Värmeförluster vid relining inom fjärrvärme

• Main Authors: Rundgren, Erik, Nyberg, Eric
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Energiteknik 2014
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-148108

Idag är det mycket kostsamt att byta ut fjärrvärmerör. Med traditionella metoder innebär det, förutom stora material- och personalkostnader, att övriga samhället drabbas i form av lång­variga störningar i trafik och stadsbild. Genom att renovera rören istället för att byta ut dem hoppas nätägare kunna genomföra förnyelsearbetet såväl snabbare som billigare samt med minimal åverkan på miljön. Relining är ett samlingsnamn för förnyelse av rör inifrån. Relining har använts vid renovering av avloppsrör under längre tid och sedan ett par decennier även vid renovering av rör för dricksvatten till fastigheter. Hittills har relining inte använts för att renovera fjärrvärmerör. Fjärrvärmerör har, till skillnad från exempelvis avloppsrör, särskilda krav vad gäller både tryck och temperatur. Rådande förhållanden i fjärrvärmenätet och begränsningar i tillgängliga material har hittills helt hindrat marknaden från renovering av fjärrvärmerör. Under 2013 genomfördes ett försök där såväl relining­företag som kunder konstaterade att det nu finns tekniker och material med potential för att kunna hantera de temperatur- och tryck­förändringar som är aktuella i fjärrvärmenätet. Det finns fortfarande flera outredda aspekter kring området renovering av fjärrvärmerör. Eftersom det saknas kommersiella produkter på marknaden, saknas flera parametrar för att beräkna lönsamheten i investeringar i rörförnyelse genom relining. En av aspekterna är eventuella skillnader i värmeförluster mellan relinade rör och helt nylagda. Dessa skillnader kan påverka de rörliga kostnaderna för fjärrvärmeleverantörerna. Denna rapport gör anspråk på att presentera en uppskattning av storleken på de skillnader i värmeförluster som uppkommer i samband med att fjärrvärmerör renoveras istället för att bytas ut. Värmeförlusterna beräknades för flera olika fall, där olika representativa förhållanden för dagens fjärrvärmenät antas råda. Denna studie har kommit fram till att värmeförlusterna för relinade rör kan vara markant större, i de fall som de isolerande lagren runt det gamla röret degenererat. Om isoleringen består av blöt mineral­ull, finns det risk att förlusterna uppgår till mer än de dubbla vid relining jämfört med de vid rörbyte. Samtidigt visar beräkningarna att relining av rör som ligger i en oskadd rörkulvert medför mycket små skillnader i värmeförluster. Skicket, i vilket nätet befinner sig bör spela en roll i framtida investerings­kalkyler för förnyelse av fjärr­värme­nätet. Dålig kännedom om skicket på det befintliga fjärrvärmenätet kan leda till fel val av metod för förnyelse av nätet. I form av ökade värmeförluster kan det innebära betydande kostnader för fjärrvärmeleverantörer. === The replacement of old pipes for district heating is signified by high expenses. Traditionally, this includes major costs in terms of personnel and resources, but also in terms of collateral costs such as disruptions in traffic and the urban surroundings. By restoring the old pipes, instead of replacing them, the network owners hope to be able to carry out the renewal of the network pipes faster, at reduced costs and with less damage to the environment. Relining is pipe renewal. Relining has been used when restoring sewage pipes for several decades and, for the last twenty years, also when restoring drinking water pipes. Until now, district heating pipes have not been subject to relining. District heating pipes, unlike sewage pipes, are exposed to tough conditions in terms of both pressure and temperature. The conditions in the district heating pipe system and the limitations in the available materials have until now hindered the market for restoring these pipes. During 2013, a study was conducted on relining with a composition of modern plastics and fiber materials. The outcome of that study was that relining companies as well as potential customers noted that modern techniques and materials have the potential of managing the changes in temperature and pressure that the pipes in the district heating system are exposed to. There are still several unanalyzed aspects of restoring district heating pipes. Because of the lack of commercial products in the field, multiple parameters are missing for calculating the profitability of investments in pipe renewal through relining. One of the aspects is the potential differences in heat loss between relined old pipes and new modern pipes. These differences may affect the variable costs for the distributors of district heating. This study aims to present an estimate of the magnitude of the differences in heat loss caused by relining as a substitute to replacement of old pipes. The heat loss was calculated for a case study with multiple cases, where different circumstances apply in the system. The study concludes that the heat loss from relined pipes may be prominently larger in cases where the insulating materials around the pipe have degenerated. If the insulation consists of wet mineral wool, there is a risk of doubling the heat loss from a relined pipe in comparison with the heat loss from a new pipe. Also, the calculations show that relining of pipes, embedded in an undamaged culvert, contribute very small differences in the heat loss. The condition of the pipe network should be subject to consideration when making investment calculations for renewal of the district heating system. Insufficient knowledge of the condition of the pipes may lead to application of a lesser method for renewal of the system. In terms of heat loss, it may cause major costs for distributors of district heating.