Centralizovaná výroba a distribúcia tepla a teplej vody prináša mnoho výhod, ale i nevýhod. Dlhodobo problematické je najmä rozúčtovanie teplej vody. Súčasné systémy je možné technicky vyregulovať a splniť tak normou požadované parametre kvality vody. Pri dodávke vody do bytov je reálne merané iba spotrebované množstvo. Nakoľko väčšiu časť ceny tvorí energia na ohrev, nerovnomerná teplota na rôznych miestach systému spôsobuje nepresnosti. Popisované riešenie aplikáciou modulov TV umožňuje minimalizovať rozdielne teploty na výtokoch a zároveň aj merať straty pri cirkulácii. To je cesta k spravodlivejšiemu rozúčtovaniu a možnosť diagnostikovať prevádzkové stavy siete rozvodov teplej vody.
1. Úvod
Dodávaná teplá voda musí spĺňať normou predpísané parametre, energeticky nenáročnú prípravu a prijateľné náklady pre koncového odberateľa.
Tieto požiadavky znamenajú pre jednotlivé oblasti:
Zdroj tepla
- Zabezpečiť dodávku teplej vody v požadovanej kvalite, množstve a čase
- Rozumne investovať do opráv, modernizácií a rekonštrukcií
Distribúcia teplej vody
- Umožniť efektívnu prevádzku, minimalizovanie strát v rozvodoch
Zásobovaný objekt
- Znižovať požiadavky na energie = tepelné izolácie rozvodov TV
- Zabezpečiť hydraulické vyregulovanie
- Udržiavať optimálne teploty vody v rozvodoch (osadenie termostatov, …)
Odberateľ
- Nemať nezmyselné požiadavky
- Dodržiavať pravidlá pre systém TV pri rekonštrukciách a opravách bytov
Meranie a rozúčtovanie
- Zabezpečiť merania pri stabilnej teplote odoberanej vody.
2. Súčasný stav zásobovania teplou vodou
Škála typov zásobovaných objektov, systémov výroby a distribúcie TV je veľmi široká a núti nás riešiť problémy rôzneho druhu. Základné rozdelenie je podľa typických systémov.
Centralizovaný zdroj tepla (CZT)
- Priebežný rozvod (Pozri Obr. 1)
- Samostatné pripojenie objektov (Obr. 2)
- Pripojenie cez moduly TV (Obr. 3)
Obr. 1 Zdroj CZT – rozvod priebežný
Obr. 2 Zdroj CZT – pripojenie objektov samostatné
Obr. 3 Zdroj CZT – pripojenie objektov cez moduly TV
Lokálny zdroj tepla
- Vlastný objektový zdroj (Obr. 4)
- Vlastný objektový zdroj – bytové stanice (Obr. 5)
- Vlastný lokálny zdroj – bytový kotol, zásobník alebo prietokový ohrievač
Obr. 4 Vlastný zdroj
Obr. 5 Vlastný zdroj – bytové stanice
Na obrázkoch č. 1 – 5 je vidieť rozdielnu koncepciu rozvodov pri rovnakých budovách. Najmenej výhodný z pohľadu stabilnej dodávky teplej vody je priebežný rozvod. Pri ňom je veľký hydraulický rozdiel medzi najbližšou stúpačkou, oproti najvzdialenejšej voči zdroju. Regulácia je možná na každej stúpačke, ale napriek tomu ich vzájomné ovplyvňovanie je výrazné. Problémom je, ak každý objekt má iného správcu. Rekonštrukcie sa potom nerobia súčasne a rovnakým spôsobom.
Objekty so samostatným vstupom teplej vody. Zmeny v ktorejkoľvek buove je možné korigovať voči vonkajšej sieti na vstupných armatúrach. Výrazne je menší dopad na sieť.
U budov, ktoré majú vlastný zdroj ohrevu TV (obr. 4 a 5) je riešenie jednoduchšie – na úrovni vyregulovania a prevádzkovania samotného objektu.
Rozvod ktorý bol vyhodnotený ako najnepriaznivejší „Zdroj CZT – priebežný rozvod“ (Obr. 1) je možné upraviť na rozvod „Zdroj CZT – samostatné pripojenie objektov“ (Obr. 2). Takto pripravené rozvody je možné upraviť pomocou modulov teplej vody, čím sa systém zmení na vhodnejší „Zdroj CZT – pripojenie objektov na moduly TV“ (obr. 3).
3. Modul teplej vody – predstavenie
Modul teplej vody je sústava zariadení na rozvodoch dodávky teplej vody, osadená na vstupe do budovy. Oddeľuje primárnu stranu rozvodu TV (Pozri Obr. 6) (1) od objektového rozvodu (2). Deliacim prvkom je výmenník tepla (3), ktorý dohrieva cirkulujúcu vodu v objektovom rozvode, ktorá sa prúdením cez ležaté rozvody a stúpačky ochladzuje. Cirkuláciu na zdrojovej strane zabezpečuje čerpadlo na zdroji tepla. Cirkuláciu na strane objektu zabezpečuje čerpadlo (7). Pri odbere teplej vody v objekte sa cez skrat (6) osadený meračom množstva pretečenej vody dodáva teplá voda. Na primárnej strane sú osadené kalorimeter (5) a regulačný ventil (4). Úloha ventilu je zabezpečiť vyregulovanie rozvodu voči zdroju a iným objektom. Merač (5) meria cirkulačné straty na objekte a umožňuje diagnostiku parametrov vody v reálnom čase (pokiaľ je systém merania napojený na diaľkový prenos).
Obr. 6 Modul teplej vody
1 – zdroj vstup teplej vody (prívod a cirkulácia), 2 – objekt miesto odberu teplej vody (prívod a cirkulácia), 3 – výmenník tepla, 4 – regulačný ventil na cirkulačnom potrubí, 5 – merač tepla, 6 – vodomer na skrate, 7 – cirkulačné čerpadlo na objektovej strane
Pre technické zabezpečenie je modul doplnený o uzatváracie armatúry, filtre, vypúšťacie armatúry s možnosťou pripojenia diagnostického meracieho prístroja. Čerpadlo je chránené pred chodom na prázdno snímačom tlaku.
Modul sa môže vkladať do vhodného rozvodu podľa Obr. 3 prerušením potrubí s pripojením na modul. Pri návrhu je nutné zohľadniť tlakové straty výmenníka aj meračov a armatúr. Veľkosť výmenníka je závislá od tepelných strát na rozvodoch objektu.
3.1 Osadenie modulu v systéme
Na Obr. 7 je schematické znázornenie pripojenie modulov pre každú budovu samostatne. V tejto schéme chýbajú merače pred modulmi na strane zdroja tepla. Na zdroji sa meria množstvo studenej vody a energia dodaná na ohrev TV. Vzhľadom k tomu, že na objektoch (moduloch) je meraná spotreba teplej vody, toto miesto môže byť fakturačné meradlo na dodané množstvo teplej vody. Správca budovy si potom môže rozúčtovanie v objekte už realizovať nezávisle.
Obr. 7 Schematické znázornenie osadenia modulov v systéme
3.2 Príklad reálneho osadenia modulov TV
Na Obrázku 8 je situácia zo skutočnej realizácie. Rozvod je podľa Obrázka 2, kde každý objekt má samostatné pripojenie. Toto je najjednoduchší spôsob pripojenia skutočného prevedenia.
POPIS SYSTÉMU
- Každý objekt má samostatný vnútorný rozvod TV.
- Rozvody v objektoch sú vyregulované.
- Vonkajší rozvod má na vstupe do každého objektu regulačnú armatúru na cirkulačnom potrubí.
- Na každý vstup do objektu sa osadil modul TV.
Obr. 8 Situácia rozvodu, kedy každá budova mala samostatný vstup TV
Na Obrázku 9 je situácia zo skutočnej realizácie. Rozvod bol pôvodne priebežný, vedený cez suterénne priestory objektov. Každá stúpačka TV bola priamo pripojená na priebežný rozvod.
POPIS SYSTÉMU
- Každý objekt má priebežný rozvod TV.
- Rozvody v objektoch sú vyregulované na stúpačkách.
- Z priebežného rozvodu sa odpojili stúpacie potrubia.
- V rámci každého objektu sa vytvoril nový objektový rozvod.
- Stúpačky sa pripojili na nový rozvod
- Na každý vstup do objektu sa osadil modul TV.
Rozvod bol upravený systémom, ktorý vytvoril nové rozvody v budovách. Na tie sa pripojili stúpacie potrubia. Pôvodný priebežný rozvod ostáva, v mieste odpojenia stúpačiek sa odbočky zaslepia a vytvorí sa nová odbočka pre celý objekt, kde sa osadí modul TV.
Obr. 9 Situácia rozvodu, kedy bol pôvodne priebežný rozvod
4. Záver
Je potrebné objektívne zhodnotiť klady a zápory predstaveného riešenia.
Prínosy modulov TV:
- Možnosť merania dodaného množstva TV do objektu
- Osadenie kalorimetrov pred modulom umožňuje on-line diagnostiku parametrov dodávky TV do odberných miest
- Kalorimetre umožňujú vyhodnotenie cirkulačných strát na objektoch
- Pri zmenách je jednoduché prispôsobenie systému zmenou prednastavenia regulačných armatúr pri module
- Budovy môžu byť prevádzkované s prerušovanou cirkuláciou (riadené čerpadlá)
- Pri rekonštrukciách sa spravidla montujú nové potrubia a izolácie (modernizácia)
Nedostatky rozvodov s modulmi TV:
- Nutnosť zvýšenia teploty na primárnej strane rozvodov, čo spôsobuje zvýšenie strát v rozvodoch (1 °C navýšenia teploty vody predstavuje cca 2,5 % nárastu strát)
- Systém obsahuje nové obehové čerpadlá (domové) s nárokmi na čerpaciu prácu.
Ako je zrejmé, v tomto riešení prevažujú jeho prínosy.
