Technologinių šilumos energijos nuostolių normavimo šilumos

Užsakovas: Valstybinė kainų ir energetikos kontrolės komisijaDokumentų rengėjas: UAB „Ekotermija“

Objektas:TECHNOLOGINIŲ ŠILUMOS ENERGIJOS NUOTOLIŲ NORMAVIMO ŠILUMOS KAINODAROS TIKSLAIS ANALIZĖ

TECHNOLOGINIŲ ŠILUMOS ENERGIJOS NUOSTOLIŲ NORMAVIMO ŠILUMOS

KAINODAROS TIKSLAIS ANALIZĖ

Darbo vadovasŠarūnas Prieskienis

STUDIJA UAB „Ekotermija“

Įmonės kodas : 234780210P.Lukšio g. 5B, LT-08221

Vilnius, Lietuva.Tel: 865233293

el. paštas: info@ekotermija.lt

TECHNOLOGINIŲ ŠILUMOS ENERGIJOS NUOSTOLIŲ NORMAVIMO ŠILUMOS KAINODAROS TIKSLAIS ANALIZĖ, 2014 m.

Vilnius, 2014

Užsakovas Valstybinė kainų ir energetikos kontrolės komisijaRengėjas UAB „Ekotermija“, P. Lukšio g. 5 B, LT-08221 Vilnius

Sutarties Nr. F5-57/13Sutarties objektas

TECHNOLOGINIŲ ŠILUMOS ENERGIJOS NUOTOLIŲ NORMAVIMO ŠILUMOS KAINODAROS TIKSLAIS ANALIZĖDokumento

tipasStudija

Dokumento saugojimo

UAB „Ekotermija“ archyvas (1 spausdinta versija, 1 skaitmeninė versija (CD)

Darbo vadovas

Šarūnas PrieskienisKalba Lietuvių k.

Lapų skaičius 79

Autoriai

Šarūnas PrieskienisJuozas GudzinskasSolveiga AdomėnaitėDonatas Jasas

Patvirtinta:

UAB „Ekotermija“ direktorius, Šarūnas Prieskienis(parašas)

TURINYS

SĄVOKOS IR SANTRUMPOS.......................................................................7Svarbu..........................................................................................................8Įvadas...........................................................................................................91. Metodikos skaičiavimų patikrinimas...................................................11

1.1. Bendrieji šilumos nuostolių skaičiavimo principai, naudojami Metodikoje..............................................................................................111.2. Šilumos nuostolių skaičiavimo eiga Metodikoje............................151.3. Metodikoje pateiktų šilumos nuostolių skaičiavimo pavyzdžių patikrinimas............................................................................................25

1.4.1. Atviroje patalpoje pakloto vamzdžio šilumos nuostolių skaičiavimas........................................................................................251.4.2. Bekanaliu būdu paklotų vamzdžių šilumos nuostolių skaičiavimas........................................................................................261.4.3. Nepereinamame kanale paklotų vamzdžių šilumos nuostolių skaičiavimas........................................................................................27

1.4. Pastabų Metodikai apibendrinimas................................................292. metodikoje norminiams šilumos nuostoliams skaičiuoti naudojamų prielaidų patikrinimas................................................................................34

2.1. Centralizuotame šilumos tiekime naudojamos šilumos perdavimo tinklų konstrukcijos bei medžiagos........................................................34

2.1.1. Antžeminės trasos....................................................................342.1.2. Pereinamuose kanaluose pakloti vamzdynai............................352.1.3. Nepereinamuose kanaluose pakloti vamzdynai.......................362.1.4. Bekanaliai vamzdynai...............................................................372.1.5. Vamzdynų šiluminė izoliacija...................................................382.1.6. Izoliacinės medžiagos...............................................................392.1.7. Statybvietėje montuojama vamzdynų izoliacija.......................402.1.8. Pramoniniu būdu neardomai izoliuotų vamzdžių izoliacija......422.1.9. Naujų bekanalinių vamzdynų montavimas ir aptarnavimas.. . .45

2.2. Surinkti duomenys apie eksploatuojamus šilumos tiekimo tinklus502.3. Lietuvos teisės aktų analizė...........................................................52

2.2.1. Teisės aktai, reglamentuojantys šilumos tiekimo tinklų izoliacijos įrengimą..............................................................................522.2.2. Teisės aktai, reglamentuojantys šilumos tiekimo tinklų įrengimą..............................................................................................56

2.4. Skyriaus apibendrinimas................................................................593. Su šilumos perdavimo tinklais ir nuostoliais juose susijusios Literatūros apžvalga..................................................................................60

3.1. Šilumos perdavimo nuostolių nustatymas Europos Sąjungoje ir kitose šalyse............................................................................................603.2. Šilumos perdavimo tinklo izoliacijos kokybės pokytis per eksploatavimo laikotarpį........................................................................623.3. Šilumos perdavimo tinklų eksploatavimo rekomendacijos............67

3.1.1. Termofikacinio vandens kokybė...............................................673.1.2. Tinklo vandens temperatūra....................................................70

3.4. Šilumos perdavimo tinklų izoliuojančių medžiagų charakteristikos70

3.5. Šilumos perdavimo tinklų rekomenduojami temperatūriniai režimai73

Siūlymai metodikos tobulinimui................................................................78Rekomendacijos dėl šilumos perdavimo nuostolių nustatymo ir Metodikos taikymo......................................................................................................80Naudota literatūra.....................................................................................81

Lentelių sąrašas

2.1. lentelė......................Pagrindinės šilumą izoliuojančios medžiagos ir jų charakteristikos (Izoliacijos taisyklės).......................................................

402.2. lentelė.......................Pagal EN 253 standarto reikalavimus pagamintų pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių matmenys....................................442.3. lentelė......Pagal ГОСТ Р reikalavimus pagamintų pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių matmenys.....................................................................

442.4. lentelė..............................Šilumos izoliacijos sluoksnio apsauginė danga

542.5. lentelė.......................Būdingos izoliacinių medžiagų charakteristikos 1)

542.6. lentelė.. Izoliacinių medžiagų šilumos laidumo priklausomybės nuo temperatūros..........................................................................................552.7. lentelė.......Koeficientai šilumos nuostoliams įvertinti per vamzdynų elementus 583.1. lentelė.............Skirtingų medžiagų šilumos laidumo koeficientai prie 101,3 kPa ir 25 °C..................................................................................613.2. lentelė.............Skirtingų medžiagų šilumos laidumo koeficientai prie 101,3 kPa ir 25 °C..................................................................................633.3. lentelė................................................................................Tinklo vandens kokybė

683.4. lentelė.....Tinklo vandens karbonatinio indekso Ik norminė reikšmė*

683.5. lentelė...Reikalavimų, taikomų tinklo vandens kokybei, palyginimas

693.6. lentelė..Vamzdynų izoliacinės medžiagos, jų šilumos laidumas ir jo priklausomybė nuo temperatūros...............................................................

703.7. lentelė..............Skirtingų gamintojų ir jų gaminamų vamzdynų serijų izoliacinės medžiagos storiai......................................................................

Paveikslų sąrašas

2.1. pav...............Dalis šilumos tiekimo trasos, jungiančios Ignalinos AE ir Visagino miestą [www.maps.lt]..............................................................352.2. pav.........Šilumos tiekimo tinklai pereinamajame kanale. 1 – šilumos tiekimo vamzdynai; 2 – vandentiekis; 3 – ryšių kabeliai; 4 – elektros kabeliai; 5 - stovai...................................................................................352.3. pav............Nepereinamasis kanalas iš lovinių elementų. 1 – plieninis vamzdis; 2 – šiluminė izoliacija; 3 – izoliacijos danga; 4 – vamzdyno atramos; 5 - gelžbetoninis lovys; 6 – pagrindas......................................362.4. pav...........................................Nepraeinamasis kanalas iš lovinių elementų

372.5. pav.......Nauji iš anksto pramoniniu būdu izoliuoti vamzdžiai klojimo metu bekanalinėje trasoje..........................................................................

382.6. pav.............Seno tipo ir pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių šilumos nuostolių koeficientai.............................................................................392.7. pav.................Šilumos energijos technologiniai nuostoliai tinkluose, %

392.8. pav.........................Vamzdžio izoliacija, pagaminta iš mineralinės vatos suformuotų kevalų bei dangos iš aliuminio skardos...............................422.9. pav...................................Pramoniniu būdu neardomai izoliuotas vamzdis

432.10. pav.Tranšėjos skerspjūvis............................................................462.11. pav.Šilumos tiekimo tinklų pasiskirstymas pagal paklojimo būdą

502.12. pav.Lietuvos CŠT vamzdynų pasiskirstymas pagal metus ..........512.13. pav.Lietuvos CŠT vamzdynų pasiskirstymas pagal skersmenis ..523.1. pav...................Šilumos laidumo koeficiento kitimas priklausomai nuo eksploatacijos trukmės...........................................................................653.2. pav..........Poliuretano izoliacijos šilumos laidumo priklausomybė nuo laiko. 663.3. pav.......Šilumos nuostolių priklausomybė nuo temperatūrų skirtumo

3.4. pav...................................................Šilumos tiekimo temperatūrinis grafikas75

3.5. pav....Šilumos tiekimo vamzdžio gyvavimo laiko priklausomybė nuo eksploatacijos temperatūros...................................................................76

SĄVOKOS IR SANTRUMPOS

CŠT – centralizuotas šilumos tiekimasMetodika - Šilumos tiekimo vamzdynų nuostolių nustatymo metodikoje, patvirtintoje LR ūkio ministro 2001 m. rugpjūčio 23 d. įsakymu Nr. 262 (Žin., 2001, Nr. 74-2613)Izoliacijos taisyklės - Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklės. Patvirtinta LR ŪM 2007.05.05. įsakymu Nr. 4-170.Tinklų taisyklės - Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklės. Patvirtinta Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2011 m. birželio 17 d. įsakymu Nr. 1-160Priežiūros taisyklės - Šilumos tinklų ir šilumos vartojimo įrenginių priežiūros (eksploatavimo) taisyklės. Patvirtinta Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2010 m. balandžio 7 d. įsakymu Nr. 1-111.Eksploatavimo taisyklės - Elektrinių ir elektros tinklų eksploatavimo taisyklės, patvirtintos Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2012 m. spalio 29 d. įsakymu Nr. 1-211 (Žin., 2012, Nr. 128-6443)[M-1] ir kiti [M-X] žymėjimai – Metodikoje nurodytas lentelių žymėjimo sutrumpinimas, kur X reiškia lentelės numerį. Statybinė Klimatologija – RSN 156-84. Statybinė Klimatologija.Kiti žymėjimai ir santrumpos suprantami, taip kaip nurodyta Metodikoje.

SVARBU

Darbo 1 skyriuje „METODIKOS SKAIČIAVIMŲ PATIKRINIMAS“ atliekami patikrinamieji Metodikos skaičiavimai, todėl dalis formulių ir sąvokų gali būti nepateiktos. Siekiant teisingai suprasti patikrinamuosius skaičiavimus, rekomenduojama lygiagrečiai skaityti ir galiojančios Metodikos nuostatas.

ĮVADAS

Praktiškai visuomet bet kokios energijos perdavimo metu dalis energijos prarandama. Pvz., elektros energijos perdavimo metu taip pat neišvengiama technologinių ir komercinių elektros energijos perdavimo ir skirstymo nuostolių, kurie gali siekti 10–11 % elektros energijos kiekio, pagaminto elektrinėse. Suprantama, mažinant šiuos nuostolius, būtų galima elektros perdavimo ir skirstymo tinkluose didinti laidų skersmenį, ko pasėkoje sumažėtų laidų elektrinė varža ir elektros energijos nuostoliai laiduose. Tačiau tam reikėtų milžiniškų investicijų, kurios vargiai atsipirktų. Taigi elektros energijos vartotojai, mokėdami už sunaudotą elektros energiją, tam tikrą pinigų kiekį sumoka ir už nuostolius elektros tinkluose.

Šiandieninio Lietuvos energetinio ūkio ypatybė yra ta, kad dėl nukritusio energijos suvartojimo dauguma perdavimo ir skirstymo tinklų yra pernelyg dideli. Jeigu elektros ar dujų sistemose didesnis pralaidumas mažina elektrinį ar hidraulinį pasipriešinimą, tai centralizuoto šilumos tiekimo (CŠT) tinkluose neadekvatūs vartojimui vamzdynai lemia padidintus šilumos nutekėjimus per jų sieneles.

Siekiant sumažinti šilumos nuostolius, vamzdynai izoliuojami, o termofikacinio vandens vamzdyno izoliacijos storis parenkamas techniniais – ekonominiais skaičiavimais. Karšto vandens transportavimui naudojami vamzdynai projektuojami ar gaminami su standartinio storio šilumine izoliacija. Parenkant didesnį izoliacijos storį, mažėja energetiniai nuostoliai tinkluose. Tačiau, iš kitos pusės, didinant izoliacijos storį, didėja vamzdyno įrengimo kaina (auga amortizaciniai atskaitymai), didėja ir šilumos kaina dėl didesnių kapitalinių įdėjimų, paskolų palūkanų, remontų ir t.t. Akivaizdu, jog dėl negailestingų ekonomikos dėsningumų reikia taikstytis su nuostoliais tiek elektros energijos, tiek ir šilumos energijos perdavimo metu. Klausimas tik toks – kokio dydžio nuostoliai yra priimtini ir kokia dalis jų yra neišvengiami ir objektyvūs, o kiek juos lemia eksploatacijos kultūra, personalo pastangos ar aplaidumas.

Bendrai CŠT sistemose energijos transportavimo nuostoliai yra dviejų rūšių. Tai šiluminės energijos praradimas per izoliuotų vamzdynų ir

įvairių elementų sieneles ir šilumos praradimas dėl karšto vandens ištekėjimų. Pastaruoju atveju prarandama ne tik šiluminė energija, bet ir chemiškai apdorotas ir deaeruotas vanduo, jo cirkuliavimui ir slėgio palaikymui sunaudota elektros energija ir t.t. Sudrėkusi šiluminė izoliacija tampa laidesnė šilumai, ji deformuojasi, prarandamas jos tolygumas arba ji iš viso nukrinta – dėl to atsiranda antriniai šilumos nuostoliai tinkluose, spartėja koroziniai procesai ir pan.

Šiuo metu Lietuvoje eksploatuojamų termofikacinio vandens perdavimo vamzdynų šilumos nuostolius per sieneles absoliučiąja (MWh/km) verte (nevertinant jų geometrijos optimalumo) lemia daugelis veiksnių, iš jų svarbiausi yra šie:

1. Cirkuliuojančio karšto vandens temperatūra paduodamo ir grįžtamo vandens linijose;

2. „Senųjų“ ir „naujųjų“ vamzdynų santykis CŠT perdavimo sistemoje (reikšmingai skiriasi projektinė šiluminė varža);

3. „Senųjų“ vamzdynų tipas, sumontavimo kokybė ir šiluminės izoliacijos būklė;

4. CŠT įmonėje taikomos vamzdynų nuostolių diagnostikos ir prevencijos priemonės;

5. Grupinių šilumokaitinių (boilerinių) kiekis;

6. Įrengtų temperatūrinio plėtimosi kompensatorių tipai ir kokybė.

Didžiausią reikšmę šilumos perdavimo nuostoliams dabar eksploatuojamų vamzdynų sistemose turi temperatūrų metinis vidutinis lygis CŠT sistemos padavimo ir grąžinimo vamzdynuose. Temperatūrų režimą lemia daugybė objektyvių (šilumos šaltinių išsidėstymas, temperatūros kritimas iki labiausiai nutolusių vartotojų, sistemos geometrija ir panašiai) ir subjektyvių (kiekybinio ir kokybinio reguliavimo santykis, tarpinių siurblinių ir katilinių naudojimas, tinklų konfigūracijos optimizavimas ir t.t.) aplinkybių. Temperatūrų lygį grįžtamo vandens trasose lemia vartotojų naudojami šilumos punktų tipai (priklausomi/nepriklausomi) ir jų charakteristikos.

Senojo tipo trasos gali būti paklotos praeinamuose kanaluose (kokybiškos), tačiau gali būti ir sumontuotos prastai drenuojamuose nepraeinamuose kanaluose (nekokybiškos). Esant pavasariniam polaidžiui ir laikinai užliejus vandeniui mineraline vata izoliuotas trasas ši pasunkėja ir susmunka, apnuogindama vamzdį. Tokios problemos būdingos aukšto gruntinio vandens zonose.

Čia pateikti tik keli pavyzdžiai, iliustruojantys, kad teoriškai paskaičiuoti šilumos perdavimo nuostoliai CŠT trasose gali reikšmingai skirtis priklausomai nuo vietinių geografinių ir istorinių sąlygų. Kokiu būdu juos mažinti ir parinkti geriausią priemonių paketą turi spręsti CŠT sistemos operatorius, svarbu, kad jis būtų tuo ekonomiškai suinteresuotas ir turėtų finansinį pagrindą reikalingoms investicijoms padaryti.

Šio darbo tikslas – siekiant užtikrinti objektyvių šilumos perdavimo tinklo norminių technologinių nuostolių nustatymą atlikti šiuo metu galiojančios šilumos tiekimo vamzdynų nuostolių nustatymo metodikos, patvirtintos LR ūkio ministro 2001 m. rugpjūčio 23 d. įsakymu Nr. 262 (Žin., 2001, Nr. 74-2613) (toliau – Metodika) analizę, nustatyti metodikos trūkumus, pateikti pasiūlymus minėtos metodikos tobulinimui ir parengti rekomendacijas dėl šilumos perdavimo tinklo norminių technologinių nuostolių nustatymo principų tobulinimo.

1. METODIKOS SKAIČIAVIMŲ PATIKRINIMAS

1.1. Bendrieji šilumos nuostolių skaičiavimo principai, naudojami Metodikoje

Aptariama Šilumos nuostolių skaičiavimo Metodika parengta pagal literatūrą1 ir pagal projektavimo žinyną2.

Šilumos nuostoliai apskaičiuojami nustatant vamzdyno atiduodamą šilumos srautą (W) nuo 1 m ilgio cilindro paviršiaus. Bendruoju atveju šis srautas apskaičiuojamas pagal formulę:

, W/m. (5.1)

Į šią formulę įeinanti šiluminė varža R susideda iš atskirų varžų, kurių kiekis priklauso nuo vamzdynų klojimo būdo.

Bendra šiluminė varža susideda iš tokių atskirų varžų: Rv – vamzdžio vidinio paviršiaus, Rs – vamzdžio sienutės, Riz – izoliacijos, kuri gali būti kelių sluoksnių (antikorozinė danga, pagrindinis izoliacinis sluoksnis, apsauginė danga bei kita) ir susidėti iš jų varžų, Ra – izoliacijos išorinio paviršiaus, Ro – kanalo vidinio paviršiaus, Rk – kanalo sienutės, Rgr – grunto. Ji apskaičiuojama pagal formulę:

R= Rv+ Rs+ Riz+ Ra+ Ro+ Rk+ Rgr. (5.2)

Kai vamzdynai klojami kitokiais būdais, kai kurių šiluminių varžų gali nebūti. Visais atvejais, skaičiuojant šilumos nuostolius šilumos tiekimo tinkluose, neįvertinamos vamzdžio sienutės ir vamzdžio vidinio paviršiaus šiluminės varžos, nes, palyginti su kitomis, jos yra labai mažos ir galutiniam rezultatui neturi įtakos.

Šiluminių varžų skaičiavimas:

1 Šilumos tiekimas: vadovėlis aukštųjų mokyklų šilumos, dujų tiekimo ir vėdinimo specialybių studentams. M. Gedgaudas., A.Šležas., J.Švedrauskas., E.Tuomas. – Vilnius, 1993.2 Водяные тепловые сети, справочное пособие по проектированию. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

Paviršiaus šiluminės varžos. Cilindrinių paviršių varžos apskaičiuojamos pagal formulę:

. (5.3)

Šilumos atidavimo koeficientui apskaičiuoti naudojama lygtis, kai vamzdynai yra patalpoje arba kitoje uždaroje aplinkoje,

, (5.4)

kai vamzdynai yra atvirame ore, tuomet naudojama lygtis

. (5.5)

Oro judėjimo greitis v (m/s) randamas iš RSN 156-94 „Statybinė klimatologija“.

Skaičiuojant šiluminę varžą kanalo, kurio forma skiriasi nuo cilindro, vietoj skersmens įrašomas ekvivalentinis skersmuo, apskaičiuojamas pagal perimetrą. Kai kanalas stačiakampis, tai

. (5.6)

Konstrukcijos sluoksnio šiluminės varžos. Cilindro pavidalo konstrukcijų atskirų sluoksnių (pvz., izoliacija sudaryta iš kelių skirtingų izoliacinių medžiagų sluoksnių) varžos apskaičiuojamos pagal formulę:

. (5.7)

Grunto šiluminė varža apskaičiuojama pagal formulę:

. (5.8)

Tais atvejais, kai šilumos nuostolių skaičiavimuose aplinkos temperatūra yra laikoma vietovės oro temperatūra, turi būti įvertinta grunto paviršiaus varža. Ji įvertinama fiktyviu vamzdyno įgilinimu:

. (5.9)

Grunto paviršiaus šilumos atidavimo aplinkai koeficientas (αgr) lygus 10-15 W/(m2•K). Tuomet grunto varžai skaičiuoti formulėse tikrasis gylis keičiamas jo ir fiktyviojo gylių suma.

Jeigu greta nutiesti du ar daugiau vienodų vamzdžių, kuriais teka vienodų parametrų šilumnešis, tuomet prie grunto šiluminės varžos pridedama papildoma varža, kuria įvertinama gretimų vamzdynų įtaka. Ši papildoma varža apskaičiuojama pagal formulę:

. (5.10)

Jeigu greta pakloti du vamzdynai (jie gali būti skirtingų skersmenų), kuriais teka skirtingų parametrų šilumnešis, tai grunto varža apskaičiuojama kiekvienam vamzdynui atskirai pagal formulę:

. (5.11)

Šilumos nuostolių skaičiavimas:

Vamzdynai pakloti patalpoje arba atvirame ore. Šiuo atveju šilumos nuostoliai skaičiuojami atskirai kiekvienam vamzdynui, neįvertinant greta nutiestų, nes laikoma, kad jie neturi įtakos vienas kitam. Šilumos nuostolių srautas (W/m) surandamas pagal formulę:

. (5.12)

Vamzdynai pakloti grunte. Šilumos srautui patekti iš vamzdynų į aplinką trukdo izoliacijos, grunto ir jo paviršiaus šiluminės varžos. Šilumos nuostolių srautas skaičiuojamas pagal formulę:

. (5.13)

Esant daugiau negu vienam vamzdynui, dėl tarpusavio šiluminės sąveikos keičiasi grunto šiluminė varža, todėl pagal (5.11) formulę surandamos bendros šiluminės varžos kiekvienam vamzdžiui, o po to, jas ir atitinkamas temperatūras įrašius į (5.1) formulę, surandami nuostoliai.

Vamzdynai pakloti požeminiuose kanaluose. Požeminiame kanale gali būti vienas arba daugiau vamzdžių. Abiem atvejais reikia apskaičiuoti kanale esančio oro temperatūrą, o po to, laikant orą kanale šilumnešiu panašiai kaip vamzdyne, apskaičiuojami nuostoliai.

Kai vienas vamzdis kanale, oro temperatūra kanale apskaičiuojama pagal formulę:

. (5.14)

Šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal formulę:

. (5.15)

Kai viename požeminiame kanale yra du ir daugiau vamzdžių (n), oro temperatūra kanale apskaičiuojama pagal formulę:

(5.16)

Kanalo bendroji šiluminė varža (Rb) susideda iš jo vidinio paviršiaus, sienutės ir grunto šiluminių varžų (Ro, Rk, Rgr), o Rj (j-ojo vamzdžio šiluminė varža) susideda iš izoliacijos sluoksnio ir jo paviršiaus šiluminių varžų (Riz, Ra).

Suradus oro temperatūrą kanale, kiekvieno vamzdžio šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal (5.15) formulę.

Kai vamzdžiai pakloti po vieną į greta esančius du požeminius nepereinamus kanalus, apskaičiuojamos kiekvieno vamzdžio bendrosios šiluminės varžos R1 ir R2 pagal (5.17) formulę ir vamzdžių savitarpio įtaką įvertinanti šiluminė varža R0 pagal formulę (5.18).

. (5.17)

Pastaba. Indeksas “1” (5.17) formulėje reiškia 1-ojo vamzdžio parametrus. Skaičiuojant 2-ojo vamzdžio varžą, atitinkamai įrašomi 2-ojo vamzdžio parametrai.

. (5.18)

Kiekvieno vamzdžio šilumos nuostoliai apskaičiuojami atitinkamai pagal (5.19) ir (5.20) formules:

, (5.19)

(5.20)

1.2. Šilumos nuostolių skaičiavimo eiga Metodikoje

1. Metodikoje šilumos tiekimo vamzdynai atitinka GOST 8732-78, arba ISO 9330-1 ir ISO 9329-1 reikalavimus, todėl skaičiavimuose naudojami jų matmenys.

Pastaba: naujai klojamiems vamzdžiams yra taikomas EN 10220, taigi Metodikos 10 punktą reikėtų nurodyti ir šį standartą.

2. Šilumos nuostoliai susideda iš šilumos, prarastos per šilumos tiekimo tinklus sudarančių elementų karštus paviršius, ir šilumos, prarastos per nesandarumus su ištekėjusiu šilumnešiu.

3. Skaičiuojant šilumos nuostolius surandamas šilumos nuostolių srautas per vamzdynų paviršius. Po to skaičiuojami vidutiniai šilumos nuostoliai per atitinkamą laikotarpį.

4. Norminis šilumos nuostolių srautas 1 m ilgio izoliuotame vamzdyje skaičiuojamas:

4.1. projektuojamuose ir rekonstruojamuose šilumos tiekimo tinkluose;

4.2. paklotuose šilumos tiekimo tinkluose.

5. Projektuojamuose ir rekonstruojamuose šilumos tiekimo tinkluose norminiai šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal reglamente3 nurodytus šilumos nuostolių srautus, o pramoniniu būdu neardomai izoliuotiems vamzdžiams pagal jų konstrukcijas. Projektuojami ir rekonstruojami šilumos tiekimo tinklai praktiškai visada yra klojami iš pramoniniu būdu iš anksto izoliuotų vamzdžių, kuriems taip pat yra nurodyti leistini šilumos nuostoliai W/m, arba nurodyti santykiniai šilumos nuostoliai W/(m·K).

3 STR 2.09.03:1999. Šilumos tiekimo tinklų šiluminė izoliacija.

Taigi Metodikos 14 punktą reikėtų nurodyti – „kitokiems vamzdynams, kurie nenumatyti [3] literatūroje – pagal jų konstrukcijas“.

6. Paklotuose šilumos tiekimo tinkluose norminiai šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal jų projektavimo ir statybos metu galiojusius rodiklius.

7. Abiem atvejais apskaičiuojamas vidutinis šilumos nuostolių srautas, taip pat vidutiniai metiniai, vidutiniai sezoniniai ir vidutiniai mėnesiniai šilumos nuostoliai.

8. Šilumos nuostoliai vamzdynuose, esant projektinėms sąlygoms:

8.1. Patalpose klojamų šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautai apskaičiuoti pagal (5.12) formulę, laikant, kad patalpos oro temperatūra yra 20 ºC, izoliacijos šilumos laidumo koeficientas λ=0,04 W/(m•K), o izoliacijos storiai artimi rekomenduotiems3. Šilumos atidavimo koeficientas, esantis (5.12) formulėje, apskaičiuojamas pagal (5.4) formulę. Patalpose klojamų šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautai pateikti [M-1] lentelėje. Esant kitokioms šilumnešio arba patalpos temperatūroms, palyginti su nurodytomis [M-1] lentelėje, šilumos nuostolių srautai surandami pagal formulę:

. (6.1)

Pastaba: Ši formulė taikoma ir visais kitais toliau nagrinėjamais atvejais, kai reikia perskaičiuoti šilumos nuostolių srautus dėl skirtingų šilumnešio ir aplinkos temperatūrų. Tais atvejais, kai izoliacinės savybės arba sluoksnio storis skiraisi nuo priimtų skaičiuojant, šilumos nuostolių srautai apskaičiuojami pagal Metodikos 5.12 formulę.

8.2. Atvirame ore klojamų šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautai apskaičiuoti pagal (5.12) formulę, laikant, kad vidutinė metinė oro temperatūra yra lygi 5 ºC, izoliacijos šilumos laidumo koeficientas λ=0,04 W/(m•K), o izoliacijos storiai artimi rekomenduotiems3. Šilumos atidavimo koeficientas, esantis (5.12) formulėje, apskaičiuojamas pagal (5.5) formulę. Atvirame ore klojamų

šilumos tiekimo vamzdynų apskaičiuoti šilumos nuostolių srautai pateikti [M-2] lentelėje. Esant kitokioms šilumnešio arba oro temperatūroms, palyginti su nurodytomis šioje lentelėje, šilumos nuostolių srautai surandami pagal (6.1) formulę. Tais atvejais, kai izoliacinės medžiagos savybės arba sluoksnio storis skiriasi nuo priimtų skaičiuojant, šilumos nuostolių srautai apskaičiuoti pagal (5.12) formulę.

8.3. Pereinamuose kanaluose klojamų šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautai apskaičiuojami taip pat, kaip ir patalpose klojamų šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautai (žr. 8.1).

8.4. Skaičiuojant žemėje klojamų bekanalių šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautus išskiriami trys atvejai:

8.4.1. klojamas vienas vamzdis;

8.4.2. greta klojami du vienodi vamzdžiai, kuriais teka tokių pat parametrų šilumnešis;

8.4.3. greta klojami du skirtingi vamzdžiai, kuriais teka skirtingų parametrų šilumnešis.

Visais čia minimais atvejais skaičiavimai atlikti laikant, kad klojami pramoniniu būdu neardomai izoliuoti plieniniai vamzdžiai su poliuretanine šilumos izoliacija, kurios šilumos laidumo koeficientas λ=0,03 W/(m•K), ir išoriniu polietileniniu apvalkalu, atitinkantys LST EN 253.

8.4.4. Klojamas vienas vamzdis. Klojant žemėje bekanaliu būdu vieną vamzdį šilumos nuostolių srautai apskaičiuojami pagal (5.13) formulę, kurioje aplinkos temperatūra yra nusistovėjusi grunto temperatūra vamzdžio ašies gylyje, kai h<2diz. Kitu atveju aplinkos temperatūra yra tos vietovės oro temperatūra. Tuomet (5.13) formulėje prie tikrojo gylio pridedamas fiktyvusis, apskaičiuotas pagal (5.9) formulę.

Šilumos nuostolių srautai, apskaičiuoti tokiu būdu, kaip aprašyta, yra pateikti [M-3] lentelėje. Skaičiuojant šiuos nuostolius laikyta, kad vamzdžio įgilinimas yra 1,5 m; aplinkos temperatūra yra grunto temperatūra, kuri lygi 5 ºC; grunto šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m•K).

8.4.5. Greta klojami du vienodi vamzdžiai, kuriais teka tokių pat parametrų šilumnešis. Žemėje bekanaliu būdu klojant greta du vienodus vamzdžius, kuriais teka tokių pat parametrų šilumnešis, šilumos nuostolių srautai apskaičiuojami pagal (5.1) formulę, kurioje esanti šiluminė varža susideda iš izoliacijos sluoksnio varžos, grunto šiluminės varžos ir papildomos varžos dėl vamzdžių tarpusavio sąveikos. Šios varžos apskaičiuojamos atitinkamai iš (5.7), (5.8) ir (5.10) formulių. Skaičiavimo rezultatai pateikti [M-4] lentelėje. Skaičiuojant šiuos nuostolius laikyta, kad vamzdžio įgilinimas yra 1,5 m; aplinkos temperatūra yra grunto temperatūra, kuri lygi 5 ºC; grunto šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m•K). Atstumas tarp vamzdžių centrų parinktas pagal ABB centralizuoto šilumos tiekimo vadove pateiktas rekomendacijas.

8.4.6. Greta klojami du skirtingi vamzdžiai, kuriais teka skirtingų parametrų šilumnešis. Žemėje bekanaliu būdu klojant greta du vienodus vamzdžius, kuriais teka skirtingų parametrų šilumnešis, šilumos nuostolių srautai apskaičiuojami pagal (5.1) formulę, kurioje šiluminė varža kiekvienam vamzdžiui apskaičiuojama atskirai pagal (5.11) formulę. Šioje formulėje yra įvertintos izoliacijos sluoksnio, grunto ir vamzdžių sąveikos šiluminės varžos. Skaičiavimo rezultatai pateikti [M-5] lentelėje. Skaičiuojant šiuos nuostolius laikyta, kad vamzdžio įgilinimas yra 1,5 m; aplinkos temperatūra yra ties vamzdžių ašimis nusistovėjusi grunto temperatūra, kuri lygi 5 ºC; grunto šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m•K). Šilumnešių temperatūrų deriniai parinkti pagal kokybinio reguliavimo grafiką 130-70 ºC. Atstumas tarp vamzdžių centrų parinktas pagal ABB centralizuoto šilumos tiekimo vadove pateiktas rekomendacijas. Esant kitiems parametrams, šilumos nuostolių srautai perskaičiuojami naudojantis (5.1) ir (5.11) formulėmis.

8.5. Skaičiuojant žemėje nepereinamuose kanaluose klojamų šilumos tiekimo vamzdynų šilumos nuostolių srautus skiriami dažniausiai pasitaikantys du atvejai:

8.5.1. klojamas vienas vamzdis;

8.5.2. greta klojami du skirtingi vamzdžiai, kuriais teka skirtingų parametrų šilumnešis.

Čia minimais atvejais skaičiavimai atlikti laikant, kad klojami montavimo vietoje izoliuoti plieniniai vamzdžiai su šilumos izoliacija, kurios šilumos laidumo koeficientas λ=0,04 W/(m•K). Šie vamzdžiai atitinka GOST’ą 8732-78.

8.5.3. Klojamas vienas vamzdis. Klojant žemėje nepereinamame kanale vieną vamzdį šilumos nuostolių srautai apskaičiuojami pagal (5.15) formulę, kurioje bendra vamzdžio šiluminė varža apskaičiuota pagal (5.3) ir (5.7) formules. Oro temperatūra kanale apskaičiuota pagal (5.16) formulę. Bendra kanalo ir grunto varža apskaičiuota pagal (5.3) ir (5.8) formules. Skaičiavimo rezultatai pateikti [M-6] lentelėje.

8.5.4. Klojami du vamzdžiai. Klojant žemėje nepereinamame kanale du vamzdžius skaičiuotini šilumos nuostolių srautai kiekviename vamzdyje surasti pagal (5.15) formulę, kurioje bendra vamzdžio šiluminė varža apskaičiuota pagal (5.3) ir (5.7) formules. Oro temperatūra kanale apskaičiuota pagal (5.16) formulę. Bendra kanalo ir grunto varža apskaičiuota pagal (5.3) ir (5.8) formules. Skaičiavimo rezultatai pateikti [M-7, M-9.1-9.3] lentelėse.

8.5.5. Klojami vamzdžiai po vieną į greta esančius du nepereinamus kanalus. Taip klojami didelio skersmens vamzdžiai, kai kiekvienam iš jų reikia atskiro kanalo. Skaičiuotini šilumos nuostolių srautai kiekviename vamzdyje surasti pagal (5.19) ir (5.20) formules, o jiems apskaičiuoti reikalingos šiluminės varžos surandamos pagal (5.17) ir (5.18) formules. Skaičiavimo rezultatai pateikti [M-8, M-8.1, M-9.4 ir M-9.5] lentelėse.

Skaičiuojant šiuos nuostolių srautus pagal 8.5.3-8.5.5 atvejus laikyta, kad izoliacijos šilumos laidumo koeficientas λ=0,04 W/(m•K), o izoliacijos storiai artimi rekomenduotiems Metodikos skyriaus II. Nuorodos 5.3 punktą4; grunto šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m•K); vamzdžio įgilinimas yra 1,5 m; aplinkos temperatūra, kai h<dek, yra tos vietovės oro temperatūra, kuri lygi 5ºC. Tuomet (5.8) formulėje prie tikrojo gylio pridedamas fiktyvusis, apskaičiuotas pagal (5.9) formulę. Kitu atveju aplinkos temperatūra yra ties vamzdžių ašimis nusistovėjusi grunto temperatūra.

4 STR 2.09.03:1999. Šilumos tiekimo tinklų šiluminė izoliacija. Statusas - Negalioja

9. Vidutiniai norminiai šilumos nuostoliai skaičiuojami pagal (6.2) ir (6.3) formules, panaudojant norminius šilumos nuostolių srautus iš Metodikos skyriaus II. Nuorodos 5.3 punkto arba iš Metodikoje pateiktų, esant atitinkamoms temperatūroms apskaičiuotų šilumos nuostolių srautų, esančių [Metodikos 1-10] lentelėse, kurios sudarytos laikantis Metodikos skyriaus II. Nuorodos 5.3 punkte nurodytų rodiklių bei norminį vidutinį ištekėjusio šilumnešio debitą.

10.1. Vidutinis norminis šilumos nuostolių srautas (W) per vamzdyno paviršių per metus apskaičiuojamas pagal vidutines šilumnešio ir aplinkos temperatūras per metus. Jis surandamas pagal formulę:

. (6.2)

Vidutinis norminis šilumos nuostolių srautas (W/m) j ruožo 1 m ilgio vamzdyje per metus apskaičiuojamas pagal (6.3) formulę, o koeficientas β, kuriuo įvertinami vietiniai šilumos nuostoliai, parenkamas pagal Metodikos skyriaus II. Nuorodos 5.1 punktą5:

. (6.3)

10.2. Vidutinis norminis šilumos nuostolių srautas per vamzdynų paviršių per metus šilumos tiekimo tinkluose apskaičiuojamas:

10.2.1. antžeminių tinklų atveju atskirai tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose, laikant, kad tarpusavio įtakos nėra;

10.2.2. požeminių tinklų atveju, jeigu paklotas ne vienas vamzdis, tiekimo ir grąžinimo vamzdynų porai su tarpusavyje atitinkančiomis šilumnešio temperatūromis ir atitinkančiais vamzdynų skersmenimis.

10.3. Vidutinis norminis šilumos nuostolių srautas per mėnesį per vamzdynų paviršių apskaičiuojamas naudojantis vidutiniu metiniu šilumos nuostolių srautu ir yra surandamas taip:

5 STR 2.09.01.:1998. Šilumos tiekimo tinklai ir šilumos punktai. Statusas - Negalioja

10.3.1. antžeminiuose tinkluose:

tiekimo vamzdyne

Qvidm . t=Qvid

met . t t vidm . t−t vid

t vidmet . t−t vid

met .a . (6.4)

grąžinimo vamzdyne

. (6.5)

18.3.2. požeminiuose tinkluose skaičiuojami vamzdžių poros (tiekimo ir grąžinimo) vidutiniai šilumos nuostoliai per mėnesį W/m:

. (6.6)

Pastaba. Skaičiuojant šilumos nuostolius požeminiuose tinkluose aplinkos temperatūra laikoma tos vietovės atitinkamo laikotarpio vidutinė oro temperatūra, kai h<2diz bekanaliu atveju arba h<2dek klojant vamzdžius nepereinamuose kanaluose. Kitu atveju aplinkos temperatūra yra atitinkamo laikotarpio vidutinė grunto temperatūra vamzdyno ašies gylyje.

Norminiai šilumos nuostoliai per mėnesį per visų vamzdynų paviršių (Wh) skaičiuojami pagal formulę:

. (6.7)

19. Vidutiniai norminiai šilumos nuostoliai dėl nutekėjusio šilumnešio per mėnesį (MWh) apskaičiuojami taip:

. (6.8)

19.1. Pagal (6.8) formulę skaičiuojami šilumos nuostoliai visų rūšių šilumos tiekimo ir karšto vandentiekio, turinčio recirkuliacinę liniją, tinkluose. Kai karšto vandentiekio tinklas susideda tik iš tiekimo vamzdyno, šilumos nuostoliai skaičiuojami pagal formulę:

Eksploataciniai šilumos nuostoliai

20. Norminiai eksploataciniai šilumos nuostoliai per vamzdynų paviršius nustatomi specialiais šiluminiais bandymais šilumos tiekimo tinkle.

20.1. Bandymų tikslas – nustatyti šilumos nuostolius vamzdynuose ir pagal juos įvertinti viso šilumos tiekimo tinklo būklę. Dėl to bandymams reikia pasirinkti tuos ruožus, kurie paklojimo būdu ir šilumine izoliacija yra charakteringi nagrinėjamam tinklui. Bandymai atliekami pasirinkus konkretų šilumnešio temperatūros ir tekėjimo režimą.

20.2. Šilumos nuostoliai turi būti nustatomi bandymais šilumos tiekimo tinkluose, kai juose atliekami esminiai pakeitimai: tinklai rekonstruojami arba išplečiami, pakeičiami izoliacijos šiluminiai rodikliai ir panašiai, tačiau ne rečiau kaip kas penkeri metai.

20.3. Vidutiniais norminiais šilumos nuostoliais vamzdyne per tam tikrą laiką laikomas to vamzdyno vidutinis šilumos nuostolių srautas tuo laikotarpiu per 1 valandą.

20.4. Šilumos nuostoliai dėl ištekėjusio šilumnešio per nesandarumus apskaičiuojami pagal (6.8) formulę, o ištekėjusio šilumnešio norminiai

vidutiniai nuostoliai per valandą, skaičiuojant nuošimčiais nuo lauko šilumos tinklų vamzdynų tūrio (čia vidaus sistemų tūris neįskaičiuojamas), turi būti ne didesni kaip:

20.4.1. bekanaliuose vamzdynuose – 0,1% arba a = 0,001 m3/(m3•h);

20.4.2. kanaluose paklotuose vamzdynuose – 0,2% arba a = 0,002 m3/(m3•h).

21. Vidutiniai metiniai šilumos nuostoliai:

21.1. Norminiai eksploataciniai vidutiniai metiniai šilumos nuostoliai nustatomi per vamzdynų paviršius visame šilumos tiekimo tinkle pagal bandymo rezultatus to tinklo atskiruose ruožuose, laikantis tokių nuostatų:

21.1.1. ruožuose, kuriuose šilumos nuostoliai nustatyti bandymais, gauti rezultatai perskaičiuojami į vidutinius metinius;

21.1.2. ruožuose, kurie nebuvo bandyti, tačiau pagal klojimo būdą ir izoliacijos konstrukciją yra analogiški išbandytiesiems, priimami norminiai vidutiniai metiniai, padauginti iš korekcijos koeficiento K, kuris nustatomas pagal šiluminių bandymų rezultatus;

21.1.3. ruožuose, kurie nebuvo bandyti ir pagal klojimo būdą bei izoliacijos konstrukciją skiriasi nuo išbandytųjų, priimami norminiai vidutiniai metiniai be jokių pataisos koeficientų,

21.1.4. norminiai eksploataciniai vidutiniai metiniai šilumos nuostoliai visam šilumos tiekimo tinkle nustatomi sudedant aukščiau minėtų grupių šilumos nuostolius.

Žinant, kaip sunku korektiškai atlikti šiluminius bandymus, sunku tikėti rezultatų korektiškumu. Siūloma nurodyti, kad bandymai nėra privalomi.

21.2. Norminiai vidutiniai metiniai šilumos nuostolių srautai (W) požeminio tinklo ruožuose, kurie nebuvo bandyti ir pagal klojimo būdą bei izoliacijos konstrukciją nėra analogiški išbandytiesiems, apskaičiuojami pagal formulę:

. (7.1)

Pastaba. Pereinamuose kanaluose ir antžeminio klojimo atveju nuostoliai tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose (čia ir toliau) skaičiuojami atskirai kiekvienam vamzdžiui.

21.3. Norminiai šilumos nuostoliai (qn) parenkami iš norminių dokumentų. Tais atvejais, kai konkrečios vietovės šilumnešio ir aplinkos temperatūros neatitinka tų, prie kurių apskaičiuoti norminiuose dokumentuose pateikti norminiai šilumos nuostoliai, tuomet pastarieji tai vietovei apskaičiuojami pagal šios metodikos 6 skyriuje nurodytą eigą.

21.4. Vidutinis metinis šilumnešio ir aplinkos (oro arba grunto) temperatūrų skirtumas nustatomas kaip jų vidutinių metinių temperatūrų skirtumas.

21.5. Vidutinė metinė oro ir grunto temperatūra vamzdžio ašies gylyje priimama pagal Metodikos skyrių II. Nuorodos 5.2 punktą6 arba artimiausios meteorologinės stoties duomenis.

Pastaba. Siūloma naudoti vidutinę mėnesio oro ir grunto temperatūrą pagal artimiausios meteorologinės stoties duomenis ir/arba šilumos tiekimo įmonių katilinėse įrengtus ir meteorologinę patikrą atitinkančius grunto ir aplinkos oro matavimo prietaisų duomenimis.

21.6. Vidutinės metinės šilumnešio temperatūros tiekimo ir grąžinimo vamzdžiuose apskaičiuojamos kaip vidutinių mėnesinių temperatūrų aritmetiniai vidurkiai. Vidutinės mėnesinės tiekiamo ir grąžinamo šilumnešio temperatūros nustatomos iš patvirtinto eksploatacinio grafiko pagal vidutines mėnesines vietovės lauko oro temperatūras.

21.7. Norminiai vidutiniai metiniai šilumos nuostolių srautai (W) tinklo ruožuose, kurie buvo išbandyti, apskaičiuojami pagal (7.2) formulę:

6 RSN 156-94. Statybinė klimatologija.

. (7.2)

21.8. Norminiai vidutiniai metiniai šilumos nuostolių srautai (W) tinklo ruožuose, kurie nebuvo bandyti, tačiau pagal klojimo būdą ir izoliacijos konstrukciją yra analogiški išbandytiesiems, apskaičiuojami pagal formulę:

. (7.3)

21.9. Koeficientas K surandamas naudojantis rezultatais, gautais iš (7.1) ir (7.2) formulių, ir yra apskaičiuojamas tokiu būdu:

. (7.4)

Apskaičiuojant koeficientą K bandytoje šilumos tinklų dalyje naudojami susumuoti pagal atskirus skersmenis visi norminiai ir bandymais nustatyti nuostoliai.

22. Mėnesiniai šilumos nuostoliai:

22.1. Norminiai šilumos nuostoliai (MWh), susidarantys per mėnesį šilumos tinklų vamzdynuose, apskaičiuojami bendruoju atveju pagal formulę:

. (7.5)

22.2. yra apskaičiuojami iš vidutinių metinių norminių šilumos nuostolių, atitinkančių pasirinktą klojimo būdą (žr.(6.4)-(6.6) formules). Bekanalio ir nepereinamuose kanaluose klojimo atveju šilumos nuostoliai skaičiuojami abiejuose vamzdžiuose kartu pagal (7.6) formulę, o tada, kai vamzdynai pravesti atvirame ore, šilumos nuostoliai skaičiuojami kiekviename vamzdyje atskirai, pagal (7.7) formulę, įrašant į ją

atitinkamas tiekimo ar grąžinamo šilumnešio temperatūras ir kitus dydžius.

Qvid .kanm =Qvid .kan

met t vidm .t+t vid

m .g−2 t vidm .gr

t vidmet . t+t vid

met .g−2 t vidmet .gr

, (7.6)

Qvid .orem . t =Q vid .ore

met . t t vidm .t−t vid

t vidmet .t−t vid

met .o . (7.7)

Vidutinės mėnesio šilumnešio temperatūros tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose nustatomos iš sudaryto eksploatacinio temperatūrinio grafiko prie vidutinės mėnesio oro temperatūros.

22.3. Norminiai šilumos nuostoliai tais mėnesiais, kai keičiasi eksploatacinis režimas dėl šildymo sezono pradžios arba pabaigos, skaičiuojami atskirai kiekvienam periodui į (7.5) formulę įrašant atitinkamą eksploatacijos trukmę.

22.4. Norminės metinių šilumos nuostolių reikšmės visuose šilumos tinkluose išreiškiamos visų mėnesių norminių šilumos nuostolių suma.

23. Norminiai šilumos nuostoliai dėl nutekėjusio šilumnešio:

23.1. Norminiai šilumos nuostoliai (Wh) dėl nutekėjusio šilumnešio apskaičiuojami pagal (6.8) arba (6.9) formules.

23.2. Norminiai šilumos nuostoliai dėl nutekėjusio šilumnešio per metus surandami sudedant apskaičiuotus pagal (6.8) arba (6.9) formules šilumos nuostolius per atitinkamus mėnesius.

23.3. Šilumnešio netektis apskaičiuojama pagal šilumnešio netekties normą, kuri nustatoma kaip atitinkama šilumos tinklų tūrio dalis nuošimčiais, ir matuojama m3/(h•m3).

24. Faktiniai šilumos nuostoliai:

24.1. Faktiniai šilumos nuostoliai per izoliuotus vamzdynų paviršius apskaičiuojami pagal (7.5)-(7.7) formules, kuriose vidutiniai šilumos

nuostoliai surandami pagal faktines vidutines šilumnešio ir oro temperatūras per mėnesį.

Faktinė vidutinė šilumnešio temperatūra yra šilumnešio paros vidutinių temperatūrų vidurkis per mėnesį.

24.2. Faktiniai šilumos nuostoliai per izoliuotus vamzdynų paviršius per metus yra surandami sudedant visus metų mėnesių faktinius šilumos nuostolius.

24.3. Faktiniai šilumos nuostoliai (MWh) per mėnesį dėl nutekėjusio šilumnešio atvirose šilumos tiekimo sistemose apskaičiuojami pagal (6.8) formulę, kurioje faktinė vidutinė šilumnešio temperatūra nustatoma pagal 24.1 p., o uždarose pagal formulę:

. (7.8)

24.4. Faktiniai šilumos nuostoliai dėl nutekėjusio šilumnešio per metus yra surandami sudedant visus metų mėnesių atitinkamus faktinius šilumos nuostolius.

1.3. Metodikoje pateiktų šilumos nuostolių skaičiavimo pavyzdžių patikrinimas

1.4.1. Atviroje patalpoje pakloto vamzdžio šilumos nuostolių skaičiavimas

5.2.1 pavyzdys. Patalpoje, kurios temperatūra ta=20ºC, paklotu ø 108×4 mm plieniniu vamzdžiu, izoliuotu 40 mm mineraline vata, kurios šilumos laidumo koeficientas λiz=0,045 W/(m·K), teka 150 ºC temperatūros vanduo. Izoliuoto paviršiaus temperatūra tp=40ºC. Apskaičiuoti šilumos nuostolius šio vamzdžio 1 m ilgio ruože.

Sprendimas. Pagal (5.4) formulę

α=9,4+0,052(40-20)=10,4 W/(m2·K).

Pagal (5.12) formulę apskaičiuojami šilumos nuostoliai per vamzdžio 1 m.

Atsakymas: q=61,2 W/m.

Uždavinio sąlyga bei sprendimo rezultatai korektiški.

1.4.2. Bekanaliu būdu paklotų vamzdžių šilumos nuostolių skaičiavimas

Bekanaliu būdu paklotų vamzdžių šilumos nuostolių skaičiavimas pagal metodikoje pateiktą pavyzdį.

5.2.2 pavyzdys. Bekanaliu būdu 1,5 m gylyje sausame priemolyje greta vienas kito pakloti du ø273×5 mm plieniniai gamykloje izoliuoti vamzdžiai, kuriais teka šilumnešis – karštas vanduo. Atstumas tarp vamzdžių ašių – 0,65 m. Šilumnešio temperatūra tiekimo vamzdyne 130 ºC, o grąžinimo vamzdyne 70 ºC. Vamzdžiai izoliuoti poliuretano puta, kurios šilumos laidumo koeficientas 0,03 W/(m·K), storis – 5,4 cm. Grunto šilumos laidumo koeficientas 1,75 W/(m·K) ir šilumos atidavimo koeficientas nuo žemės paviršiaus į aplinkos orą 10 W/(m2·K). Aplinkos oro temperatūra 5 ºC. Apskaičiuoti abiejų vamzdžių šilumos nuostolius 1 m ilgio ruože.

Sprendimas. Fiktyvus vamzdynų įgilinimas, kuriuo įvertinama grunto paviršiaus šiluminė varža, apskaičiuojamas pagal (5.9) formulę:

hf =1,75/10=0,18 m.

Tuomet bendrasis įgilinimas yra: 1,5+0,18=1,68 m. Pagal (5.11) formulę apskaičiuojama bendra grunto ir izoliacijos sluoksnio šiluminė varža atskirai kiekvienam vamzdžiui:

Šios šiluminės varžos įrašomos į (5.1) formulę ir taip gaunami šilumos nuostoliai:

q1=(130-5)/1,855=67,4 W/m; q2=(70-5)/2,080=31,2 W/m.

Atsakymas: q1=67,4 W/m; q2=31,2 W/m.

Pastabos:

1. Uždavinio sąlygoje nurodoma, kad vamzdžiai pakloti sausam priemolyje, ir grunto šilumos laidumo koeficientas nurodomas 1,75 W/(m K). Nors šalyje yra įvairiausių rūšies grunto – smėlis (sausas arba drėgnas), drėgnas priemolis, ir kt.

Skaičiuojant šilumos nuostolius požeminiuose tinkluose aplinkos temperatūra laikoma tos vietovės atitinkamo laikotarpio vidutinė oro temperatūra, kai h<2diz bekanaliu atveju arba h<2dek klojant vamzdžius nepereinamuose kanaluose. Kitu atveju aplinkos temperatūra yra atitinkamo laikotarpio vidutinė grunto temperatūra vamzdyno ašies gylyje. Šiame pavyzdyje diz=273+2∙54=381 mm, ir 2diz=762 mm; taigi, kadangi h<2diz, aplinkos oro temperatūra nurodoma lygi grunto temperatūrai. Grunto t-ra 5 0C tinka tik mažam laikotarpiui.

Pagal uždavinio duomenis matematiškai išspręsta teisingai.

1.4.3. Nepereinamame kanale paklotų vamzdžių šilumos nuostolių skaičiavimas

5.2.3 pavyzdys. Gelžbetoniniame 0,60,6 m kanale, 1,6 m gylyje sausame priemolyje paklotas vienas ø 2735 mm plieninis vamzdis, izoliuotas 70 mm storio mineralinės vatos sluoksniu, jos šilumos laidumo koeficientas 0,045 W/(m·K). Vamzdžiu teka 150 ºC temperatūros vanduo. Kanalo sienučių ir grunto šilumos laidumo koeficientas 1,75 W/(m·K) ir šilumos atidavimo koeficientas nuo žemės paviršiaus į aplinkos orą 10 W/(m2·K). Aplinkos oro temperatūra 5 ºC. Apskaičiuoti šilumos nuostolius šio vamzdžio 1 m ilgio ruože.

Sprendimas. Pagal sujungtas (5.3) ir (5.7) formules apskaičiuojama vamzdyno bendroji varža, susidedanti iš Riz ir Ra. Skaičiavimuose priimtas šilumos atidavimo nuo izoliacijos kanalo orui ir iš oro kanalo sienutei koeficientas yra vienodas ir lygus 12 W/(m2·K).

Apskaičiuojamas kanalo ekvivalentinis skersmuo:

dek=2(0,6+0,6)/ = 0,76 m.

Fiktyvus vamzdynų įgilinimas, kuriuo įvertinama grunto paviršiaus šiluminė varža, apskaičiuojamas pagal (5.9) formulę vietoje diz įrašant dek:

hf =1,75/10=0,18 m.

Tuomet bendrasis įgilinimas yra: 1,6+0,18=1,78 m. Bendra grunto varža skaičiuojama pagal (5.3) ir (5.8) formules:

Oro temperatūra kanale apskaičiuojama pagal (5.16) formulę vienam vamzdžiui:

Šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal (5.15) formulę:

Atsakymas: q=82,1 W/m.

5.2.4 pavyzdys. Gelžbetoniniame 1,20,6 m kanale, 1,5 m gylyje sausame priemolyje pakloti du plieniniai ø2735 mm vamzdžiai, vienas nuo kito nutolę 0,52 m atstumu, vienu teka 150 ºC, o kitu 70 ºC temperatūros vanduo. Vamzdžiai izoliuoti atitinkamai 70 ir 40 mm storio mineralinės vatos sluoksniu, jos šilumos laidumo koeficientas 0,045 W/(m·K). Kanalo sienučių bei grunto šilumos laidumo koeficientas 1,75 W/(m·K) ir šilumos atidavimo nuo žemės paviršiaus į aplinkos orą koeficientas 10 W/(m2·K). Aplinkos oro temperatūra 5 ºC. Apskaičiuoti atskirai kiekvieno vamzdžio šilumos nuostolius 1 m ilgio ruože.

Sprendimas. Pagal sujungtas (5.3) ir (5.7) formules apskaičiuojamos vamzdynų bendrosios varžos, susidedančios iš Riz ir Ra. Skaičiavimuose priimtas šilumos atidavimo nuo izoliacijos kanalo orui ir iš oro kanalo sienutei koeficientas yra vienodas ir lygus 12 W/(m2·K).

Apskaičiuojamas kanalo ekvivalentinis skersmuo:

dek=2(1,2+0,6)/ = 1,15 m.

Fiktyvus vamzdynų įgilinimas, kuriuo įvertinama grunto paviršiaus šiluminė varža, apskaičiuojamas pagal (5.9) formulę:

hf =1,75/10=0,18 m.

Tuomet bendrasis įgilinimas yra: 1,6+0,18=1,78 m. Bendra grunto varža skaičiuojama pagal (5.3) ir (5.8) formules:

Oro temperatūra kanale apskaičiuojama pagal (5.16) formulę:

Šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal (5.15) formulę:

150−27 ,91,528

=79 ,9 W /m

1.4. Pastabų Metodikai apibendrinimas

Atlikus Metodikos analizę, galima pateikti tokias pastabas:

1. Bendrieji šilumos nuostolių skaičiavimo principai, pateikiami Metodikoje, atitinka išdėstytus „Šilumos tiekimas” bei „Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. А. Николаева. М., 1965“, todėl matematinis nuostolių skaičiavimo aparatas yra teisingas.

2. Šilumos atidavimo koeficientas nuo atvirame ore paklotų izoliuotų vamzdžių aplinkos orui Metodikoje apskaičiuojamas pagal dvi siūlomas lygtis (uždaroje patalpoje esantiems vamzdynams ir lauke esantiems vamzdynams) neįvertina izoliacijos dangos tipo (pvz., paprasta skarda ir aliuminio skarda turi skirtingus

spinduliavimo koeficientus). Reikėtų pateikti skaičiavimo metodiką tikslesniam šilumos atidavimo koeficiento įvertinimui.

3. Metodikoje reikėtų sudaryti galimybę parinkti grunto tipą. Metodikoje naudojamas vienos rūšies gruntas, kurio šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m·K). Tačiau grunto šilumos laidumo koeficientas gali kisti plačiose ribose, ir tai gali turėti įtakos skaičiavimų rezultatus. Pvz., sauso smėlio atveju šilumos laidumo koeficientas lygus 1 W/(m K), esant drėgnam moliui – 2 W/(m K). Taigi tobulinant skaičiavimo programą, joje reikėtų numatyti grunto tipo parinkimo galimybę. Atsižvelgiant į tai, siūloma Metodiką papildyti 11 lentele:

11 lentelė. Grunto šilumos laidumo koeficientas, priklausomai nuo grunto tipo Eil.num.

Grunto tipas Grunto šilumos laidumo koeficientas, W/(m K)

1 Sausas smėlis 12 Priemolis 1,753 Drėgnas smėlis arba molis 24 Šlapias smėlis arba molis 2,5

ir papildyti Metodikos 17.4.3, 17.4.6, 17.5.2, 17.5.3, 17.5.4, 17.5.5 punktus sąlyga:

„Jeigu žinomas grunto tipas, vyraujantis šilumos tiekimo tinklų paklojimo vietovėje, grunto šilumos laidumo koeficientas gali būti parenkamas pagal 11 lentelės, pateiktos prieduose, duomenis.“

4. Būtina praplėsti metodiką naudojamų vamzdžių sąrašu, t. y. papildyti Metodiką 10 punktą, nurodant EN 10220 standartą:

„10. Šilumos tiekimo vamzdynai yra įrengti arba numatomi įrengti iš vamzdžių, kurie atitinka GOST 8732-78, arba ISO 9330-1, arba ISO 9329-1, arba EN 10220 reikalavimus, todėl ir skaičiuojant šilumos nuostolius priimti jų matmenys.“

5. Metodikos 14 punkte nurodyta, kad projektuojamuose ir rekonstruojamuose šilumos tiekimo tinkluose norminiai šilumos

nuostoliai apskaičiuojami pagal Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklėse nurodytus šilumos nuostolių srautus, o pramoniniu būdu neardomai izoliuotiems vamzdžiams pagal jų konstrukcijas. Projektuojami ir rekonstruojami šilumos tiekimo tinklai praktiškai visada yra klojami iš pramoniniu būdu iš anksto izoliuotų vamzdžių, kuriems taip pat yra nurodyti leistini šilumos nuostoliai W/m, arba nurodyti santykiniai šilumos nuostoliai W/(m·K). Taigi Metodikos 14 punktą reikėtų pakeisti vietoj pramoniniu būdu neardomai izoliuotiems vamzdžiams į kitokiems vamzdynams:

„14. Projektuojamuose ir rekonstruojamuose šilumos tiekimo tinkluose norminiai šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal Izoliacijos taisyklėse nurodytus šilumos nuostolių srautus, o kitokiems vamzdynams, kurie nenumatyti Izoliacijos taisyklėse – pagal jų konstrukcijas.“

6. Atliekant šiluminius bandymus, gauti rezultatai naudojami nustatant eksploatacinius nuostolius. Ši procedūra buvo numatyta dar tuomet, kai buvo vykdoma šilumos apskaita tik katilinėse, o pas vartotojus šilumos apskaitos nebuvo. Tuomet, nustatant eksploatacinius nuostolius tinkluose, kito kelio nebuvo, kaip tik atlikti bandymus, ir pagal bandymų rezultatus atskiruose ruožuose apskaičiuoti nuostolius visam tinklui. Šiuo metu, kai visi vartotojai turi šilumos apskaitos prietaisus, eksploatacinius nuostolius reikėtų įvardinti kaip skirtumą tarp pagamintos (patiektos į tinklą) šilumos ir realizuotos (parduotos) šilumos. Bandymai būtų naudingi atskirais atvejais, kai šilumos tinklų savininkui reikia įvertinti tinklų izoliacijos kokybę ir įvertinti tinklų renovacijos būtinybę. Atsižvelgiant į tai, siūloma Metodika VII skyrių pakeisti ir išdėstyti naujai:

„20. Norminių eksploatacinių šilumos nuostolių per vamzdynų paviršius nustatymas specialiais šiluminiais bandymais šilumos tiekimo tinkle nėra privalomas, tačiau šilumos tiekėjas bet kada gali juos atlikti, jeigu to reikia atskirų tinklo ruožų darbo efektyvumui įvertinti.

21. Šilumos nuostoliai dėl ištekėjusio šilumnešio per nesandarumus apskaičiuojami pagal (6.8) formulę, o ištekėjusio šilumnešio norminiai vidutiniai nuostoliai per valandą, skaičiuojant nuošimčiais nuo lauko šilumos tinklų vamzdynų tūrio (čia vidaus sistemų tūris neįskaičiuojamas), turi būti ne didesni kaip:

21.1. bekanaliuose vamzdynuose – 0,1% arba a = 0,001 m3/(m3·h);21.2. kanaluose paklotuose vamzdynuose – 0,2% arba a = 0,002

m3/(m3·h).22. Norminiai vidutiniai metiniai šilumos nuostolių srautai (W)

apskaičiuojami pagal formulę:

. (7.1)

Pastaba. Pereinamuose kanaluose ir antžeminio klojimo atveju nuostoliai tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose (čia ir toliau) skaičiuojami atskirai kiekvienam vamzdžiui.

22.1. Norminiai šilumos nuostoliai (qn) parenkami iš norminių dokumentų. Tais atvejais, kai konkrečios vietovės šilumnešio ir aplinkos temperatūros neatitinka tų, prie kurių apskaičiuoti norminiuose dokumentuose pateikti norminiai šilumos nuostoliai, tuomet pastarieji tai vietovei apskaičiuojami pagal šios metodikos 6 skyriuje nurodytą eigą.

22.2. Vidutinis metinis šilumnešio ir aplinkos (oro arba grunto) temperatūrų skirtumas nustatomas kaip jų vidutinių metinių temperatūrų skirtumas.

22.3. Vidutinė metinė oro ir grunto temperatūra vamzdžio ašies gylyje priimama pagal Statybinę Klimatologiją arba artimiausios meteorologinės stoties duomenis.

22.4. Vidutinės metinės šilumnešio temperatūros tiekimo ir grąžinimo vamzdžiuose apskaičiuojamos kaip vidutinių mėnesinių temperatūrų aritmetiniai vidurkiai. Vidutinės mėnesinės tiekiamo ir grąžinamo šilumnešio temperatūros nustatomos iš patvirtinto eksploatacinio grafiko pagal vidutines mėnesines vietovės lauko oro temperatūras.

23. Mėnesiniai šilumos nuostoliai:

23.1. Norminiai šilumos nuostoliai (MWh), susidarantys per mėnesį šilumos tinklų vamzdynuose, apskaičiuojami bendruoju atveju pagal formulę:

. (7.5)

23.2. gali būti apskaičiuojami iš vidutinių metinių norminių šilumos nuostolių, atitinkančių pasirinktą klojimo būdą (žr.(6.4)-(6.6) formules). Bekanalio ir nepereinamuose kanaluose klojimo atveju šilumos nuostoliai skaičiuojami abiejuose vamzdžiuose kartu pagal (7.6) formulę, o tada, kai vamzdynai pravesti atvirame ore, šilumos nuostoliai skaičiuojami kiekviename vamzdyje atskirai, pagal (7.7) formulę, įrašant į ją atitinkamas tiekimo ar grąžinamo šilumnešio temperatūras ir kitus dydžius.

Qvid .kanm =Qvid .kan

met t vidm .t+t vid

m .g−2 t vidm .gr

t vidmet . t+t vid

met .g−2 t vidmet .gr

, (7.6)

Qvid .orem . t =Q vid .ore

met . t t vidm .t−t vid

t vidmet .t−t vid

met .o. (7.7)

Vidutinės mėnesio šilumnešio temperatūros tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose nustatomos iš sudaryto eksploatacinio temperatūrinio grafiko prie vidutinės mėnesio oro temperatūros.

23.3. Norminiai šilumos nuostoliai tais mėnesiais, kai keičiasi eksploatacinis režimas dėl šildymo sezono pradžios arba pabaigos, skaičiuojami atskirai kiekvienam periodui į (7.5) formulę įrašant atitinkamą eksploatacijos trukmę.

23.4. Norminės metinių šilumos nuostolių reikšmės visuose šilumos tinkluose išreiškiamos visų mėnesių norminių šilumos nuostolių suma.

24. Faktiniai šilumos nuostoliai:

24.1. Faktiniai suminiai šilumos nuostoliai šilumos tiekimo vamzdyne per mėnesį nustatomi kaip skirtumas tarp patiektos į šilumos tiekimo tinklą šilumos ir vartotojams patiektos šilumos kiekių. Šilumos kiekiai nuo šilumos apskaitos prietaisų turi būti nuskaitomi tuo pačiu metu.

24.2. Faktiniai šilumos nuostoliai (MWh) per mėnesį dėl nutekėjusio šilumnešio atvirose šilumos tiekimo sistemose apskaičiuojami pagal (6.8) formulę, o uždarose pagal formulę:

. (7.8)Faktinė vidutinė šilumnešio temperatūra yra šilumnešio paros

vidutinių temperatūrų vidurkis per mėnesį.

24.3. Faktiniai šilumos nuostoliai per izoliuotus vamzdynų paviršius per mėnesį yra surandami kaip skirtumas tarp faktinių suminių šilumos nuostolių šilumos tiekimo vamzdyne per mėnesį (nustatomų pagal p.24.1) ir faktinių šilumos nuostolių per mėnesį dėl nutekėjusio šilumnešio (nustatomų pagal p.24.2).

24.4. Faktiniai šilumos nuostoliai per izoliuotus vamzdynų paviršius per metus yra surandami sudedant visus metų mėnesių faktinius šilumos nuostolius.

24.5. Faktiniai šilumos nuostoliai dėl nutekėjusio šilumnešio per metus yra surandami sudedant visus metų mėnesių atitinkamus faktinius šilumos nuostolius.“

7. Dabar, kai yra šilumos apskaita tiek gamyboje, tiek pas vartotojus, faktinius šilumos nuostolius reikėtų įvardinti skirtumą tarp pateiktos šilumos į tinklą ir tarp parduotos šilumos vartotojams.

8. Siekiant įvertinti šilumos nuostolius tinkluose, reikėtų šilumos nuostolius skaičiuoti šildymo ir nešildymo sezonams atskirai. Juo

labiau, kad yra tokių CŠT tinklų, kur vasaros metu šiluma netiekiama.

9. Atliekant šilumos nuostolių skaičiavimus, reikėtų naudoti tikslias termofikacinio vandens temperatūras. Juo labiau, tokią galimybę turi praktiškai visi šilumos tiekėjai – katilinėse ir šilumos tiekimo tinkluose įvairiais prietaisais fiksuojami ir dokumentuojami visi parametrai, tame tarpe ir tiekiamo bei gražinamo termofikacinio vandens temperatūros. Atsižvelgiant į tai, siūloma Metodikos 17.4.6 punktą papildyti sąlyga:

„Šilumnešių temperatūrų deriniai parinkti pagal duotiems šilumos tiekimo tinklams būdingą kokybinio reguliavimo temperatūrinį grafiką.“

10. Norminiai šilumos nuostoliai yra pateikti prie tam tikrų skaičiavimo pradinių sąlygų: grunto šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m K), izoliacijos šilumos laidumo koeficientas 0,03 W/(m K) naujiems vamzdžiams, grunto temperatūra (arba aplinkos oro temperatūra) lygi 5 0C. Visiems šilumos tiekėjams naudoti tuos pačius leistinus šilumos nuostolius (paprastai pateikiamus lentelės pavidale) neteisinga. Kiekviena šilumos tiekimo įmonė turėtų turėti savo tam tikrų pradinių sąlygų katalogus, su nurodytais konkrečiais to regiono dydžiais.

2. METODIKOJE NORMINIAMS ŠILUMOS NUOSTOLIAMS SKAIČIUOTI NAUDOJAMŲ PRIELAIDŲ PATIKRINIMAS

2.1. Centralizuotame šilumos tiekime naudojamos šilumos perdavimo tinklų konstrukcijos bei medžiagos

Pradžioje būtina apžvelgti esamas praktikoje naudojamas šilumos tiekimo sistemas.

Šilumos tiekimo trasa parenkama taip, kad būtų galima patikimai tiekti šilumą vartotojams, greitai atlikti avarijų remontą, sudaryti saugias darbo sąlygas personalui.

Gyvenamuosiuose kvartaluose šilumos tiekimo tinklai klojami inžineriniams tinklams skirtose juostose, tiesiant juos po žeme šalia gatvių bei kelių ir želdinių juostų. Atskirais atvejais leidžiama šilumos tiekimo tinklus įrengti po šaligatviais ar net gatvės važiuojamąja dalimi. Skirstomųjų tinklų vamzdynus galima kloti gyvenamųjų ir visuomeninių pastatų techniniuose rūsiuose, techniniuose koridoriuose ir tuneliuose, kurių aukštis ne mažesnis kaip 1,8 m. Neužstatytuose plotuose šilumos tiekimo tinklai gali būti įrengti virš žemės.

2.1.1. Antžeminės trasos

Antžeminiu būdu tinklai klojami pramonės įmonių teritorijose neužstatytose aikštelėse, taip pat tuose rajonuose, kur aukštas gruntinio vandens lygis, sudėtingas vietovės reljefas. Vamzdynai klojami ant atskirų atramų ir ant estakadų, atramos būna plienines ir gelžbetoninės. Šis klojimo būdas turi daug pranašumų: patogu aptarnauti tinklus; vamzdynų neardo gruntinis vanduo; naudojami patikimesni ,,U” formos temperatūrinių pailgėjimų kompensatoriai; lygesnis vamzdynų profilis, todėl reikia mažiau ventilių orui ir vandeniui išleisti. Būtent taip yra pakloti apie 16 km ilgio šilumos tiekimo iš Ignalinos AE iki Visagino miesto vamzdynai. Dalis šio vamzdyno iš paukščio skrydžio parodyta 2.1 paveiksle, kur akivaizdžiai matosi jau minėti „U“ formos kompensatoriai.

Nors antžeminiai šilumos tiekimo tinklai ilgiau tarnauja ir yra pigesni nei kanaluose pakloti tinklai, tačiau jie sukelia tam tikrų nepatogumų greta gyvenantiems žmonėms, o taip pat didina aplinkos vizualinę taršą.

2.1. pav. Dalis šilumos tiekimo trasos, jungiančios Ignalinos AE ir Visagino miestą [www.maps.lt].

2.1.2. Pereinamuose kanaluose pakloti vamzdynai

Patikimiausios, bet ir brangiausios pagal pradines išlaidas yra šilumos tiekimo trasos pereinamuose kanaluose (kolektoriuose), kaip kad parodyta 2.2 paveiksle. Paprastai jie įrengiami ten, kur nutiestos stambios magistralės, taip pat juos tikslinga įrengti po pagrindiniais keliais dideliuose miestuose. Tokiuose kolektoriuose, be šilumos tiekimo vamzdynų, paklojami ir kiti požeminiai miesto inžineriniai tinklai: vandentiekis, elektros ir ryšių kabeliai ir kt.

Pereinamojo kanalo matmenys yra tokie, kad aptarnaujantis personalas gali prieiti prie visų įrenginių, kuriuos reikia prižiūrėti. Praėjimai kanale daromi ne siauresni kaip 0,9 m ir ne žemesni kaip 2 m. Tokiam kanale kas 200-250 m įrengiamos išlipimo angos.

2.2. pav. Šilumos tiekimo tinklai pereinamajame kanale. 1 – šilumos tiekimo vamzdynai; 2 – vandentiekis; 3 – ryšių kabeliai; 4 – elektros kabeliai; 5 -

stovai.

Praeinamuosiuose kanaluose įrengtas natūralus vėdinimas ne didesnei kaip 30 0C temperatūrai palaikyti, elektrinis apšvietimas (įtampa iki 30 V), įrenginiai vandeniui greitai pašalinti iš kanalo. Atkarpose, kur yra daug aukštos temperatūros vamzdynų, dar turi būti įrengtas mechaninis vėdinimas. Juo naudojamasi remonto metu, kai kanale reikia ilgesnį laiką palaikyti žemą temperatūrą.

Pagrindinis praeinamojo kanalo pranašumas yra patogus priėjimas prie vamzdynų, todėl galima pakeisti ar remontuoti vamzdžius, likviduoti avarijas nesuardant dangų, po kuriomis įrengtas kanalas.

Kai klojama nedaug vamzdžių, bet reikalingas nuolatinis priėjimas prie vamzdyno (pvz., kertant gatvių bei kelių važiuojamąsias dalis), gali būti įrengiami pusiau praeinamieji kanalai.

Šių kanalų matmenys parenkami tokie, kad jais galėtų vaikščioti pasilenkęs žmogus. Aukštis turi būti ne mažesnis kaip 1,4 m. Pusiau praeinamuosiuose kanaluose galimas tik nedidelis šilumos izoliacijos remontas ir vamzdžių apžiūra.

Vamzdynai praeinamuosiuose ir pusiau praeinamuosiuose kanaluose apdengiami šilumą izoliuojančiu sluoksniu.

2.1.3. Nepereinamuose kanaluose pakloti vamzdynai

Didžioji anksčiau paklotų šilumos tiekimo vamzdynų dalis yra paklota nepereinamuosiuose kanaluose, kaip kad pavaizduota 2.3 pav. ir 2.4 pav. Šių kanalų matmenys priklauso nuo vamzdynų skersmens ir kanalo konstrukcijos. Tokio tipo kanalai surenkami iš lovinių gelžbetonio elementų. Atstumas tarp vamzdžių ašių imamas toks, kad būtų patogu atlikti vamzdyno remonto darbus.

2.3. pav. Nepereinamasis kanalas iš lovinių elementų. 1 – plieninis vamzdis; 2 – šiluminė izoliacija; 3 – izoliacijos danga; 4 – vamzdyno atramos; 5 -

gelžbetoninis lovys; 6 – pagrindas

2.4. pav. Nepraeinamasis kanalas iš lovinių elementų

Suprantama, vamzdyno remonto atveju reikia nukasti gruntą, nukelti viršutinį lovinį elementą, ir tik tuomet galima atlikti numatytus darbus.

Tai – daug darbo ir laiko sąnaudų reikalaujantis darbas. Be to, atliekant tiek naujo vamzdyno klojimo darbus, tiek remontuojant vamzdynus, labai svarbu kokybiškai atlikti gelžbetoninių lovių sujungimo vietų hidroizoliavimą, kad apsaugoti vamzdynus nuo gruntinio vandens poveikio.

Kaip rodo praktika, taip paklotų vamzdynų dažniausia gedimo priežastis yra gelžbetoninių lovių hidroizoliacijos gedimai, nes tai iššaukia vamzdynų išorinių paviršių koroziją.

Kadangi naujai klojant vamzdynus arba keičiant vamzdynus naujais, vamzdynų klojimas nepraeinamuose kanaluose jau nenaudojamas, ateityje tokio tipo vamzdynai išnyks.

2.1.4. Bekanaliai vamzdynai

Šiais laikais šilumos tiekimo tinklai klojami bekanaliu būdu, kaip kad parodyta 2.5 paveiksle. Tokiam vamzdynui naudojami iš anksto pramoniniu būdu izoliuoti vamzdžiai, todėl tokie vamzdynai pasižymi ypač gera šiluminės izoliacijos kokybe bei mažais šilumos nuostoliais eksploatacijos metu.

Jų tiesimo pradinės išlaidos bei darbo sąnaudos mažesnės už klojamų nepraeinamuosiuose kanaluose, o jų ilgaamžiškumas bei patikimumas nenusileidžia pastariesiems, jeigu tik tinkamai atlikti montavimo darbai ir palaikomas tinkamas vandens režimas eksploatacijos metu.

Todėl iš anksto pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių naudojimas sparčiai paplito, ir pastaruoju metu, klojant naujas trasas arba renovuojant senas trasas, praktiškai visada klojami bekanaliniai vamzdynai su tokiais vamzdžiais.

2.5. pav. Nauji iš anksto pramoniniu būdu izoliuoti vamzdžiai klojimo metu bekanalinėje trasoje

Bekanalinėse trasose naudojamų plieninių vamzdžių matmenys gali būti įvairiausi – jų sąlyginis skersmuo gali būti nuo DN20 iki DN1200 mm. Taigi esant bet kokiems vartotojų poreikiams, visuomet galima parinkti tinkamo pralaidumo, t.y., tinkamo skersmens vamzdį.

2.1.5. Vamzdynų šiluminė izoliacija

Kad ir kaip gerai izoliuotumėm šilumos tiekimo tinklus, šilumos nuostoliai išliks, nes šiluma iš karštos aplinkos (karštas termofikacinis vanduo) tekės į šaltesnę aplinką (gruntą, kuriame pakloti šilumos tinklai). Tai – gamtos dėsningumas.

Tačiau galima ir būtina mažinti šilumos nuostolius nuo tinklų – tuo tikslu keisti seno tipo vamzdynus naujais iš anksto izoliuotais vamzdžiais, nuo kurių šilumos nuostoliai žymiai mažesni, lyginant su senaisiais vamzdžiais. Tai akivaizdžiai matosi iš pateikto 2.6 paveikslo. Šilumos nuostolių koeficientas išreiškia šilumos nuostolių srautą W nuo izoliuoto 1 m ilgio vamzdžio, kai temperatūrų skirtumas tarp šilumnešio (vamzdžio viduje) ir grunto yra lygus 1 0C.

20 25 32 40 50 65 80

Seni vamzdžiai

Nauji vamzdžiai

, W/(m

Vamzdžio sąlyginis skersmuo DN, mm

2.6. pav. Seno tipo ir pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių šilumos nuostolių koeficientai

Šalies šilumos tiekimo įmonėse vidutiniai šilumos energijos technologiniai nuostoliai tinkluose kas metai mažėja, ir per pastaruosius keliolika metų sumažėjo daugiau nei dvigubai, kaip kad matome 2.7 paveiksle. Tokio mažėjimo priežastys – atsiranda nauji vartotojai, didinantys šilumos suvartojimą; šilumos tiekimo įmonės stengiasi racionaliau išnaudoti esamus šilumos tiekimo tinklus, optimizuodamos jų darbą. Žinoma, bene svarbiausia priežastis - vis daugiau renovuojama vamzdynų su pramoniniu būdu izoliuotais vamzdžiais.

2.7. pav. Šilumos energijos technologiniai nuostoliai tinkluose, %

2.1.6. Izoliacinės medžiagos

Šilumos izoliacija naudojama karštiems šilumos tiekimo sistemų vamzdynų, įrenginių ir armatūros paviršiams padengti. Ji turi didelę reikšmę tų sistemų darbo ekonomiškumui, jų šiluminiam pastovumui ir eksploatacinėms sąlygoms. Reikalavimai vamzdynų šiluminei izoliacijai numatyti Izoliacijos taisyklėse7.

Izoliavus karštus paviršius, temperatūra izoliacijos paviršiuje sumažėja iki norminės, todėl tuos paviršius supančio oro temperatūra apžiūros kamerose, kanaluose, šilumos punktuose ir kitur taip pat sumažėja, o darbo sąlygos šilumos tiekimo tinklus aptarnaujančiam personalui tampa lengvesnės ir saugesnės, nebėra pavojaus nudegti prisilietus prie karštų paviršių. Padidėja visos sistemos šiluminis stabilumas bei šilumos tiekimo kokybė, nes sumažėjus šilumos nuostoliams, sumažėja šilumnešio temperatūrų skirtumas tarp šilumos šaltinio ir tolimiausio vartotojo.

Pagrindinės šilumą izoliuojančios medžiagos, vartojamos šilumos tiekimo sistemose, ir svarbiausios jų savybės nurodytos 2.1 lentelėje.

2.1. lentelė. Pagrindinės šilumą izoliuojančios medžiagos ir jų charakteristikos (Izoliacijos taisyklės)

Medžiagos pavadinimas Tankis, kg/m3

Ši1umos laidumo koeficientas, kai

temperatūra 50 0C, W/(m·K)

Leistina temperatūr

a, 0CArmuoti stiklo vatos dembliai 40-50 0,038 500

Stiklo vatos kevalai 40-120 0,036 500Stiklo vatos plokštės 40-60 0,039 250Cilindrai ir kevalai iš akmens vatos 70-160 0,037 750

Akmens vatos dembliai 20-105 0,039 750Poliuretano (PUR) putos, dengtos polietileno vamzdžiu*.

60 ≤0,029 120

* - pagal LST EN 253:2009 šilumos laidumo koeficientas turi būti lygus arba mažesnis, nei 0,029 W/(m·K).

7 Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklės. Patvirtinta LR ŪM 2007.05.05. įsakymu Nr. 4-170.

Matome, kad vamzdynais, kurių izoliacijai panaudotos poliuretano putos, galima tiekti ne aukštesnės, kaip 120 0C temperatūros termofikacinį vandenį ar kitą šilumnešį.

2.1.7. Statybvietėje montuojama vamzdynų izoliacija

Šilumą izoliuojančios medžiagos, iš anksto nustatyta tvarka išdėstytos ir pritvirtintos prie paviršių, kuriuos norima apsaugoti nuo nepageidautinų šilumos mainų - tai šilumos izoliacijos konstrukcija. Dažniausiai ją sudaro antikorozinė metalinių paviršių danga, pagrindinis izoliacinis sluoksnis, izoliacijos danga ir armavimo bei tvirtinimo detalės.

Atskirai izoliacinėmis medžiagomis izoliuojami jau sumontuoti vamzdžiai, pvz., vamzdžiai antžeminėse trasose arba vamzdžiai po remonto kanalinėse trasose. Jos parenkamos, atsižvelgiant į klojimo būdą ir kitas sąlygas, priklausančias nuo gruntinio vandens lygio, šilumnešio temperatūros, šilumos tiekimo tinklų hidraulinio režimo, krūvio į izoliaciją ir t.t. Tinkamas izoliacinių medžiagų parinkimas ir darbų kokybė garantuoja izoliacijos ilgaamžiškumą. Šios izoliacinės medžiagos turi būti palyginti pigios, atsparios kaitinimui, išlaikyti izoliacines ir kitas fizines savybes visą naudojimo laiką, turėti didelę ir stabilią šiluminę varžą. Pastaruoju metu antžeminiams vamzdynams kloti naudojami iš anksto pramoniniu būdu izoliuoti vamzdynai.

Daugumos sausų izoliacinių medžiagų šilumos laidumo koeficientas yra 0,033-0,039 W/(m∙K). Joms sušlapus, šilumos laidumo koeficientas padidėja kelis kartus, t.y., tiek pat kartų pablogėja izoliacinės savybės. Todėl labai svarbu, kad vamzdynai eksploatacijos metu būtų apsaugoti nuo vandens poveikio, o pačios izoliacinės medžiagos blogai sugertų drėgmę.

Plačiausiai vartojama medžiaga izoliuoti karštiems paviršiams yra mineralinė vata. Jai gaminti naudojamos uolienos (dažniausiai bazaltas), pramoninės mineralinės atliekos ir šalutiniai gamybos produktai - šlakai, pelenai. Mineralinė vata yra puri medžiaga, sudaryta iš plonų ir lanksčių skaidulų ir pasižymi geromis izoliacinėmis savybėmis. Mineralinės vatos grupei priklauso šlako, stiklo, bazaltine ir mineralinė vata. Konkretus pavadinimas vatai suteikiamas atsižvelgiant į žaliavų sudėtį ir silikatų

kiekį, pvz., stiklo vata turi didesnį SiO2 kiekį. Mineralinė medžiaga vartojama padrika ir kaip įvairūs gaminiai – iš jos gaminami dembliai, plokštės, tuščiaviduriai cilindrai ir segmentai vamzdynams (pvz., garotiekiams, tiekiant aukštos temperatūros garą).

Vamzdynų šilumą izoliuojančios medžiagos sluoksnis yra dengiamas kitomis medžiagomis, kurių tikslas - apsaugoti pagrindinį izoliacinį sluoksnį nuo mechaninio pažeidimo, agresyvios aplinkos poveikio ir suteikti izoliuotam objektui gerą estetinę išvaizdą.

Medžiagos izoliacijos dangoms parenkamos atsižvelgiant į objekto vietą, o jeigu tai vamzdynai - į klojimo būdą ir kitas sąlygas.

Dangos būna metalinės (aliuminis ar jo lydiniai; plonalakštis plienas), arba pagamintos sintetinių ir gamtinių polimerų pagrindu (stiklo audiniai, stiklo plastikai, polimerinės plėvelės).

Uždaromoji armatūra ir flanšai izoliuojami dvejopai. Jeigu armatūrą ir flanšinius sujungimus reikia dažnai apžiūrinėti - tuomet vartojama išardomosios, kitu atveju - neišardomosios konstrukcijos izoliacija.

Izoliacinės dangos sujungiamos ir tvirtinamos sraigtais, plieninėmis ir aliumininėmis juostomis, kai kuriais atvejais - įvairiais sintetiniais klijais.

2.8 paveiksle pateiktas vamzdžio fragmentas, izoliuotas mineralinės vatos kevalais. Izoliacijos danga – iš aliuminio skardos.

2.8. pav. Vamzdžio izoliacija, pagaminta iš mineralinės vatos suformuotų kevalų bei dangos iš aliuminio skardos

2.1.8. Pramoniniu būdu neardomai izoliuotų vamzdžių izoliacija

Kaip jau minėta, pastaruoju metu šilumos tiekimo tinklai klojami iš pramoniniu būdu neardomai izoliuotų vamzdžių, kurių izoliacijai naudojamos poliuretano (PUR) putos. Kaip parodyta 2.1 lentelėje, poliuretano putų šilumos laidumas prie 50 0C temperatūros yra 50 0,029 W/(m·K) – t.y., PUR putų termoizoliacinės savybės geriausios.

Yra ir daugiau medžiagų, turinčių termoizoliacinių savybių, tačiau jos šilumos tiekimo sistemose vartojamos labai retai arba visai nevartojamos, nes netinkamos jų kitos savybės (neatsparios aukštoms temperatūroms, gerai sugeria drėgmę ir t.t.).

Tipinis pramoniniu būdu neardomai izoliuotas vamzdis parodytas 2.9 paveiksle.

2.9. pav. Pramoniniu būdu neardomai izoliuotas vamzdis

Tokių pramoniniu būdų neardomai izoliuotų vamzdžių standartinis izoliacijos storis parenkamas atsižvelgiant į eksploatacijos ekonomiškumą ir technines sąlygas. Akivaizdu, jog kuo geresnę izoliaciją įrengsime, tuo mažesnius šilumos nuostolius turėsime. Tačiau, gerindami izoliaciją (pvz., storindami izoliacijos sluoksnį), branginsime izoliuotų vamzdžių kainą. Tokiu atveju gali atsitikti, kad investicijų naujų vamzdžių paklojimui atsipirkimo laikas bus labai ilgas, t.y., per vamzdžių eksploatacijos laiką investicijos gali netgi neatsipirkti.

Taigi, vertinant vamzdžio matmenis, temperatūrų lygį, montavimo kainą, prarastos šilumos kaštus, šilumos nuostolius tarp šilumos gamybos ir vartojimo vietų, reikalavimus paviršiaus temperatūrai, reikalavimus maksimaliai aplinkos temperatūrai katilinėje (praeinamam kanale, technologiniame kanale) ir t.t., nustatomas optimalus poliuretano izoliacijos storis.

Dauguma gamintojų siūlo kelių skirtingų izoliacijos storių serijas. Pvz., mūsų šalyje esanti pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių gamykla siūlo tokią savo gaminių nomenklatūrą, kaip kad pateikta 2.2 ir 2.3 lentelėse. Matome, kad to paties vamzdžio izoliacijos storis gali būti dvejopas, ir vamzdžių pirkėjas turi galimybę rinktis.

Vamzdžių pirkėjai gali rinktis ne tik izoliacijos storį, bet ir plieninių vamzdžių sienelės storį – vieni jų gaminami pagal EN reikalavimus su mažesnio storio sienelėmis, kiti - gaminami su storesnėmis sienelėmis. Jeigu šilumos tiekimo sistemose reikalavimai vandens kokybei užtikrinami, racionalu naudoti pramoniniu būdu izoliuotus vamzdžius su plonesnėmis sienelėmis. Tose sistemose, kuriose galima korozija, nes dėl įvairių priežasčių sunku užtikrinti tinkamą vandens kokybę, tikslinga naudoti vamzdžius storesnėmis sienelėmis.

2.2. lentelė. Pagal EN 253 standarto reikalavimus pagamintų pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių matmenys

Plieninis vamzdis Polietileninis apvalkalas Izoliacijos storis, mm

1 m¹ * svoris,

DN, mm

s, mm L, m D,

mmDp, mm

Sp, mm I Ip kg

20 26,9 2 6 90 3 110 3 28,6 38,6 2,525 33,7 2,3 6 90 3 110 3 25,2 35,2 3,132 42,4 2,6 6/12 110 3 125 3 30,8 38,3 4,340 48,3 2,6 6/12 110 3 125 3 27,9 35,4 4,650 60,3 2,9 12 125 3 140 3 29,4 36,9 6,165 76,1 2,9 12 140 3 160 3 29,0 39,0 7,480 88,9 3,2 12 160 3 180 3 32,6 42,6 9,4

100 114,3 3,6 12 200 3,2 225 3,4 39,7 52,0 13,6125 139,7 3,6 12 225 3,4 250 3,6 39,3 51,6 16,6150 168,3 4 12 250 3,6 315 4,1 37,3 69,3 21,5200 219,1 4,5 12 315 4,1 355 4,5 43,9 63,5 31,9250 273 5 12 400 4,8 450 5,2 58,7 83,3 46,3300 323,9 5,6 12 450 5,2 500 5,6 57,9 82,5 60350 355,6 5,6 12 500 5,6 560 6 66,6 96,2 68,3400 406,4 6,3 12 560 6 630 6,6 70,8 105,2 86,9450 457 6,3 12 560 6 630 6,6 45,5 79,9 91,6500 508 6,3 12 630 6,6 - - 54,4 105,4

Šioje ir sekančioje lentelėje: DN - plieninio vamzdžio nominalus skersmuo, mm; d – plieninio vamzdžio išorinis skersmuo, mm; D – polietileninio apvalkalo išorinis skersmuo, kai standartinis PUR izoliacinis sluoksnis, mm; Dp – polietileninio apvalkalo išorinis skersmuo, kai padidintas PUR izoliacinis sluoksnis, mm; s – plieninio vamzdžio sienelių storis, mm; S – polietileninio apvalkalo sienelių storis, mm; Sp – polietileninio apvalkalo sienelės storis, kai PUR izoliacijos sluoksnio storis didesnis; mm; L – pramoniniu būdu izoliuoto vamzdžio ilgis, m; I –

standartinis PUR izoliacijos sluoksnio storis, mm; Ip – padidinto izoliacijos sluoksnio storis, mm.

2.3. lentelė. Pagal ГОСТ Р reikalavimus pagamintų pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių matmenys

Plieninis vamzdis Polietileninis apvalkalas Izoliacijos storis, mm

1 m¹ * svoris,

DN, mm

s, mm L, D,

mmDp, mm

Sp, mm I Ip kg

20 25 3 6 90 3 110 3 29,5 39,5 2,525 32 3 6 90 3 110 3 26 36 3,732 42 3 6/11 110 3 125 3,5 31 38 4,540 48 3 6/11 110 3 125 3,5 28 35 4,750 57 3,5 6/11 125 3,5 140 3,5 30,5 38 7,265 76 4 11 140 3,5 160 4 28,5 38 8,180 89 4 11 160 3,5 180 4 32 41,5 9,590 108 4,5 11 180 4 200 5 32 41 12,8

100 114 4,5 11 200 5 225 4,5 38 51 15,6125 133 5 11 225 4,5 250 4,5 41,5 54 22,4150 159 6 11 250 4,5 315 5,5 41 72,5 29200 219 7 11 315 5,5 400 7,5 42,5 83 46,2250 273 7 11 400 7,5 450 7,5 56 81 62,7300 325 8 11 450 7,5 500 10 55 77,5 92,2350 377 8 11 500 10 560 9 51,5 82,5 106,8400 426 8 11 560 9 630 11 58 91 118500 530 8 11 668 10 - - 59 133

2.1.9. Naujų bekanalinių vamzdynų montavimas ir aptarnavimas

Pramoniniu būdu neardomai izoliuoti vamzdžiai, kurie pavaizduoti 2.9 paveiksle, centralizuotam šilumos tiekimui gaminami tikėtinam 30-50 metų eksploatacijos laikotarpiui. Toks ilgas eksploatacijos laikotarpis pasiekiamas tik tuomet, jeigu tinklų tiesimas būna atliktas kokybiškai, o eksploatacijos metu prisilaikoma visų reikalavimų, ypač vandens kokybei bei temperatūriniam rėžimui.

Vamzdynų klojimas ir montavimas

Klojant vamzdyną, visi tinklo tiesimo darbai gali būti suskirstyti į keletą stadijų:

Tranšėjos kasimas;

Vamzdžių išdėstymas tranšėjoje ir jų paruošimas;

Vamzdžių ir elementų sujungimas suvirinimo pagalba;

Suvirinimo siūlių patikrinimas;

Jungčių ir gedimų kontrolės sistemos montavimas;

Laikančiojo smėlio sluoksnio užpylimas, nejudamųjų atramų montavimas, putplasčio ar smėlio pagalvių, plastikinės plėvelės ir kt. įrengimas;

Išankstinis įtempimas ir/arba išankstinis pašildymas;

Tranšėjos užpylimas ir paviršių atstatymas;

Eksploatacijos pradžia.

Vamzdyno paklojimo kokybė priklauso nuo darbų kokybės kiekvienos stadijos metu.

Priklausomai nuo žemės kasimo darbų būdo, vamzdžių klojimo gylio, geotechninio įvertinimo ir kitų faktorių, gali būti naudojamos įvairios vamzdžių tranšėjos formos. Tranšėjos skerspjūvis pavaizduotas 2.10 paveiksle.

Vamzdžių klojimo gylis parenkamas atsižvelgiant į paviršiaus apkrovas, sodinimo gylį dirbamojoje žemėje ir pan. Zonose su kelio danga vidutinis centralizuoto šilumos tiekimo vamzdžių klojimo gylis yra 0,6 - 0,7 m.

2.10. pav. Tranšėjos skerspjūvis

Tranšėjos plotis W ir gylis D priklauso nuo klojamo vamzdžio skersmens. Ši priklausomybė pateikta Tinklų taisyklių 5 priede8.

Minimaliai leidžiami atstumai nuo centralizuoto šilumos tiekimo vamzdžių sistemų iki kitų komunalinių įmonių tinklų, statinių ar želdinių pateikti Tinklų taisyklių 10 priede.

Akivaizdu, jog šilumos tiekimo vamzdynų klojimas – labai atsakingas darbas tiek projektuotojams, tiek montuotojams - paklotas vamzdynas turi tarnauti 30-50 metų, neblogėjant eksploataciniams rodikliams, tame tarpe – neblogėjant šiluminės izoliacijos kokybei ir nedidėjant šilumos nuostoliams.

Galimi vamzdynų gedimai eksploatacijos metu

Galimi šilumos tiekimo sistemos gedimai yra šie:

karšto vandens išsiveržimas dėl vamzdžio plyšimo ar prasisunkimo pro blogai atlikto suvirinimo siūles, galintis iššaukti nudegimus, užtvindymą, grunto išplovimą ir pan.,

įrengimų gedimai, ko pasėkoje nutrūksta šilumos tiekimas,

įrengimų gedimai, galintys iššaukti tolesnį sistemos gedimą,

patikimo šilumos tiekimo sutrikimas.8 Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklės. Patvirtinta Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2011 m. birželio 17 d. įsakymu Nr. 1-160, 5 priedas

Gedimo pasekmės gali būti gana skaudžios, pvz., šilumos tiekimo sutrikimas šalčių metu ilgesniam laikui gali iššaukti ištisų miesto kvartalų „užšaldymą“ ir šildymo sistemų gedimus. Todėl labai svarbu kaip galima greičiau nustatyti gedimų vietą bei pobūdį.

Pramoniniu būdu izoliuotuose vamzdžiuose įdiegta gedimų kontrolės sistema, naudojanti varinius laidus izoliaciniame sluoksnyje tarp apvalkalo ir darbinio vamzdžio, kaip kad parodyta 2.9 paveiksle. Tai – puiki priemonė sistemos kontrolei ir drėgmės, kuri gali patekti pro defektuotas jungtis ar vamzdžius, juos sužalojus iš išorės, aptikimui izoliacijoje. Ankstyva diagnostika ir remontas apsaugo nuo pažeidimo išplitimo į kitus vamzdyno ruožus.

Šios sistemos veikimas remiasi skirtingų elektrinių savybių (varžos, talpumo, ...) matavimu tarp signalinių laidų izoliacijoje. Pratekėjimo atveju padidėjęs drėgmės kiekis iššaukia šių elektrinių savybių pokytį sistemoje. Dar daugiau – tokios sistemos pagalba galima tiksliai nustatyti gedimo vietą, t.y., ji parodo tikslią žemės kasimo ir remonto vietą.

Vamzdyno ruožo būsena taip pat gali būti registruojama panaudojant įprastą vaizdo kamerą kartu su infraraudonųjų spindulių kamera, termografijos arba aero-termografijos ir pagalbinės programinės įrangos pagalba.

Termografinę kontrolę visų pirma reiktų naudoti senų centralizuoto šilumos tiekimo vamzdynų renovacijos planavimui, juos pakeičiant moderniais, pramoniniu būdu izoliuotais vamzdžiais. Taip galima būtų užtikrinti, kad pirmiausiai bus keičiami prasčiausi ruožai, ko pasėkoje žymiai sumažės šilumos nuostoliai bei pagerės šilumos tiekimo patikimumas.

Vamzdynų hidrauliniai ir šiluminiai bandymai

Kasmet, pasibaigus šildymo sezonui, siekiant išaiškinti šilumos tinklų defektus ir juos pašalinti, atliekami hidrauliniai bandymai stiprumui, prisilaikant Priežiūros taisyklėse9 nurodytų reikalavimų.

9 Šilumos tinklų ir šilumos vartojimo įrenginių priežiūros (eksploatavimo) taisyklės PATVIRTINTA Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2010 m. balandžio 7 d. įsakymu Nr. 1-111.

Hidraulinis bandymas stiprumui atliekamas bandomuoju slėgiu, lygiu 1,25 eksploatacinio slėgio (nurodyto projekte), tačiau ne mažesniu kaip 16 bar. Pastarasis reikalavimas netaikomas vamzdynams, kurių skaičiuojamasis slėgis mažesnis kaip 16 bar.

Bandomasis slėgis vamzdyne palaikomas 5 min., paskui sumažinamas iki eksploatacinio slėgio. Esant šiam slėgiui, vamzdynas kruopščiai apžiūrimas. Bandymo rezultatai patenkinami, jei bandymo metu slėgis nesumažėjo, nepastebėta įtrūkimų, vandens tekėjimo ar rasojimo per vamzdžių sieneles ar armatūrą.

Jeigu, atliekant hidraulinius bandymus, silpniausios vamzdyno vietos padidinto slėgio neatlaiko, nustatoma pažeista vamzdyno vieta ir ji remontuojama. Kartais pažeistos vamzdyno vietos paieška ir remontas užtrunka keletą dienų, todėl karštas vanduo vartotojams gali būti nebetiekiamas kiek ilgiau, nei planuota. Tačiau šilumos tiekėjas, taip eliminuodamas silpnąsias vamzdyno vietas, pasirengia naujam šildymo sezonui.

Naujai sumontuotiems bekanaliams vamzdynams pirmas hidraulinis stiprumo bandymas atliekamas:

po 10 metų nuo jų eksploatavimo pradžios, jeigu drėgmės signalizacijos pagalba nenustatomas vandens įsiskverbimas į izoliaciją;

jeigu pagal drėgmės signalizaciją nustatomas vandens įsiskverbimas į izoliaciją arba įvyksta vamzdyno trūkimas, nuo to įvykio hidraulinis stiprumo bandymas atliekamas kas metai.

Nepereinamuose kanaluose sumontuotų centralizuoto šilumos tiekimo vamzdynų pirmas hidraulinis bandymas stiprumui turi būti atliekamas po 6 metų nuo jų eksploatavimo pradžios, jeigu iki tol nebuvo vamzdynų trūkimo atvejų. Jeigu vamzdynų trūkimo atvejų buvo, nuo to laiko hidrauliniai stiprumo bandymai atliekami kas metai baigus šildymo sezoną.

Hidraulinis bandymas atliekamas, bandomąjį ruožą nuo kitų ruožų atjungus (atskyrus) aklėmis. Šio bandymo metu šilumos punktai ir šildymo

sistemos taip pat turi būti patikimai atjungti nuo bandomojo ruožo. To nepadarius, galima pažeisti šildymo sistemos įrangą, tame tarpe ir radiatorius butuose.

Vamzdynai, kurių sąlyginis skersmuo didesnis kaip 100 mm, turi būti išbandomi esant projektinei šilumnešio temperatūrai ne rečiau kaip kartą per 5 metus. Tokių temperatūrinių bandymų tikslas – patikrinti šiluminių įrenginių atsparumą temperatūrinių deformacijų prie maksimalių darbinių temperatūrų sąlygomis. Kartu patikrinama faktiška riebokšlinių kompensatorių būsena.

Remiantis Priežiūros taisyklėmis, be hidraulinių ir temperatūrinių bandymų, šilumos tinklai taip pat turi būti ne rečiau kaip kartą per 5 metus bandomi:

šilumos nuostoliams nustatyti. Šių bandymų tikslas – įvertinti vamzdyno šiluminės izoliacijos kokybę, ir palyginti faktinius šilumos nuostolius su projektiniais.

faktiniams hidrauliniams nuostoliams nustatyti. Šių bandymų tikslas – įvertinti vamzdyno hidraulinius (trinties) nuostolius ir juos palyginti su projektiniais.

Svarbu pažymėti, kad tarp teisės aktų yra prieštaravimas, nes 2012 m. Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2012 m. spalio 29 d. įsakymu Nr. 1-211 patvirtintuose ELEKTRINIŲ IR ELEKTROS TINKLŲ EKSPLOATAVIMO TAISYKLĖSE, 881 punkte nurodyta, kad Šilumos tinklų šilumos ir hidrauliniai nuostoliai tikrinami tinklą eksploatuojančios įmonės vadovo sprendimu.

Sumontavus naują vamzdyno ruožą, visuomet atliekamas sandarumo bandymas. Pagrindinis sandarumo bandymo tikslas yra surasti bet kokias prasiskverbimo mikroangas, kurios gali būti vėlesnio stambesnio gedimo priežastimi. Tokios mikroangos gali likti suvirinimo vietose.

Suvirinimo siūlių sandarumas gali būti patikrintas panaudojant vieną iš sekančių būdų:

Bandymas vandeniu panaudojant 1,25 karto didesnį slėgį už maksimalų darbinį slėgį tuo pačiu metu vizualiai stebint suvirinimo siūles ar nėra pratekėjimų;

Bandymas 0,2 bar perteklinio slėgio oru, kuomet suvirinimo siūlių sandarumas patikrinamas panaudojant atitinkamą indikacinį skystį;

Plieninio darbinio vamzdžio neardančioji (rentgenografinė arba ultragarsinė) kontrolė.

Vamzdynų priežiūrai, kontrolei ir bandymams būtina skirti ypač daug dėmesio. Nes akivaizdu, kad šilumos tiekimo patikimumas žymia dalimi priklauso nuo vamzdyno darbo patikimumo.

2.2. Surinkti duomenys apie eksploatuojamus šilumos tiekimo tinklus

Lietuvoje naudojami šilumos tiekimo vamzdynų paklojimo būdai yra antžeminės trasos, perneinami ir nepereinami kanalai bei bekanaliniai vamzdynai. Lietuvos centralizuoto šilumos tiekimo tinklų pasiskirstymas pagal paklojimo būdą pavaizduotas 2.11 paveiksle.

2.11. pav. Šilumos tiekimo tinklų pasiskirstymas pagal paklojimo būdą10

10 UAB „Termosistemų projektai“. 2006. Šilumos tiekimo sistemų būklės analizė, jų įvertinimas dėl sisteminių avarijų tikimybės bei rekomendacijos savivaldybėms dėl šių

Didžioji šilumos tiekimo vamzdynų dalis yra paklota nepereinamuosiuose kanaluose. Daugiausiai šių tinklų buvo paklota 1970–1990 metais. Pereinamieji kanalai Lietuvoje nėra paplitę. Pagrindinis jų privalumas yra tas, kad betarpiškai, be papildomų įrenginių, galima prieiti prie vamzdynų ir įvertinti jų būklę. Tačiau dėl brangaus tokių kanalų įrengimo šis vamzdynų klojimo būdas plačiau neišplito.

Nuo 1992 metų Lietuvos centralizuoto šilumos tiekimo sektoriuje buvo pradėti naudoti iš anksto izoliuoti termofikacinio vandens vamzdynai, kurie klojami betranšėjiniu būdu arba sumontuojami esamuose loviuose. Tokioms trasoms naudojami iš anksto pramoniniu būdu izoliuoti vamzdžiai. Jų tiesimo pradinės išlaidos bei darbo sąnaudos mažesnės už vamzdžių, klojamų nepereinamuosiuose kanaluose. Dažnai nauji vamzdynai klojami nepereinamųjų kanalų loviuose, tai sumažina įtempimus naujuose vamzdynuose.

Mažiausiai Lietuvoje įrengta orinių trasų.

Bendras Lietuvoje įrengtų CŠT vamzdynų pasiskirstymas pagal metus pavaizduotas 2.12 paveiksle.

sistemų tobulinimo, mažinant avaringumo galimybę.

19561959

19621965

19681971

19741977

19801983

19861989

19921995

19982001

20042007

20100.00

lų il

2.12. pav. Lietuvos CŠT vamzdynų pasiskirstymas pagal metus 11

Iš paveikslo matyti, kad Lietuvoje dominuoja iki 1990 metų pakloti vamzdynai. Naujesni vamzdynai bendrame balanse sudaro apie 21 %.

CŠT vamzdynų pasiskirstymas pagal skersmenis pateiktas 2.13 paveiksle.

11 Lietuvos energetikos institutas; Kauno technologijos universitetas; Lietuvos energetikos konsultantų asociacija. 2011-2020 metų kompleksinės investicinės programos centralizuoto šilumos tiekimo sektoriuje parengimas ir įgyvendinimo priemonių sukūrimas. Vilnius, 2011. 155 p.

2.13. pav. Lietuvos CŠT vamzdynų pasiskirstymas pagal skersmenis 12

Pagal standartinius skersmenis Lietuvoje pakloti vamzdynai pasiskirstę taip:

─ DN ≤ 70 sudaro 24 % visų vamzdynų,

─ 70 < DN ≤ 150 sudaro 40 % visų vamzdynų,

─ DN > 600 sudaro 4 % visų vamzdynų.

2.3. Lietuvos teisės aktų analizė

2.2.1. Teisės aktai, reglamentuojantys šilumos tiekimo tinklų izoliacijos įrengimą

Šilumos tiekimo tinklų izoliacijos įrengimą Lietuvoje reglamentuoja Izoliacijos taisyklės. Šios Izoliacijos taisyklės taikomos visiems šilumos perdavimo magistraliniams, skirstomiesiems ir pastatų įvadiniams 12 UAB „Termosistemų projektai“. 2006. Šilumos tiekimo sistemų būklės analizė, jų įvertinimas dėl sisteminių avarijų tikimybės bei rekomendacijos savivaldybėms dėl šių sistemų tobulinimo, mažinant avaringumo galimybę.

tinklams, kurių paklojimo būdas ir jais tiekiamo šilumnešio (termofikacinio vandens, garo, kondensato) parametrai atitinka Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklėse nurodytus parametrus. Izoliacijos taisyklės nustato statomų, rekonstruojamų, kapitališkai remontuojamų šilumos perdavimo tinklų vamzdynų, visų šilumos perdavimo tinklų elementų ir šilumos punktų šilumos izoliacijos projektavimo ir įrengimo reikalavimus.

Izoliacijos taisyklėse nurodomi reikalavimai šilumos izoliacijos konstrukcijai, gaminiams ir medžiagoms, pateikiamas šilumos izoliacijos sluoksnio storio skaičiavimas ir nurodomi reikalavimai šilumos izoliacijos įrengimui.

Izoliacijos taisyklėse yra numatyta, kad šilumos izoliacijos izoliuojamosios ir kitos cheminės bei fizinės savybės turi išlikti nepakitusios per ekonomiškai pagrįstą inžinerinio statinio naudojimo trukmę.

Šilumos izoliacijos sluoksnio storis pagal Taisykles gali būti nustatomas dviem būdais:

─ pagal normatyvinius šilumos nuostolius, kurie pateikti Izoliacijos įrengimo taisyklių priede;

─ pagal izoliuoto paviršiaus temperatūrą.

Bet kuriuo būdu nustatytas izoliacijos storis turi būti toks, kad izoliuoto šilumos tiekimo vamzdyno nuostoliai neviršytų norminių šilumos nuostolių reikšmės, pateikiamos Izoliacijos taisyklėse, išskyrus eksploatuojamus vamzdynus, kuriuose šilumos nuostoliai gali viršyti norminius nuostolius iki vamzdynų rekonstravimo arba artimiausio kapitalinio remonto.

Izoliacijos taisyklėse norminiai šilumos nuostoliai pateikiami šiems atvejams:

─ patalpose įrengtų vamzdynų norminiai šilumos nuostoliai, kai šilumnešio temperatūra yra nuo 50 °C iki 150 °C;

─ patalpose įrengtų vamzdynų norminiai šilumos nuostoliai, kai šilumnešio temperatūra yra nuo 150 °C iki 500 °C

─ atvirame ore įrengtų vamzdynų norminiai šilumos nuostoliai;

─ žemėje (bekanaliu būdu) paklotų vamzdynų, kai greta du vienodi vamzdžiai su skirtingų temperatūrų šilumnešiu, norminiai šilumos nuostoliai;

─ požeminiame nepereinamame kanale dviejų greta vienas kito paklotų vienodų vamzdžių su skirtingų temperatūrų šilumnešio norminiai šilumos nuostoliai.

Vadovaujantis pateiktais norminiais šilumos nuostoliais ir (1) formule, apskaičiuojamas izoliacijos storis, kuriam esant šilumos tiekimo vamzdyno nuostoliai neviršys norminių.

q=π ( tt−ta )

12 λiz

lnd izd+ 1α ediz , (1)

d – izoliuojamo vamzdžio tikrasis išorinis skersmuo, m;diz – vamzdžio su izoliacija išorinis skersmuo, m;λiz – izoliuojamosios medžiagos šilumos laidžio koeficientas, W/(mC); tt – terpės temperatūra, C; ta – aplinkos temperatūra, C; αe – cilindrinio paviršiaus šilumos atidavimo aplinkai koeficientas,

W/(m2C).

Izoliacijos taisyklių 35 punkte nurodoma, kad izoliuojamosios medžiagos šilumos laidžio koeficientas nustatomas pagal vidutinę šilumos izoliacijos sluoksnio temperatūrą ir medžiagos gamintojo pateiktus duomenis. Vidutinė šilumos izoliacijos temperatūra apskaičiuojama kaip vamzdžio paviršiaus ir izoliuoto paviršiaus temperatūrų vidurkis.

Dažniausiai vartojamų izoliacinių medžiagų savybės pateiktos Izoliacijos taisyklių 7 priede.

2.4. lentelė. Šilumos izoliacijos sluoksnio apsauginė danga

MedžiagaLakšto ar juostos storis, mm, kai izoliuojamo

paviršiaus skersmuo, mmD≤ 350 350 < D ≤ 600 600 < D ≤ 1600

Plonalakštis plienas 0,35–0,5 0,5–0,8 0,8Lakštai iš aliuminio 0,35–0,5 0,5–0,8 0,8Juostos iš aliuminio 0,25–0,3 0,3–0,8 0,8

Pastaba. Šilumos izoliacijos sluoksnio apsaugai gali būti naudojamos ir kitos medžiagos, kurios įrengiamos pagal gamintojų rekomendacijas.

2.5. lentelė. Būdingos izoliacinių medžiagų charakteristikos 1)

Eil. Nr.

Izoliacinės medžiagos pavadinimas

Didžiausia leistina eksploatacinė

temperatūra, °C

Nominalus tankis, kg/m3

1. Poliuretano putos, dengtos polietileno vamzdžiu

120 60

2. Stiklo vatos dembliai 250 22–403. Armuoti stiklo vatos dembliai 500 40–504. Stiklo vatos plokštės 250 40–605. Stiklo vatos kevalai 500 40–1206. Akmens vatos dembliai 750 20–1057. Akmens vatos plokštės 350–750 40–1108. Akmens vatos kevalai 750 70–160

1) Konkretaus gaminio charakteristikos tikslinamos su gamintoju.

2.6. lentelė. Izoliacinių medžiagų šilumos laidumo priklausomybės nuo temperatūros13

Šilumos laidumas λ (W/m·K), esant vidutinei izoliacinės medžiagos

temperatūrai t (°C)

1. Stiklo vatos dembliai 0,0375 + 0,0145 (t/100) + 0,0050 (t/100)2

2. Armuoti stiklo vatos dembliai 0,0340 + 0,0060 (t/100) + 0,0056 (t/100)2

3. Stiklo vatos plokštės 0,0333 + 0,0071 (t/100) + 0,0094 (t/100)2

4. Stiklo vatos kevalai 0,0310 + 0,0077 (t/100) + 0,0041 (t/100)2

5. Akmens vatos armuoti dembliai 100 kg/m3

0,0335 + 0,0092 (t/100) + 0,0032 (t/100)2

6. Akmens vatos plokštė 60 kg/m3 0,0320 + 0,0068 (t/100) + 0,0045 (t/100)2

7. Akmens vatos plokštė 80 kg/m3 0,0330 + 0,0092 (t/100) + 0,0033 (t/100)2

8. Akmens vatos kevalai 80 kg/m3 0,0335 + 0,0045 (t/100) + 0,0040 (t/100)2

Pastaba: Konkretaus gaminio charakteristikos tikslinamos su gamintoju.

13 Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklės, patvirtintos Lietuvos Respublikos ūkio ministro 2007 m. gegužės 5 d. įsakymu Nr. 4-170 (Žin., 2007, Nr. 53-2071).

Izoliacijos taisyklių 36 punkte nurodyta, kaip nustatoma aplinkos projektinė temperatūra.

Aplinkos projektine temperatūra, kai izoliacijos storis skaičiuojamas pagal norminius šilumos nuostolius, reikia laikyti:

1. vidutinę metinę oro temperatūrą, kai izoliuojami vamzdynai yra atvirame ore arba kai jie pakloti nepereinamuosiuose kanaluose, jei nuo žemės paviršiaus iki kanalo viršaus ne daugiau kaip 0,7 m, ar bekanaliu būdu, jei nuo žemės paviršiaus iki vamzdžio ašies ne daugiau kaip 0,7 m;

2. statinio projektavimo užduotyje pagal STR 1.05.06:2005 „Statinio projektavimas“, reikalavimus nurodytą projektavimui reikalingą temperatūrą, kai vamzdynai yra patalpose arba jeigu temperatūra nenurodyta: +20 °C šildomose patalpose, +10 °C nešildomuose rūsiuose ir +40 °C, kai vamzdynai pakloti pereinamuosiuose kanaluose;

3. vidutinę metinę grunto temperatūrą tokiame gylyje, kuriame yra vamzdžio ašis, kai vamzdynai pakloti nepereinamuosiuose kanaluose arba bekanaliu būdu, esant didesniam kaip 0,7 m gyliui;

4. šilčiausio mėnesio vidutinę didžiausią temperatūrą, kai izoliuojami vamzdynai yra atvirame ore, o izoliacijos storis skaičiuojamas pagal norminę izoliuoto paviršiaus temperatūrą.

Aplinkos projektinė temperatūra 1 ir 4 punktų atveju nustatoma pagal Statybos normos „Statybinė klimatologija. RSN 156-94“ reikalavimus.

Cilindrinio paviršiaus šilumos atidavimo aplinkai koeficientas apskaičiuojamas vadovaujantis rekomendacijos „Požeminio šilumotiekio įrengimas naudojant bekanales pramoniniu būdu izoliuotų vamzdžių sistemas R 01-04“ reikalavimais.

Projektine terpės temperatūra reikia laikyti jos vidutinę metinę temperatūrą, kai šilumos izoliacijos storis skaičiuojamas pagal norminius šilumos nuostolius, o visais kitais atvejais tokią, kokia nurodyta statinio projektavimo užduotyje pagal STR 1.05.06:2005 „Statinio projektavimas“ reikalavimus.

Izoliacijos taisyklių 2, 3, 4 ir 6 prieduose (patalpose įrengtų, atvirame ore ir požeminiame nepereinamame kanale įrengtų šilumos tiekimo vamzdynų) nurodytas izoliacijos storis apskaičiuotas, kai pagrindinį izoliacijos sluoksnį sudarančios medžiagos šilumos laidžio koeficientas yra 0,05 W/(m·C). Lauke ir patalpose pravestiems šilumos tiekimo vamzdynams norminiai šilumos nuostoliai nustatyti pagal Suomijos standartus14.

Izoliacijos taisyklių 5 priede (žemėje, bekanaliu būdu paklotų vamzdynų) nurodytas izoliacijos storis apskaičiuotas, kai pagrindinį izoliacijos sluoksnį sudarančios medžiagos šilumos laidžio koeficientas yra 0,03 W/(m·C), o aplinkos temperatūra +5 °C.

Izoliacijos taisyklėse numatyta, kad jei izoliuojamosios medžiagos šilumos laidžio koeficientas kitoks, izoliacinio sluoksnio storį reikia atitinkamai perskaičiuoti.

2.2.2. Teisės aktai, reglamentuojantys šilumos tiekimo tinklų įrengimą

Šilumos tiekimo tinklų įrengimą Lietuvoje reglamentuoja Tinklų taisyklės15. Šios Tinklų taisyklės taikomos projektuojant ir statant naujus ir rekonstruojamus šilumos tiekimo tinklus ir šilumos punktus. Jos taikomos visiems šilumos tiekimo magistraliniams ir skirstomiesiems tinklams bei įvadams, paklotiems po žeme ir virš jos, visiems šilumos tinklų elementams ir šilumos punktams, kai šilumnešis yra:

1. termofikacinis vanduo, kurio temperatūra neturi viršyti 150°C (bekanaliu būdu paklotuose vamzdynuose temperatūra ne didesnė kaip 120 °C) ir slėgis neturi viršyti 2,5 MPa;

2. garas, kurio temperatūra t ≤ 450 °C ir slėgis p ≤ 3,85 MPa;

3. kondensatas – parametrai nenormuojami.

14 Lietuvos šilumos tiekėjų asociacija. 2006. Šilumos perdavimo tinklų šiluminės izoliacijos projektavimo, įrengimo, saugaus eksploatavimo reikalavimų analizė ir rekomendacijų dėl izoliacijos projektavimo, įrengimo, saugaus eksploatavimo teisinio reglamentavimo parengimas. 15 Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklės. Patvirtinta Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2011 m. birželio 17 d. įsakymu Nr. 1-160.

Šilumos tiekimo tinklai gali būti pakloti po žeme ir virš žemės. Vamzdynų klojimo būdas parenkamas remiantis techniniu ir ekonominiu pagrindimu, jeigu nėra kitų specifinių reikalavimų. Virš žemės vamzdynai klojami ant žemų ar aukštų atramų. Po žeme vamzdynai įrengiami:

─ bekanaliu būdu – iš anksto izoliuoti vamzdynai klojami tiesiog į grunte iškastą tranšėją;

─ nepereinamuosiuose kanaluose;

─ pereinamuosiuose kanaluose (kartu su kitais inžineriniais tinklais).

Tinklų taisyklių 69 punkte nurodyta, kad kai šilumos tiekimo tinklai klojami po žeme inžineriniams tinklams skirtose juostose šalia gatvių bei kelių ir želdinių juostų, minimalus kanalų įgilinimas yra nustatomas apskaičiuojant pagal kanalo konstrukcijos atsparumą, tačiau turi būti ne mažesnis kaip 0,6 m, matuojant nuo kanalų perdangos viršaus iki žemės paviršiaus arba dirbtinės dangos sluoksnio apačios.

Bekanalių vamzdynų klojimo gylis priklauso nuo apkrovų žemės paviršiuje ir auginamų kultūrų dirbamose žemėse. Tinklų taisyklių 162 punkte numatyta, kad vietose, kurių paviršiaus danga speciali (gatvės, šaligatviai ir t. t.), minimalus atstumas nuo vamzdynų izoliacijos apvalkalo viršaus iki tos vietovės paviršiaus dangos apačios yra 0,4 m, tačiau iki dangos viršaus turi būti ne mažiau kaip 0,65 m. Vietovėse, kuriose nevažinėja transportas ir kuriose nėra dirbtinės dangos, šis atstumas turi būti ne mažesnis kaip 0,4 m.

Tinklų taisyklių 38 punkte reglamentuojama, kad termofikacinio vandens projektinę temperatūrą šilumos tiekimo tinkluose nustato šilumos tiekėjas, tačiau ji negali būti aukštesnė kaip 120 °C bekanaliuose vamzdynuose (išskyrus trumpalaikius maksimumus, kuriems esant gali pakilti iki 130 °C) ir 150 °C kitais būdais paklotuose vamzdynuose.

Bekanaliuose vamzdynuose aukštesnė už 120 °C projektinė temperatūra gali būti tik tuo atveju, jeigu tai nustatyta tuos vamzdynus ir jų detales pagaminusių firmų atitinkamuose dokumentuose.

Tinklų taisyklių IX dalyje nurodomi šilumos izoliacijos reikalavimai.

Apskaičiuojant šilumos nuostolius per metus (jeigu nėra tikslių, matavimais nustatytų duomenų) vamzdynų aplinkos temperatūrą pasirinkti:

1. pereinamuosiuose kanaluose – 40 °C;

2. paklotuose virš žemės:

2.1. eksploatuojamų ištisus metus – vietovės vidutinę metinę temperatūrą;

2.2. eksploatuojamų šildymo sezono metu – vidutinę vietovės šildymo sezono temperatūrą;

2.3. nepereinamuosiuose kanaluose arba paklotuose bekanaliu būdu – vidutinę metinę grunto temperatūrą vamzdžio ašies gylyje.

Apskaičiuojant šilumos perdavimo koeficientą, izoliacinės medžiagos šilumos laidumo koeficiento reikšmė parenkama atitinkanti numatomą izoliacinės medžiagos temperatūrą ir drėgmę eksploatacijos metu.

Šilumos nuostoliai per izoliuotas atramas, flanšus ir armatūrą įvertinami koeficientu, atitinkamai padidinus tiesaus vamzdyno ruožo nuostolius. Koeficiento reikšmės pateikiamos lentelėje (Tinklų taisyklių 9 priedo 1 lentelė).

2.7. lentelė. Koeficientai šilumos nuostoliams įvertinti per vamzdynų elementus

Šilumos tinklų paklojimo būdas KoeficientasVirš žemės, nepereinamuosiuose ir pereinamuosiuose kanaluose, ds < 150 mm 1,2

Tas pat, kai skersmuo 150 mm ir daugiau 1,15Bekanalis 1,15

Tinklų taisyklių 185 punktas nurodo, kad šilumos izoliacija turi išlaikyti pastovias izoliacines savybes per visą šilumos tinklų naudojimo laiką.

Apibendrinimas.

Atsižvelgiant į šiuo metu galiojančius šilumos tiekimo tinklus ir jų izoliacijos įrengimą reglamentuojančius norminius teisės aktus, kurie tiesiogiai susiję su šilumos perdavimo tinklų šilumos nuostoliais, skaičiuojant šilumos perdavimo nuostolius, būtina atsižvelgti į:

─ šilumos tiekimo tinklų paklojimo būdą;

─ šilumos tiekimo tinklų įgilinimą, kai šilumos tiekimo vamzdynai klojami po žeme;

─ termofikacinio vandens projektinę temperatūrą;

─ aplinkos, kurioje įrengiami izoliuoti vamzdynai, projektinę temperatūrą;

─ izoliuojamosios medžiagos šilumos laidumo koeficiento priklausomybę nuo izoliacijos sluoksnio vidutinės temperatūros;

─ padidėjusius šilumos nuostolius per šilumos tiekimo tinklų atramas, flanšus ir armatūrą;

─ izoliacijos storį priklausomai nuo vamzdžio skersmens.

2.4. Skyriaus apibendrinimas

Atlikus šiuo metu ir anksčiau naudotų šilumos tiekimo tinklų klojimo būdų apžvalgą bei išanalizavus Lietuvoje naudojamus vamzdynų klojimo būdus nustatyta, kad Metodikoje pateikiami skaičiavimai atitinka praktikoje sutinkamus šilumos perdavimo tinklų klojimo būdus.

Metodikos nuostolių skaičiavimo lentelėse (Metodikos 1–10 lentelės) naudojami šilumos laidumo koeficientai atitinka praktikoje naudojamų šilumos izoliacijos medžiagų šilumos laidumo koeficientus.

Metodikos nuostolių skaičiavimo 3–5 lentelėse (žemėje bekanaliu būdu paklotų vamzdynų nuostolių skaičiavimas) vamzdynų sutartiniai skersmenys iki 600 mm. Tuo tarpu praktikoje naudojami ir gamintojų pateikiami šio tipo vamzdynų skersmenys siekia iki 1200 mm. Atsižvelgiant į tai, siūloma Metodikos 3–5 lenteles papildyti vamzdynų skersmenimis iki 1200 mm.

Prielaidų dėl skaičiavimams naudojamų kitų dydžių aptarimas pateikiamas 1 skyriuje ir siūlymuose Metodikai tobulinti.

3. SU ŠILUMOS PERDAVIMO TINKLAIS IR NUOSTOLIAIS JUOSE SUSIJUSIOS LITERATŪROS APŽVALGA

3.1. Šilumos perdavimo nuostolių nustatymas Europos Sąjungoje ir kitose šalyse

Požiūris į šilumos perdavimo nuostolius CŠT sistemose įvairiose šalyse priklauso nuo taikomo reguliavimo režimo. Iš esmės visose Europos Sąjungos senosiose valstybėse (išimtis Danija) CŠT traktuojamas, kaip vienas iš šildymo būdų, konkuruojantis su kitais, ir joks specifinis reguliavimas jam netaikomas, išskyrus draudimą piktnaudžiauti dominuojančia padėtimi rinkoje. Šiose šalyse šilumos tiekėjo motyvacija mažinti šilumos perdavimo nuostolius grindžiama jo siekimu būti konkurencingu šildymo rinkoje. Atskirais atvejais šilumos perdavimo nuostolių naujose trasose skaičiavimai daromi, kai reikia pagrįsti prijungimo mokestį naujiems CŠT vartotojams. Tačiau prisijungimo sąlygos iš esmės yra dvišalės sutarties dalykas, tad skaičiavimai naudojami, kaip argumentas tokio tipo derybose. Tradicinė CŠT tiekimo sistema šiose šalyse: šilumos tiekėjas atsakingas iki vartotojo įvado, kuriame įrengtas šilumos apskaitos prietaisas, tad šilumos perdavimo nuostoliai identifikuojami, kaip skirtumas šiluminės energijos, patiektos į CŠT tinklą ir suminio energijos kiekio, pasiekusio vartotojus. Šis dydis svarbus tais atvejais (jie kol kas išimtiniai), šalyse, kur formaliai leidžiamas trečios šalies pasinaudojimas CŠT tinklais (pavyzdžiui, Vokietijoje). Šiuo atveju trečios šalies subjektas privalo apmokėti savo energijos persiuntimo sąnaudas, kurių didelę dalį ir sudaro šilumos perdavimo nuostoliai.

Danijoje nacionalinis energetikos reguliatorius (DERA) turi kompetenciją kontroliuoti šilumos tiekimo sąnaudų pagrįstumą. Sąnaudas formuoja ir šilumos kainas CŠT tiekimui (pelno nesiekianti veikla) nustato pačios įmonės, o reguliatorius atlieka kontrolės ir patikrinimo funkciją. Sąnaudų objektyvumui įvertinti šalia pirminės dokumentacijos revizijos ir skaičiavimų naudojama ir palyginamoji analizė (ang. benchmarking) lyginant adekvačias šilumos tiekimo (tame tarpe ir šilumos perdavimo

nuostolius) technines ir ekonomines charakteristikas. Tam yra geros prielaidos, nes šilumos vartotojai naudoja įvadinę šilumos apskaitą ir gana yra sandarios vamzdynų sistemos. Tarp šilumos gamintojų, perdavimo ir skirstymo įmonių bei vartotojų sistemų įrengti skiriamieji šilumokaičiai ir energijos apskaitos prietaisai. Danijoje CŠT įmonės privalo prijungti šilumos vartotojus, esančius savivaldybės nustatytoje centralizuoto šildymo zonoje, todėl jų aprūpinimo šiluma sąnaudos turi būti įtraukiamos į šilumos kainą. Tokiu atveju skaičiavimams naudojamos vamzdžių gamintojų pateikiamos šiluminės izoliacijos charakteristikos. Dauguma posovietinių šalių – naujosios Europos Sąjungos narės – taip pat eina šiuo keliu.

Posovietinėse ir posocialistinėse šalyse (už Europos Sąjungos ribų) dažniausiai nėra pilnai įrengta įvadinė šilumos apskaita. Tuo tarpu šilumos tiekimo veikloje atskirtos šilumos gamybos ir perdavimo veiklos (dažniausiai tik apskaitos lygyje). Įprastai naudojamas „vieningo šilumos supirkėjo“ iš trečiųjų šalių principas (pavyzdžiui, Rusija). Šilumos perdavimo nuostoliams identifikuoti šiuo atveju naudojami skaičiavimo metodai, kurie įteisinti kaip teisės norminiai aktai (Baltarusija, Rusija) arba individualiai taikomi atskirų įmonių reikmėms. Kinijoje šilumos tiekėjų asociacija leidžia rekomendacinio pobūdžio metodikas, kuriomis naudojasi savo praktinėje veikloje jos nariai.

Dauguma posovietinių valstybių, ne Europos Sąjungos narių, iki šiol neturi pilnai įsirengę įvadinės apskaitos, tad šilumos perdavimo nuostolius (netgi katilinių efektyvumą) nustato skaičiavimo būdu. Tam tikslui naudojama dar sovietinių laikų metodika, adaptuota nacionaliniams ypatumams įvertinti. Skaičiuojama atskirai šilumos nuostoliai dėl vandens ištekėjimo ir per vamzdynų sieneles (Rusijos šilumos ir elektros tarifų nustatymo metodika), šilumos nuostoliai dėl vandens nutekėjimų kompensavimo. Pradžioje įvertinamas normatyvinis (leistinas) vandens papildymo kiekis. Kai kurių šalių šilumos perdavimo tinklų šilumos nuostolių nustatymo ypatumai pateikiami 3.1 lentelėje.

3.1. lentelė. Skirtingų medžiagų šilumos laidumo koeficientai prie 101,3 kPa ir 25 °C

Šalis Šilumos perdavimo nuostolių nustatymo metodai

LatvijaĮ šilumos kainą įtraukiami prognozuojami šilumos

nuostoliai vertinami nuskaitant šilumos duomenis nuo skaitliukų prie šilumos šaltinio ir pastatų įvadų,

atsižvelgiant į galimus energijos efektyvumo pokyčius

Estija

Nustatomi faktiniai šilumos tiekimo tinklų šilumos nuostoliai. Šie nuostoliai ribojami maksimalia reikšme,

išreiškiama procentais kaip šilumos nuostolių ir patiekto į tinklus šilumos kiekio santykis. Šilumos nuostoliai ribinė vertė nustatoma kasmet, ir kasmet reikalavimai griežtėja, pvz. šilumos nuostoliai 2014 m. turi būti ne didesni nei 18

%.Suomija Šiose šalyse šilumos kainos formaliai nėra reguliuojamos,

tačiau jų skaidrumą ir šilumos tiekėjų galimą piktnaudžiavimą monopoline padėtimi kontroliuoja

konkurencijos priežiūros institucijos. Kadangi šiose šalyse nėra reguliavimo, nėra ir reglamentuoto šilumos nuostolių

šilumos tinkluose nustatymo.

Švedija

Vokietija

Normuojamas papildymo vanduo susideda iš kelių kompensavimo dedamųjų:

1. Vanduo, reikalingas vamzdžių užpildymui po remontų, prijungus naujas trasas ir t.t.;

2. Vanduo, prarandamas per automatinio valdymo ir kontrolės sistemas (technologiniai kontroliuojami nuostoliai);

3. Vanduo, prarastas planinių bandymų metu.

Šie papildymo vandens kiekiai paskaičiuojami pagal faktines aplinkybes ir esant jų pagrindimui traukiami į būtinąsias sąnaudas. Neorganizuoti vandens pratekėjimai ir jų kompensavimui panaudotas papildymo vanduo skaičiuojamas kaip normatyvinis dydis nuo metinio CŠT sistemoje cirkuliuojančio vandens tūrio – ne daugiau kaip 0,25 %.

Šilumos energija, sunaudota papildymo vandeniui pašildyti, skaičiuojama pagal šilumos balanso termodinamines formules ir priimant vidutines metines šalto, tiekiamo ir grįžtančio vandens temperatūras. Jeigu nėra duomenų apie tai, kokia dalis vandens prarandama paduodamajame vamzdyje, šią dalį leidžiama priimti nuo 0,5 iki 0,75.

Norminiai šilumos nuostoliai per sieneles skaičiuojami sumuojant vidutinius metinius šilumos pratekėjimus per sieneles atskiriems vamzdžių ruožams, esant vidutinėms metinėms (sezoninėms) šilumnešio ir grunto temperatūroms. Santykiniai šilumos nuostoliai nuo CŠT trasų (kJ/(m*h)), priklauso nuo trasų paklojimo būdo vamzdynų tipo ir kitų faktorių.

Adaptuotas panašias metodikas galima rasti kitų šalių energetikos ministerijų ar reguliatorių teisinėje bazėje.

3.2. Šilumos perdavimo tinklo izoliacijos kokybės pokytis per eksploatavimo laikotarpį

Pagrindinis parametras, nusakantis šilumos izoliacijos savybes yra šilumos laidumo koeficientas. Nuo jo priklauso šilumos tiekimo vamzdynų izoliacijos kokybė – šilumos nuostoliai per vamzdyną.

Izoliacijos šilumos laidumas priklauso nuo izoliacinės medžiagos tankio, poringumo, struktūros tipo, izoliacinės medžiagos temperatūros, drėgnio, jos gamybos technologijos, storio, eksploatacijos laiko.

Praktikoje vamzdynų izoliacijos šilumos laidumo kitimas laike (senėjimas) vertinamas tik poliuretano putomis izoliuotiems vamzdynams, kuris yra susijęs su izoliacinę medžiagą užpildančių dujų parcialinio slėgio kitimu. Poliuretano putomis įprastai izoliuojami bekanaliai vamzdynai.

Iš karto po poliuretano putomis izoliuotų vamzdžių pagaminimo prasideda difuzijos procesas, kurio metu mažėja slėgių skirtumas tarp vamzdį supančios aplinkos ir izoliacijos dujų. To pasėkoje, izoliacijos dujų parcialinis slėgis mažės, izoliacijos dujoms skverbiantis per polietileno apsauginį apvalkalą. Atitinkamai, deguonies ir azoto koncentracijos izoliacijos porose didės, šioms dujoms skverbiantis iš aplinkos. Dėl šios priežasties izoliacijos šilumos laidumo koeficientas taip pat didės.

Kadangi poliuretano putų izoliacija yra porėtos struktūros ir ją sudaro kieta vientisa medžiaga ir jos poras užpildančios dujos, šilumos izoliacijos šilumos laidumo koeficientas aprašomas16:16 Jarfelt, U.; Ramnäs, O. 2006. Thermal conductivity of polyurethane foam – best performance, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling,

λ=λgas+λsolid+λrad ; (2)

čia:λgas – izoliaciją užpildančių dujų šilumos laidumas;λsolid – izoliacijos kietosios medžiagos šilumos laidumas;λrad – spindulis šilumos laidumas.

Izoliacijos kietosios medžiagos šilumos laidumas ir spindulinis laidumas priklauso nuo pačios medžiagos ir jos gamybos technologijos, o poras užpildančių dujų šilumos laidumas priklauso nuo pačių dujų sudėties, kuri bėgant laikui dėl difuzijos gali keistis, įprastai mažėti, kadangi į izoliacijos poras patenka didesnio šilumos laidumo dujos (3.2 lentelė).

3.2. lentelė. Skirtingų medžiagų šilumos laidumo koeficientai prie 101,3 kPa ir 25 °C

Medžiaga Šilumos laidumo koeficientas, W/(m∙K)

Ciklopentanas 0,0130Anglies dioksidas 0,0162

Sausas oras 0,0259Vanduo 0,6080

Vanduo (garo būsenos) 0,0176

Poliuretano putų užpildymas anglies dvideginio dujomis buvo paplitęs XX amžiaus 10 dešimtmetyje, šiuo metu plačiausiai naudojamos ciklopentano dujos. Iš lentelės matyti, kad jei izoliacijos poros užpildytos ciklopentanu, jas pakeitus orui, izoliaciją užpildančių dujų (paprastai dujos užima daugiau nei 90 % visos izoliacinės medžiagos tūrio) šilumos laidumo koeficientas padidėtų dvigubai.

Senėjimo įtaką izoliacijos kokybei nustatoma naudojant teorinius modelius arba eksperimentinius tyrimus.

Priklausomai nuo izoliaciją užpildančių dujų rūšies, difuzija vyks skirtingu greičiu. Atsižvelgiant į poliuretano šilumos izoliacijos dujų

September 3-5, 2006, Havover.

parcialinio slėgio kitimo funkciją, buvo sudaryta šilumos laidumo koeficiento priklausomybės nuo izoliacijos amžiaus funkcija 17:

λ iz(T )=exp(− TT c )⋅( λizd 2−λizd 0 )+ λizd2+ λizsk ;

čia:λiz(T) – bendras izoliacijos šilumos laidumo koeficientas, kai šilumos

izoliacijos amžius T, W/(m∙K);Tc – laiko koeficientas, įvertinantis izoliacijos dujų difuzijos greitį;T – šilumos izoliacijos naudojimo laikas (amžius), s;λizd0 – pradinis (naujos) šilumos izoliacijos dujų šilumos laidumo

koeficientas, W/(m∙K);λizd2 – šilumos izoliacijos dujų šilumos laidumo koeficientas, kai

parcialiniai dujų ir aplinkos slėgiai yra lygūs, W/(m∙K);λizsk – šilumos laidumo koeficientas, įvertinantis šilumos perdavimą

laidumu kietoje izoliacijos medžiagoje bei spinduliavimu, W/(m∙K).

Laiko koeficientas nustatomas:

T c=δ ds⋅V iz

Pef⋅Ads⋅R⋅t ds;

čia:δds – apsauginio apvalkalo storis, m;Viz – šilumos izoliacijos tūris, m3;Pef – apsauginio apvalkalo sluoksnio difuzijos koeficientas, mol/(m∙s∙Pa);Ads – apsauginio apvalkalo paviršiaus plotas, m2;R – universalioji dujų konstanta (8,314 J/(K∙mol));tds – vidutinė apsauginio apvalkalo paviršiaus temperatūra, K.

17 Rogoža, A. 2003. Centralizuoto šilumos tiekimo tinklų analizė gyvavimo ciklo požiūriu. Daktaro disertacija. Vilnius, 99 p.

Izoliacijos šilumos laidumo koeficiento priklausomybė nuo laiko taip pat plačiai tyrinėjama ir atliekant eksperimentinius tyrimus. Eksperimentinių tyrimų metu nustatyta, kad izoliacijos šiluminė varža (priešingas dydis šilumos laidumo koeficientui, papildomai įvertinantis šilumos izoliacijos sluoksnio storį) laiko momentu t nustatoma18:

Rt=R1−A⋅log t ;

čia:Rt – izoliacijos varža laiko momentu t, (m2∙K)/W;R1 – izoliacijos varža pradiniu laiko momentu, (m2∙K)/W;A – izoliacinės medžiagos empirinė konstanta;t – eksploatacijos trukmė, kurios momentu skaičiuojama šiluminė varža, s.

Svarbu paminėti, kad daugiausiai tyrimų atliekama šilumos izoliacijai esant ore, t. y. nevertinant difuzinių procesų sulėtėjimo dėl itin mažo palyginti su atmosfera grunte esančio oro kiekio. Bendruoju atveju įvairių tyrimų metu nustatyta funkcinė priklausomybė nuo laiko pavaizduota 3.1 paveiksle.

3.1. pav. Šilumos laidumo koeficiento kitimas priklausomai nuo eksploatacijos trukmės19

18 Kumaran, M. K.; Bomberg, M. T. 1990. Thermal Performance of Sprayed Polyurethane Foam Insulation with Alternative Blowing Agents, Journal of Thermal Insulation, 1990 (14): 43-57 p.

Įvairūs atlikti tyrimai rodo, kad poliuretano šilumos laidumas laike kinta priklausomai nuo įvairių faktorių: visų pirma poliuretano putas užpildančių dujų sudėties, pačios visos vamzdyno sistemos gamybos technologijų, izoliacijos apsauginės dangos savybių ir storio, vamzdžio skersmens, izoliacijos temperatūros ir kt.

3.2 paveiksle pavaizduotas vamzdynų izoliacijos iš poliuretano putų su įvairiomis užpildančiomis dujomis šilumos laidumo koeficientas priklausomai nuo eksploatavimo laiko.

3.2. pav. Poliuretano izoliacijos šilumos laidumo priklausomybė nuo laiko.

CO2 – poliuretanas užpildytas anglies dvideginio dujomis; Cyclo Pentane – poliuretanas užpildytas ciklopentano dujomis; CP with barrier – poliuretanas užpildytas ciklopentano dujomis su apsaugine danga; CFC – poliuretanas užpildytas chluorangliavandenilių dujomis20

19 Gietzelt, M.; Grade, T.; Kahle, M. 2006. Stability for PUR insulation in pipes for heat- and refrigeration-transmission, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3-5, 2006, Havover.

20 Kristjansson, H.; Bøhm. B. 2006. Otpimum design of distribution and service pipes, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3-5, 2006, Havover.

Šiuo metu poliuretano putos dažniausiai užpildomos ciklopentano dujomis. Iš paveikslo matyti, kad kai tarp izoliacinės medžiagos ir vamzdžio apsauginės dangos įrengiama speciali difuziją stabdanti danga (paprastai tai aliuminio ar kito metalo folija), eksploatacijos trukmė šilumos laidumo koeficientui įtakos neturi.

Apibendrinimas.

Vamzdynų šilumos izoliacijos kokybės kitimas laike priklauso nuo įvairių faktorių, dėl kurių įvairovės nėra paprastų, universalių taisyklių, leidžiančių įvertinti senėjimo įtaką izoliacinėms medžiagos savybėms. Senėjimo poveikis kiekvienam gaminiui yra skirtingas, o patikimiausias būdas, leidžiantis įvertinti šilumos laidumo savybių pokyčius yra gamintojų pateikiama informacija apie izoliacijos savybes eksploatavimo trukmės atžvilgiu. Jeigu izoliacija turi apsauginį antidifuzinį sluoksnį, senėjimas įtakos izoliacijos šiluminėms savybėms praktiškai neturi. Kadangi visi vamzdynai turi apsauginį polietileninį sluoksnį, saugantį izoliaciją nuo išorės poveikio, šis sluoksnis taip pat yra efektyvus barjeras difuziniams procesams, dėl ko galima laikyti, kad įrengiant kokybiškus šilumos tiekimo vamzdynus, senėjimas jų izoliacijos šiluminėms savybėms įtakos neturi.

3.3. Šilumos perdavimo tinklų eksploatavimo rekomendacijos

Šilumos perdavimo tinklų patikimumas, ilgaamžiškumas ir ekonomiškumas didele dalimi priklauso nuo šilumos perdavimo vamzdynų eksploatavimo. Pagrindiniai eksploatavimo reikalavimai, keliami šilumos tiekimo vamzdynams, yra termofikacinio vandens kokybė ir temperatūriniai režimai.

Kiti taip pat svarbūs parametrai, nuo kurių priklauso sėkmingas šilumos tinklų eksploatavimas, yra vamzdynų kokybė ir jų įrengimas.

Vamzdynų, t. y. šilumos tiekimo vamzdžiams, izoliacijai ir polietileniniam apvalkalui reikalavimai išdėstyti LST EN 253:2009 „Centralizuoto šilumos tiekimo vamzdžiai. Bekanalių karšto vandens tinklų iš anksto neardomai izoliuotų vamzdžių sistemos. Gaminys iš

plieninio vamzdžio, poliuretaninė šilumos izoliacija ir išorinis polietileninis apvalkalas“.

Šilumos tiekimo tinklų įrengimas reglamentuojamas Tinklų taisyklėse. Jose numatyta grunto kokybė, ant kurio tiesiamas šilumos tiekimo tinklas, reikalavimai apsauginei vamzdynų konstrukcijai, tranšėjų įrengimui ir kt. Visi naujai statomi ir rekonstruojami šilumos tiekimo tinklai privalo atitikti Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklėse nurodytus reikalavimus.

3.1.1. Termofikacinio vandens kokybė

Vienas pagrindiniu veiksnių, lemiančių centralizuotų šilumos tiekimo sistemų patikimumą ir ilgaamžiškumą, yra termofikacinio vandens kokybė, kuri priklauso nuo naudojamų vandens paruošimo technologijų bei įrangos, priežiūros ir kontrolės efektyvumo.

Lietuvoje galiojantis teisės aktas, reglamentuojantis centralizuotų šilumos tiekimo sistemų termofikacinio vandens kokybės rodiklius, yra Elektrinių ir elektros tinklų eksploatavimo taisyklės, patvirtintos Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2012 m. spalio 29 d. įsakymu Nr. 1-211 (Žin., 2012, Nr. 128-6443) (toliau – Eksploatavimo taisyklės). Eksploatavimo taisyklėse nurodomi reikalavimai tinklo vandens kokybei pateikiami 3.3 lentelėje.

3.3. lentelė. Tinklo vandens kokybėEil. Nr. Parametras Reikšmė1. Laisvoji angliarūgštė neturi

būti2. pH šilumos tiekimo sistemoje

2.1. atviroje1) 8,5–9,02.2. uždaroje2) 8,5–9,5

3. Geležies junginių šilumos tiekimo sistemoje, mg/dm3:3.1. atviroje, ne daugiau kaip3) 0,23.2. uždaroje, ne daugiau kaip 0,54. Ištirpusio deguonies, μg/ dm3, ne

daugiau kaip 20

5. Suspenduotųjų medžiagų, mg/dm3, ne daugiau kaip 5

6. Naftos produktų šilumos tiekimo sistemoje, mg/dm3:

6.1. atviroje, ne daugiau kaip 0,36.2. uždaroje, ne daugiau kaip 1,0

) Viršutinė pH riba leidžiama tik labai minkštam vandeniui, kai vandens kietumas ne didesnis kaip 300 g-ekv/dm3. Uždarose šilumos tiekimo sistemose, specializuotos organizacijos/įmonės leidimu viršutinė pH riba leidžiama ne daugiau kaip 10,5 (vykdant vandens silikatinimą – ne daugiau kaip 9,5). Padidinus tinklo vandens pH iki 9,0 ir daugiau 10 lentelėje pateiktos Ik reikšmės 70–150 oC temperatūros intervale turi būti sumažintos ne mažiau kaip 50 %.

2) Viršutinė pH riba leidžiama tik labai minkštam vandeniui, kai vandens kietumas ne didesnis kaip 300 g-ekv/dm3. Uždarose šilumos tiekimo sistemose, specializuotos organizacijos/įmonės leidimu viršutinė pH riba leidžiama ne daugiau kaip 10,5 (vykdant vandens silikatinimą – ne daugiau kaip 9,5). Padidinus tinklo vandens pH iki 9,0 ir daugiau 10 lentelėje pateiktos Ik reikšmės 70–150 oC temperatūros intervale turi būti sumažintos ne mažiau kaip 50 %.

3) Suderinus su Lietuvos Respublikos sanitarijos institucijomis, leidžiama 0,5 mg/dm3.

Šildymo sezono pradžioje ir po remonto per 4 savaites uždaroje šilumos tiekimo sistemoje ir per 2 savaites atviroje šilumos tiekimo sistemoje leidžiama viršyti šias normas: geležies junginių iki 1,0 mg/dm3, ištirpusio deguonies iki 30 µg/dm3, pakibusių dalelių iki 15 mg/dm3.

Tinklo vandens karbonatinio indekso reikšmė pateikia 3.4 lentelėje.

3.4. lentelė. Tinklo vandens karbonatinio indekso Ik norminė reikšmė*

Įrenginiai Tinklo vandens temperatūra, °C

Ik (mg-ekv/dm3)2

Elektrinių ir šildymo

katilinių vandensšildymo katilai

70–100 3,2101–120 2,0121–130 1,5131–140 1,2141–150 0,8

Tinklų šildytuvai 70–100 4,0101–120 3,0121–140 2,5

141–150 2,0151–200 1,0

*Karbonatinis indeksas Ik – ribinė vandens bendrojo šarmingumo ir kalcinio kietumo sandaugos reikšmė (mg-ekv/dm3)2, aukščiau kurios karbonatinių nuovirų susidarymo intensyvumas yra didesnis kaip 0,1 g/(m2 h).

Suderinus su Lietuvos Respublikos higienos centrais, atvirose šilumos tiekimo sistemose per 14 dienų leidžiami šių rodiklių nukrypimai nuo standarto (HN 24:2003): spalva iki 700, geležies junginių iki 1,2 mg/dm3, kai šilumos tiekimo sistemos įjungiamos, prijungus naujas sistemas, taip pat po jų remonto.

Reikalavimų, keliamų vandens tinklo kokybei palyginimas su reikalavimais Vokietijoje ir su Vamzdžių gamintojų asociacijos keliamais reikalavimais tinklo vandens kokybei21 pateikiamas 3.5 lentelėje.

3.5. lentelė. Reikalavimų, taikomų tinklo vandens kokybei, palyginimas

Eil. Nr. Rodiklio pavadinimas

Matavimo

vienetas

Reikšmė

Lietuvoje VokietijojeVamzdžių gamintojų asociacijos1. pH 8,5-9,5 9-10,5 9,5-10

2. Laisvos angliarūgštės Neturi būti Neturi būti Neturi būti3. Ištirpusio deguonies µg/dm3 < 20 < 20 Neturi būti4. Suspenduotųjų medžiagų mg/dm3 < 5 švarus, be

nuosėdųšvarus, be nuosėdų5. Naftos produktų, mg/dm3 < 1 Neturi būti Neturi būti

6. Kietumas µg-ekv./l - < 40 < 1807. Amoniako (NH3)

koncentracijamg/kg - - -

8. Geležies koncentracija µg/kg < 50 - -9. Vario koncentracija µg/kg - - -10. Fosfatai mg/kg - < 15 -

Iš lentelės matyti, kad tinklo vandens pH Vokietijoje ir Vamzdžių gamintojų asociacijos rekomenduojama palaikyti didesnį negu Lietuvos

21 UAB „Ekotermijos servisas“. 2007. Termofikacinio vandens paruošimo šilumos tiekimo sistemose būklės analizė ir įvertinimas bei rekomendacijų dėl būklės gerinimo parengimas, taikomasis mokslinis tiriamasis darbas. Kaunas, 52 p.

standartuose. Vamzdžių gamintojų asociacijos pateikiami reikalavimai ištirpusio deguonies koncentracijai yra griežtesni negu Lietuvoje ir Vokietijoje. Lietuvoje tinklo vandens kietumas neribojamas, tačiau ribojama geležies koncentracija vandenyje.

3.1.2. Tinklo vandens temperatūra

Centralizuotos šilumos tiekimo sistemos tiekiama temperatūra paprastai yra ribojama maksimalia verte. Ši vertė iš esmės priklauso nuo medžiagos, iš kurios pagamintas vamzdis, izoliacinės medžiagos savybių bei ekonomiškumo reikalavimų (esant didesnei temperatūrai patiriami didesni šilumos nuostoliai).

Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklėse numatyta, kad termofikacinio vandens projektinė temperatūra negali būti aukštesnė kaip 120 °C bekanaliuose vamzdynuose (išskyrus trumpalaikius maksimumus, kuriems esant gali pakilti iki 130 °C) ir 150 °C kitais būdais paklotuose vamzdynuose. Bekanaliuose vamzdynuose aukštesnė už 120 °C projektinė temperatūra gali būti tik tuo atveju, jeigu tai nustatyta tuos vamzdynus ir jų detales pagaminusių firmų atitinkamuose dokumentuose. Maksimali bekanaliuose vamzdynuose leistina temperatūra susijusi su naudojamos izoliacijos (poliuretano putų) maksimalia leistina temperatūra.

Apibendrinimas.Pagrindiniai eksploatavimo reikalavimai, keliami šilumos tiekimo

vamzdynams, yra termofikacinio vandens kokybė ir temperatūriniai režimai. Kiti taip pat svarbūs parametrai, nuo kurių priklauso sėkmingas šilumos tinklų eksploatavimas, yra vamzdynų kokybė ir jų įrengimas. Visi minėti parametrai yra reglamentuoti teisiniuose dokumentuose, kurių reikalavimai privalomai taikomi naujai statomiems ir rekonstruojamiems šilumos tiekimo tinklas. Teisiniuose dokumentuose nurodytų reikalavimų laikymasis užtikrina tinkamą šilumos tiekimo tinklų eksploatavimą.

3.4. Šilumos perdavimo tinklų izoliuojančių medžiagų charakteristikos

Pagrindinė šilumos izoliacijos paskirtis – sukurti pasipriešinimą šilumos tekėjimui nuo vamzdynu tekančio šilumnešio link aplinkos. Pagrindinis dydis, apibūdinantis šiluminės izoliacijos izoliuojamąsias savybes yra šilumos laidumo koeficientas.

Šilumos laidumo koeficientas yra medžiagos fizikinis parametras ir rodo, kokį šilumos kiekį sugeba praleisti nagrinėjamoji medžiaga per laiko vienetą ir ploto vienetą, kai temperatūros gradientas lygus vienetui.

Įvairių medžiagų šilumos laidumo koeficientai skirtingi ir priklauso nuo temperatūros, o korėtų izoliuojančių medžiagų – ir nuo drėgmės ir tankio. 3.6 lentelėje pateikiami šilumos laidumo koeficientai vamzdynams izoliuoti naudojamoms medžiagoms.

3.6. lentelė. Vamzdynų izoliacinės medžiagos, jų šilumos laidumas ir jo priklausomybė nuo temperatūros

Šilumos laidumas λ (W/m·K), esant vidutinei izoliacinės

medžiagos temperatūrai t (°C)

Šilumos laidumas λ

(W/m·K), esant vidutinei

izoliacinės medžiagos

temperatūrai 50 °C

1. Stiklo vatos dembliai 0,0375 + 0,0145 (t/100) + 0,0050 (t/100)2

0,0460

2. Armuoti stiklo vatos dembliai

0,0340 + 0,0060 (t/100) + 0,0056 (t/100)2

0,0384

3. Stiklo vatos plokštės 0,0333 + 0,0071 (t/100) + 0,0094 (t/100)2

0,0392

4. Stiklo vatos kevalai 0,0310 + 0,0077 (t/100) + 0,0041 (t/100)2

0,0359

5. Akmens vatos armuoti dembliai 100 kg/m3

0,0335 + 0,0092 (t/100) + 0,0032 (t/100)2

0,0389

6. Akmens vatos plokštė 60 kg/m3

0,0320 + 0,0068 (t/100) + 0,0045 (t/100)2

0,0365

7. Akmens vatos plokštė 80 kg/m3

0,0330 + 0,0092 (t/100) + 0,0033 (t/100)2

0,0384

8. Akmens vatos kevalai 80 kg/m3

0,0335 + 0,0045 (t/100) + 0,0040 (t/100)2

0,0368

9. Poliuretano putos 0,023 exp0,05 t – 0,002 0,029Pastaba. Lentelės 1-8 eilutės parengtos pagal Izoliacijos taisykles22, 9 eilutė pagal

literatūros šaltinį23.

Izoliacinių medžiagų šilumos laidumo koeficientas didėjant medžiagos temperatūrai didėja.

Bendrąja prasme medžiagos izoliuojančios savybės priklauso ne tik nuo šilumos laidumo koeficiento, bet ir nuo izoliacijos storio. Kuo didesnis sluoksnis izoliuojančios medžiagos, tuo mažesni šilumos nuostoliai.

Bekanalių iš anksto izoliuotų vamzdynų gamintojai, vadovaudamiesi standarte EN 253:2009 nurodytais plieninių vamzdžių ir polietileninių apvalkalų minimaliomis ir maksimaliomis skersmenų reikšmėmis, pateikia vamzdynų asortimentą su tam tikru standartiniu izoliacijos storiu. Paprastai gamintojai pateikia kelias gaminamų vamzdynų serijas, kurios skiriasi izoliacijos lygiu (mažesnis, vidutinis, didesnis ir pan. izoliuojamosios medžiagos storis) (3.7 lentelė).

3.7. lentelė. Skirtingų gamintojų ir jų gaminamų vamzdynų serijų izoliacinės medžiagos storiai

Izoliacijos storis, mmNominal

us skersmu

Logstor 1

Logstor 2

Logstor 3

CPV-Hiline

Standard

CPV-Hiline Plus

Isoplus Standa

rdIsoplus 1x

Isoplus 2x

15 - - - - - - - -20 28,55 38,55 46,05 21,05 28,55 28,55 38,55 46,0525 25,15 35,15 42,65 25,15 35,15 25,15 50,50 58,0032 30,80 38,30 45,80 30,80 38,30 30,80 58,00 65,50

22 Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklės, patvirtintos Lietuvos Respublikos ūkio ministro 2007 m. gegužės 5 d. įsakymu Nr. 4-170 (Žin., 2007, Nr. 53-2071)23 Kristjansson, H.; Bøhm. B. 2006. Otpimum design of distribution and service pipes, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3-5, 2006, Havover.

Izoliacijos storis, mmNominal

us skersmu

Logstor 1

Logstor 2

Logstor 3

CPV-Hiline

Standard

CPV-Hiline Plus

Isoplus Standa

rdIsoplus 1x

Isoplus 2x

40 27,85 35,35 42,85 27,85 35,35 27,85 58,00 65,5050 29,35 36,85 46,85 29,35 36,85 29,35 65,50 75,5065 28,95 38,95 48,95 28,95 38,95 28,95 75,50 85,5080 32,55 42,55 52,35 32,55 52,35 32,55 85,50 95,30

100 39,65 51,95 64,25 39,65 51,95 39,65 107,50

119,80

125 39,25 51,55 66,25 39,25 51,55 39,25 119,70

134,40

150 37,25 51,95 69,25 37,25 69,25 37,25 134,30

151,60

200 43,85 63,45 85,65 43,85 63,45 43,85 170,95

193,15

250 58,70 83,30 107,90 58,70 83,30 58,70 217,40

242,00

300 57,85 82,45 92,35 57,85 82,45 57,85 241,80

271,40

350 66,60 76,50 96,20 66,60 96,20 66,60 271,20

305,60

400 51,10 70,80 105,20 70,80 105,20 70,80 305,55

325,10

450 45,50 79,90 119,30 45,50 79,90 79,90 325,10

344,80

500 54,40 93,80 128,10 54,40 93,80 74,10 344,50

388,80

600 77,20 87,10 - 87,10 136,30 87,10 437,40

486,65

700 85,80 - - 85,80 135,10 - - -800 84,10 - - 84,10 133,30 - - -900 82,80 - - 82,80 132,00 - - -

1000 81,00 - - 81,00 - - - -1100 79,20 - - - - - - -1200 78,00 - - - - - - -

Iš lentelės matyti, kad izoliacijos sluoksnio storiai gali skirtis priklausomai nuo gamintojų ir nuo jų pateikiamo asortimento pagal izoliacijos storį, pvz. standartinius izoliacijos storius atitinka Logstor 1, CPV-Hiline Standart ir Isoplus Standart. Taip pat iš gamintojų pateikiamo asortimento galima rinktis pastorinto izoliacijos sluoksnio vamzdynus.

Kitais atvejais, kai šilumos tiekimo vamzdynai nėra izoliuoti iš anksto pramoniniu būdu, šilumos izoliacijos storis nustatomas pagal Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklėse nurodytus norminius šilumos nuostolius.

Iš esmės izoliacijos šilumos laidumo koeficientas ir storis turėtų būti toks, kad nebūtų viršijami norminiai šilumos nuostoliai, nurodyti Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklėse.

3.5. Šilumos perdavimo tinklų rekomenduojami temperatūriniai režimai

Remiantis literatūros šaltiniais24, šilumos tiekimo tinklai pagal temperatūrinius režimus skiriami į:

─ aukštos temperatūros sistemas: tiekiamo vandens temperatūra didesnė nei 100 °C (įprastai projektinė tiekiamo vandens temperatūra siekia 120 °C, grįžtamo 70 °C);

─ vidutinės temperatūros sistemas: tiekiamo vandens temperatūra mažesnė nei 100 °C (įprastai projektinė tiekiamo vandens temperatūra 90 °C, grįžtamo 40 °C);

─ žemos temperatūros sistemas: tiekiamo vandens temperatūra siekia apie 60 °C.

Žemos temperatūros šilumos tiekimo sistemų idėja siejasi su mažai energijos vartojančių pastatų koncepcija. Šių pastatų energijos poreikiai santykinai maži ir jų poreikiam patenkinti galima naudoti žemesnės temperatūros šilumnešį.

Šilumnešio temperatūrų mažinimas sumažina ir šilumos tiekimo sistemos šilumos nuostolius, kadangi jų vertė priklauso nuo šilumnešio ir aplinkos temperatūrų skirtumo.

24 Rosa, A. D. 2012. The Development of a new District Heating Concept: Network Design and Optimization for Integrating Energy Conservation and Renewable Energy Use. DTU Civil Engineering Report R-269, United Kingdom. 238 p.

Šilumos tiekimo vamzdynų gamintojų pateikiami duomenys apie šilumos nuostolius priklausomai nuo temperatūrų skirtumų pateikiami 3.3 paveiksle.

3.3. pav. Šilumos nuostolių priklausomybė nuo temperatūrų skirtumo25

3.3 paveiksle pavaizduota įvairaus skersmens izoliuoto vamzdžio šilumos nuostolių priklausomybė nuo šilumnešio ir aplinkos temperatūrų skirtumo, kai grunto šilumos laidumas 1,0 W/(m∙K), vamzdis paklotas 0,8 m gylyje. Pavyzdžiui, jeigu grunto temperatūra lygi 5 °C, o 50 mm skersmens vamzdžiu tiekiamo šilumnešio temperatūra 95 °C (temperatūrų skirtumas 90 °C), šilumos nuostoliai siekia 20 W/K, o jei tiekiamo šilumnešio temperatūra 75 °C, temperatūrų skirtumas sumažėja iki 70 °C ir nuostoliai siekia 15 W/K. Kuo mažesnės šilumnešių temperatūros šilumos tiekimo tinkluose, tuo mažesni šilumos nuostoliai.

Įprastai šilumos tiekimo tinklo temperatūrinis režimas apibrėžiamas kaip tiekiamo šilumnešio priklausomybė nuo lauko oro temperatūros. Temperatūrinio grafiko pavyzdys pateikiamas 3.4 paveiksle. 25 Uponor: Uponor Pre-insulated pipes – even better with improved insulation, 8 p.

3.4. pav. Šilumos tiekimo temperatūrinis grafikas26

Didėjant lauko oro temperatūrai, mažėja tiekiamo šilumnešio temperatūra, kartu mažėja ir šilumos nuostoliai bei didėja žematemperatūrinių šilumos šaltinių efektyvumas. Šilumnešio temperatūrų sumažinimas ne tik sumažina šilumos nuostolius, bet ir prailgina šilumos tiekimo tinklo tarnavimo laikotarpį (3.5 paveikslas).

26 International Energy Agency. District Heating and Cooling Connection Handbook. 86 p.

① – tikėtinas tarnavimo laikotarpis, dienos; ② – tikėtinas tarnavimo laikotarpis, metai; ③ – 50 metų; ④ – 30 metų; ⑤ – projektinės standarte EN 235 numatytos sąlygos,

prie kurių vamzdžio tarnavimo laikotarpis 30 metų; ⑥ – 3600 val.; ⑦ – 1450 val.; ⑧ – standarte EN 235 numatytos sąlygos, prie atliekamas ilgaamžiškumo bandymas; ⑨ –

šilumnešio temperatūra

3.5. pav. Šilumos tiekimo vamzdžio gyvavimo laiko priklausomybė nuo eksploatacijos temperatūros27

Iš grafiko matyti, kad šilumnešio temperatūra smarkiai įtakoja vamzdyno tarnavimo laikotarpį. Pavyzdžiui, šilumnešio temperatūrą sumažinus 5 °C – nuo 120 °C iki 115 °C – vamzdyno taravimo laikas pailgėja net 20-čia metų (3.5 paveikslo ③ ir ④ punktai).

27 LST EN 253:2009 „Centralizuoto šilumos tiekimo vamzdžiai. Bekanalių karšto vandens tinklų iš anksto neardomai izoliuotų vamzdžių sistemos. Gaminys iš plieninio vamzdžio, poliuretaninė šilumos izoliacija ir išorinis polietileninis apvalkalas“

SIŪLYMAI METODIKOS TOBULINIMUI

1. Bendrieji šilumos nuostolių skaičiavimo principai, pateikiami Metodikoje, atitinka išdėstytus „Šilumos tiekimas” bei „Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. А. Николаева. М., 1965“, todėl matematinis nuostolių skaičiavimo aparatas yra teisingas.

2. Šilumos atidavimo koeficientas nuo atvirame ore paklotų izoliuotų vamzdžių aplinkos orui Metodikoje apskaičiuojamas pagal dvi siūlomas lygtis (uždaroje patalpoje esantiems vamzdynams ir lauke esantiems vamzdynams) neįvertina izoliacijos dangos tipo (pvz., paprasta skarda ir aliuminio skarda turi skirtingus spinduliavimo koeficientus). Siūlome pateikti skaičiavimo metodiką tikslesniam šilumos atidavimo koeficiento įvertinimui.

3. Metodikoje reikėtų sudaryti galimybę parinkti grunto tipą. Metodikoje naudojamas vienos rūšies gruntas, kurio šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m·K). Tačiau grunto šilumos laidumo koeficientas gali kisti plačiose ribose, ir tai gali turėti įtakos skaičiavimų rezultatus. Pvz., sauso smėlio atveju šilumos laidumo koeficientas lygus 1 W/(m K), esant drėgnam moliui – 2 W/(m K). Atnaujinant Metodiką ir tobulinant skaičiavimo programą, joje reikėtų numatyti grunto tipo parinkimo galimybę.

4. Šiuo metu nauji vamzdžiai klojami pagal EN 102200 standartą, kurio Metodikoje nėra nurodyta. Todėl siūloma praplėsti Metodiką naudojamų vamzdžių sąrašu, t. y. papildyti Metodikos 10 punktą, nurodant EN 10220 standartą.

5. Metodikos nuostolių skaičiavimo 3–5 lentelėse (žemėje bekanaliu būdu paklotų vamzdynų nuostolių skaičiavimas) vamzdynų sutartiniai skersmenys iki 600 mm. Tuo tarpu praktikoje naudojami ir gamintojų pateikiami šio tipo vamzdynų skersmenys siekia iki 1200 mm. Atsižvelgiant į tai, siūloma Metodikos 3–5 lenteles ir skaičiavimo programą papildyti vamzdynų skersmenimis iki 1200 mm.

6. Atliekant šiluminius bandymus, gauti rezultatai naudojami nustatant eksploatacinius nuostolius. Ši procedūra buvo numatyta dar tuomet, kai buvo vykdoma šilumos apskaita tik katilinėse, o pas vartotojus šilumos apskaitos nebuvo. Tuomet, nustatant eksploatacinius nuostolius tinkluose, kito kelio nebuvo, kaip tik atlikti bandymus, ir pagal bandymų rezultatus atskiruose ruožuose apskaičiuoti nuostolius visam tinklui. Šiuo metu, kai visi vartotojai turi šilumos apskaitos prietaisus, eksploatacinius nuostolius reikėtų įvardinti kaip skirtumą tarp patiektos į tinklą ir parduotos šilumos. Bandymai būtų naudingi atskirais atvejais, kai šilumos tinklų savininkui reikia įvertinti tinklų izoliacijos kokybę ir įvertinti tinklų renovacijos būtinybę, kaip tai nurodyta Eksploatavimo taisyklėse.

7. Siekiant įvertinti šilumos nuostolius tinkluose, siūlome papildyti Metodiką ir skaičiavimo programą, kad šilumos nuostolius skaičiuoti pamėnesiui naudojant mėnesines grunto ar aplinkos oro temperatūras pagal artimiausios meteorologinės stoties duomenis ir/arba šilumos tiekimo įmonių katilinėse įrengtus ir meteorologinę patikrą atitinkančius grunto ir aplinkos oro matavimo prietaisų duomenimis.

8. Atliekant šilumos nuostolių skaičiavimus, reikėtų naudoti tikslias termofikacinio vandens temperatūras. Juo labiau, tokią galimybę turi praktiškai visi šilumos tiekėjai – katilinėse įvairiais prietaisais fiksuojami ir dokumentuojami visi parametrai, tame tarpe ir tiekiamo bei gražinamo termofikacinio vandens temperatūros. Siūlome papildyti Metodiką ir skaičiavimo programą, kad šilumos nuostoliai būtų skaičiuojami naudojantis tikslias termofikacinio vandens temperatūras.

9. Norminiai šilumos nuostoliai yra pateikti prie tam tikrų skaičiavimo pradinių sąlygų: grunto šilumos laidumo koeficientas lygus 1,75 W/(m K), izoliacijos šilumos laidumo koeficientas 0,03 W/(m K) naujiems vamzdžiams, grunto temperatūra (arba aplinkos oro temperatūra) lygi 5 0C. Visiems šilumos tiekėjams naudoti tuos pačius leistinus šilumos nuostolius (paprastai pateikiamus lentelės

pavidale) neteisinga. Siūlome papildyti Metodiką ir skaičiavimo programą, kad kiekviena šilumos tiekimo įmonė turėtų savo tam tikrų pradinių sąlygų katalogus, su nurodytais konkrečiais to regiono dydžiais.

REKOMENDACIJOS DĖL ŠILUMOS PERDAVIMO NUOSTOLIŲ NUSTATYMO IR METODIKOS TAIKYMO

1. Atsižvelgiant į tai, kad šiuo metu šilumos apskaita įrengta tiek gamyboje, tiek pas vartotojus, faktiniai šilumos nuostoliai turėtų būti nustatomi kaip skirtumas tarp patiektos į tinklą ir tarp parduotos šilumos kiekio.

2. Atsižvelgus į tarptautinę praktiką, nėra prasmės detaliai skaičiuoti šilumos perdavimo nuostolius remiantis Metodikomis, nes nuostoliai priklauso nuo paklojimo sąlygų, izoliacijos susidėvėjimo, gruntinio vandens (epizodinis užliejimas ir izoliacijos deformacija), drenažų kokybės ir t.t., dėl ko be papildomų teorinių koeficientų, to negali įvertinti jokia metodika.

3. CŠT įmonių šilumos perdavimo nuostolių mažinimui reikėtų naudoti vidutinius statistinius nuostolius nustatytus pagal apskaitos prietaisų rodmenis ir juos perskaičiuojant į standartines klimatines sąlygas, įvertinant faktinius ilgius, diametrus ir paklojimo tipą. Siekiant tikslesnio šilumos perdavimo nuostolių įvertinimo, būtina nustatyti, kad katilinės ir vartotojų apskaitos prietaisų klasės (paklaidos) būtų suvienodinamos. Esant reikalui turi būti parengiami teisės aktai apskaitos prietaisų tikslumo klasėms reglamentuoti. Toliau iš surinktų duomenų būtų galima išvesti palyginamuosius rodiklius.

4. Formuojant bazines šilumos kainas, nustatant CŠT įmonių šilumos perdavimo nuostolių mažinimo efektyvumo užduotis, rekomenduotina naudoti istorinius bendrovės duomenis, atkoreguotus, pagal vartotojų prijungimo (atjungimo) statistiką, o reguliacinį spaudimą sudaryti per absoliutaus arba sąlyginio palyginamojo dydžio mažinimą.

5. Manytina, kad naujiems ruožams (pajungimams) vertinti reikėtų imti EN standartų gamintojų ir jų asociacijų duomenis, kurie leidžia tiksliai prognozuoti šilumos perdavimo nuostolius naujose trasose.

6. Šiuo metu taikoma Metodika galėtų būti naudojama kaip papildoma pagalbinė priemonė, leidžianti pasitikrinti ir identifikuoti per didelius faktinius (pagal apskaitos prietaisus nustatytus) šilumos perdavimo nuostolius šilumos tinkluose. Jeigu faktiniai šilumos nuostoliai ženkliai skiriasi nuo teorinių apskaičiuotų pagal Metodiką, turi būti imtasi priemonių nustatyti ir pašalinti to priežastis.

NAUDOTA LITERATŪRA

Водяные тепловые сети, справочное пособие по проектированию. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

Gedgaudas, M.; Šležas, A.; Švedrauskas, J.; Tuomas, E. Šilumos tiekimas: vadovėlis aukštųjų mokyklų šilumos, dujų tiekimo ir vėdinimo specialybių studentams. Vilnius, 1993.

Gietzelt, M.; Grade, T.; Kahle, M. 2006. Stability for PUR insulation in pipes for heat- and refrigeration-transmission, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3-5, 2006, Havover.International Energy Agency. District Heating and Cooling Connection Handbook. 86 p.

Jarfelt, U.; Ramnäs, O. 2006. Thermal conductivity of polyurethane foam – best performance, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3-5, 2006, Havover.

Kristjansson, H.; Bøhm. B. 2006. Otpimum design of distribution and service pipes, in 10th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3-5, 2006, Havover

Kumaran, M. K.; Bomberg, M. T. 1990. Thermal Performance of Sprayed Polyurethane Foam Insulation with Alternative Blowing Agents, Journal of Thermal Insulation, 1990 (14): 43-57 p.

Lietuvos energetikos institutas; Kauno technologijos universitetas; Lietuvos energetikos konsultantų asociacija. 2011-2020 metų kompleksinės investicinės programos centralizuoto šilumos tiekimo sektoriuje parengimas ir įgyvendinimo priemonių sukūrimas. Vilnius, 2011. 155 p.

Lietuvos šilumos tiekėjų asociacija. 2006. Šilumos perdavimo tinklų šiluminės izoliacijos projektavimo, įrengimo, saugaus eksploatavimo

reikalavimų analizė ir rekomendacijų dėl izoliacijos projektavimo, įrengimo, saugaus eksploatavimo teisinio reglamentavimo parengimas.

LST EN 253:2009 „Centralizuoto šilumos tiekimo vamzdžiai. Bekanalių karšto vandens tinklų iš anksto neardomai izoliuotų vamzdžių sistemos. Gaminys iš plieninio vamzdžio, poliuretaninė šilumos izoliacija ir išorinis polietileninis apvalkalas“.

Rogoža, A. 2003. Centralizuoto šilumos tiekimo tinklų analizė gyvavimo ciklo požiūriu. Daktaro disertacija. Vilnius, 99 p.

Rosa, A. D. 2012. The Development of a new District Heating Concept: Network Design and Optimization for Integrating Energy Conservation and Renewable Energy Use. DTU Civil Engineering Report R-269, United Kingdom. 238 p.

STR 2.09.03:1999. Šilumos tiekimo tinklų šiluminė izoliacija.

Šilumos perdavimo tinklų šilumos izoliacijos įrengimo taisyklės, patvirtintos Lietuvos Respublikos ūkio ministro 2007 m. gegužės 5 d. įsakymu Nr. 4-170(Žin., 2007, Nr. 53-2071).

Šilumos tiekimo tinklų ir šilumos punktų įrengimo taisyklės. Patvirtinta Lietuvos Respublikos energetikos ministro 2011 m. birželio 17 d. įsakymu Nr. 1-160

Šilumos tinklų ir šilumos vartojimo įrenginių priežiūros (eksploatacijos) taisyklės, patvirtintos energetikos ministro 2010 m. gegužės 7 d. įsakymu Nr. 1-111 (Žin., 2010, Nr. 43-2084).

UAB „Ekotermijos servisas“. 2007. Termofikacinio vandens paruošimo šilumos tiekimo sistemose būklės analizė ir įvertinimas bei rekomendacijų dėl būklės gerinimo parengimas, taikomasis mokslinis tiriamasis darbas. Kaunas, 52 p.

UAB „Termosistemų projektai“. 2006. Šilumos tiekimo sistemų būklės analizė, jų įvertinimas dėl sisteminių avarijų tikimybės bei rekomendacijos savivaldybėms dėl šių sistemų tobulinimo, mažinant avaringumo galimybę.

Uponor: Uponor Pre-insulated pipes – even better with improved insulation, 8 p.

Technologinių šilumos energijos nuostolių normavimo šilumos

Documents

2015 m. Nr. 1 (Nr. 62) Balandis - Plunges siluma€¦ · „Vilniaus energijoje“: išmatuojamas šilumos nuostolių taupymas Skaitykite 10 psl. ... Šilumos tiekimo įmonė Šilumos

PROFESIJOS MOKYTOJŲ DĖSTYTOJŲ TECHNOLOGINIŲ … · 2015. 6. 1. · PROFESIJOS MOKYTOJŲ / DĖSTYTOJŲ TECHNOLOGINIŲ KOMPETENCIJŲ TOBULINIMO PROGRAMA 1. Teikėjas 1.1. Teikėjo

AKCINĖS BENDROVĖS „VILNIAUS ŠILUMOS TINKLAI” …mw.eviesiejipirkimai.lt/vpm/K22N_FILES/SVPTS/1000037322.pdf · AB “Vilniaus šilumos tinklai” supaprastintų viešųjų

WAMAK ŠILUMOS SIURBLIAIgilius.lt/media/katalogo_failai/138/wamakorasvanduo20140401.pdfKai šilumos šaltinis yra vanduo, turi būti užtikrinta vandens kokybė ir srautas. Kai šilumos

ŠILUMOS TIEKIMO REŽIMŲ OPTIMIZAVIMAS, MODERNIZUOJANT ŠILUMOS VARTOJIMO SISTEMAS

PAVIRŠIŲ PARUOŠIMO TECHNOLOGINIŲ KOMPETENCIJŲ … · Paviršių paruošimo technologinių kompetencijų tobulinimo programa Mokymų medžiaga 6 MODULIS B 4.1. PASTATO APDAILOS

DĖL SPECIALIŲJŲ PATALPŲ IR TECHNOLOGINIŲ PROCESŲ …

medienos gaminių projektavimo ir gamybos technologinių

nuo kazino atpažinimas, nuostolių psichologija, skirtumai

PROFESIJOS MOKYTOJŲ/DĖSTYTOJŲ TECHNOLOGINIŲ …

Konferencija „Avarijos Telšių šilumos ūkyje pamokos“

Druskininkų Šilumos Tinklai – Šilumos tiekėjas Druskininkuose · Web viewPagal 2003 m. spalio 16 d. sutartį Nr. 2003-10-16-018/196 „Dėl Druskininkų savivaldybės šilumos

LIETUVOS ŠILUMOS TIEKĖJŲ ASOCIACIJA

Šilumos tinkl Ð renovavimo ir pl ¡ tros aktualijos · 2019-01-11 · h Lietuvos šilumos tiekj asociacija Vytautas Stasi Ìnas Lietuvos šilumos tiek ¡j asociacijos prezidentas

TECHNOLOGINIŲ VEIKSNIŲ ĮTAKA GELINIŲ SISTEMŲ SU …

Mokestinių nuostolių perkėlimo ypatumai · 2016. 2. 24. · MOKESTINIŲ NUOSTOLIŲ PERKĖLIMAS 13 PAVYZDYS Įmonės veikla 2010 metais buvo nuostolinga.Iki 2015 m. gruodžio 31

Atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo šilumos ... _S_scenarijai.pdf · Atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo šilumos gamybai scenarijai Projekto “Politikospriemonių,

ŠILUMOS SIURBLIAI GRUNTAS/VANDUO alterra · Šilumos siurblys gruntas/vanduo Kompaktiški šilumos siurbliai gruntas/vanduo – vieni tyliausių šilumos siurblių rinkoje. Privalumai

Centralizuoto šilumos ūkio sektorius Atlikti darbai 2016 ...€¦ · Nepriklausomi šilumos gamintojai 2016 m. į ŠT tinklą patiekė apie 2657 GWh šilumos (29 proc. bendrai į

Kaip teisingai sudaryti draudimo sutartis bei nepatirti netikėtų finansinių nuostolių?