Projekt "Teplá voda" a jeho realizace ve FN Hradec Králové

Výchozí požadavky pro výrobu teplé vody

Základním výchozím požadavkem v projektu Pavilonu interních oborů (PIO) Fakultní nemocnice Hradec Králové byla výroba teplé vody v množství 13,5 m³.h^-1. Naší ambicí bylo vyrábět tzv. "teplotně stabilizovanou" teplou vodu.

Co je to teplotně stabilizovaná voda?

Teplotně stabilizovaná voda je z našeho pohledu chápána jako voda ohřívaná a vstupující do distribuční sítě o přesně daných parametrech. Tyto teplotní parametry jsou také dány vyhláškou č. 252/2004 Sb. v platném znění.

Tato vyhláška stanovuje hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu, četnost a rozsah kontrol pitné a teplé vody. V příloze č. 2 této vyhlášky se ve vysvětlivkách k uvedeným tabulkám uvádí, že teplota teplé vody po odtočení by neměla klesnout pod 50°C (optimálně 55°C) z důvodu minimalizace rozvoje legionel v distribuční síti. Tato hodnota je "doporučená".

Jestliže je tato doporučená teplota vázána na minimalizaci rozvoje legionel a my v praxi prokážeme, že legionely v rozvodech nejsou, pak je třeba se ptát, zda musí být neustále udržována takto "vysoká" teplota 50°C až 55°C. Z naší praxe víme, že nemusí. Z pohledu uživatele v kterémkoliv distribučním místě objektu plně vyhovuje teplota těsně nad 45°C. Zařízení pro výrobu teplé vody však musí být konstruováno tak, aby umožňovalo optimalizovat teplotu připravované teplé vody, ale aby i tyto nové parametry (nižší teplota) byly udržovány dlouhodobě beze změn a provozních výkyvů, a to i bez ohledu na okamžitou maximální - špičkovou - spotřebu teplé vody.

Na takto vyrobenou teplotně stabilizovanou teplou vodu navazuje hydraulické vyvážení distribuční sítě objektu PIO, čímž jsou zajištěny i vyrovnané teplotní stavy pro uživatele v celé distribuční síti.

Zařízení instalované firmou E S L, a.s. na objektu PIO dokáže tuto teplotu udržovat v rozmezí ±0,5°C i v případě špičkového odběru, kdy při běžné celodenní spotřebě 10 m³ byl zkušební odběr 5,4 m³ za 25 minut.

Je nanejvýš pravděpodobné, že k minimalizaci rozvoje legionel v rozvodech nepřispívá ani tak teplota vody 50°C nebo 55°C, ale její teplotní stabilizace tj. neustálé udržování rozpětí teploty v celé distribuční síti (rozvodech) v rozmezí ±0,5°C, jehož předpokladem je její "správná výroba".

Proč ji děláme?

• požadavky vyhlášky - č. 252/2004 Sb.
• požadavky uživatele - ekonomická optimalizace provozu
• jedna z podmínek kvalitního dlouhodobého hygienického zabezpečení - především minimalizace rozvoje legionel v rozvodech teplé vody
• snížení úsad v potrubí a prodloužení životnosti rozvodů a armatur

Jak ji děláme?

Výrobu teplotně stabilizované teplé vody provádíme pomocí deskového výměníku tepla, v našem případě typu ALFA LAVAL, za splnění specifických podmínek jeho provozu.

Co je deskový výměník a jaké jsou podmínky jeho provozu?

Deskový výměník tepla je složen z tenkých zvlněných desek z nerezové oceli AISI 316, které jsou vakuově spájeny do svazku měděnou pájkou. Zvlněné desky vytváří systém kanálků, kterými protéká z jedné strany desky topná ohřívací voda a z druhé strany desky ohřívaná voda.

K jeho přednostem patří zejména:

• malý zástavbový prostor a nízká hmotnost (10-20% proti tradičnímu trubkovému výměníku)
• odolnost při vysokých teplotách a tlacích
• výborná odolnost proti únavě materiálu
• minimální zanášení díky turbulentnímu proudění, které vyvolává samočistící účinek
• jednoduché čištění CIP v případě potřeby
• deskový výměník není "Vyhrazeným tlakovým zařízením" dle zvláštních předpisů (nemusí se provádět pravidelné revize)

Jak je deskový výměník zakomponován do použitých stanic typu H PZO TUV?

(Horkovodní Průtokové Zařízení Ohřevu Teplé Užitkové Vody) - tento název používáme již déle než 10 let, proto tam již z tradice zůstává TUV...

Tyto stanice pro výrobu teplé vody jsou konstruovány především s ohledem na požadované (výpočtové) teploty, ale hlavně průtoky teplé vody mezi jednotlivými deskami výměníku. Tento průtok je zabezpečen instalací "nabíjecího" oběhového čerpadla, které zajišťuje průtok vody mezi deskovým výměníkem a vyrovnávací nádrží.

K čemu slouží jednotlivé komponenty stanice H PZO TUV?

• deskový výměník zde probíhá vlastní "výroba" teplé vody
• nádrž vyrovnávací akumuluje teplou vodu pro "špičkový" odběr a přispívá ke stabilizaci její teploty
• oběhové čerpadlo zajišťuje cirkulaci teplé vody mezi deskovým výměníkem a vyrovnávací nádrží
• řídící ventil reguluje výkon ohřevu, udržuje výstupní teplotu teplé vody z deskového výměníku, uzavírá přívod topné vody při havarijních stavech
• zabezpečovací prvky slouží pro bezpečný provoz zařízení dle ČSN
• měření a regulace - důležitá součást zařízení pro podmínky jeho správného provozu (správné osazení čidel, vlastní SW, hlídání havarijních stavů, možnost vizualizace a přenosu dat na centrální dispečink,...)

Zjednodušené schéma stanice ve VS PIO dle patentu 285 923 - autor Dr. Ing. Zdeněk Pospíchal

Navržený způsob ohřevu

V Pavilonu interních oborů Fakultní nemocnice Hradec Králové jsme pro výrobu teplé vody použili soubor zařízení, který sestává z:

• stanice H PZO TUV 1x 500kW
• stanice H PZO TUV 1x 250 kW
• vyrovnávací nádoba 3x 800 litrů
• řídící ventily s elektro pohonem 2x
• trubní část - propojení jednotlivých částí s umístěním uzavíracích, měřících a regulačních armatur

Materiálové provedení

Veškeré části stanic pro výrobu teplé vody jsou vyrobeny z nerezových materiálů. Důležitá v tomto případě je ochrana nerezových materiálů pomocí moření a pasivace povrchu částí ve styku s teplou vodou.

Varianty a jejich ekonomické porovnání

Investice do uvedeného souboru byly cca 850.000,- Kč a to včetně dalších komponentů zabudovaných v systému výroby teplé vody (biologické vzorkovací místa, vzorkovací ventily, tangenciální odlučovače, magnetické úpravy,...). Proti původní projektové dokumentaci byla investice vyšší o cca 470.000,- Kč, ale ta předpokládala pouze instalaci jednoho samotného velkého deskového výměníku tepla. V porovnání s výší celkové investice je to nárůst o pouhé zlomky procent.

Návratnost této investice je ovlivněna především snížením provozních nákladů:

• snížením nákladů na energie (možnost dodávky teplé vody o nižší teplotě - snížení tepelných ztrát)
• prodloužení životnosti zařízení výroby a distribuce teplé vody, snížení úsad v potrubním systému
• prodloužení doby pro nutnost čištění výměníků - zvýšení spolehlivostí provozu bez odstávek
• ošetření odběrových míst bez nutnosti provádění termodesinfekce
• dodávání dávkované chemické desinfekce rovnoměrně do celé distribuční sítě.

Vyšší investice zvyšuje nejen spolehlivost provozu zařízení, ale hlavně snižuje provozní náklady a náklady na údržbu, náklady na spotřebované teplo a náklady na zdravotní zabezpečení vyrobené teplé vody a prodlužuje životnost celého systému.

Další výhody:

• variabilita zařízení dle skutečných potřeb viz - požadavek na výrobu max. 13,5 m³.h^-1 - ve skutečnosti se odebírá pouze 10 m³ denně, při napojení objektu EMERGENCY v listopadu 2007 a nutnosti proplachu distribuční sítě tohoto objektu byla denní spotřeba 42,5 m³ - samozřejmě s dodávkou vyrobené teplé vody o stabilní teplotě
• jednoduché rozšíření v případě požadavku na zvýšení výkonu výroby teplé vody

Závěr

Pracovníci společnosti ES L, a.s. mají znalosti, dovednosti a zkušenosti nejen s výrobou teplé vody pro zdravotnická zařízení, ale i s výrobou čisté - hygienické páry dle ČSN EN 285 pro potřeby centrálních sterilizací a pro vlhčení vzduchu přiváděného do čistých prostředí operačních sálů apod. (viz www.esl.cz).

Jsme proto připraveni s provozovateli obdobných zařízení jednat o návrhu a dodávce komplexních celků těchto zařízení s využitím moderních technologií světových výrobců řízených SW, vytvořeným dle specifických požadavků budoucího uživatele.

O společnosti ESL, a.s.:

Posláním a předmětem podnikání společnosti E S L, a.s. jsou činnosti související s technickými zařízeními budov (TZB), především jejich specializované, technicky náročné části. Patří k nim prvky systémů ZTI vč. plynoinstalací, vytápění, chlazení, elektroinstalací, zdrojů tepla a chladu budov i jejich řídící a regulační systémy. Snažíme se i o vyhledávání nových moderních produktů v oblasti TZB a jejich zdokonalování.

Tyto zákaznické potřeby zajišťujeme pro své odběratele komplexně, tj. od návrhů a projektů, přes prodej a realizaci až po následné provádění servisní činnosti.