Fyzikální úprava otopné a chladicí vody

V mnoha oborech lidské činnosti dnes dochází k inovacím, které by si ještě před několika lety stěží kdo představil. Na jedné straně tu máme například záporné úroky, což mi připadá stejně nesmyslné jako, dejme tomu záporný počet srdečních tepů za minutu.
Na straně druhé jsou inovace, které by mohly být zařazeny pod nový pojem „Průmysl 4.0“. Jednou z nich je i fyzikální úprava vody pomocí spirálovitě upravených kanálků v armatuře nebo stejný princip použitý u perlátoru na výtoku vody.
Zatímco první ze jmenovaných zlepšuje chemické vlastnosti vody cirkulující v uzavřených soustavách, druhý dokáže v otevřených soustavách zlepšit senzorické vlastnosti pitné vody – u vod kontaminovaných pak navíc eliminuje působení bakterií v lidském těle.

Recenze: Miloš Bajgar

V některých otopných a chladicích soustavách dochází k opakovaným závadám na regulačních armaturách, které pak vyžadují častou výměnu. Děje se tak zejména u rozsáhlých otopných a chladicích soustav.

V prvé řadě je nutné zjistit příčinu vzniku těchto opakovaných poruch – odebírají se vzorky napájecí a doplňovací vody, vzorky teplonosné či chladicí kapaliny.

Zejména se zjišťuje, do jaké míry je porušena vápenatouhličitanová rovnováha, konduktivita, hodnota pH, obsah rozpuštěného kyslíku, obsah rozpuštěných kovů a obsah organického uhlíku.

Na základě výsledků chemických rozborů se následně navrhuje vhodné opatření vedoucí k žádané nápravě.

Rozhodneme-li se pro chemickou úpravu otopné vody, je třeba přesně dodržet pokyny pro aplikaci příslušné chemické látky a rovněž postup při proplachu otopné soustavy, kdy je nutné:

1. Zcela otevřít všechny regulační armatury.
2. Uzavřít všechny ventily otopných těles.
3. Odstranit sítka z filtrů.
4. Připojit tlakovou vodu do zpětného potrubí v kotelně.
5. V nejnižších místech v suterénu otevřít výpustní ventily přívodního potrubí, připojit do kanalizace.
6. Otevřít 2 až 3 ventily těles nejvíce vzdálených od stoupačky v horním patře.
7. Proplachovat tlakovou vodou cca 10 min.
8. Uzavřít propláchnuté ventily.
9. Postup je nutné opakovat u ostatních ventilů.

Po odstranění usazenin proplachem se aplikuje čisticí roztok, zde je opět nutné dodržet předepsané dávkování (po určité době provozu je třeba čisticí roztok vypustit a otopnou soustavu znovu propláchnout výše popsaným způsobem).

Otopná soustava se poté napustí vodou z vodovodního řadu, načež se aplikuje potřebné množství inhibitoru koroze, jehož koncentraci je v otopné vodě potřeba pravidelně kontrolovat.

Kontrolu kvality otopné vody je nutné provádět jedenkrát ročně a naměřené hodnoty přepsaných ukazatelů otopné vody uvést do protokolu. Pokud se výsledek výrazně liší od požadovaných hodnot, je třeba doplnit inhibitor koroze.

U většiny otopných a chladicích soustav je výhodné namísto chemických prostředků využít fyzikální úpravu otopné/chladicí vody.

Princip fyzikální úpravy vody spočívá v přepolarizování molekul minerálních i kovových částic, čímž se změní struktura krystalické mřížky a nedochází ke tvoření inkrustů. Uvolněné částice ulpí na vnitřním povrchu konstrukčních prvků, použitých v otopné soustavě, a regulační armatury tak nepoškozují. Dochází k pasivaci kovů, otopná voda je stabilní a nevyžaduje další úpravu.

Je třeba upozornit, že se v našem případě nejedná o známou magnetickou úpravu vody – zařízení se instaluje do potrubí. Do DN 40 se vyrábí v závitovém provedení, větší dimenze jsou s přírubami. Proud teplonosné kapaliny je rozdělen do několika proudů. Uvnitř přístroje je kapalina uváděna do rotace vlivem spirálovité konstrukce kanálků. Tlakové ztráty zařízení závisí na ­dimenzi zařízení a na průtoku teplonosné kapaliny. Průběh tlakových ztrát pro DN 25–50 je uveden v grafu na obr. 1.

Výrazným způsobem se sníží náklady na údržbu a provoz otopných soustav, odstraní se již vzniklé kaly a nebude docházet k poruchám regulačních armatur. Prodlouží se životnost otopné soustavy a odpadá pravidelná kontrola stavu teplonosné kapaliny či doplňování inhibitorů koroze.

Zařízení pro fyzikální úpravu otopné vody je aplikováno ve Francii již 20 let, a to na významných stavbách jako je např. hotelový komplex v Saint Martin de Lodres 34, Výrobna sýrů, obchodní komplex Carrefour, objekt budovy Radio France 3.

V Čechách je fyzikální úprava vody aplikována od roku 2016, např. penzion v Roztokách u Prahy, bytový komplex Líbeznice, penzion Florian Hlučín.

Výhody fyzikální úpravy vody

Kapalina není agresivní vůči veškerým komponentům v otopné/chladicí soustavě, ani v případě styku člověka při manipulaci. Voda je permanentně upravována bez potřeby korigovat její vlastnosti, a tím se i výrazně prodlužuje životnost všech komponentů, které přijdou do styku s takto upravenou vodou. Fyzikální úprava vody nepoužívá chemické prostředky, čímž se zlepšuje rating pro LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) budovy. V otopných soustavách, ve kterých byla již chemie neúspěšně aplikována, není třeba soustavu vypouštět.

V zařízení není nic, co by se spotřebovávalo, nebo pohybovalo (opotřebovávalo), tudíž životnost zařízení není v podstatě omezena. Nejstarší instalace fungují již dvě desítky let beze změn a bez problému.

Výhody samotné instalace

Instalace zařízení probíhá za provozu, bez potřeby vypouštění soustavy. Veškeré instalace probíhají v technických prostorech, aniž by se zasahovalo do provozu budovy. Instalace je jednorázová záležitost a nenese s sebou nutnost aplikace dalších produktů na základě změny otopné/chladicí vody. Nejsou zde další provozní náklady spojené s úpravou otopné/chladicí vody. Investice do zařízení pro fyzikální úpravu otopné vody je srovnatelná s náklady na aplikaci chemie.

Příklad praktické aplikace fyzikální úpravy otopné vody

V penzionu Florian – Hlučín byla otopná soustava naplněna vodou z vodovodního řadu. Po aplikaci fyzikální úpravy otopné vody se odebíraly vzorky vody z otopné soustavy v březnu, dubnu a květnu roku 2017 s následujícími výsledky:

1. Od března do května se hodnota pH kapaliny zvýšila z 6,2 na 8,6.
2. Obsah nerozpuštěných látek poklesl z 246 mg·l^–1 na 5,6 mg·l^–1.
3. Obsah železa poklesl z 9,81 mg·l^–1 na 0,002 mg·l^–1.
4. Obsah mědi poklesl z 1,4 mg·l^–1 na 0,01 mg·l^–1.
5. Obsah zinku poklesl z 1,85 mg·l^–1 na 0,005 mg·l^–1.

Z výsledků rozborů je zřejmé, že otopná voda po aplikaci fyzikální úpravy nevykazuje agresivitu vůči konstrukčním materiálům otopné soustavy.

Použitá literatura

Materiály firmy Aquatechnology.

---

Physical Water Treatment: Heating & Cooling

In some heating and cooling systems there are repeated control valves defects, which then require unwelcome frequent replacement. This kind of failure especially concerns large-scale systems. It is in these cases where it is preferable to use physical treatment of heating/cooling water instead of chemical application.

Heating/Cooling systems maintenance and operation costs are significantly reduced, resulting sludge is removed and control valves failures occur no more. Systems life is prolonged and there´s no need of regular transfer fluid monitoring or corrosion inhibitors refilling.

Moreover, after the application of physical treatment, the heating/cooling water does not show any aggressiveness towards the heating/cooling system construction materials.

Keywords: control valve, heating/cooling system, physical water treatment, inhibitor, heat transfer fluid, coolant, aggressiveness, metals passivation.

---