|
S ENERGIÍ PROTI SNĚHU A LEDU
aneb o systémech zvaných Snow-Melting
Město Klamath Falls v americkém Oregonu investovalo do boje proti sněhu více než 200 000 dolarů.

Nový most před budovou oregonského ministerstva dopravy v Klamath Falls v době pokládání ohřevného systému.
|
Není to zrovna tak malé číslo, navíc tato suma nebyla investována do nákupu odklízecí techniky, jak by se mohlo na první pohled zdát, ale do inovativního projektu geotermální energie. Konkrétně se jedná o zateplení nového mostu, který spojuje budovu oregonského ministerstva dopravy (ODOT) a ulici Wall Street v městě Klamath Falls. Ty doposud odděloval zavlažovací kanál, který zásoboval vodou zemědělce v jižním části města.
Ve veřejné soutěži o realizaci mostu vyhrál návrh Meredith Mercer, která vyprojektovala přemostění průplavu se sklonem 13,25 o/oo. Takový sklon může v zimním období způsobovat nebezpečné situace, proto byl do projektu zapracován systém, který by měl rozpustit sníh a led na mostní vozovce, chodnících a přilehlých ulicích.
Princip je jednoduchý: pod poslední vrstvu vozovky či chodníku byly položeny polyetylenové trubky, ve kterých v zimním období cirkuluje ohřátá

Výměník tepla v technickém zázemí obecní budovy.
|
voda způsobující tání sněhu a ledu na povrchu.
Nyní se ale podívejme trochu více na technologickou stránku projektu. Jako zdroj tepla se bude v projektu využívat pramen geotermální vody, cca necelý kilometr vzdálený od nového mostu. Pramen (66 oC, průtok 2,5 l/s) je vyveden do budovy obecní výtopny, kde je umístěno tepelné čerpadlo o výkonu 174 kW. Pramen slouží z větší části k vytápění okolních budov a jen malá část jeho energie je určena pro systém Snow melting.
Voda z vrtu se po předání tepla se jako ochlazená (43 oC) vrací speciálním vrtem do hlubin země – vytváří se tak první uzavřený okruh. Jako výměník tepla slouží 316 antikorózních ocelových desek, které předávají teplo do zásobníku teplého roztoku o objemu 210 litrů. Z něj kapalina odchází do druhého uzavřeného cyklu (systém trubek pod vozovkami a chodníky), ve kterém už nekoluje voda, ale 35-% nemrznoucí roztok vody s propyl-glykolem. Na výstupu z tepelného čerpadla uvedený roztok dosahuje teploty kolem 54 oC, po návratu z uzavřených smyček teplota roztoku v průměru klesne na 38 oC.
Systém je koncipován pro nepřetržitý provoz během zimního období. Vyhřívaná plocha představuje 960 m2, přičemž z toho činí 346 m2 mostní vozovky a chodníků a 614 m2 vozovky v přilehlých ulicích a chodníky při předpokládaném tepelném výkonu 189 W/m2.

Jeden z dvanácti distribučních boxů.
|
Teplý roztok je z výměníku tepla přiváděn k mostu polyetylénovým potrubím, které má na výstupu z budovy průměr 100 mm a na přívodu u mostu už jen 75 mm. Zde je pak v celkem 12 distribučních boxech roztok rozdělen do 36 uzavřených smyček o průměru 16 mm. Rovných 20 smyček slouží k vyhřívání vozovky a chodníků před oregonským ministerstvem. Na vlastním mostě se nachází 15 smyček, 11 smyček je pod vozovkou a 2x2 smyčky jsou položeny pod mostními chodníky. Smyčky pod mostní vozovkou jsou položeny kolmo na směr jízdy narozdíl od těch pod chodníkem, které jsou se směrem jízdy rovnoběžné. Zbylých jedenáct smyček slouží k ohřívání povrchu vozovky na protějším břehu. Celková délka potrubí položeného v uvedených smyčkách je 4 700 m. K dokončení uzavřeného oběhu se roztok po cirkulaci ve smyčkách vrací jedním sběrným potrubím zpět do tepelného výměníku.

|

I položení smyček na mostním chodníku- položení smyček na mostní vozovce se zakončením v jednom z distribučních boxů
|
Celý systém zateplení mostu vyšel na 206 000 USD, když 170 000 USD stály rozvodné systémy tepla pomocí polyetylénových trubek a na 36 000 USD vyšlo mechanické vybavení a instalační práce. Jednotkové náklady na zateplení 1 m2 povrchu se tak vyšplhaly na 215 USD. Projekt byl totiž realizován jako modelová státní zakázka v oblasti energetiky a tak se dbalo na zvýšení dohled na provedení stavby a vše se plánovalo v USA méně používaném metrickém systému.

Záběr na rozestavěné vyhřívané schodiště před kolejí Oregonského technologického institutu.
|
Toto je již druhý projekt v Klamath Falls, který ve městě zužitkovává geotermální energii. Ta vůbec první a rozsahem řádově menší instalace se nachází v Oregonském Technologickém Institutu, kde je postaven stejný systém rozpouštějící sníh a led hned na dvou místech najednou. První část systému se nachází v jílovém loži pod podélným schodištěm, kde pomocí dvojsmyčkového systému o celkové délce trubek 172 m vyhřívá plochu 50 m2. Druhá část systému je instalována do nové rampy pro handicapované lidi na severní straně uvedené budovy. Opět dvě smyčky trubek o délce 149 m vyhřívají necelých 44 m2 povrchu rampy. Oba systémy jsou propojeny tunelem na školním pozemku.
Snow meltings systémy se nejčastěji využívají pro chodníky, přechody, příjezdové cesty a nákladní plošiny. Kromě tepelných čerpadel se k ohřevu roztoku vody a nemrznoucí směsi často využívá i odpadní teplo z průmyslových provozů. Četné realizace technologie snow meltings, které využívají geotermální energii pomocí tepelného čerpadla, se nacházejí také v Japonsku.
Jiří Dvořák
lea2@ecn.cz
| |