Kadangi sąvoka „inžineriniai tinklai“ apima labai didelį inžinerinės įrangos spektrą, šiame straipsnyje panagrinėsime vieną iš inžinerinių tinklų rūšių – šilumos tiekimo tinklus ir jų atnaujinimą. Atnaujinimas atliekamas pakeičiant susidėvėjusias tinklų dalis (atkarpas) bei atskirus mazgus – įvairias jungtis, sklendes, kompensatorius ar kitokią įrangą.
Lietuvos šilumos tiekėjų asociacijos duomenimis, Lietuvoje yra 2 497 km šilumos tiekimo tinklų. Didžioji jų dalis buvo nutiesta dar prieš 30–40 m. ir, natūralu, jie yra fiziškai susidėvėję ir morališkai pasenę. Anuomet naudoti asbocemenčio vamzdynų apvalkalai negali užtikrinti geros šilumos izoliacijos, todėl tokiuose vamzdynuose vis dar nemaži ir šilumos nuostoliai, kurie įskaičiuojami į šilumos kainą ir už kuriuos sumoka visi vartotojai. Dėl to šiuos vamzdynus būtina atnaujinti.
Asociacijos duomenimis, per nepriklausomybės laikotarpį, nuo 1991 iki 2009 m., iš viso buvo įrengta naujų ir pakeista naujais senų apie 480 km, t. y. apie 19 % vamzdynų. Kasmet vidutiniškai pakeičiama naujais apie 46 km ir įrengiama apie 20 km naujų vamzdynų. Tad, galima teigti, kad šiuo metu Lietuvoje jau yra atnaujinta ir įrengta apie 744 km naujų vamzdynų. Vamzdynai atnaujinami seniausiose ir labiausiai susidėvėjusiose atkarpose. Kartu su vamzdžiais keičiamos ir įvairios sklendės, įrengiami kompensatoriai, kita armatūra.
Vamzdynų amžius ir anuometė izoliacija lemia tai, kad vidutiniai nuostoliai šilumos tinkluose šiuo metu sudaro apie 16 %. Tai nėra labai didelė dalis, tačiau Skandinavijos šalyse ji yra dar mažesnė – apie 11–12 %. Taigi, pasak Kauno technologijos universiteto Pastatų energinių sistemų katedros vedėjo doc. dr. Andriaus Jurelionio, šioje srityje Lietuvai dar yra kur tobulėti. A. Jurelionis sako, kad dabar Lietuvoje šilumos tiekimo vamzdynai yra keičiami apytiksliai tokiu pat tempu, kokiu buvo montuojami.
Visos Lietuvos šilumos tiekimo įmonės vykdo šilumos tinklų atnaujinimo projektus. Mažuose miestuose, kur šilumos tinklų yra viso labo vos keletas ar keliolika kilometrų, jie jau yra visiškai ar beveik atnaujinti ir didesnių problemų nekelia. Problema išlieka didžiuosiuose miestuose, kur šilumos tinklų ilgiai skaičiuojami šimtais kilometrų ir jiems atnaujinti reikia šimtų milijonų litų. Suprantama, tokiuose miestuose šilumos tiekimo tinklai atnaujinami palaipsniui, atsižvelgiant į turimas lėšas.
Montavimas
Šilumos tiekimo vamzdynai atnaujinami keičiant senas susidėvėjusias atkarpas šiuolaikiškais poliuretanu izoliuotais vamzdžiais. Šie vamzdžiai išsiskiria iki 60 % geresne šilumos izoliacija ir didesniu eksploatavimo laiku. Dėl to, kad yra padengti polietileno apvalkalu, juos žymiai paprasčiau kloti ir montuoti. Jiems nebūtini betoniniai kanalai, į kuriuos būdavo klojami šilumos tiekimo tinklai anksčiau.
Atnaujinant senąsias trasas, pirmiausia išmontuojami senieji kanalai, nuimant viršutines jų plokštes, tada išmontuojami kanaluose esatys vamzdynai. Naujieji vamzdžiai klojami į kanalus paguldant juos ant 15 cm smėlio sluoksnio, kurio prieš tai įpilama į kanalą. Kanale naujieji vamzdžiai užpilami smėliu 10 cm virš vamzdžio. Užpylus vamzdžius 10 cm smėlio sluoksniu, per visą trasos ilgį reikia patiesti įspėjamąją polietileno juostą arba tinklelį.
Kanalų dugne klojamas PVC rifliuotas drenažo vamzdis su geotekstilės filtru. Drenažinis vanduo drenavimo vamzdžiu nuvedamas į vandens surinkimo šulinius, iš kurių nukreipimo vamzdžiu nuteka į šalia esantį lietaus kanalizacijos šulinį.
Tarpai tarp vamzdynų ir kanalų sienelių užpildomi smėliu ir sutankinami. Kita tranšėjos dalis užpilama iškastu gruntu. Kanalų galai sandarinami betonu. Ties posūkiais vamzdžiai klojami ant kompensacinių pagalvių.
Vamzdynai tiesiami su ne mažesniu kaip 0,002 laipsnio nuolydžiu. Nesilaikyti nuolydžio galima tuose ruožuose, kur jie kertasi su kitomis komunikacijomis. Gruntas ties sankirtomis su elektros tinklais, telefono kabeliais kasamas rankomis. Susikirtimo su elektros, ryšių kabeliais ir telefonine kanalizacija vietose įrengiami šių komunikacijų tvirtinimo mazgai. Žemiausiose šilumos tinklų vietose įrengiamas drenažas, o aukščiausiose – oro išleidimas. Vamzdynai užpildomi vandeniu ir nuorinami nuorinimo įtaisais, esančiais aukščiausiuose taškuose. Vanduo išleidžiamas į drenažo šulinius.
Taip pat naujuosius vamzdynus galima kloti ir į tranšėjas. Įrengiant jas, būtina užtikrinti, kad reikiamame gylyje užtektų vietos vamzdžiams kloti ir montuoti, taip pat užtikrinti, kad būtų pakankamai vietos užpylimo medžiagai apie vamzdžius tinkamai sutankinti. Be abejo, reikia atsižvelgti ir į tai, kad vamzdžių klojimo gylį veikia augalijos reljefiniai ypatumai, kitos požeminės komunikacijos. Dėl to tranšėjas kartais tenka gilinti.
Minimalus užpilamasis sluoksnis virš vamzdžių – 0,4 metro. Vamzdžių sujungimo ir izoliacinių jungčių montavimo vietose tranšėja turi buti praplatinta ir pagilinta. Vamzdynai jungiami suvirinant. Vamzdynų šiluminiai pailgėjimai kompensuojami natūralia kompensacija, naudojant 90 laipsnių alkūnes. Vamzdynų kompensacijai išnaudojami posūkio kampai bei vienkartinio tipo kompensatoriai.
Vamzdžių izoliacijai užsandarinti montuojamos galinės movos. Sumontuoti vamzdynai turi būti išvalyti ir praplauti hidropneumatiniu būdu, taip pat atliktas jų hidraulinis stiprumo ir sandarumo bandymas.
Vamzdynai
Šilumos tinklams atnaujinti šiais laikais naudojami iš anksto poliuretanu (PUR) izoliuoti vamzdžiai su gedimo kontrolės sistema. PUR izoliacija yra vienalytė. Šilumos izoliavimą užtikrina poliuretane susiformavę oro burbuliukai, kurių skersmuo – mažesnis nei 0,5 mm. Izoliacija yra atspari gniuždymui. PUR izoliacijos savybės nesikeičia net ir šilumnešio temperatūrai trumpam pakilus iki 140 °C. Šilumos nuostolių dydis priklauso nuo PUR izoliacinio sluoksnio storio.
Pramoniniu būdu izoliuoti vamzdžiai yra gana atsparūs gruntinio vandens poveikiui ir juos galima eksploatuoti be specialaus nusausinimo. Tačiau vamzdžių suvirinimo ir jungčių montavimo metu būtina, kad tranšėjoje nebūtų vandens. Drėgnas gruntas turi neigiamą įtaką pakloto vamzdyno šilumos perdavimo charakteristikoms ir mažina trinties, atsirandančios tarp vamzdžio apvalkalo ir smėlio, efektą.
Drenažo įrengti nebūtina, jei vamzdžiai klojami į itin laidų vandeniui gruntą (kai žemės laidumo koeficientas K > 10–4m/s ir kai vandens lygis žemėje pastoviai yra žemesnis nei vamzdžių lygis).
Keičiant kanalines sistemas į bekanales, esantį drenažą būtina išsaugoti, nes, įrengiant naujas drenažo sistemas arba naikinant esamas, galimi neigiami padariniai, susiję su grunto nusėdimais.
Drenažo vamzdis turi buti klojamas laidžiame smėlyje (žvyre) žemiausioje tranšėjos dalyje. Paprasčiausias būdas nuolatiniam drenažui tranšėjoje įrengti – tai drenažo sistema iš gofruotų polivinilchlorido drenažo vamzdžių, apvyniotų laidžiu vandeniui geosintetiniu audiniu. Drenažo vamzdis turi būti klojamas aukšto vandens pralaidumo ir filtracinės gebos smėlyje (žvyre).
Sutaupymai
Kauno technologijos universiteto Pastatų energinių sistemų katedros vedėjas doc. dr. A. Jurelionis sako, kad
teoriškai vien dėl to, kad vamzdis tapo izoliuotas, galima sutaupyti iki 30 % šilumos. Arba, kitaip tariant, sumažinti šilumos nuostolius. Tačiau faktiškai, pasak docento, sutaupoma net iki 50 % šilumos. Taip yra dėl to, kad senoji izoliacija dažnai būna nusidėvėjusi ar pažeista. Tačiau, pasak mokslininko, ne vien šilumos nuostolių mažinimas yra vamzdynų keitimo tikslas. Keičiant vamzdynus naujais, didinamas jų patikimumas ir ilgalaikiškumas. Siekiama, kad žiemą neįvyktų avarijų, dėl kurių tektų nutraukti šilumos tiekimą vartotojams.
Šilumos tiekimo tinklų atnaujinimas turi ir netiesioginę naudą. Mažėjant šilumos nuostoliams, mažėja ir šilumos pagaminimo poreikis, o tai – kuro ir kitos sąnaudos. Įmonėms, eksploatuojančioms šilumos tinklus, sumažėja elektros, remontų bei vandens sąnaudos. Mažėjant šilumos gamybai, mažėja ir emisijos į aplinką. CO2, NOx ir CO emisijos iš šilumos gamybos šaltinių sumažėja šimtais tonų per metus.
