Termoplasticky aramidem vyztužené plastové předizolované potrubí NRG FibreFlex Pro se osvědčilo v praxi
Během posledních tří let se potvrdily nesporné přednosti trubek, jako jsou nízké tepelné ztráty, vysoká rychlost pokládky díky lisovacím tvarovkám, užší výkopy, pružnost trubek umožňující snáze se vyhnout překážkám, nasouvání potrubí apod. Svědčí o tom projekty, které jsme realizovali v nemocnici v Trenčíně, rozvody v Dukovanech, Chebu, Vimperku, Bratislavě, ale i desítky realizací v Německu, Francii, Itálii, Velké Británii, Švýcarsku, Kanadě a dalších zemích.
Vyšší teplota a tlak předurčují tyto plastové předizolované trubky pro širokou škálu aplikací. V porovnání se standardními trubkami ze zesítěného polyetylenu PE-Xa, které se používají již řadu let, lze tyto trubky používat pro rozvody tepla nebo horké vody s vyšší teplotou a tlakem.
Potrubí NRG FibreFlex Pro určené do maximální teploty 115 °C a tlaku 10 až 16 barů zaplnilo mezeru mezi standardním potrubím do maximální teploty 95 °C a ocelovým předizolovaným potrubím.
Plastové potrubí
Plastové trubky vykazují o 30 % nižší tepelné ztráty
Použití plastového potrubí namísto ocelového teplovodního potrubí vede ke snížení tepelných ztrát přibližně o 30 %, což při současném růstu cen primární energie zákazníci ocení ještě více než v minulosti. Teplo, které se neztratí při přenosu, se nemusí vyrábět, čímž se ušetří další CO2 a zdroje.
Potrubí NRG FibreFlex do 95 °C a 10 barů představuje ideální řešení pro renovaci a výstavbu teplovodních a cirkulačních potrubí. Toto potrubí představuje alternativu k trubkám PPR nebo silnostěnným trubkám PE-Xa a nabízí výrazně vyšší flexibilitu a ohybatelnost při realizaci.
Skladba trubek pomáhá flexibilitě
Menší tloušťka potrubí na médium výrazně zvyšuje flexibilitu potrubí. Vnitřní průměr trubek pro média NRG FibreFlex / NRG FibreFlex Pro se však nemění a zachovává si vnitřní průměr PE-Xa (SDR11). Vyčíslení procentuálního rozdílu ve světlosti mezi trubkami NRG FibreFlex / NRG FibreFlex Pro a PE-Xa (SDR 7,4) a trubkami NRG FibreFlex / NRG FibreFlex Pro a PE-Xa (SDR 7,4) a trubkami NRG FibreFlex / NRG FibreFlex Pro a PPR lze vidět v tab. 1.
Právě tloušťka potrubí na médium má rozhodující význam pro pružnost celého předizolovaného potrubí. Proto je také reálné vyrábět a montovat trubky ve jmenovitém rozměru d160/DA225 nebo dvojité trubky 2×d90/DA225.
Termoplastické zesílení
Termoplasticky vyztužená trubka na médium je klíčem k úspěchu NRG FibreFlex a NRG FibreFlex Pro.
Médium proudí v osvědčeném potrubí na bázi zesíťovaného polyetylenu PEXa, který je však doplněn o adhezivní vrstvy spolu s aramidovou síťovinou, která absorbuje tepelné i tlakové zatížení.
Izolace
Použitá PUR izolace s cyklopentanem a tepelnou vodivostí lambda při 50 °C 0,0202 W.m-1.K-1, testováno IMA Drážďany, je desetiletími prověřená technologie, která se používá i pro ocelové předizolované rovné trubky 6/12/16 m. Dochází tím k minimalizaci tepelných ztrát. Nižší pružnost polyuretanu je ve srovnání s různými řešeními s polyetylenovou izolací vylepšena díky speciální struktuře izolace a vnějšího pláště a u trubek NRG FibreFlex/Pro hlavně tloušťkou stěny trubky na média.
Tepelná vodivost plastových předizolovaných trubek izolovaných polyuretanem se pohybuje kolem 0,021 W/m.K. Tato hodnota je o 15 – 25 % nižší než u ocelových předizolovaných trubek. Rozdíl spočívá ve složení samotného polyuretanu, který musí u ocelových trubek dlouhodobě odolávat teplotám až 150 °C. Ke snížení tepelných ztrát přispívá také použití dvojitého potrubí.
Na základě desítek studií můžeme říci, že u většiny projektů, kde porovnáváme návrh projektu s novými ocelovými předizolovanými trubkami s možností výstavby s plastovými ohebnými trubkami, se úspory pohybují minimálně kolem 30 % a často se blíží 50 %. Toto teplo tak není nutno vyrábět, a proto se jedná o čistou finanční a emisní úsporu.
Vnější plášť – LLDPE s difuzní bariérou mezi PUR a pláštěm
Jemné zvlnění vnějšího pláště zajišťuje ideální rovnováhu mezi flexibilitou a možností vtahovat potrubí přímo do stávajících kanálů nebo jej pokládat metodou mikrotunelování.
Nový bezpečnostní koeficient 1,5 potvrzuje trend zvyšujících se nároků na potrubí
Abychom mohli provést objektivní srovnání a prokázat, v čem spočívají výhody potrubí NRG FibreFlex Pro, musíme definovat základ, z něhož budeme při srovnání vycházet. Budeme používat standardní trubky z naší řady NRG HeatFlex a NRG AustroPUR, které mají trubku na médium vyrobenou ze zesíťovaného polyetylenu PE-Xa. Jedná se o dobře známé a osvědčené standardní řešení na našem trhu. Má však své teplotní a tlakové limity.
Základem pro definici technických listů je nová norma EN15632-2:2020, která právě vstupuje v platnost, pro standardní trubky s potrubím na médium PE-Xa. U termoplasticky vyztužených trubek NRG FibreFlex do max. 95 °C/10 bar a NRG FibreFlex pro do max. 115 °C/10 nebo 16 bar vycházíme z mezinárodní certifikace OFI ZG200-2 (třída A a třída B), což jsou odpovídající normy, a evropské certifikace pro použití v potrubí pro rozvod tepla.
Důležitý parametr je hlavně bezpečnostní koeficient, který je nyní jasně definován na 1,5 pro trvalé provozní teploty (při PE-Xa max. 80 °C) a následně na 1,3 a 1,0. (v tabulce 3 jsou uvedeny hodnoty bezpečnostního parametru, jak jsou definovány pro jednotlivé provozní, maximální a havarijní teploty). V minulosti se prezentovala PE-Xa potrubí často s bezpečnostním koeficientem 1,25 (což bylo podle DIN16893:2000-09).
Zesílené aramidové trubky zlepšují provozní parametry také u rozvodů teplé vody a ústředního vytápění
Na základě tohoto dnes již zastaralého bezpečnostního koeficientu byla stanovena životnost potrubí s maximálním trvalým zatížením 80 °C při tlaku 7,6 bar na pětadvacet let.
Případně byla na základě toho uváděna minimální životnost pětadvacet let pro trubky SDR11 při trvalém zatížení 50 °C/10,6 bar a při 60 °C/9,5 bar – z toho vyplývá přibližná minimální požadovaná životnost padesát let při trvalém zatížení 55 °C/10 bar.
Potrubí SDR11 tak bylo použito jako plnohodnotná náhrada potrubí SDR 7,4 pro teplou vodu, jehož parametry v běžné praxi nepřekračují 55 °C a 10 bar. I to byla v minulosti hraniční možnost, protože z hygienických důvodů bývá horká voda v některých cyklech přehřívána na 70 – 75 °C, aby se minimalizovala tvorba legionelly.
Co se týče zatížení trubek a vlivu na jejich životnost, bývá u běžných trubek doporučena maximální trvalá teplota 80 °C. Takto se také sestavují teplotní profily. Při trvalé teplotě 80 °C dosahuje předpokládaná životnost třicet let. Při nižších teplotách je to minimálně padesát let.
U trubek NRG FibreFlex Pro je to obdobné, do trvalé teploty 85 °C se počítá s životností padesát let. Se zvyšující se teplotou se snižuje předpokládaná životnost potrubí. Při 90 °C je to třicet let, při 95 °C dvacet let, při 100 °C deset let atd.
Lepší parametry a přidaná hodnota trubek NRG FibreFlex Pro ve srovnání s trubkami PE-Xa jsou patrny z datových listů a jsou jasně vidět v tab. 2 a 3.
Předpokládanou životnost potrubí lze vypočítat podle Minerova pravidla. Vždy, když se trubka používá při mezních teplotách kolem 95 – 100 °C, kontrolujeme teplotní profil a ekvitermní křivku. V případě konkrétní poptávky vám to můžeme vypočítat.
Pravidelně testované potrubí NRG FibreFlex získalo několik akreditací
V Evropě zatím neexistuje žádná závazná norma EN pro naše potrubí na médium. Pracuje se na ní a očekáváme, že bude přijata během několika let. V současné době ji proto nahrazuje mezinárodní certifikace OFI ZG200-1 a OFI ZG200-2. Tato certifikace vychází z norem EN ISO 15632-1 a -2.
Ofi je mezinárodně akreditovaná zkušební laboratoř a provádí zkoušky podle normy EN ISO/IEC 17025:2005. Naše certifikáty číslo 0555 a 0458 mají mezinárodní platnost. Trubky NRG FibreFlex rovněž splňují ruskou normu GOST, která již pro tento typ trubek existuje.
Certifikát rozděluje potrubí do tříd „třída A“ a „třída B“. Trubky NRG FibreFlex se zatížením do 95 °C/10 bar, které se používají především pro horkou vodu, splňují třídu A. Trubky NRG FibreFlex Pro se zatížením do 115 °C/10 nebo 16 bar splňují třídu B.
Právě použití trubek NRG FibreFlex Pro umožňuje širší využití plastových flexibilních trubek a nahrazení ocelových předizolovaných trubek. Samozřejmě je vždy důležité znát provozní parametry tepelné sítě a na jejich základě zvolit vhodné řešení. Především je nutno se zaměřit na dlouhodobou bezpečnost potrubí. Minimální horizont, a tak je to také definováno v normě nebo certifikaci, odpovídá předpokládané životnosti minimálně třicet let při daných provozních parametrech.
Proto je třeba posoudit, zda je vhodné použít například levnější investiční řešení pro teplou vodu s parametry 95 °C/6 bar, které podle nové normy nesplňuje ani parametry pro tlakové zatížení 10 bar, nebo použít silnostěnné potrubí PE-Xa SDR7.4 pro 95 °C/10 bar nebo výrazně pružnější potrubí NRG FibreFlex pro 95 °C/10 bar.
Časté dotazy investorů, projektantů a dodavatelů
Jaký je rozdíl mezi potrubím NRG FibreFlex Pro a standardním potrubím PEXa?
Potrubí NRG FibreFlex Pro umožňuje provoz při vyšších trvalých nebo ekvitermně řízených rozvodech. V porovnání s doporučenou trvalou teplotou 80 °C pro PEXa je možné se pohybovat o 10 – 15 °C výše a v zimních měsících je možné krátkodobě pracovat při teplotě kolem 100 °C.
Při použití NRG FibreFlex Pro v tepelné síti vhodné i pro trubky PEXa se očekávaná životnost trubky prodlouží z třiceti let na padesát let, což odpovídá prodloužení životnosti o dvě třetiny (66 %). To je jasně vidět v tab. 7, kde je vyznačena oblast „přidané hodnoty“ ve srovnání s trubkami PEXa.
Jak se trubky NRG FibreFlex Pro chovají při různém zatížení? Jaký to má vliv na jejich životnost?
Potrubí NRG FibreFlex Pro je stejně jako jiná plastová potrubí ovlivněno provozními parametry. Zjednodušeně by se dalo říci, že pokud je doporučená trvalá teplota pro trubky
ze síťovaného polyetylenu PEX 80 °C, životnost se výrazně zkracuje při zvýšení teploty na 95 °C (při 95 °C je to přibližně deset let, ale již bez jakékoliv rezervy – bezpečnostní faktor 1,0).
Životnost trubek NRG FibreFlex Pro je třicet let při trvalém zatížení 90 °C, dvacet let při 95 °C, deset let při 100 °C a pět let při 105 °C; ostatní teploty do 115 °C jsou považovány za výrazně krátkodobé. Pro správnou prognózu životnosti je třeba provést výpočet podle Minerova pravidla.
Kde se vyrábějí termoplasticky vyztužené trubky na médium?
V roce 2016 byla zahájena výroba v moderním závodě v rakouském St. Valentinu, kam byla přesunuta z Lince. Zde se provádí izolace potrubí a konečná příprava na přepravu. Samotné trubky na médium se vyrábějí v moskevském závodě POLYMERTEPLO, který patří do britsko-ruského koncernu Poplyplastic Group.
Máte s těmito trubkami nějaké zkušenosti? Odkdy se tyto trubky vyrábějí?
Termoplastické vyztužené trubky na médium se vyvíjejí a vyrábějí od roku 2000. Mají tak za sebou více než dvacet let zkušeností. Podnětem k vývoji odolnějších plastových předizolovaných trubek bylo hledání řešení pro velké sítě centrálního zásobování teplem, kde jsou vyžadovány vyšší provozní tlaky a teploty.
Použití ocelových předizolovaných trubek bylo na mnoha místech nemožné kvůli velmi špatné kvalitě vody, a tak docházelo k častým poruchám a nutným výměnám. V posledních letech bylo vyrobeno a položeno přibližně 9800 km potrubí, z toho více než 2000 km jen v Moskvě, kde bylo potrubí důkladně prověřeno místními povětrnostními podmínkami.
V České republice a na Slovensku jsme již položili kilometry potrubí NRG FibreFlex a NRG FibreFlex Pro (Dukovany, Bratislava, Trenčín, Cheb, Bílina). Jak naše následná měření, tak i zákazníci potvrzují kvalitu potrubí a dosažení slíbených úspor. Jak NRG FibreFlex, tak NRG FiberFlex Pro byly samozřejmě použity při realizaci stovek větších i menších projektů po celé Evropě i na dalších kontinentech.
Je možné používat potrubí PE-Xa SDR11 (max. 95 °C/6 bar) pro rozvody teplé vody?
Ano, ale vždy musíte mít na paměti příslušná omezení. Nejprve je třeba ověřit provozní parametry. Jak bylo uvedeno výše, maximální zatížení podle současného znění normy je při 60 °C/7,9 bar, což nemusí být dostatečné pro sítě s vyššími obytnými domy. Tam pak patří kupříkladu potrubí NRG FibreFlex do 95 °C/10 bar.
Existují plastové trubky pro vyšší teploty?
V roce 2022 uvedeme na trh potrubí NRG KordFlex, které má maximální zatížení až 130 °C/16 bar. Tím se naše schopnosti opět posunou o 5 – 10 °C výše než u NRG FibreFlex Pro. Brzy zveřejníme další informace o tomto novém plastovém potrubí.
Nabízíte flexibilní plastové předizolované potrubí s alarmem?
Ano, od roku 2022 je standardně k dispozici flexibilní plastové předizolované potrubí NRG FibreFlex Pro se zesílenou izolací do maximální teploty 115 °C s alarmovým systémem. Jedná se o kompletní systém, který lze trvale monitorovat. Reagujeme tak na požadavky větších topenářských firem, které jsou zvyklé na vysoké bezpečnostní standardy.
Již v roce 2020 byl v německém Rostocku realizován poloprovozní projekt pro dodavatele tepla v rozsahu 7 km potrubí.
Jakou roli plní aramidová síťovina v trubkách?
Naše trubky na médium jsou vyrobeny ze známého a osvědčeného materiálu PE-Xa, jsou termoplasticky vyztuženy a opleteny a vyztuženy aramidovými vlákny. Tím se z plastu odstraní tlak, což otevírá možnost provozovat potrubí při vyšším tlaku a částečně i při vyšších teplotách.
Vzhledem k tomu, že většina sil působí na aramidové vlákno, působí materiál PE-Xa především jako vnitřní trubka přenášející vodu bez většího zatížení. Lze tak dosáhnout výrazně tenčí tloušťky stěn a v důsledku toho se výrazně zlepšuje pružnost trubek.
Ing. Eva Švarcová, Ing. Robert Štefanec, Ing. Ján Takács, PhD.
Eva Švarcová a Robert Štefanec působí ve společnosti NRG flex, s. r. o., Ján Takács působí na katedře TZB SvF STU v Bratislavě.
Zdroj: NRG flex, s. r. o.
