Odcinek 9: System ciepłowniczy bez tajemnic, cz. II - dystrybucja

Czym jest system ciepłowniczy i jak to się dzieje, że wszyscy, bez względu na odległość od elektrociepłowni mamy w domach wodę o podobnej temperaturze? A co w przypadku awarii sieci? I co oznacza zielona woda w kranie?

Czym jest system ciepłowniczy? To cały zespół urządzeń

System ciepłowniczy jest zespołem urządzeń, które umożliwiają przekazanie energii ze źródła do budynków mieszkalnych i usługowych. Składa się z kilku elementów. Energię produkuje się w źródle, a jej nośnikiem jest gorąca woda, dostarczana siecią cieplną, czyli układem rur, do poszczególnych odbiorców. Umożliwiają to pompy i urządzenia podgrzewające ją do odpowiedniej temperatury, zależnej od temperatury zewnętrznej. Im zimniej na zewnątrz, tym woda w sieci jest bardziej gorąca. Może ona osiągać temperaturę od 70 do 135 stopni Celsjusza. - Nośnik rozprowadzany jest za pomocą rurociągów ułożonych w ziemi. W dawniejszych czasach były to sieci ciepłownicze kanałowe, obecnie powszechnie stosowane są nowe technologie, czyli sieci z rur preizolowanych - tłumaczy Stanisław Kobylnik, główny specjalista ds. rozwoju, PGE Energia Ciepła Oddział Elektrociepłownia w Gorzowie Wielkopolskim. U odbiorców wymagany jest węzeł cieplny, który umożliwia przesył wody do instalacji rozprowadzających ciepło, takich jak centralne ogrzewanie.

Jak ciepło przepływa do domów? Woda krąży pod naszymi stopami

Woda sieciowa jest podgrzewana w źródle, a następnie dzięki pompowni, znajdującej się na terenie elektrociepłowni, pod odpowiednim ciśnieniem krąży w rurach pod miastem.  - Przepływy są dosyć spore, bo latem jest to około tysiąca ton na godzinę. Można powiedzieć, że mniej więcej jest to tysiąc metrów sześciennych na godzinę. Jeśli chodzi o sezon zimowy to dochodzimy do trzech tysięcy ton na godzinę, czyli około trzech tysięcy metrów sześciennych na godzinę - tłumaczy Tomasz Woś, wiceprezes zarządu Elektrociepłownia „Zielona Góra” S.A. - Istnieje coś takiego jak plan pracy sieci, na podstawie którego obsługa ustala temperaturę wychodzącą ze źródła oraz ciśnienia - mówi Woś. Woda płynie siecią magistralną, od której do poszczególnych odbiorców prowadzą odejścia, a dalej przyłącza do budynków. Od tego miejsca energia jest rozprowadzana po obiekcie.

Sieci kanałowe a preizolowane

Sieci kanałowe to inaczej izolowane rurociągi układane w ziemi, w specjalnie do tego przystosowanych, przeważnie betonowych, kanałach. By ochronić sieć przed czynnikami atmosferycznymi, kanały przykrywano płytami, a następnie przysypywano ziemią.

Sieci preizolowane to nowoczesna technologia, stosowana w Polsce od lat 90. Gorąca woda płynie przez metalowe rury oblane pianką poliuretanową. Ta konstrukcja znajduje się w kolejnej rurze, czyli płaszczu poliuretanowym, zapewniającym izolację przed zewnętrznymi warunkami atmosferycznymi. W izolację wmontowywane są przewody, które służą wykryciu ewentualnych nieszczelności. - Rury preizolowane mają szereg zalet. Przede wszystkim mają bardzo mało strat energii cieplnej. Ta fabrycznie zrobiona izolacja powoduje, że tego czynnika cieplnego bardzo mało nam ubywa, krótko mówiąc nie podgrzewamy trawników, ani innych elementów, przez które ten ciepłociąg biegnie - mówi Tomasz Woś.

W sieciach preizolowanych ważnym elementem jest system detekcji, który pozwala mierzyć opór na danym przewodzie i przekazuje na bieżąco dotyczące go informacje. Zmiana oporu może oznaczać nieszczelność sieci. System pozwala na dokładną lokalizację tego typu usterki, której naprawa jest zdecydowanie mniej czasochłonna i pracochłonna, niż w przypadku sieci kanałowej.

Różne wysokości i podobna temperatura

Bez względu na to, czy odbiorcy wody znajdują się bliżej, czy też dalej od elektrociepłowni, dostarczana do ich kranów woda wszędzie ma podobną temperaturę. Jak to się dzieje? Dużą rolę odgrywa ciśnienia w rurach, dostosowane do wysokości, na której znajduje się punkt odbierający wodę. W sezonie letnim "wysyłana" woda będzie chłodniejsza niż ta, wysyłana zimą. Ciepła woda użytkowa, wypływająca z węzła, powinna mieć temperaturę od 55 do 60 stopni, z kolei ta z centralnego ogrzewania, może mieć nawet do 90 stopni Celsjusza.

Za temperaturę w kranach, ale także w grzejnikach, odpowiada również automatyka. Regulatory pogodowe, poprzez zawory regulacyjne, regulują przepływ gorącej wody z elektrociepłowni. Dzięki nim woda instalacyjna jest podgrzana do takiej samej temperatury, bez względu na odległość lokalizacji obiektu od źródła.

Rola węzła cieplnego

Węzeł cieplny składa się z filtrów, urządzeń pomiarowych ciśnienia i temperatury, urządzeń regulacyjnych, wymienników ciepła i licznika ciepła. Jest zautomatyzowany i samodzielnie odbiera energię z wody sieciowej, która nie wpływa bezpośrednio do kaloryferów. - Z jednej strony na wymiennik ciepłowniczy wpływa woda sieciowa, ta, która wychodzi ze źródła, a z drugiej strony przez ten wymiennik przepływa woda, która jest wewnątrz budynku, powiedzmy w obiegu zamkniętym - tłumaczy Tomasz Woś wiceprezes zarządu. Woda sieciowa jest gorąca. Węzeł cieplny reguluje temperaturę wody w obiegu.

Co ciekawe, by wyeliminować nieszczelności wymiennika i przenikanie wody sieciowej do wewnętrznych układów u odbiorców, jest ona barwiona nieszkodliwym barwnikiem spożywczym. Gdy w kranie pojawia się zielonkawa woda, jest to sygnał dla elektrociepłowni do podjęcia działań.

Modernizowanie sieci i ich awarie

Sieci ciepłownicze modernizowane są właściwie przez cały rok. A gdy coś się zepsuje? Awaria sieci cieplnej to dosyć poważna sprawa. Problem może sprawiać dokładna lokalizacja nieszczelności, wówczas pomaga telemetria, pozwalająca wykryć dane miejsce. System telemetrii ma bardzo dużą liczbę punktów pomiarowych, dzięki czemu nie jest to trudne. Reakcja elektrociepłowni polega na odcięciu danego odcinka od sieci, a następnie wskazania dokładnej lokalizacji, schłodzeniu, a potem spuszczeniu wody i naprawy usterki. Wiąże się to z przerwą w dostawie ciepła.

Sieć kanałowa nie jest monitorowana online, ale ją także można kontrolować. Po wejściu do komór ciepłowniczych sprawdza się, czy w kanałach nie widać odparowania gorącej wody. Sieci kanałowe są sukcesywnie wymieniane na preizolowane.