Panelové domy 4 – Průměrné tepelné zisky a ekonomika vytápění
Pro hodnocení efektivnosti úsporných opatření při vytápění panelových domů je třeba jednotlivé složky sdílení tepla mezi vnějším a vnitřním prostředím rozklíčovat a definovat okrajové podmínky technicko-ekonomických výpočtů. Vyhodnocená účinnost úsporných opatření musí zohledňovat vnější i vnitřní teplotu objektu a hodnotu průměrných tepelných zisků, při kterých byla spotřeba tepla naměřena. Článek jednotlivé složky analyzuje a předkládá průměrné hodnoty.
Vstupní data pro období 2010–2011
Zateplený objekt VVÚ-ETA, tepelná ztráta včetně větrání 100 kW, při průměrné vnitřní teplotě objektu zajišťované soustavou tis = 19 °C. Vnější výpočtová teplota te = −12 °C, průměrná vnější teplota v otopném období tes = 4,97 °C Cena tepla u spotřebitele 550 Kč/GJ, spotřeba tepla na vytápění Qdsp = 828,98 GJ/rok, počet dnů vytápění d = 212.
Výstupní data pro zateplený objekt při tis = 19 °C
Průměrné tepelné zisky působící do vnitřního prostoru objektu:
solární = 273,56 GJ/rok = 33 %
elektrospotřebiče = 72,95 GJ/rok = 8,8 %
pobyt lidí = 63,83 GJ/rok = 7,7 %
plynové spotřebiče = 27,36 GJ/rok = 3,3 %
koupání (TV) = 18,24 GJ/rok = 2,2 %
Celkové = 455,94 GJ/rok = 55 %
Fakturace za vytápění na tis = 19 °C bez tepelných zisků = 455 939 Kč/rok = 100 %
Fakturace za vytápění na tis = 19 °C s plným využitím tepelných zisků = 205 172 Kč/rok = 45 %
Úspory tepla seřízením TH a termickým vyvážením soustavy při vytápění na tis = 19 °C činí 55 %
Úspory nákladů na vytápění seřízením TH a termickým vyvážením při tis = 19 °C činí 250 767 Kč/rok
1 °C bez úspor z tepelných zisků stojí uživatele objektu 32 497,55 Kč/rok.
GRAF 1 ukazuje, že například pobyt lidí zvýší průměrnou vnitřní teplotu objektu o 1,08 °C, oslunění o 4,6 °C a celkové tepelné zisky o 7,7 °C.
Využitím průměrných tepelných zisků lze v objektu s tepelnou ztrátou 100 kW bez snížení vnitřní teploty uspořit v období 2010–2011:
- z oslunění 150 458 Kč/rok
- z provozu elektrospotřebičů 40 123 Kč/rok
- z pobytu lidí 35 107 Kč/rok
- z plynových spotřebičů 15 048 Kč/rok
- z koupání 10 032 Kč/rok
CELKEM 250 768 Kč/rok = 55 % z celoroční fakturace za vytápění lze v zatepleném objektu uspořit termohydraulicky seřízenou otopnou soustavou s termickým vyvážením koncových bodů, bez jakéhokoliv vypínání otopných těles a snižování teploty místností. Termohydraulika přitom však v žádném případě neznamená klasické řešení soustavy se zajištěním požadovaných teplot topné vody, tj. další investicí do lokální ekvitermní regulace objektu, jak bývá uživatelům soustav občas některými firmami TH mylně prezentována. Úspor se musí dosahovat v koncových bodech soustavy kde působí tepelné zisky, nikoliv na jejím počátku. Při skutečné TH všechna otopná tělesa pracují s odlišnými parametry, než při firmami nabízeném „termohydraulickém“ řešení, a proto lze skutečnou TH tepelných zisků plně využít.
Příklad zpracování klimatických údajů pro jiné období
Kromě teplotních klimatických údajů naměřených v příslušných měsících otopného období, je při výpočtu spotřeby tepla potřebné zohlednit i počet dnů vytápění, který je určen definovaným poklesem vnější teploty pod hodnotu tem. Proto je potřebné v základní rovnici pro výpočet celoroční spotřeby tepla použít vážený průměr vnějších teplot a nikoliv aritmetický průměr vnějších teplot.
Způsob určení váženého průměru vnějších teplot v otopném období a v příslušném Normálovém roce, ukazuje TAB.1.
| Převod období na normálový rok měsíc | Otopné období 2009/2010 meteo | 30 let NORMÁL klimat | ||
|---|---|---|---|---|
| Denostupně D19 °C dny*(19-tesm) | Doba vytápění [dny] | Denostupně D19 °C dny*(19-tesr) | Doba vytápění [dny] | |
| 9/2009 | 0 | 0 | 4,20 | 1 |
| 10/2009 | 205,80 | 21 | 288,30 | 31 |
| 11/2009 | 336,00 | 30 | 438,00 | 30 |
| 12/2009 | 573,50 | 31 | 561,10 | 31 |
| 1/2010 | 688,20 | 31 | 616,90 | 31 |
| 2/2010 | 523,60 | 28 | 509,60 | 28 |
| 3/2010 | 427,80 | 31 | 446,40 | 31 |
| 4/2010 | 207,50 | 25 | 294,00 | 30 |
| 5/2010 | 104,40 | 18 | 43,20 | 9 |
| Výpočet rok D°19 | ΣD19 = 3066,80 | Σ = 215 | ΣD19 = 3201,70 | Σ = 222 |
| Aritm.průměr tes | 61,1 / 9 = 6,79 °C | 57,7 / 9 = 6,4111 °C | ||
| (215*19) − 3066,80 = 1018,20 | (222*19) − 3201,70 = 1016,30 | |||
| Vážený průměr tes | 1018,20 / 215 = 4,7358 °C | 1016,30 / 222 = 4,5779 °C | ||
V základním vztahu (1) pro výpočet spotřeby tepla v období 2009–2010 bez tepelných zisků je třeba použít váženého průměru celoroční vnější teploty 4,7358 °C.
(1) = 854,75 GJ/období 2009–2010
Čitatel zlomku 215*(19-4,7358) = 3066,80 pak odpovídá uváděnému počtu denostupňů za rok ΣD19 = 3066,80 a základní vztah (1) poskytuje stejný výsledek jako výpočet pomocí denostupňů. Pokud by byl ve vztahu (1) použit aritmetický průměr vnější teploty 6,79 °C, měl by součet denostupňů v jednotlivých měsících 2009–2010 hodnotu ΣD19 = 3066,80, ale spotřeba tepla podle vztahu (1) by činila
= 731,65 GJ/období 2009–2010
Počet denostupňů z čitatele zlomku základního vztahu by činil chybných ΣD19 = 2625,15 a neodpovídal by součtu denostupňů v jednotlivých měsících, uvedenému v TAB.1.
Výpočet celoroční spotřeby tepla proto vyžaduje, pracovat s váženým průměrem celoroční vnější teploty a v období 2010–2011 činí správná spotřeba tepla (totožná s výpočtem podle základního vztahu)
= 828,98 GJ/období 2010–2011
Ve vztahu ke správné spotřebě tepla se pak uvádějí i procentní body dílčích a celkových tepelných zisků, působících na vnitřní klima objektu.
Odběr tepla z tepelného zdroje při působení tepelných zisků
GRAF 3 obsahuje spotřeby tepla (GJ/rok) při působení průměrných dílčích i celkových tepelných zisků v objektu s tepelnou ztrátou 100 kW a rozdíly hodnot vyjadřují úspory tepla při stálé vnitřní teplotě objektu 19 °C. Spotřeba tepla podle vztahu (1) činí 828,98 GJ/rok a tuto spotřebu termohydraulické seřízení soustavy při působení tepelných zisků celkově sníží na 373,04 GJ/rok, aniž by klesla vnitřní teplota místností a hlavně bez změny teplot vody na vstupu do otopné soustavy. Při skutečném termohydraulickém řešení a seřízení soustavy není z hlediska úspor tepla změna teplotních parametrů vody vůbec potřebná. Kvalitativní subregulace objektu s vlastním čerpadlem a směšovacím ventilem má jiný význam, než jaký bývá uživatelům soustav občas prezentován.
Pomoc zástupcům SVJ
Úspory tepla v GRAFU 3 jsou u správně termohydraulicky seřízené soustavy automatické, vyplývají ze správné funkce bytové regulační techniky a instalaci dodatečné domovní nebo zónové kvalitativní (ekvitermní) regulace se směšovacím ventilem, vlastním oběhovým čerpadlem a elektronickým regulátorem, nevyžadují. Samotná instalace takové ekvitermní regulace naopak, bez správného termohydraulického seřízení bytové regulační techniky, plné úspory tepla z individuálních tepelných zisků nezajistí, protože reaguje na teplotu, která je vně objektu a nikoliv na tepelné zisky, které se projevují uvnitř objektu. Firmy tak mohou zástupce SVJ poměrně snadno ošálit opatřením, které teplo z tepelných zisků vůbec nešetří.
Nabídky „termohydraulického“ řešení, spočívající v doplnění klasicky vyvážené otopné soustavy o domovní nebo zónovou ekvitermní regulaci, jsou nepochopením principu TH a výše uvedené úspory tepla nepřinášejí. Mohou pouze mírně snížit tepelné ztráty v potrubí (například z 10 % na 5 %), napravit nedostatečný diferenční tlak, ale zajistit úspory tepla z tepelných zisků v koncových bodech soustav nemohou. K plnému využití tepelných zisků k úsporám tepla je nutné termohydraulické seřízení a termické vyvážení koncových bodů soustavy, které žádnou dodatečnou instalací ekvitermní regulace na počátku soustavy řešitelné není.
Zástupci SVJ, znevýhodnění svou odlišnou odbornou specializací, nejsou v oboru vytápění profesionály (jakými byli dříve například technici SBD) a potřebují své investice opírat o transparentní technické informace, doložené důkazy. Takovými důkazy jsou technické výpočty a výsledky měření spotřeb tepla v konkrétním objektu, viz například GRAF 2 v článku „Panelové domy 3“. Doporučujeme, aby zástupci SVJ ve vlastním zájmu takové důkazy požadovali a nespoléhali se jen na nepodložené „názory svých poradců“, protože při vytápění budov jde o vysoké náklady.
Závěr
Plné využití tepelných zisků k úsporám tepla představuje v ekonomice vytápění budov osvědčený nový trend, kterým můžeme změnit nepříznivou situaci ve prospěch uživatelů otopných soustav. Úspory se realizují novým výpočtovým řešením soustavy, ze kterého vyplývají požadavky na efektivní seřízení všech armatur. Rozšiřujeme partnerství s dalšími subjekty, které chtějí při vytápění panelových domů nové poznatky aplikovat.
Evaluated the effectiveness of austerity measures must take into account both external and internal temperature of the object and the value of the average heat gain at which heat consumption was measured. Article analyzes the individual components, and presents the average values.
