Rubrika pro projektanty a energetiky

Společnost NRG flex s.r.o. představuje další část rubriky, kde se s vámi pravidelně dělí o zkušenosti s častými problémy při realizacích, odpovídá na vaše dotazy a vysvětluje pojmy, s nimiž se v technické praxi setkává. Vaše otázky a postřehy nám můžete posílat na dotazy@nrgflex.cz, čímž nám pomůžete v tvorbě dalších bodů rubriky, která bude zveřejněna v budoucích číslech. Děkujeme.

1) Jak se provádí měření lambda? Provádí se pouze při 50 °C, nebo i při jiných teplotách?

Podle norem EN 15632 a ZG200 se musí test lamb­da provádět při teplotě 50 °C. Jedná se o stanovené nařízení, aby bylo možné testovat různé výrobce se stejným výrobkem. Hodnota lambda při 50 °C je při­bližně 0,026–0,027 W·m^–1·K^–1 pro ocel a přibližně 0,021 W·m^–1·K^–1 pro plast. Je třeba také vzít v úvahu lambdu celé izolace, nejen některých vrstev. Platí, že srovnání je podstatně objektivnější, pokud se podívá­ me na celkové ztráty v potrubí na 1 m.

2) Jak je možné, že u potrubí, které má „horší“ lambdu, jsou uváděny nižší ztráty?

Určujícím parametrem pro posouzení tepelných ztrát potrubí je koeficient prostupu tepla U [W·m^–1·K^–1]. Je to údaj udávaný výrobcem potrubí. Tato veličina se počítá podle EN15632–1 a její hodnota je vázána pro konkrétní typ a dimenzi potrubí. Výsledná hodnota te­pelné ztráty vztažené na 1 m daného potrubí Q [W·m¹] vzniká pak dosazením koeficientu prostupu tepla do vztahu (2.1).

Tepelná vodivost izolace λ [W·m^–1·K^–1] (hovorově lam­bda) je parametr, který ovlivňuje hodnotu koeficientu prostupu tepla U, a tím i výslednou tepelnou ztrátu potrubí Q. Zdaleka to však není jediný parametr. Na hod­notu koeficientu U má také vliv tepelná vodivost trubky, která přepravuje médium, plášťové trubky a tloušťka každé z těchto vrstev. Proto i potrubí s vyšší hodnotou tepelné vodivosti izolace λ může mít podstatně nižší tepelné ztráty než potrubí s „lepší hodnotou lambda“.

Vztah pro výpočet tepelných ztrát 1 m potrubí:

Vztah 2.1

Kde je
t_p – teplota látky v přívodním potrubí,
t_s – teplota látky ve vratném potrubí,
t_z – teplota zeminy.

Jako příklad bychom mohli uvést výpočet tepelných ztrát pro vybrané potrubí NRG AustroPUR s tepelnou vodivostí izolace při 50 °C λ = 0,0219 [W·m^–1·K^–1], kte­rá není nejnižší na trhu. Pokud ale počítáme tepelnou ztrátu při zesílené izolaci, tak se dostaneme na hodno­ty, které nejnižší na trhu jsou.

Jako příklad jsme zvolili standardní podmínky:
t_p = 80 °C
t_s = 60 °C,
t_z = 10 °C

Pozn. Podle EN15632–1 se pro stanovení koeficientu přechodu tepla U počítá s tepelnou vodivostí zeminy λ_zem = 1,0 [W·m^–1·K^–1].

Příklad výpočtu tepelné ztráty 1 m potrubí NRG Austro­PUR double SDR11; 2×d40 / DA200, jehož hodnota koe­ficientu prostupu tepla je U = 0,1444 W·m^–1·K^–1.

Výpočet 2.1

Q = 8,66 W·m^–1

Hodnoty výpočtů tepelných ztrát metru potrubí vybraných potrubí jsou uvedeny v tab. 1

Na základě hodnot uvedených v tab. 1 si můžeme všimnout, jaký zásadní vliv na výšku celkových tepelných ztrát má použití dvoutrubek. Potrubí NRG AustroPUR double 2×d40 / DA200 má tepelné ztráty pouze 8,66 W·m^–1 na 1 m trasy. V případě použití jednotlivých trubek je třeba vypočtenou hodnotu tepelných ztrát zdvojnásobit, abychom dostali relevantní hodnotu vypovídající o ztrátě 1 m trasy a mohli tak korektně porovnávat tepelné ztráty dvoutrubek ve srovnání s jednotlivou trubkou. Při použití ocelového potrubí stejné dimenze (DN32) se dostáváme i při největší tloušťce izolace na téměř dvojnásobné hodnoty tepelných ztrát oproti potrubí NRG AustroPUR double 2×d40 / DA200.

Z tohoto důvodu klademe tak velký důraz a snahu o co největší možné využití dvoutrubek v projektech zaměřených na budování nových i rekonstrukcích starých tepelných sítí. Můžeme se pochlubit nejširší nabídkou flexibilních předizolovaných potrubí na trhu, v našem portfoliu se nachází i unikátní dvoutrubkové potrubí 2×d90, které jsme schopni dodat až v 150m návinech a zajistit tak maximální možnou úsporu a efektivitu provozu, která zatím nemá obdoby.

3) Co udělá napětí v potrubí, když se zvýší teplota?

U ocelových trubek napětí v trubce při zahřívání roste, u PE-Xa (nebo jiného plastu) naopak klesá. Diagram s modulem pružnosti (E-modul) pro potrubí z PE-Xa na obr. 1 vysvětluje délkovou roztažnost/dilataci pro bazénové potrubní systémy uložené v zemi:

Máme sdružený potrubní systém s různými plastovými materiály při zcela odlišných teplotách (např. provozní teplota 80 °C a teplota pláště 18 °C). Dilatace je deaktivována, protože dilatace je, na základě materiálů použitých v předizolovaném systému a nízké teploty pláště a tření mezi pláštěm a zeminou, velmi nízká. Napětí vznikající při této „blokované dilataci“ je relativně nízké, jelikož modul pružnosti PE-Xa (nebo jiného plastu) je, ve srovnání s ocelí, nízký a s rostoucí teplotou dále klesá (viz obr. 1). Modul pružnosti oceli je 210 000 N·mm^–2. Takže u plastových předizolovaných trubek uložených v zemi a s nízkým modulem pružnosti + díky složení trubky (plastová/PUR izolace) je roztažnost v zemi NULOVÁ! Díky tomu nemusíme používat dilatační spáry.

4) Co se děje s izolací při cyklovaní, ohřevu, chladnutí a při odstávce? Zejména u NRG FibreFlex Pro, kde teploty dosahují až okolo 100 °C? Nenastane efekt „odpojeného systému“?

Ohřev a chladnutí nemá na kvalitu izolace vliv. PUR pěna je plast, a proto pružná. Vyšší teploty proto nepředstavují problém. Žádný efekt „odpojení“ neexistuje. Pokud by tomu tak bylo, pak by platilo, že mají stejný modul pružnosti jako ocel (210 000 N·mm^–2), nebo vyšší.

5) Kde najdeme potrubí a výměníkové stanice pro rozpočtáře?

Do online materiálů v SW KROS 4 jsme přidali plastové a ocelové předizolované trubky od společnosti NRG flex, s. r. o. Tyto inženýrské sítě slouží k přepravě energie a médií podle potřeby pro pitnou vodu, horkou vodu, horkou vodu pro ohřev na páru, agresivní termální vodu nebo jiná média. Vytváření cen je nyní podstatně jednodušší.

Slovenská společnost NRG flex, která má zastoupení i v České republice, dodává na oba trhy předizolované trubky od roku 2010. Je dodavatelem výrobků rakous kého výrobce Austroflex, dále dodává předizolované trubky ECOLINE od italského výrobce, německého výrobce PEWO, polské skupiny Radpol a rakouského výrobce trubek RADIUS-KELIT atd. Poskytuje také projektové práce, poradenství atd. Další informace naleznete na www.nrgflex.cz.

Kromě aktuálního doplnění cenového systému URS je lze nalézt také v programech cenových systémů RTS a Cenkros, čímž je zajištěno pokrytí většiny rozpočtů na trhu.

6) Proč double potrubí (dvě trubky v jedné izolaci) vykazuje nižší ztráty než single (jedna trubka v izolaci)?

Na úvod je třeba poznamenat, že double potrubí (dvou­trubky) vykazuje, v závislosti na rozměrech a provoz­ních podmínkách, o 25 až 35 % nižší tepelné ztráty než dvě samostatné single trubky. To je způsobeno geome­trií výrobku, a lze to vysvětlit dvěma způsoby:

• a) Tloušťka izolace
  Na první pohled se zdá, že tloušťka izolace dvoutrubky je v horní a dolní části poměrně slabá – viz linka 1 na obr. 3. Ve skutečnosti však při pohledu po obvodu trub­ky převažuje oblast, kde je izolace silnější než u jedno­duché trubky – viz linka 2.

• b) Tok tepla
  Druhým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při posu­zování tepelných ztrát v double potrubí, je tepelný tok v potrubním systému. Vzhledem k tomu, že přívodní i vratné potrubí na média jsou ve stejném plášti, do­chází v potrubním systému, kromě tepelných ztrát do země, také k přenosu tepla mezi oběma potrubími.
  Tepelný tok je patrný z uvedeného výčtu konečných prvků znázorněném na modelu dvoutrubky na obr. 4. Je vidět, že část tepelných ztrát se neztrácí do země, ale naopak se zadržuje ve vratném potrubí formou tepelných zisků sy­stému. To výrazně snižuje tepelné ztráty double systému.Na závěr lze konstatovat, že kombinace dvou výše uve­dených faktorů, a to větší tloušťky izolace na velkých částech obvodu a přenosu tepla mezi oběma trubkami v jednom (společném) plášti, má za důsledek výrazné snížení tepelných ztrát v dvoutrubkách ve srovnání se dvěma samostatnými trubkami.