Úspory tepla skutečné, domnělé a matoucí

Datum: 12.12.2011  |  Autor: J.V.Ráž, DiS.  |  Recenzent: Ing. Vladimír Galád

Vyznat se v „úsporách tepla“ je náročné i pro odborníky, natož pak pro laiky. Když nebudeme objekt vytápět, dojde v něm k úsporám 100 %, nebo k žádným? Vyznat se v úsporách znamená pracovat s naměřenými spotřebami, s gradenovou metodou, s převodem hodnot na tzv. „normálový rok N“ a úspory tepla vykazovat z rozdílu hodnot „normálových roků“. Podívejte se s námi, jak takové hodnocení dopadne.

TAB 12001
T.Z.100%
1)2001 N
T.Z.100%
2003
T.Z.100%
2) 2003 N
T.Z.100%
2008
T.Z.65%
3) 2008 N
T.Z.65%
2008
T.Z.50%
4) 2008 N
T.Z.50%
Platba Kč1152756122090612457501335928761292844858761292844858
Kč/GJ123123275275513513513513
Správná spotřeba
GJ/rok
Bez zisků

7938,296



8407,602
100 %
tis=19 °C

8130,445



8718,994
103,7 %
tis=19 °C

5083,983



5642,0458
67,1 %
tis=19 °C

3910,7562



4340,0355
51,6 %
tis=19 °C
Naměřená spotřeba
GJ/rok
nezatepl
9372

nezatepl
9926,065
100 %
nezatepl
4530

nezatepl
4857,9189
48,94 %
zatepleno
1484

zatepleno
1646,897
16,59 %
zatepleno
1484

zatepleno
1646,897
16,59 %
Qmax při tis=19 °C výkon soustavy podle otopných těles kW 968,0977

968,0977
100 %
968,0977

968,0977
100 %
629,2635

629,2635
65 %
484,0489

484,0489
50 %
Dnů/rok226216218224220223220223
tes  °C5,98194,573965,17754,573965,82364,573965,82364,57396
D°192942,09063116,02463013,3053231,4332898,8083217,00692898,8083217,0069
tis °C
bez tep. zisků při naměřené spotřebě tepla
21,351121,605412,878912,61169,66988,784910,823610,0482
tis °C
s nekorig. tepelnými zisky 35 % při naměřené spotřebě tepla
25,9075








26,6545








17,7168
osazeny TRV






17,6608
osazeny TRV
Úspora termostat. ventily 51,06 % ?



14,2815
TRV + zateplení






13,8340
TRV + zateplení = úspora 83,41 % ?
Samotné zateplení uspořilo 83,41−51,06 = 32,35 % ?
15,4353
TRV + zateplení






15,0973
TRV + zateplení = úspora 83,41 % ?
Samotné zateplení uspořilo 83,41−51,06 = 32,35 % ?
tis °C
bez tep. zisků při správné spotřebě tepla
19,0019,0019,0019,0019,0019,0019,0019,00
tis °C
s nekorig. tepelnými zisky 35 % při správné spotřebě tepla
23,5563






24,0491






23,8379
osazeny TRV




24,0491
osazeny TRV
Úspora klas. TRV
1144,3 GJ
13,12 %

23,6117
TRV + zateplení




24,0491
Úspora klas. TRV
740,52 GJ
13,12 %
zateplením
35 %
23,6117
TRV + zateplení




24,0491
Úspora klas. TRV
569,63 GJ
13,12 %
zateplením
50 %
tis °C
s korig. zisky 35 %
19,0019,0019,0019,0019,0019,0019,0019,00
Úspory z tep.zisků tis=19 °C

3051,6 GJ
35 %
tis=19 °C

1974,72 GJ
35 %
tis=19 °C

1519,01 GJ
35 %
Úspory zateplením tis=19 °C

0 GJ
0 %
tis=19 °C

2765,56 GJ
32,89 %
tis=19 °C

4067,57 GJ
48,38 %

Uspořit 48,38 + 35 = 83,38 % tepla proti nezateplenému stavu není snadné, ale je to reálné. Lze toho dosáhnout termohydraulickým projektem, který zabrání nechtěnému přetápění a zajistí předepsané průměrné vnitřní teploty objektů (nikoliv místností, ve kterých může být teplota vyšší ) 19 °C při plném využití působících tepelných zisků z oslunění, vaření, koupání, elektrospotřebičů a pobytu lidí, což klasicky projektovaná otopná soustava neumí. K dosažení těchto úspor tepla musí být použit nový software, stejně jako pro správné hodnocení efektivnosti úsporných opatření.

Projektanti si právem stěžují na denostupňovou (gradenovou) metodu, kterou bylo nutné nejprve zrevidovat a zpřesnit tak, aby poskytovala stejné výsledky spotřeb tepla jako základní výpočtové vztahy v odborné literatuře.

S tímto dvojím novým know-how můžeme dosáhnout skutečných úspor tepla, poprvé je rozlišit od úspor domnělých, problematiku úspor vysvětlit a naměřené spotřeby tepla vyhodnotit správně.

V TAB 1 je uveden příklad objektu s konkrétně naměřenými spotřebami tepla mezi roky 2001 až 2008, ve čtyřech hodnocených stavech.

  1. Při nezatepleném stavu objektu (rok 2001 – 9372 GJ/rok, tepelná ztráta 968,0977 kW = 100 %)
  2. Po osazení termostatických ventilů (rok 2003 – 4530 GJ/rok, tepelná ztráta 968,0977 kW = 100 %)
  3. S částečným zateplením (rok 2008 – 1484 GJ/rok, tepelná ztráta 629,2635 kW = 65 %)
  4. S úplným zateplením (rok 2008 – 1484 GJ/rok, tepelná ztráta 484,0489 kW = 50 %)

Pozn.: Rok 2008 se stejnou naměřenou spotřebou tepla při různých tepelných ztrátách objektu je uveden záměrně, aby bylo možné vyčíslit vliv tepelných ztrát na vnitřní tepelnou pohodu, reprezentovanou vnitřní průměrnou teplotou objektu.

Kde děláme chyby

Metody klasického hodnocení úspor tepla použitými opatřeními (instalací regulační techniky a zateplením) se provádějí přepočtem naměřených spotřeb tepla na tzv. „Normálový rok“, s vnější průměrnou teplotou odpovídající dlouhodobému normálu (většinou 30 nebo 50 let) a s konkrétním počtem dnů vytápění v daném normálovém roce. Součin počtu dnů d a rozdílu průměrné vnitřní a vnější teploty (tis − tes) se nazývá denostupeň a značí se , podle vztahu  = d ‧ (tis – tes).

Spotřeba tepla za období s počtem dnů d, s vnitřní teplotou tis, vnější teplotou tes a s tepelnou ztrátou objektu Qc vypočtenou při vnější výpočtové teplotě te, se pak pro nepřerušované vytápění (24 hod/den) počítá podle jednoduchého vztahu (1), uvedeného v různých obměnách v každé odborné literatuře.

vzorec 1(1)

 

Aby vztah (1) platil pro výpočet správné spotřeby tepla, musí být při výpočtu denostupňů  = d ‧ (tis − tes) a při výpočtu tepelné ztráty objektu Qc uvažována stejná vnitřní teplota.

Aby komparace spotřeb tepla ve dvou porovnávaných obdobích vypovídala o případné nadměrné spotřebě nebo o skutečné úspoře tepla, musí být v porovnávaných obdobích stejná i vnější teplota tes a proto se naměřená spotřeba (GJ/rok) převádí na tzv. „Normálový rok“ se stejnou vnější teplotou tes.

Úspory tepla jsou tedy vždy komparativní a lze je správně vyčíslit pouze z rozdílu hodnot naměřené spotřeby tepla, určeného za stejných podmínek (tj. se stejnou vnitřní a vnější teplotou).

Hodnota skutečné průměrné vnitřní teploty objektu tis se však v praxi vůbec nesleduje. Víme, kolik tepla jsme naměřili, přepočtem zjistíme kolik bychom naměřili v „Normálovém roce“, ale vůbec nevíme, za jakých podmínek byla přepočítávaná spotřeba tepla naměřena. Vzájemným porovnáním dvou takto stanovených „Normálových roků“ pak vyhodnocujeme dosažené „úspory tepla“ – a dostáváme nesmysly. Vykazujeme „úspory tepla“ tam, kde vůbec nenastaly, a skutečné úspory jsou chybnými výsledky naopak degradovány.

Například objekt s poloviční tepelnou ztrátou po zateplení musí za stejných teplotních a provozních podmínek fyzikálně vykazovat poloviční spotřebu tepla, ale v praxi běžně vykazuje spotřebu nižší, nulovou, nebo dokonce i vyšší než před zateplením. Taková situace pak degraduje zateplování budov, významně snižuje efektivnost projektů EPC a umožňuje hodnotit úsporná opatření na základě úplně chybných úvah, viz „úspory tepla“ po montáži termostatických ventilů 51,06 % v roce 2003, zatímco po odečtení těchto domnělých „úspor“ od celkových úspor 83,41 % po zateplení objektu v roce 2008 dojdeme k falešnému závěru, že samotné zateplení objektu znamenalo úsporu tepla jen 32,35 %, místo fyzikálně doložitelných 48,38 %.

Bylo by to úsměvné, kdyby nešlo o astronomické částky bankovních úvěrů na zateplování budov a o důležité podklady pro konstrukci energetické koncepce státu. Nesprávné výsledky chybného hodnocení efektivnosti úsporných opatření vedou k chybným závěrům, s nimiž pracují projektanti, provozovatelé otopných soustav, technici bytových družstev, dodavatelé tepla a nakonec i lidé, kroutící v bytech regulační technikou v mylném domnění, že byla vyvinuta právě pro jejich ruční manipulace a pro umělé snižování vnitřní teploty.

Matoucími hodnotami chybně stanovených „úspor“ však problém nekončí. Za „úspory tepla“ chybně považujeme jakékoliv snížení spotřeby, bez ohledu na okrajové podmínky. Zkusme vytápění vypnout a podívejme se na výsledek rovnice (1). Při vypnutém vytápění se vnitřní teplota vyrovná s vnější teplotou (tis = tes) a hodnota zlomku bude nula, takže nulová bude i spotřeba tepla. Převedeme-li tuto nulu na Normálový rok, získáme opět nulu. Provedeme-li totéž v dalším porovnávaném období, získáme opět nulu a úspora tepla (jako rozdíl dvou nul) je nula. Při vypnutém vytápění tedy k žádným fyzikálně zdůvodněným „úsporám tepla“ nedochází.

Nedochází k nim ani v případě, je-li vnitřní teplota menší, než s jakou byla počítána tepelná ztráta objektu Qc, která je v rovnici (1) obsažena a proto snižováním vnitřní teploty bytů teplo nešetříme. Teplo při stejné tepelné ztrátě nezatepleného nebo zatepleného objektu fyzikálně šetříme pouze snižováním jeho spotřeby při plném zachování původní vnitřní teploty.

Tepelná ztráta objektu Qc se počítá buď podrobným výpočtem tepelných ztrát (v tom případě se uvažují konkrétní teploty vytápěných místností) nebo zjednodušeně „obálkovou metodou“ a v tomto případě se rozdílné teploty vytápěných a nevytápěných místností nahrazují průměrnou vnitřní teplotou objektu tis = 19 °C, která neznamená, že na 19 °C jsou vytápěny obytné místnosti.
Pokud však byla tepelná ztráta objektu vypočtena s průměrnou vnitřní teplotou 19 °C, musí být pro výpočet správné spotřeby tepla v čitateli i ve jmenovateli zlomku rovnice (1) dosazena hodnota tis = 19 °C. Také počet denostupňů musí odpovídat vnitřní teplotě 19 °C, a proto se značí D°19.

Tyto skutečnosti musejí být plně respektovány i při opačném postupu, kterým je zpracování naměřených spotřeb tepla za účelem hodnocení dosažených úspor tepelné energie.

Chceme-li správně hodnotit úspory tepla dosažené různými opatřeními (zateplením nebo regulací) podle naměřených spotřeb tepelné energie a nepracovat při ekonomických výpočtech úspor s „nesmysly“, musejí být tyto výpočty vztaženy nejen ke stejné vnější teplotě (kvůli které se naměřená spotřeba tepla přepočítává na Normálový rok), ale i ke stejné vnitřní teplotě, k níž se váže tepelná ztráta objektu, což odborné firmy nečiní. Potom nám nevyjdou „úspory tepla“ termostatickými ventily 51,06 % a zateplením pouhých 32,35 %. Snížení spotřeby tepla při nevytápění nebo při nedostatečném vytápění objektu pak nebudeme prezentovat jako „úsporu“, která ve skutečnosti vůbec nenastala. Nevyjde nám také, že po zateplení objektu bude spotřeba tepla 16,59 % odpovídat jeho správnému vytápění a nebudeme tvrdit, že jsme těchto „úspor“ dosáhli instalací regulační techniky a zateplením objektu dokud nedokážeme, že při této spotřebě tepla byla průměrná vnitřní teplota objektu 19 °C.

Je to zvlášť důležité při výpočtech ekonomické návratnosti investic i při režírování projektů EPC a je podivné, že mnohé „renomované firmy“ v rámci EPC pracují s naměřenými spotřebami tepla při různých vnitřních teplotách, přičemž s vážnou tváří tvrdí, že je to správné a poškozují tak samy sebe.To vše dokazuje naprostý zmatek i v řadách odborníků, natož pak u představitelů SBD a SVJ, pro které se to vše realizuje a kterým právem záleží na účelnosti vynaložených investic.

Zpracování naměřených spotřeb tepla

Klasické zpracování naměřených spotřeb tepla racionální hodnocení efektivnosti úsporných opatření neumožňuje. Při klasickém zpracování nevíme:

  1. Kolik tepla se uspořilo vlastním zateplením budovy a jaká je návratnost investice do zateplení
  2. Kolik tepla se uspořilo vlastní regulační technikou a jaká je návratnost investice do RT
  3. Na jakou vnitřní teplotu byl v časovém úseku měření objekt vytápěn
  4. Zda je objekt vytápěn nad hranicí destrukční vnitřní teploty, při jejímž podkročení vznikají plísně a nevratné poškození stavebních konstrukcí i otopné soustavy zbytečnou dilatací

Naměřenou spotřebu tepla neumíme rozklíčovat na jednotlivé položky a určit, kde jsou další rezervy úspor teplené energie. Má-li například objekt po zateplení tepelnou ztrátu 50 % a měřením vyhodnocené „úspory tepla“ činí 30 %, neumíme určit, že instalovaná regulační technika je vlastně nefunkční a pracuje dokonce se zápornou účinností. Neumíme proto rozhodnout, zda tuto techniku stačí jen správně seřídit, nebo je nutné ji vyměnit a neumíme správně rozhodovat v řadě dalších případů. Většina firem takové případy řeší bez jakékoliv analýzy okamžitou náhradou za novou regulační techniku, která je při klasickém projektování opět špatně seřízena a problémy se opakují. Návštěvy „odborných firem“, zabývajících se diagnostikou a řešením poruchových stavů, jsou pak ještě zbytečnější, protože z nesprávného vyhodnocení spotřeb tepla a jen z naměřených chybných parametrů klasicky projektované soustavy diagnostiku provádět vůbec nelze.

To všechno představuje zbytečné investice. Hlavně je to však bezprecedentním pošlapáním kreativity energetických auditorů a projektantů, kteří nemají k dispozici prakticky žádný nástroj pro určení správných opatření k dosažení skutečných úspor tepla a výsledkem je pak „odborné“ prohlášení představitele teplárenských společností, že „možnosti k dosažení úspor tepla jsou v podstatě již vyčerpány“, právem napadnuté replikou „vrtěti psem po teplárnicku“. Zřejmě se budeme muset ve vytápění víc učit, víc sami přemýšlet a méně kývat na nedomyšlené návody přicházející z EU, které význam vnitřní teploty při měření spotřeby tepla ignorují.

Důvodů, proč nutně potřebujeme znát při jaké vnitřní teplotě byla spotřeba tepla naměřena, je tedy mnoho.

Zjistit průměrnou vnitřní teplotu objektu v časovém úseku měření jednoduchou úpravou vztahu (1), je podle vztahu (2) snadné.

Vzorec 2(2)

 

kde

tism
je vnitřní průměrná teplota objektu v časovém úseku měření [°C]
ti
je vnitřní teplota objektu, se kterou byly počítány tepelné ztráty (19 °C) [°C]
te
je vnější teplota, se kterou byly počítány tepelné ztráty [°C]
tes
je vnější průměrná teplota v časovém úseku měření [°C]
ε
je součinitel [-] – u nepřerušovaného vytápění s běžnými konstrukcemi = 1
Qm
je naměřená spotřeba tepla [GJ/rok]
Qzisky
je celková hodnota vnějších a vnitřních tepelných zisků [GJ/rok]
Qc
je tepelná ztráta objektu [kW]
d
je počet dnů vytápění v časovém úseku měření [-]
24
je počet hodin vytápění za den [hod]
 

Příklad pro správnou spotřebu tepla Qsp = Qm = 4340,0355 GJ/rok, při tepelných ziscích 1519,0124 GJ/rok (35 %), v objektu s tepelnou ztrátou 484,0489 kW při ti = 19 °C a s počtem dnů vytápění 223, v normálovém roce 2008 N s vnější průměrnou (normálovou) teplotou 4,57396 °C:

Vzorec 3 = 24,049 °C s nekorigovanými tepelnými zisky

 

a naopak při skutečně naměřené spotřebě tepla, bez působení tepelných zisků:

Vzorec 4 = 10,048 °C

 

Vidíme, že snížení spotřeby tepla z 9926,065 GJ v normálovém roce 2001 N na spotřebu 1646,897 GJ v normálovém roce 2008 N (tj. dosažení úspor 83,41 %) zde není výsledkem funkce regulační techniky a zateplení objektu. Jde o úspory domnělé, kterých bylo dosaženo porušením vnitřní tepelné pohody.

Za těchto podmínek nemůže žádná z tzv. “renomovaných stavebních firem“ říct, jakých úspor tepla bylo vlastně dosaženo zateplením budovy a žádná z tzv.“renomovaných topenářských firem“ říct, kolik tepla vlastně ušetřila instalovaná regulační technika.

Téměř žádná z „renomovaných firem“, se kterými jsme hovořili, nebyla schopna vnitřní teplotu při měření určit a není schopna také říct, jaká je správná spotřeba tepla objektu, ani kde leží hranice spotřeby, odpovídající tzv.“destrukčnímu provozu vytápění“.

Rovnicí (1) lze přitom ověřit, že vnitřní teplota při měření tism = 10,0482 °C je správná a odpovídá naměřené spotřebě 1646,89 GJ/rok.

Vzorec 5 = 1646,89 GJ/rok

 

Destrukčním provozem označujeme stav, kdy průměrná vnitřní teplota objektu klesne pod 16 °C, tj. cca pod teplotu rosného bodu vzduchu. Kondenzovaná vlhkost na povrchu stavebních konstrukcí umožňuje vznik plísní a mikroporézním působením tyto konstrukce narušuje.

Zjištění minimální spotřeby tepla Qmin, při které destrukce objektu ještě nehrozí je opět snadné, buď z rovnice (1)

Vzorec 6 = 3437,49 GJ/rok bez tepelných zisků

 

nebo přímým přepočtem ze správné spotřeby tepla Qsp = 4340,0355 GJ v normálovém roce 2008 N.

Vzorec 7 = 3437,49 GJ/rok bez tepelných zisků

 

Je-li hodnota naměřené spotřeby tepla v normálovém roce 2008 N nižší než 4340,0355 GJ/rok, tak lidé zavírali otopná tělesa. Je-li tato hodnota nižší než 3437,49 GJ/rok, byla přitom otopná soustava provozována navíc v režimu destrukčního provozu, který by neměl být tolerován, nemají-li vzniknout plísně.

Proč nevytápět objekt v režimu destrukčního provozu

Destrukční provoz soustavy s průměrnou vnitřní teplotou objektu například 10,0482 °C znamená, že některá otopná tělesa byla po delší čas uzavřena, což kromě výše popsaného rizika vzniku plísní přináší řadu dalších negací.

Stoupačky s uzavřenými tělesy chladnou, náhlým otevřením těles se prudce ohřívají a vzniká dilatační hluk. Protože „otevření těles“ není provedeno na správný průtok a protože při celkovém nižším průtoku na patách stoupaček nejsou regulátory diferenčního tlaku schopny plně eliminovat tlakové přebytky, vzniká v nadměrně otevřených tělesech i v potrubí trakční hluk, vyvolaný lokálními nadprůtoky.

Otevíráním a zavíráním těles vznikají dilatační šoky, kterými se podstatně snižuje životnost soustavy, která se zbytečným chladnutím a prudkým ohříváním doslova láme.

Otevírání těles s lokálními nadprůtoky je přitom někdy dokonce nutné, protože sousední byt s uzavřenými tělesy pro nás znamená nadměrné tepelné ztráty, na které nejsou otopná tělesa projektována a platíme víc než bychom museli aniž bychom se ohřáli, přičemž se soused pouze domnívá, že „šetří“.

Zavíráním a otevíráním těles se hrubým způsobem porušují projektované hydraulické poměry ve vnitřních otopných soustavách i vnějších distribučních sítích, soustavy nemohou fungovat ekonomicky a někdy dokonce vůbec, protože náhodné nastavení termostatických hlavic vytváří zkratové průtoky, při kterých se topná voda na jiná tělesa nedostává. V bytech nemáme totiž vytápění lokální s možností plnit libovolné lokální požadavky uživatelů, ale máme vytápění ústřední, fungující správně pouze při dodržení projektovaných parametrů celé soustavy, čehož si zřejmě prodavači regulační techniky pro ústřední vytápění za více než 30 let nepovšimli a proto kroucení s hlavicemi termostatických ventilů tvrdošíjně doporučují.

Uživatelské nastavení termostatických hlavic na libovolné hodnoty zcela likviduje schopnost termostatických ventilů automaticky šetřit teplo a tento původní cíl jejich vývoje se změnil na ruční regulaci s nezajištěnými úsporami tepla. Ruční regulací dosahujeme buď domnělých „úspor tepla“ s poklesem vnitřní teploty o 10 i více stupňů (při kterém jsme vyhodili oknem peníze za automatickou regulační techniku), nebo naopak s přetápěním objektů až o 7 °C, při kterém jsme vyhodili oknem peníze za zateplení.

Pročetli jsme tisíce stran Energetických Auditů, jejichž jediným cílem je návrh opatření pro dosažení energetických úspor, hlavně tepla. Aby hodnocení úspor tepla navrženým opatřením (zateplením) mohlo být provedeno odpovědně, je k tomu potřebné znát tepelnou ztrátu objektu před zateplením a po něm. Obě tyto nejdůležitější hodnoty, umožňující komparaci, jsme v EA téměř nikdy nenašli. Je to hloupost, nebo záměr? Výpočtem vlivu tepelných zisků dospějeme téměř vždy k hodnotám 35 % a vyšším, v zateplených budovách dokonce až 55 %, které by mohly znamenat úsporu tepla jejich plným využitím. V EA se však běžně uvažuje s tepelnými zisky 10 %. Je to hloupost, nebo záměr?

Podrobným výpočtem tepelných ztrát zjistíme, že například typové objekty VVÚ-ETA průměrně po zateplení vykazují tepelnou ztrátu 50 %, včetně intenzity výměny vzduchu i = 0,6 ‧ h−1 a v případě těsně uzavřených oken ještě cca o 15 % až 20 % menší. I kdyby regulační technika vůbec nefungovala a tepelné zisky byly trvale nulové (stále by byla noc, žádné elektrospotřebiče, koupání, vaření ani žádní lidé), měly by zateplené objekty při zachování původní vnitřní teploty vykazovat úsporu cca 50 % a v případě plného využití 35 % tepelných zisků dokonce úsporu 85 %. Jak je tedy možné, že „renomovaná firma“ se specialisty na zateplení budov bez uzardění mluví o celkových úsporách „25 % až někdy i těch 50 %“? Takové „úspory“ by totiž svědčily o tom, že regulační technika vůbec nefunguje (dokonce pracuje se zápornou účinností) a nefunguje ani vlastní zateplovaní systém. Proměnnou složkou jsou totiž pouze tepelné zisky (v TAB. 1 pro srovnání uvažovány shodné), ale úspory tepla zateplením objektu jsou téměř konstantní a mohou se lišit jen počtem dnů vytápění jednotlivých normálových roků.

Správné hodnocení ekonomiky provozu vytápění po realizaci úsporných opatření je nejdůležitějším článkem v celém procesu našeho boje o úspory tepla. Je nutné pro správné vyčíslení účinnosti zateplovacích systémů, účinnosti instalované regulační techniky, návratnosti vložených investic, splatnosti bankovních úvěrů, pro lidi ve smyslu správné tepelné pohody a nepoškozeného bytového fondu, a dokonce i pro dodavatele tepla. Je nutné i pro rozhodnutí, zda a jak otopnou soustavu upravit. Klasicky projektované úpravy otopných soustav plně využít tepelných zisků nedovedou, umožňují nedotápění i nechtěné přetápění a výsledkem mohou být po zateplení objektů i úspory nulové. Klasické úpravy tedy k nápravě nevedou.

Z TAB 1 plyne, že snížení spotřeby tepla z 9926,065 GJ v normálovém roce 2001 N na spotřebu 1646,897 GJ v normálovém roce 2008 N (tj. dosažení „úspor“ 83,41 %), dosáhneme bez tepelných zisků buď při průměrné vnitřní teplotě tis = 10,0482 °C – se všemi negativními důsledky, nebo téměř stejných úspor tepla (71,6 %) dosáhneme při průměrné vnitřní teplotě tis = 19 °C a při spotřebě pouhých 4340,0355 − 1519,01 = 2821,0255 GJ/rok, protože termohydraulicky seřízená soustava veškeré tepelné zisky uspoří automaticky.

Rozhodneme-li se i přesto snížit vnitřní tepelnou pohodu a vytápět objekt na hranici destrukčního provozu (tis = 16 °C), pak u soustavy TH snížíme spotřebu tepla na 3437,49 − 1519,01 = 1918,48 GJ/rok, což představuje spotřebu
1918,48/9926,065 ‧ 100 = 19,32 % a úsporu tepla (proti roku 2001 N) 80,68 %.

S úsporou tepla 80,68 % soustavou TH si však nezničíme bytový fond, nebudeme mít plísně, nebudeme trpět hlukem a nebudeme trpět zimou.

Úspory z tepelných zisků

Hodnota celkových tepelných zisků 1519,01 GJ v normálovém roce 2008 N činí 35 % celoroční spotřeby tepla na vytápění a pro porovnání výsledků V TAB. 1 byla procentuelně uvažována stejná i pro nezateplený stav objektu, i když absolutní hodnota tepelných zisků by se v objektu s poloviční tepelnou ztrátou měla projevit dvojnásobně. Nebo naopak, pokud v zatepleném objektu činí podíl tepelných zisků 35 %, v nezatepleném objektu by měl tento podíl činit 17,5 %, což by bylo podstatně méně, než vyplývá z modelových výpočtů a světových studií. Z modelových výpočtů i z praktického hodnocení naměřených spotřeb tepla byly v plně obydlených objektech získány průměrné hodnoty tepelných zisků 32 % u nezateplených budov a 43 % až 56 % u budov zateplených.

Reálné tepelné zisky jsou silně proměnné v čase, přičemž okamžité zisky mohou i značně převyšovat tepelnou ztrátu místností. V každém případě se však úspory z tepelných zisků a zateplením sčítají a jsou-li celkové úspory menší než zateplením (cca 50 %), je něco špatně a většinou to je otopná soustava.

SOOS (technologie řízení spotřeby tepla na základě Sofistikované Optimalizace Otopné Soustavy)

 

Netrpět zimou ani trakčním hlukem, nevynakládat žádné investice na dodatečné hydraulické vyvažování nebo neúspěšnou diagnostiku, a přitom šetřit teplo víc než ostatní, vyžaduje seřídit soustavu tak, aby při vzestupu vnitřní teploty o 1,3 °C automaticky uspořila 40 % tepla a při vzestupu o 2 °C se automaticky odpojila, znamená seřídit soustavu termohydraulicky. Tím je otopná soustava hydraulicky i termicky plně vyvážena a může reagovat na tepelné zisky plnými úsporami tepla. V případě nadměrného přísunu tepla z tepelného zdroje je částečně odstraněn i dilatační hluk, ale nemůže být odstraněn úplně, protože soustava v tomto případě pracuje v cyklickém režimu ON-OFF a úplné odstranění dilatačního hluku vyžaduje, aby ohřívání a chladnutí potrubí bylo pozvolné.

Úplné odstranění dilatačního hluku je možné, pokud soustava pracuje se správnou vstupní teplotou. Nezávisle na dodavateli tepla to zajistí stanice SOOS – a nejen to. Instalace SOOS zajistí navíc lepší parametry než vybudování vlastní kotelny, ale o polovinu levněji a bez překonávání legislativních bariér. Teplo se z CZT odebírá dál, ale o jeho množství a o pracovních parametrech otopné soustavy (včetně teploty v bytech) plně rozhoduje nezávislý odběratel. Má-li odběratel projekt TH a stanici SOOS, pak už nikdy nebude potřebovat žádný „nový projekt soustavy“ při výměně armatur za nový typ nebo při výměně otopných těles, nebude potřebovat žádnou další diagnostiku ani vyvažování a stane se pánem nad tepelnou pohodou i nad úsporami tepla. Už nikdy nebude platit za „zbytečné návštěvy odborníků, radících každou chvíli něco jiného“, protože vše bude jednoduše kontrolováno a řízeno z jednoho bodu, i na dálku.

Spojení TH + SOOS se tak konečně stalo komplexním řešením úsporného vytápění panelových domů, bez ohledu na stav jejich zateplení a šetřit mohou všichni, včetně dodavatelů tepla. Rozdíl proti konkurenčnímu klasickému řešení parametrů soustav na jejich počátku je přitom značný, protože klasicky řešené soustavy s TRV neposkytují elektronické regulaci správné hodnoty signálních veličin pro řízení tepelného výkonu. Dosažení plných úspor tepla klasickými domovními stanicemi je proto fyzikálně nemožné a TH + SOOS představuje novou generaci řešení úspor na počátku otopných soustav.

Co je špatně u dodavatelů tepla

Graf 1

CZT pracuje na jednoduchém principu. Vyrobit a dodávat právě takové množství tepla, které je potřebné k dosažení legislativou požadovaných vnitřních teplot vytápěných objektů – a všimněte si, že nikoliv „jakýchkoliv teplot“. S příchodem tržního hospodářství se CZT ocitlo na křižovatce. Buď vyrábět a prodávat co nejvíce tepla, nebo jej vyrábět co nejméně a přitom požadavky legislativy na vytápění plně uspokojit. Vybralo si cestu první – špatnou. Došlo k fatálnímu střetu zájmů a hromadné nasazení regulační techniky se zateplováním budov se pro CZT stalo „třídním nepřítelem“. Z GRAFU 1 můžeme vidět, k čemu obě cesty vedou.

První cesta vede samozřejmě k růstu cen tepelné energie, protože je spojena s rostoucími cenami vstupů, ale hlavně s výrobou i distribucí nadměrného množství tepla, které nikdo nechce a jeho odběr bude stále klesat.

Ve druhé cestě s postupujícím zateplováním budov potřeba tepla také klesá, ale pro zajištění legislativou požadované vnitřní teploty je v konečné fázi zateplování potřebná jen polovina paliva bez využití tepelných zisků a asi 20 % až 25 % paliva s jejich využitím. U soustav TH, které dovedou tepelných zisků plně využít, potřebujeme v konečné fázi zateplování tedy nakupovat pouze 20 % až 25 % paliva a 75 % až 80 % paliva lze prostě ušetřit. Ekonomicky to vyhoví spotřebitelům i dodavatelům tepelné energie a současně životnímu prostředí. Snížení teploty vody z 90 °C na 60 °C pro vytápění a na 75 °C pro TUV znamená podstatné prodloužení životnosti všech tepelných zařízení a další úspory. Druhá cesta by zabránila i dalšímu prudkému zvyšování cen po přechodu na plynná paliva a jednalo by se přitom o úspory z energie nevyrobené, tedy o úspory nejlevnější.

První cesta v GRAFU 1 zobrazuje nárůst ceny tepla podle skutečné fakturace konkrétního odběratele, uvedené v TAB.1.

Druhá cesta v GRAFU 1 zobrazuje trend vývoje ceny tepla za předpokladu, že by cena spalovaného uhlí mezi roky 2001 až 2008 vzrostla na 240 % a potřeba tepla by v konečné fázi zateplování budov klesla na 20 % (tj. s plně využitými tepelnými zisky seřízením TH).

Graf 2

O absolutních hodnotách reálného vývoje cen tepla lze jistě diskutovat, ale dodavatel tepla by těžko zdůvodňoval nárůst ceny tepelné energie na 513/123 ‧ 100 = 417,07 %, když by nakupoval o 80 % paliva méně. Reálnost ceny 135 Kč/GJ lze ve druhé cestě ukázat na orientační struktuře ceny za 1 GJ tepla.

 

V roce 2001 byla spotřebitelská cena 123 Kč/GJ a promítaly se do ní všechny dílčí vstupy z GRAFU 2. Cena paliva přitom činila 123 ‧ 0,57 = 70,11 Kč/GJ. Kdyby cena paliva do roku 2008 vzrostla na 240 %, činila by 168,26 Kč/GJ a při spotřebě paliva 20 % by náklady za palivo činily 33,65 Kč/GJ. Po přičtení ostatních nesnížených nákladů by cena tepla v roce 2008 činila 33,65 + 52,89 = 86,54 Kč/GJ a nikoliv 513 Kč/GJ.

Pokud by spotřebitel platil 135 Kč/GJ, získal by dodavatel tepla 135/86,54 ‧ 100 = 156 % finančních prostředků a při stejných vedlejších nákladech by vykazoval o 56 % větší zisk. Skutečný zisk z výroby a distribuce tepla by byl ovšem větší, protože při poklesu teploty vody z 90 °C na 60 °C až 75 °C pro vytápění zateplených budov a přípravu TUV, by se významně prodloužila životnost všech tepelných zařízení. I kdyby vedlejší náklady přitom zůstaly stejné, vydělal by dodavatel tepla na druhé cestě o 56 % více.

Spotřebitel tepla by přitom platil o 513 − 135 = 378 Kč/GJ méně a jeho náklady za teplo by klesly na 135/513 ‧ 100 = 26,3 %, takže 73,7 % na vytápění by ušetřil. Cena 135 Kč/GJ je tedy výhodná pro obě strany.

První cesta byla zvolena když se zjistilo, že klasicky projektované TRV neuspoří očekávaných 40 % tepla (vliv tepelných zisků podle zahraničních studií), ale jen 12 %. Dnes už ale klasicky otopné soustavy neprojektujeme, plně využít 40 % tepelných zisků k úsporám tepla dokážeme a druhá cesta se stala skutečností. Úspory druhou cestou se přitom střízlivě odhadují na 10 mld Kč/rok. Z promrhaných miliard se nepatrný zlomek mohl věnovat na rozšíření TH mezi odborníky a GRAF 1 dnes mohl být zelený. Od roku 2001 tak bylo možné ušetřit 100 miliard Kč a teplárenství nemuselo přemýšlet, co dál. Mohla se v praxi uplatnit logická posloupnost – čím více zateplených domů a čím lépe fungující regulace, tím méně tepla potřebujeme a tím méně peněz stojí jeho výroba a distribuce. „Teplárenská logika“ však prezentuje lidem závěr přesně opačný. Je to hloupost, nebo záměr?

První cesta je odsouzena k zániku, protože překročení ceny 500,– Kč/GJ je limitem sociálním a 700,– Kč/GJ limitem politickým, vedoucím k zavírání otopných těles, které bude podle TAB.1 znamenat destrukci bytového fondu i nálady lidí. Na obojí jsme nechápající, neslyšící, nevidoucí a zřetelně namyšlené odborníky CZT upozorňovali včas, ale marně.

Závěr

Začali jsme poukázáním na nesprávné hodnocení efektivnosti úsporných opatření, ukázali jsme hodnocení správné a nastínili jsme koncepci úspor skutečných, výhodných pro spotřebitele i pro dodavatele tepla. Vědět, jaký ekonomický přínos jednotlivá opatření skutečně mají a jakými cestami jej můžeme dosáhnout, je v současné době důležitější než odborné hašteření, takže připojujeme výzvu ke konstruktivní spolupráci.


Autor své znalosti využívá i v praxi a v oblasti panelových domů provádí:

  1. Vyhodnocení úspor zateplením a funkcí stávající regulační techniky v zateplených i nezateplených budovách.
  2. Projekty termohydraulického seřízení a termického vyvážení soustav pro dosažení maximálních úspor tepla v zateplených i nezateplených panelových domech.
  3. Projekty pro nápravu funkce vytápění.
  4. Poradenství v oblasti vytápění panelových domů.

e-mail: centrotherm@seznam.cz, T 286 591 550, M 607 660 843

 
Komentář recenzenta
Ing. Vladimír Galád
Vykazování úspor je skutečně „ošemetná záležitost“. Sám jsem se setkal s řadou prohlášení o dosažené výši úspor a často slyším od konzumentů tepla větu: „Stále něco instalujeme na dosažení úspor, ale stále platíme ročně stejnou výši peněz“. V jednom případě se po zateplení mělo docílit cca 50 % úspor tepla, skutečná spotřeba klesla podle zástupce zatepleného domu o cca 40 %, ale při převodu na normálový rok to bylo jen 31 %.
V jiném případě se v posledních asi 5 letech platí ročně zhruba stejné přepočítané náklady, přitom přepočítaná spotřeba klesla o cca 30 %, ale cena vzrostla také o 30 %. Zde vidíme, že kdybychom nic nedělali, náklady by oproti původním srovnávacím byly o více jak 60 % vyšší. Bohužel provedená opatření na úsporu také stojí peníze, tudíž lze říci, že sice přímé náklady v daném případě nerostly, ale skryté (za opatření v domě) ano.
Příspěvek autora je tedy vhodným podnětem k zamyšlení.
English Synopsis
Heat savings - real, alleged, and misleading

Making sense of saving heat is difficult even for experts, let alone for the Laity. When we don't heat an object, is it to save 100 % or nothing? Making sense of savings means working with the measured consumption, the transfer values ​​for the normal year and saving heat show in the difference between the values ​​of normal years. Check with us to turn out such assessments.

 

Hodnotit:  

Datum: 12.12.2011
Autor: J.V.Ráž, DiS.   všechny články autora
Recenzent: Ing. Vladimír Galád



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (10 příspěvků, poslední 05.01.2012 15:49)


Projekty 2014

Související rubriky

Reklama






Partneři oboru

logo DANFOSS
logo FV PLAST
logo THERMONA
logo ENBRA logo DAIKIN

E-mailový zpravodaj

WebArchiv - stránky archivovány národní knihovnou ČR

Spolupracujeme

logo Asociace odborných velkoobchodů

Nejnovější články

 
 
 

Aktuální články na ESTAV.czUspořádání interiéru ovlivňuje biogeografii mikrobůGigaset uvádí chytrého hlídače domácnosti s ostrýma očimaErgonomie, věda o rozměrech a poměrech - lidské tělo