Hybridné riešenie v praxi

Obr. 1 Pohľad na budovu kotolne v Dukovanoch
Zdroj: NRG flex

Konkrétne príklady z praxe potvrdzujú výhody návrhu a realizácie projektov s plastovým flexibilným potrubím. Prípadové štúdie, ktoré pripravila spoločnosť NRG flex pre investorov, ukazujú „papierovo“ jasné výhody využitia plastových predizolovaných potrubí v maximálnej možnej miere. Vždy je však potrebné aj overenie z praxe, kde sa často ukážu sila a krása tohto technického riešenia.

Počas roka 2020 sme dodávali potrubia na mnohé zaujímavé stavby a čo je pre nás technikov vždy prínosné, boli sme pritom postavení pred mnohé výzvy.

Niektoré nám pripravili investori alebo progresívne mysliaci projektanti a niektoré sme si spôsobili sami – tie boli výsledkom našej snahy o skutočnú maximalizáciu úspor tepla a investovaných prostriedkov. V našom prípade ide pri projektoch s dimenziami nad DN100/125 o kombináciu flexibilných plastových predizolovaných potrubí a oceľových 12 m potrubí.

Z realizácií sú hodné spomenutia predovšetkým dodávka hybridného systému pre teplovod v obci Dukovany, komplexná rekonštrukcia rozvodov v biomasovej kotolni v Turčianskych Tepliciach, časť Horné Rakovce a výmena rozvodov v priechodných technických kanáloch v Chebe.

Realizácia rozvodov CZT v Dukovanoch, 2. etapa

Zaujímavým príkladom hybridného riešenia bol projekt v Českej republike v obci Dukovany, kde sa budovala tepelná sieť v kombinácii ocele a plastu. Prvé etapy projektu sa v minulých rokoch realizovali „klasicky“ s použitím oceľových 12 m potrubí.

V poslednej etape sa generálny dodávateľ rozhodol pre realizáciu v hybridnom riešení. Napájanie rodinných domov v stiesnených uličkách totiž nie vždy prebiehalo bez problémov, čo prinášalo obyvateľom určité obmedzenia.

Hlavná rozvodná trasa predizolovaného oceľového potrubia pre ústredné vykurovanie je v dimenzii DN 125. Ako pokračovanie hlavnej trasy sa napája single jednorúrové plastové potrubie NRG FibreFlex Pro dimenzie d110. Termoplasticky zosilnená rúrka NRG FibreFlex Pro je vyrobená zo sieťovaného polyetylénu PE-Xa so sieťkou z aramidového vlákna a s EVOH oranžovou kyslíkovou bariérou.

Adhézna vrstva spolu so sieťkou z aramidového vlákna zabezpečuje vyššiu odolnosť médionosnej rúrky, ktorá je takto schopná krátkodobo zniesť teplotu média až 115 °C pri tlaku 10 barov (na vyžiadanie sa dodáva aj v 16-barovom vyhotovení). Ostatné pripojené odbočky a vetvenie siete sa zrealizovali v double verzii flexibilného plastového potrubia (dve potrubia v spoločnej izolácii – dimenzie od 2 × d32 až po 2 × d75).

Plastové predizolované potrubie umožní flexibilné zmeny trasy pri obchádzaní prekážok, ktoré sa môžu vyskytnúť pri výkopových prácach – môže ísť napr. o obchádzanie stromov, kríženie s existujúcimi sieťami či s dažďovou kanalizáciou. Umožní tiež rešpektovať aj rôzne oporné múry a ploty.

Obr. 2 Kotol VESKO-B od TTS boilers (1,5 MW) v Dukovanoch
Obr. 2 Kotol VESKO-B od TTS boilers (1,5 MW) v Dukovanoch | Zdroj: NRG flex

Pri plánovaní realizácie projektu na prelome rokov 2019 a 2020 bol svet v poriadku a ešte bez obmedzení. Žiaľ, pri začiatku realizácie v apríli 2020 vypukla naplno prvá vlna pandémie COVID-19 s opatreniami a uzavrením hraníc. V tej chvíli sme stáli pred nepríjemnou výzvou, ako zrealizovať dohodnuté zaškolenie montážnej skupiny a neohroziť harmonogram prác čakaním na technikov.

Tu sa ukázali sila riešenia a jednoduchosť realizácie s plastovými flexibilnými potrubiami, keď sme boli schopní zaškoliť partiu šikovných montážnikov obchodno-technickým zástupcom, ktorý chlapom ukázal, že je zdatný nielen v technickom poradenstve, ale že sa dokáže postaviť aj k praktickým otázkam.

Spätne musíme skonštatovať, že prvý deň-dva sa otvárali diskusie skúsených „oceliarov“ o tom, ako by to v oceli už mali hotové. Keď však potom natiahli 150 m potrubia doslova v priebehu niekoľkých minút, všetci na mieste uznali, že tie dlhé, na prvý pohľad možno neforemné kotúče majú svoje čaro. Od tretieho dňa išli kladenie a montáž od ruky a limitovali ich už iba výkopové práce.

V rámci nášho servisu sa nám dokonca podarilo dostať na miesto aj technika priamo z Rakúska, ktorý svojím know-how ešte umocnil efekt z toho, ako vyťažiť pri montáži maximum. Zaujímavosťou pri tomto projekte je aj zdroj tepla. Kto by pri jadrovej elektrárni očakával využitie odpadového tepla, je zatiaľ na omyle.

Zdrojom tepla pre celú obec Dukovany sú aktuálne dva kotly VESKO-B na biomasu, každý s výkonom 1,5 MW. Spolu je na centrálny rozvod tepla – podľa vyjadrenia zástupcu dodávateľa kotlov, firmy TTS boilers – napojených viac ako 200 rodinných domov, ale aj miestny zámok, bytové domy, materská škola, hasičská zbrojnica a miestne firmy či supermarket.

Obr. 3 Návrh kladačského plánu pre oceľové predizolované potrubie so spojmi každých 12 m a kolenami
Obr. 3 Návrh kladačského plánu pre oceľové predizolované potrubie so spojmi každých 12 m a kolenami | Zdroj: NRG flex
Obr. 4 Návrh riešenia v plastovom flexibilnom predizolovanom potrubí NRG FibreFlex Pro na rovnakom úseku s minimom spojov (len v miestach odbočiek)
Obr. 4 Návrh riešenia v plastovom flexibilnom predizolovanom potrubí NRG FibreFlex Pro na rovnakom úseku
s minimom spojov (len v miestach odbočiek) | Zdroj: NRG flex

Modernizácia rozvodov tepla CZT v Horných Rakovciach

Rozvodná tepelná sieť je situovaná na území mesta Turčianske Teplice, v miestnej časti Horné Rakovce. Od zdroja tepla (kotolne), umiestneného v samostatnom objekte, vedie trasa oceľového potrubia v dvoch vetvách dimenzie DN 300 a DN 100 k zásobovaným objektom a jednotlivým odberateľom tepla. Pôvodné potrubie viedlo v kanálovom uložení.

Modernizáciou rozvodov tepla sa zabezpečia požadované prevádzkové stavy a zamedzia sa úniky tepla do okolia, čo umožní ušetriť nemalé investície. Zároveň sa zaistia optimálne požiadavky pre prevádzkovateľa a koncového užívateľa.

Prevádzkové podmienky sú nastavené na:
– maximálny prenášaný výkon ÚK 4 560 kW,
– menovitý teplotný spád okruhu 80/60 °C v zime a 60/40°C v lete.

Investor si zvolil výhodný systém hybridného riešenia, kde mohol využiť výhody oboch systémov predizolovaných potrubí. Predizolované oceľové potrubia boli osadené do nových výkopov pre dimenzie od DN 100 po DN 300. Alarm systém a kompenzátory zabezpečujú bezproblémový chod a kontrolu oceľového rozvodu.

Oceľový systém NRG PREMIO antidifúzna bariéra je prvý komplexný systém s EVOH antidifúznou bariérou v trojvrstvovom vyhotovení. Predstavuje kompletný systém, kde majú antidifúznu bariéru nielen samotné potrubia, ale aj kompletné príslušenstvo – kolená, T-kusy a doziolovania. Iba takto je zabezpečená ochrana PUR peny pred difundovaním, čo zabezpečuje aj dlhodobo stabilné parametre tepelných strát.

Pre odbočky z hlavnej trasy a jednotlivé domové prípojky do DN 100 sú navrhnuté plastové predizolované potrubia s kyslíkovou bariérou. Pri tomto konkrétnom projekte boli navrhnuté single – jednorúrové potrubia NRG AustroPUR.

Médionosnú rúrku tvorí zosieťovaný polyetylén PE-Xa s červenou EVOH kyslíkovou bariérou zaizolovanou do izolácie PUR, povrch plášťa tvorí paralelne zvlnený HDPE. Toto riešenie poskytuje najnižšie tepelné straty spomedzi flexibilných systémov a to pri najväčšej možnej flexibilite systémov izolovaných PUR penou. Vysoká flexibilita je zabezpečená práve kombináciou PUR izolácie s vrstvou PE peny a paralelne korugovaného plášta.

Cheb – výmena rozvodov v priechodných technických kanáloch

Na niektorých miestach sa ako ideálne riešenie na vedenie podzemných potrubí a káblov ukázali technické kanály. V prípadoch, keď sú potrubia hlboko pod zemou, môže mať zmysel tieto kanály zachovať a realizovať výmenu priamo v nich.

Bežné riešenie je v tomto prípade výmena za 6- alebo 12-metrové tyče, ktoré sú na miesto montáže dopravené buď ako predizolované, alebo sa izolujú priamo na mieste. Takéto riešenie je časovo náročné a pri izolovaní na mieste nie je možné dosiahnuť dnes bežné tepelné straty predizolovaných potrubí.

V minulosti sme sa podieľali na príprave niekoľkých projektov, kde sa využívali existujúce betónové kanály bez nutnosti otvorenia výkopu v celej dĺžke. Minulý rok nás oslovil projektant, ktorý má dlhoročné skúsenosti s návrhom a realizáciou výmen rozvodov v existujúcich technických kanáloch.

Priznávame sa, že mnohé z jeho presných otázok, ktoré mal odžité pri výmenách s použitím dodatočne izolovaných oceľových potrubí alebo PPR tyčí, nás na prvé počutie zaskočili. Po dôkladných konzultáciách s výrobným závodom a prepočtoch projektanta sme však spoločne pripravili návrh na realizáciu pilotného projektu v Chebe.

V rámci tohto projektu sa v lete spravila výmena takmer 400 m potrubia v dimenziách d63 a d110. Dôsledná projektová príprava sa vyplatila a obe vetvy vychádzajúce z kotolne sa podarilo zrealizovať v rámci jedného dňa bez nutnosti využiť „rezervné“ spojky.

Takéto riešenie dokáže výrazne zrýchliť výmenu a minimalizovať čas odstávky. Zaujímavý bol hlavne rozsah výkopov – boli nachystané montážne otvory vo vstupoch do šácht a okrem nich len jeden otvor s dĺžkou približne 3 metre.

Predpokladaný postup prác bol navrhnutý tak, že sa vybúra existujúca šachta a tak vznikne montážny otvor MO5. Následne sa šachta po ukončení diela opäť uvedie do pôvodného stavu. Montážne otvory MO3 a MO4 sa dokonca ani nepoužili. Potrubie pre oba úseky sa natiahlo do technického kanála z otvoreného priestranstva na úsekoch 3 a 4.

Projektant pôvodne predpokladal, že potrubie d63/DA126 bude rozdelené na dve časti pri lome L6, následne sa spojí lisovacou spojkou a doizoluje. Podľa teoretických prepočtov bol síce predpoklad, že by sa to mohlo dať natiahnuť v celku, ale pre istotu sa počítalo so spojkou.

Realita prekonala očakávania a skutočne sa podarilo potrubia natiahnuť v jednom kuse. Tak, ako je to vidieť aj na schematickom výkrese na obr. 5, ide o tri za sebou nasledujúce 90° lomy, ktoré sa podarilo prekonať ohybom potrubia bez použitia kolena.

Obr. 5 Kladačský plán a vyznačenie montážnych otvorov pri vťahovaní potrubia do existujúceho technického kanála v Chebe
Obr. 5 Kladačský plán a vyznačenie montážnych otvorov pri vťahovaní potrubia do existujúceho technického kanála v Chebe | Zdroj: NRG flex

Celému procesu pomohla aj príprava na mieste, pri ktorej sa lomové body „zaoblili“ osadením odrezaných kanalizačných rúr, vďaka čomu sa výrazne znížili trenie a aj možné potenciálne poškodenie potrubia pri vťahovaní.

Pri vetve smerom k divadlu s dimenziou d110/DA182 bola manipulácia o niečo zložitejšia, stále však pomerne bez problémov realizovateľná. Bolo potrebné brať do úvahy naozaj pomerne stiesnený montážny otvor, cez ktorý sa potrubie vsúvalo do technického kanála.

Ako po realizácii skonštatoval projektant Ing. Rudolf Netík: „Nebolo to jednoduché, ale išlo to bez nutnosti rozdeliť potrubia na dve časti.“ K tomu dodal: „V technickom kanáli som bol aj osobne a pomáhal som potrubie nasúvať. Dalo sa to zvládnuť s pár ľuďmi.“

Každý spôsob realizácie má svoje výhody – pri zvolenom postupe prác v centre Chebu sa ukázalo, že je možné zrealizovať výmenu potrubí skutočne veľmi efektívne a rýchlo, pritom s minimálnymi zásahmi a obmedzeniami pre obyvateľov.

To, že dané riešenie je s použitím potrubí NRG FibreFlex Pro s maximálnym zaťažením 115 °C a 10 barov ešte aj výrazne efektívnejšie, ako boli iné zvažované varianty, je iba posledný argument smerujúci k tomu, aby sme sa pri výmenách a realizácii rozvodov dokázali zamyslieť a nájsť pre daný projekt skutočne optimálne riešenia.

Článok vznikol v spolupráci so spoločnosťou NRG flex.
Foto a obrázky: NRG flex