Celleglas kan bruges som alternativ til rørgrus, når nye fjernvarmeledninger etableres

Er celleglas et alternativ til rørgrus, når nye fjernvarmeledninger skal etableres?

Når fjernvarmeværkerne etablerer nye fjernvarmeledninger, bliver fjernvarmerørene lagt i jorden med rørgrus rundt om for at sikre, at de bliver på deres plads og ligger stabilt og sikkert. Sådan har man gjort i mange år, men hvad nu hvis der fandtes et alternativ til rørgrus, der var lige så godt og måske både mere rentabelt og mere miljøvenligt?

Det har Dansk Celleglas ApS sat sig for at undersøge med deres produkt, Durapor celleglas, som er lavet af 100 % genbrugsglas. For at få dokumentationen på plads har de bedt FORCE Technology udføre forsøg som et 3. partsprøvningsinstitut med både rørgrus og Durapor celleglas for at sammenligne resultaterne.

Forsøgene er udarbejdet i regi af resultatkontraktprojektet ”Overflader og grænseflader i industrielle produkter (OFGRIP), der skal øge viden om overflader indenfor bl.a. karakteriseringsområderne friktion og slidbestandighed.

Dansk Celleglas har tidligere lavet forsøg med deres produkt Durapor celleglas for Næstved Fjernvarme med gode resultater. Nu ønskede Dansk Celleglas at få dokumentation for, om produktet kan erstatte rørgrus fremover, når der skal projekteres fremtidige fjernvarmeledninger.

Specialdesignet test viser, om Durapor slider mere end rørgrus

FORCE Technology har specialdesignet en test, der skal undersøge hvor meget friktion og dermed slid, der er på fjernvarmerørkapperne, hvis der er anvendt rørgrus sammenlignet med, hvis der er anvendt Durapor celleglas.

Testen tager udgangspunkt i standarderne DS/EN ISO 12957-1: 2018 som anført i DS/EN 13941-1:2019 afsnit 6.5.3.2. FORCE Technology skal udføre en friktionstest, der skal eftervise hvor stort slid, der er på fjernvarmerørkapperne. Testen udføres som en udtræksprøve med det normalt anvendte rørgrus og med det nye alternativ Durapor celleglas.

Rørgruset har en partikelstørrelse på 0,063 – 8,0 mm og Durapor celleglas har en partikelstørrelse på 10-60 mm. Det betyder, at rørgruset vil udføre et jævnt slidt på hele overfladen, hvorimod Durapor celleglas sandsynligvis vil lave punktbelastninger.

Ifølge standarden skal der undersøges 3 scenarier, som indikerer, hvor fjernvarmerørene er nedgravede:

• Rabatter og lignende områder
• Villavej
• Stærkt trafikkeret vej

Alt efter hvor meget trafik, der er hen over fjernvarmerørene, bliver de mere eller mindre trykbelastede.

Testen er udført med en fastholdt trækhastighed på 1 mm/min i sammenlagt ca. 3000s (50 min.). Normalkraften er tilvejebragt med en hydraulisk presse, hvor den resulterende normalkraft er kontinuert målt. Den påførte normalkraft er henholdsvis 8 kPa, 20 kPa, og 50 kPa jf. DS/EN 13941-1:2019 afsnit 6.5.3.2.

Friktionstest af fjernvarmerørkappemateriale

Eftersom man ikke kan køre forsøg med runde rør ifølge standarden, er der udført test på flade PEHD-plader og friktionskoefficienten er justeret tilsvarende.

Der er udført friktions-, slid- og ruhedsmåling på de flade plader af fjernvarmerørkappemateriale. Friktionstest af rørgrus mod kappemateriale viste at, den testede rørgrus har en statisk friktionskoefficient på ca. 0.20 – 0.28, samt en dynamisk friktionskoefficient på ca. 0.15 – 0.20, hvorimod Durapor celleglas mod kappemateriale har en statisk friktionskoefficient på ca. 0.28 – 0.45, samt en dynamisk friktionskoefficient på ca. 0.30 – 0.38 ved 8 kPa normalkraft.

Både den statiske og dynamiske friktionskoefficient falder ved stigende normalkraft, og er på niveau med rørgrus ved 20 kPa normalkraft.

Sliddet på overfladerne er jævnt fordelt og ensartet for rørgrusset, hvorimod Durapor celleglas udviser et lokalt slid, grundet punktbelastningerne. Måling af overfladeruheden i slidsporene viser, at overfladen for rørgruset er mere ensartet end ved Durapor celleglas. 

Friktionstest af fjernvarmerør

Til testen af fjernvarmerør er anvendt typen ISOPLUS Dobbeltrør, serie 2, ø76+76/250 mm. Røret er ca. 450 mm langt, og til hver test er der brugt et nyt rør. 

Måling af den relative friktionskraft af hhv. rørgrus og Durapor celleglas mod fjernvarmerør ved 20 kPa normalkraft, viste at de to belægningsmaterialers relative friktionskraft er på samme niveau.

Begge fyldningsmaterialer laver tunneleffekt

Cyklustest med (15+1) frem-og-tilbagekørsler viste, at Durapor celleglas har tendens til såkaldt ”tunneleffekt”, mens rørgrus ligger konstant. Rørgruset var i testen ”relativt vådt”, det kan derfor ikke udelukkes, at en optørring af rørgruset har indflydelse på opnåelse af tunneleffekt.

Derfor er der lavet yderligere en test af rørgrus for at be- eller afkræfte om optørring af rørgrus kan have indflydelse på friktionskoefficienten. Det ses helt tydeligt, at der er tunneleffekt i rørgrus, men ikke pga. bevægelsen af røret men pga. optørring af rørgruset, som sker, når der sendes varme gennem fjernvarmerørene.

Forsøgene viser, at den relative friktionskoefficient, når der er tunneleffekt, er stort set ens mellem rørgrus og Durapor celleglas.

Visuel inspektion af overfladen på kappematerialet anvendt til friktionsmåling samt fjernvarmerør, viste at slid-niveauet er sammenlignelige.

Reduceret varmetab og forbedret arbejdsmiljø

Dansk Celleglas har sammen med Næstved Fjernvarme testet isoleringsevnen på en strækning lavet med et Serie 3 rør fra Isoplus. Der blev testet over et år, og resultatet viste, at varmetabet i gennemsnit blev reduceret med 38%, dækkende over en reduktion på over 50% om vinteren og ca. 25% om sommeren.  Den væsentligste årsag til at Durapor celleglas reducerer varmetabet er, at materialet ikke kan suge vand til sig og har samtidig en isolerende effekt. Modsat rørgrus der i fugtig tilstand leder varme væk fra fjernvarmerøret og ud i jorden.

Eftersom Durapor celleglas vejer en faktor 10 mindre end rørgrus pr. m3, belaster det ikke mandskabet så fysisk hårdt. Det slider også mindre på det materiel, der anvendes til at etablere fjernvarmeledningen.

Desuden er der plads til 92 m3 på en leverance med en vognmand ad gangen. Så der skal køres færre ture, og vejene bliver mindre trykbelastede, end hvis det var rørgrus, der blev transporteret.

Artiklen er bragt i Fjernvarmen nr. 1, januar 2021.