115 °C sa považujú za výrazne krátkodobé. Na korektnú predikciu životnosti treba spraviť prepočet podľa Minerovho pravidla.

Kde sa potrubia s termoplasticky zosilnenou rúrkou pre médium vyrábajú?

V roku 2016 bola spustená výroba v modernom závode v Sankt Valentin v Rakúsku, kde sa presunula z Linzu. Tu prebieha izolovanie potrubí a finálna príprava na expedíciu. Samotné rúrky pre médium sa vyrábajú v závode POLYMERTEPLO v Moskve, ktorý patrí do skupiny britsko-ruského koncernu Polyplastic Group.

Sú s týmito potrubiami skúsenosti? Odkedy sa tieto potrubia vyrábajú?

Termoplasticky zosilnené rúrky pre médium sa vyvíjajú a vyrábajú od roku 2000, majú tak za sebou už viac ako 20 rokov skúseností. Impulzom na vznik odolnejších plastových predizolovaných potrubí bolo hľadanie riešenia pre rozsiahle siete centralizovaného zásobovania teplom, kde boli potrebné vyššie prevádzkové tlaky a teploty.

Použitie oceľových predizolovaných potrubí bolo na mnohých miestach nemožné vzhľadom na veľmi zlú kvalitu vody, a tak dochádzalo k častým poruchám a nutným výmenám. Za posledné roky sa vyrobilo a položilo okolo 9 800 km potrubí, z toho viac ako 2 000 km iba v rámci Moskvy, kde sa potrubia podrobili dôkladnej previerke vďaka lokálnym poveternostným podmienkam.

V Česku a na Slovensku sme už od roku 2019 položili kilometre potrubí NRG FibreFlex a NRG FibreFlex Pro (Dukovany, Bratislava, Trenčín, Cheb, Bílina). Naše následné merania, ako aj naši klienti potvrdzujú kvalitu potrubí a dodržanie prisľúbených úspor. Samozrejme, NRG FibreFlex aj NRG FiberFlex Pro majú za sebou aj stovky väčších či menších realizácií v rámci celej Európy a ostatných kontinentov.

Je možné používať potrubia PE-Xa SDR11 (max. 95 °C/6 barov) pre rozvody teplej vody?

Áno, ale vždy treba mať na pamäti príslušné obmedzenia. Najskôr je nevyhnutné overiť prevádzkové parametre. Ako sme už uviedli, maximálne zaťaženie podľa súčasného znenia normy je 60 °C/7,9 baru, čo ale nemusí byť dostatočné pre siete s vyššími bytovými domami. Tam patrí napríklad potrubie NRG FibreFlex do 95 °C/10 barov.

Existujú plastové potrubia na vyššie teploty?

V roku 2022 predstavíme potrubie NRG KordFlex, ktoré má maximálnu záťaž až 130 °C/16 barov. Opäť tak posunieme naše možnosti o 5 až 10 °C vyššie oproti NRG FibreFlex Pro. Čoskoro zverejníme k tomuto novému plastovému potrubiu bližšie informácie.

Máte v ponuke flexibilné plastové predizolované potrubie s alarm systémom?

Áno, od roku 2022 sú štandardne k dispozícii flexibilné plastové predizolované potrubia NRG FibreFlex Pro v zosilnenej izolácii do max. 115 °C s alarm systémom. Ide o kompletný systém, ktorý možno trvalo monitorovať. Predstavuje odpoveď na požiadavky väčších teplárenských spoločností, ktoré sú zvyknuté na vysoký štandard bezpečia. Už v roku 2020 bol realizovaný pilotný projekt v nemeckom Rostocku pre dodávateľa tepla v rozsahu 7 km potrubí.

Akú úlohu spĺňa aramidové opletenie rúrky?

Naše rúrky pre médium sú z dobre známeho a overeného materiálu PE-Xa, termoplasticky zosilnené a opletené a zosilnené aj aramidovým vláknom. Tým sa odoberá tlak z plastu a otvára sa možnosť prevádzkovať potrubia s vyšším tlakom a čiastočne aj s vyššími teplotami.

Keďže väčšina síl pôsobí na aramidové vlákno, materiál PE-Xa funguje hlavne ako vnútorná rúrka nesúca vodu, bez veľkého zaťaženia. Môžu sa tak dosiahnuť výrazne tenšie hrúbky stien a v dôsledku toho sa výrazne zlepšuje flexibilita rúr.

Zdroj: NRG

Ing. Eva Švarcová, Ing. Robert Štefanec, prof. Ing. Ján Takács, PhD.
Eva Švarcová a Robert Štefanec pôsobia v spoločnosti NRG flex, s. r. o. Ján Takács pôsobí na Katedre TZB SvF STU v Bratislave.

Obrázky: NRG flex