Sieci i centrale cieplne tworzą system połączonych ze sobą urządzeń, które przesyłają i dystrybuują energię ze źródeł do węzłów cieplnych. Ciepło sieciowe pozwala na ogrzanie nie tylko domów i budynków mieszkalnych, ale także punktów handlowo-usługowych, fabryk, zakładów przemysłowych oraz instytucji publicznych. Odpowiedni projekt i dobór materiałów pozwalają na stworzenie sprawnie działającej instalacji, która odpowie na potrzeby mieszkańców całego miasta.
Jak działają sieci cieplne?
Sieci cieplne z węzłami pozwalają na sprawną dystrybucję energii cieplnej wytworzonej w ciepłowni lub elektrociepłowni. W pierwszym przypadku energia uzyskiwana jest w procesie spalania różnych paliw stałych i ogrzewania wody, która następnie trafia do wymiennika ciepła. Po czym ogrzana ciecz transportowana jest do poszczególnych odbiorników. Natomiast w przypadku elektrociepłowni, energia powstaje w procesie kogeneracji, czyli jednocześnie z prądem. Jest to preferowany sposób wytwarzania ciepła w naszym kraju, który pozwala na znaczne zmniejszenie zużycia paliw kopalnianych.
Następnie ciepło transportowane jest przez sieć rurociągów, węzłów i przepompowni do odbiorników. Węzły dodatkowo wyposażone są w liczniki, które monitorują ilość zużytej energii. Większość z nich działa bezobsługowo, przy pomocy fali radiowych. Warto przy tym podkreślić, iż niekiedy dostawcy zamiast wody wykorzystują parę, która odznacza się wyższą temperaturą, wymaganą przy niektórych procesach przemysłowych. Jednocześnie rozwiązanie to generuje większe straty.
Jakie są rodzaje sieci cieplnych?
Sieci cieplne niskoparametrowe stanowią jeden z dwóch najczęściej spotykanych rodzajów sieci cieplnych w naszym kraju. W tym przypadku temperatura wody w rurociągu zasilającym wynosi od 85–90°C, natomiast w powrotnym ok. 55–65°C. Dla porównania, w sieciach wysokoparametrowych mówimy kolejno o temperaturach rzędu 125–135°C i ok. 65–80°C.
Warto przy tym zaznaczyć, iż temperatura cieczy zależy przede wszystkim od warunków atmosferycznych i jest regulowana przez elektrociepłownie. Specjaliści coraz częściej zwracają przy tym uwagę na konieczność tworzenia sieci hybrydowych, które zoptymalizują wytwarzanie ciepła. Wśród najważniejszych kwestii wymienia się przy tym termoizolację budynków oraz ograniczenie strat ciepła na przesyle. Nowoczesna sieć cieplna powinna być jak najbardziej skoordynowana z siecią energetyczną i umożliwiać zastosowanie kilku technologii jednocześnie.
Jakie materiały wybrać do budowy sieci cieplnej z węzłami?
Sieci cieplne tworzą system powiązanych ze sobą rurociągów, węzłów oraz przepompowni. Podstawą instalacji są rury preizolowane, izolowane pianką PUR lub PIR. Do budowy sieci niskotemperaturowej na ogół stosuje się przy tym rury elastyczne z rurą przewodową z tworzywa sztucznego. Umożliwiają one dystrybucję ciepłej wody użytkowej do temperatury 95° C. Przy wykorzystaniu izolowanych pianką rur elastycznych ze stali nierdzewnej fałdowanej w płaszczu z HDPE oraz rur sztywnych z rurą przewodową stalową spawaną powstają sieci cieplne wysokoparametrowe.
Jednocześnie parametry obliczeniowe sieci są uzależnione od parametrów konkretnych instalacji. Podczas budowy należy pamiętać, iż rury muszą spełniać wymagane standardy jakości i bezpieczeństwa. Zewnętrzne powierzchnie rur stalowych muszą ponadto zostać poddane śrutowaniu. Zabieg ma na celu zagwarantowanie odpowiedniego poziomu przyczepności pianki poliuretanowej. Wybierając piankę izolacyjną, należy zwrócić przy tym uwagę na strukturę komórkową, gęstość, chłonność wody oraz odporność na ściskanie.
Dlaczego wybór odpowiednich materiałów jest tak ważny?
Projektując sieci cieplne, konieczne jest uwzględnienie zjawiska zmęczenia materiału. Ciągłe i zmienne naprężenia prowadzą do zmiany właściwości tworzywa, w tym do obniżenia jego wytrzymałości. Skutkiem tak powstałych i ciągle pogłębiających się uszkodzeń jest zmniejszenie żywotności instalacji. Zjawisko zmęczenia materiału uchodzi za jeden z najważniejszych czynników prowadzących do awarii i zniszczenia systemów stalowych.
Wybór odpowiednich materiałów gwarantuje bezawaryjne działanie całej sieci, zapewniając niczym nieprzerwaną dystrybucję ciepła do licznych gospodarstw domowych. Ewentualne usterki nie tylko negatywnie wpłyną na jakość życia mieszkańców i innych użytkowników, ale także będą stanowić ogromny problem dla inwestora, który odpowiada za realizację warunków umowy. Dlatego tak ważne jest sięganie po części konstrukcyjne najwyższej jakości, dostarczane przez sprawdzonych producentów. To właśnie odpowiednie materiały pozwolą na pełną realizację projektu i dostarczenie ciepła wszystkim mieszkańcom miasta.
