Straty ciepła

Kolejną ważną przyczyną niewłaściwej eksploatacji rurociągów są straty ciepła czynnika grzewczego. Można tutaj wyróżnić dwie części składowe:
• straty ciepła przez przenikanie ciepła z powierzchni izolacji rurociągów,
• straty ciepła związane z nieszczelnościami rurociągów.

Powszechna opinia, że straty ciepła z sieci ciepłowniczej są duże, nie zawsze jest prawdziwa. Ogólna długość sieci ciepłowniczych w Polsce szacowana jest na 19 tys. kilometrów. W tej ilości mieszczą się zarówno sieci o niewielkich stratach ciepła, jak i sieci prawie bez izolacji cieplnej o stratach bardzo dużych.

Z dostępnych danych wynika, że rzeczywiste średnioroczne straty ciepła w polskich systemach ciepłowniczych uwzględniające zarówno straty na drodze przenikania, jak i straty związane z ubytkami wody sieciowej w zależności od technologii wykonania, stanu technicznego i rozległości sieci mogą się zmieniać w zakresie 10-30% wyprodukowanego ciepła. W okresie letnim, kiedy sieć ciepłownicza pracuje tylko na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej względne straty ciepła przekraczają niekiedy 50%.

RYS . 2 Prosty czas zwrotu nakładów związanych z wymianą sieci ciepłowniczej

Obliczeniowe straty ciepła w sieciach ciepłowniczych odniesione do warunków projektowych (PN-85/B-02421 i wcześniejsze) określone są na poziomie około 8%. W przypadku zastosowania nowoczesnych rozwiązań, sieci preizolowanych straty mogą być ograniczone do 6%. Porównując wielkości te ze stratami ciepła występującymi w zagranicznych systemach ciepłowniczych, można założyć, że istnieją realne możliwości, aby straty ciepła znacznie ograniczyć. Przykładowo w Finlandii (gdzie temperatury obliczeniowe osiągają wartość -38⁰C) średnioroczne straty ciepła szacowane są na poziomie 6-7%. Wartości skrajne to 3% dla najnowszych technologii izolacji rurociągów i 15% dla sieci ciepłowniczych wykonanych w latach sześćdziesiątych.

Jednak należy zwrócić uwagę na powiązania wielkości strat ciepła z obciążeniem sieci. W sieciach zasilających systemy rozproszone, a zwłaszcza obszary domów jednorodzinnych, straty nawet z najlepiej wykonanej sieci będą duże – znacznie wyższe niż pokazane powyżej. Wynika to z praw fizyki, dlatego trudno jest, bez wnikliwej analizy systemu określić, czy straty 30-40% to dużo czy mało. Kolejnym problemem jest określenie opłacalności wymiany sieci z tytułu dużych start ciepła. Tak z naszych analiz, jak i analiz i doświadczeń wielu firm ciepłowniczych wynika, że jeżeli rurociąg jest w dobrym stanie technicznym, to jego wymiana tylko z tytułu nadmiernych strat ciepła jest nieopłacalna ekonomicznie. Z drugiej strony rurociąg drastycznie niedociążony, ale o bardzo dobrej izolacji również generuje nadmierne straty, ale też jego wymiana tylko z tytułu strat jest nieopłacalna. Jedynym powodem wymiany sieci ciepłowniczej jest zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego odbiorcom ciepła sieciowego.

Szczelność systemu ciepłowniczego

Na system ciepłowniczy składają się: źródła, sieci i węzły. W źródłach dosyć łatwo jest zachować szczelność. Są tu pracownicy przez cała dobę, a większość instalacji jest łatwo dostępna i widoczna. Jakikolwiek wyciek jest tu łatwo zauważalny.

Znacznie gorzej sytuacja przedstawia się z węzłami. Tu obsługa bywa sporadycznie. Jeśli nie można zauważyć z zewnątrz np. zaparowania, a system grzewczy budynku działa poprawnie, wykrycie nieszczelności jest przypadkowe. Najsilniej problem szczelności daje znać w przypadku sieci. Jeśli mamy do czynienia z siecią nową, wykonaną w technologii preizolowanej, to jest tu najczęściej montowany system monitoringu szczelności. Jeżeli jest on prawidłowo obsługiwany, to nawet niewielkie zawilgocenia izolacji wykrywa na tyle wcześnie, że nie prowadzi to do większych awarii, strat wody sieciowej i związanych z tym strat ciepła, ani większych ubytków korozyjnych w ściance rurociągu. Natomiast w przypadku źle wykonanej lub źle eksploatowanej instalacji alarmowej wykrycie nieszczelności jest bardzo trudne. To samo odnosi się do sieci bez systemu alarmowego (bywają takie fragmenty sieci). Praktyka pokazuje, że właściwie wykonany i eksploatowana sieć tradycyjna (kanałowa) nie jest znacznie gorsza od sieci preizolowanej. Ma też swoje zalety, jak znacznie łatwiejsze wykrywanie nieszczelności niż wykrywanie ich w sieciach preizolowanych bez systemu alarmowego, czy też szybsze wysychanie izolacji po zawilgoceniu niż w przypadku sieci preizolowanej. Statystyki występowania awarii pokazują:

• 75,8% wszystkich wykrytych i naprawionych awarii miało miejsce na przyłączach, a 24,2% na sieciach magistralnych i rozdzielczych, przy czym 75% poszczególnych awarii znajdowało się na przewodach zasilających, a reszta (25%)- na przewodach powrotnych;

• 93% awarii zlokalizowanych było na rurociągach wykonanych w technologii kanałowej, jedynie 7% awarii dotyczyło rurociągów wykonanych w technologii preizolowanej.