Panelové domy 5 – klamání uživatelů?
Vyznat se v informacích oboru vytápění není lehké. Uživatelé otopných soustav jsou vystavení nástrahám komerce a snaha uspořit drahé teplo nutí lidi podstupovat názorové střety v prostředí fám, mýtů a chimér. Ten, kdo nás klame, to může činit záměrně, nebo být sám obětí nesprávných úvah, protože obor vytápění není snadný. Pokusme se alespoň trochu celou situaci zprůhlednit.
Vyznat se v informacích oboru vytápění není lehké. Uživatelé otopných soustav jsou vystavení nástrahám komerce a snaha uspořit drahé teplo nutí lidi podstupovat názorové střety v prostředí fám, mýtů a chimér. Ten, kdo nás klame, to může činit záměrně, nebo být sám obětí nesprávných úvah, protože obor vytápění není snadný. Pokusme se alespoň trochu celou situaci zprůhlednit.
Platíme naměřenou spotřebu tepla podléhající různým vlivům, o kterých nejsme informováni. Zateplením panelového objektu snížíme tepelnou ztrátu asi na polovinu, ale bude-li objekt přetápěn o 7 °C, neušetříme miliónovou investicí vůbec nic.
Pro úspory máme přece termostatické ventily a regulaci, k přetápění dojít nemůže. Ale když otevřete termostatickou hlavici jen o půl dílku více než má být, přijdete o 47 % úspor tepla termostatickými ventily a nikdo vás na to neupozornil.
Hlavicemi na termostatických ventilech si sami nastavíme teplotu místnosti bez ohledu na vytápění sousedních bytů. Ale hlavice žádnou teplotu v bytě nezajišťuje. Nastavením hlavice se pouze snižuje nebo zvyšuje průtok. Vypne-li váš soused vytápění, může se potřeba tepla pro udržení teploty vaší místnosti zvýšit o 50 %, ale plným otevřením hlavice zvýšíte výkon vašeho otopného tělesa asi o 12 % a totéž platí i pro tu nejdražší a „nejinteligentnější“ elektronickou regulaci, instalovanou dodatečně za velké peníze.
Plným otevřením hlavice si při správných teplotách topné vody „nastavíte“ v nezatepleném objektu teplotu místnosti vyšší asi o 1,5 °C (tj. 21,5 °C) a v zatepleném objektu asi o 0,7 °C (tj. 20,7 °C). Kde je tedy těch cca 26 °C, o kterých mluví prodavači a prospekt hlavice?
Teplo prý můžeme ušetřit jedině nastavením správných teplot vody na ekvitermní regulaci a vypínáním těles nebo osazením měřičů tepla na otopná tělesa. Nastavením správných teplot vody se potvrdí maximální zvýšení teplot místností o méně než 1 °C při plném otevření hlavic, ale teplo se tím nešetří, protože projektované teplotě místností odpovídá vždy stejné množství přiváděného tepla. Teplo se šetří jen snížením jeho odběru ze zdroje o úroveň tepelných zisků při projektované teplotě místností – a to ekvitermní regulace nezajistí. Nezajistí to ani vypínání těles, protože při něm projektovaná teplota místností dodržena není, je porušena vnitřní tepelná pohoda objektu a o „úspory tepla“ se proto nejedná. Porušení vnitřní tepelné pohody může přitom jít až za hranici destrukčního provozu vytápění, který při poklesu vnitřní teploty pod 16 °C může znamenat vznik plísní a devastaci bytu.
Měřiče tepla na otopných tělesech nemají s úsporami už společného vůbec nic a vlastně to nejsou ani „měřiče“, protože ty skutečné musejí pracovat s přesností maximálně ±10 %. Je to pouze motivační prvek, který ale motivuje k porušování pracovních parametrů soustavy bez fyzikální kauzality regulačního procesu. Lze říci, že inteligentní lidé (jakých je většina), nepotřebují „upozornění na to, že mají šetřit drahým teplem“, vědí to sami.
Regulací se přece pracovní parametry soustavy neporušují. Ale ano, bez fyzikální kauzality (tj. zajištění příčinných vztahů mezi řídicími a řízenými veličinami) se pracovní parametry soustav porušují dokonce významně a takovou falešnou regulací jsou náhodné manipulace uživatelů s bytovou regulační technikou. Princip a význam regulace spočívají ve schopnosti reagovat na poruchovou veličinu, která způsobí odchylku od nastavení správné závislosti řízené veličiny na veličině řídicí a správná závislost obou veličin je náhodnými manipulacemi porušena.
U termostatických ventilů je řídicí veličinou teplota vzduchu v okolí hlavice a řízenou veličinou průtok vody, který je na teplotě místnosti (přesněji teplotního čidla) závislý. Zvýšení teploty o pásmo XP uzavře průtok vody bez ohledu na hydraulické podmínky v soustavě a správné nastavení hlavice je pro projektovaný průtok tedy důležitější než hydraulické výpočty. A všimněte si, že úplně všechno (od odborných seminářů až po výstupní data projektů) se ve vytápění točí kolem „hydraulických“ výpočtů nebo „hydraulického vyvážení“, ale informace o správném nastavení termostatických hlavic jsou doslova „tabu“.
Klamou nás?
Uživatelské manipulace s bytovou regulační technikou žádnou regulací nejsou, protože správnou závislost řízených průtoků na projektovaných řídicích teplotách místností zásadním způsobem narušují a proto neumožňují, aby termostatické ventily správně využívaly tepelných zisků k úsporám tepla.
Teplo můžeme ušetřit jedině regulací, ale taková regulace nesmí porušovat fyzikální kauzalitu a musí se opírat o správně určený výchozí stav seřízení regulačních prvků, který nesmí být libovolně měněn a takovou regulací uživatelské manipulace nejsou.
Uživatelské manipulace způsobují hlučnost, znemožňují správnou funkci regulátorů diferenčního tlaku (které při nedostatečném nebo dokonce nulovém průtoku fungovat nemohou) a přesto jsou stále dokola doporučovány jako „hlavní hit termostatických ventilů“. Klamou nás? Ano, ale mnozí i nevědomky, protože principy funkce dynamických soustav s regulační technikou sami nechápou a často ani ti, kteří o nich zasvěceně přednášejí.
Soudružko učitelko, existuje Bůh? No samozřejmě, že neexistuje. A jak to víte? Prostá věta ze známého muzikálu „Starci na chmelu“ nám někdy může napovědět víc, než slavné formulace velikánů, jako byli Gödel, Euler, Gauss a další. Může nás uskromnit a vrátit k základnímu poznání, že „co neumíme spočítat, tomu nerozumíme“.
Na Internetu je zajímavý příklad. Týká se otopného tělesa s výkonem 750 W, vzdálenějšího od tepelného zdroje. Než voda doteče ze zdroje do objektu venkovním a vnitřním potrubím až k otopnému tělesu, má už teplotu podstatně nižší než ve zdroji. Protože voda chladne i na zpáteční cestě do zdroje, musí z tělesa vystupovat teplejší, aby byla dodržena stejná logaritmická střední teplota ve zdroji i v tělese a kvalitativní regulace mohla účinně fungovat. Voda se tedy do zdroje musí vracet s teplotou, odpovídající výpočtové konstrukci otopové křivky. Otopná tělesa s různou vzdáleností od tepelného zdroje tedy nemohou pracovat se stejnými teplotami vody, jaké jsou někde v kotelně, ale podle topenářských odborníků tak pracují!
Klasickým výpočtem dojde projektant k výsledku, že otopným tělesem má proudit 32,17 Kg.h−1 vody a termostatický ventil má být seřízen na hodnotu N = 2,49. Ale aby byla splněna podmínka správné funkce vytápění, správné inicializace teplotního čidla tepelným působením otopné soustavy a správné účinnosti ekvitermní regulace, musí tělesem proudit 3,6krát více vody a termostatický ventil musí být nastaven na hodnotu N = 6,91, kterou projektant klasickým výpočtem nikdy nezjistí.
Klasický průtok G a nastavení N v nejvyšším podlaží
G = 3600 ‧ 750 4195,6 ‧ (90 − 70) = 32,17 kg.h−1 = 100 %
Δtm = 20 K = 100 %
Nastavení TRV N = 2,49 = 100 %
Správný korigovaný průtok G a nastavení N v nejvyšším podlaží
G = 3600 ‧ 750 4195,6 ‧ (81,75 − 76,26) = 117,2 kg.h−1 = 364 %
Δtm = 5,49 K = 27 %
Správné nastavení TRV N = 6,91 = 278 %
Z příkladu je zřejmé, že pro TRV klasický projekt neplatí. Provádět měření, diagnostiku a vyregulování soustav na klasicky projektované hodnoty je proto mylné a trvalou nápravu těmito postupy zajistit nelze. Otopnou soustavu nelze „hydraulicky vyvážit“ na 3,6krát menší průtok, protože tímto vyvážením by byla chyba 264 % stabilizována. Otopnou soustavu je potřebné seřizovat a vyvažovat na průtoky, které klasické projektování vůbec nezná. Jak ví odborník, na jaké průtoky má soustavu vyvážit?
Dotaz selského rozumu na odborníky
Má-li být ve zdroji tepla střední teplota vody stejná jako v otopných tělesech (aby byla kvalitativní regulace účinná a aby byl zajištěn přenos tepla vodou), tak se do zdroje v tomto případě musí vracet voda s teplotou 70 °C. Prosíme, řekněte nám: Jak teplá voda má vystupovat z jednotlivých otopných těles, aby se do zdroje vracela s teplotou 70 °C? Řekněte nám, jaký teplotní spád vody (tp − tz) uvažujete u jednotlivých otopných těles při výpočtu průtoků, aby byla podmínka správné funkce vytápění a účinnosti regulace splněna? Pokud uvažujete teplotní spád vody (tp − tz) u všech těles stejný i přesto, že voda cestou k tělesům chladne, tak přece tato tělesa nemají tepelné výkony, které předpokládáte. Špatně jsou pak i všechny průtoky, na které seřizujete veškeré armatury v soustavě, na které soustavu „hydraulicky vyvažujete“, které v soustavách odborně proměřujete, na které navrhujete oběhová čerpadla, průtoky na základě kterých provádíte „odbornou diagnostiku“, projektujete „úpravy otopných soustav po zateplení budov“, atd., atd. a vystavujete nám za to faktury.
Ptáme se proto, že vám tohle všechno platíme, a proto nám tyto otázky připadají logické.
Klamou nás už samotným názvem? Otopné soustavy, nebo cirkulační vodovody?
Už jste někdy absolvovali nějakou topenářskou přednášku, seminář, nebo školení? Zjistili byste, že v oboru vytápění, jehož úkolem je zajistit lidem teplo, je všechno „hydraulické“, od projektování, přes seřizování až po vyvažování a diagnostiku - a o teple ani zmínka.
Všechno se projektuje, seřizuje a vyvažuje jen na průtok. A navíc, jak ukazuje výše uvedený příklad, dokonce na průtok chybný. Divíte se, že tak často vytápění špatně funguje, nevyužívá tepelných zisků k úsporám tepla, jeho distribuce je neefektivní a za teplo platíme stále více? Nedivte se, při klasickém řešení oboru vytápění není teplo vůbec řešeno.
Otopné soustavy jsou totiž termické a nikoliv hydraulické. Ale přesto jsou řešeny pouze hydraulicky, jako cirkulační vodovody a „hydraulicky“ vám vyprojektuje, upraví, seřídí a vyváží „otopnou“ soustavu téměř každý, hlavně když mu za svůj „nový cirkulační vodovod“ dobře zaplatíte.
S novými termostatickými ventily to bude fungovat jako po másle a ušetříte
Nebude a neušetříte, protože nové termostatické ventily budou projektovány stejně klasicky, jako ty staré. Opět nebudou splněny podmínky automatické funkce regulační techniky a plného využití tepelných zisků k úsporám tepla, které podle výše uvedeného příkladu vyžadují úplně jiné seřízení každé armatury v otopné soustavě.
Klasické metody projektování otopných soustav, nebo jejich úprav, prostě k bezvadné a úsporné funkci vytápění nevedou a proto byly ve 21. století nahrazeny metodami zcela novými.
Co je diagnostika
Diagnostika je komparativní metoda, spočívající v porovnání naměřených hodnot s hodnotami správnými. Platí to stejně u lékaře, jako u soustavy vytápění. Jak asi vypadá diagnostika od odborníka, který někde ve sklepě něco změřil a aniž by soustavu přeprojektoval, aby získal správné hodnoty, vystavil posudek i s fakturou? Použít původní projekt nemůže, protože ten všechny hodnoty, potřebné k porovnání, neobsahuje. I kdyby opravdu poctivě celou otopnou soustavu vyprojektoval znova, použil by k tomu klasické algoritmy a metody, které správné výsledky neposkytují. Takovýto posudek je pak ovšem už klamání skutečné, někdy i s cíleným útokem na finance zákazníka.
Měli jsme případ objektu se zbytečným posilovacím čerpadlem, které jsme demontovali, zatímco odborník renomované zahraniční firmy před naším zásahem doporučil, instalovat v soustavě stejné čerpadlo ještě jedno a hezky hned s monoblokem za 80 000 Kč, které potřeboval prodat. No, není to klamání dokonce úsměvné a na vysoké úrovni?
Tepelné zisky
Můj kolega je specialista na výpočet hodnot tepelných zisků, působících do vnitřního prostoru vytápěného objektu, takže jeho výsledkům můžeme věřit. Z jeho výsledků lze sestavit průměrné hodnoty.
Výstupní data pro zateplený objekt při tis = 19 °C
Průměrné tepelné zisky působící do vnitřního prostoru objektu:
solární = 33 %
elektrospotřebiče = 8,8 %
pobyt lidí = 7,7 %
plynové spotřebiče = 3,3 %
koupání (TV) = 2,2 %
Celkové = 55 % z celoroční spotřeby tepla zatepleného objektu
Na vysvětlenou – tis je průměrná vnitřní teplota panelového domu (nikoliv teplota místností), do které se započítávají i nevytápěné předsíně, chodby, schodiště, atd.
Graf 1
GRAF 1 je celkem výmluvný a přesto se v Energetických Auditech běžně hovoří o celkových tepelných ziscích 10 %. Je to z obavy, že by se někdo zeptal, jak se využívá k úsporám těch zbývajících 45 %? Ze strachu, že by vyšlo najevo, jak klasické řešení oboru vytápění a klasické projektování termostatických ventilů, léta přednášené na odborných seminářích a praktikované ve více než 1,2 miliónu bytů, využít tepelných zisků neumí? Klamou nás zde docela záměrně?
Je-li otopná soustava vyprojektována a seřízena tak, aby bez tepelných zisků zajistila průměrnou vnitřní teplotu objektu tis = 19 °C a při působení tepelných zisků automaticky snížila odběr tepla ze zdroje o jejich úroveň, tak v objektu se základní spotřebou tepla 828,98 GJ/rok můžeme ušetřit 455,94 GJ/rok, tj. celých 55 % základní spotřeby tepla. Panelový objekt s běžným zateplením tím splní limit nízkoenergetické budovy. Činí-li cena tepla 550 Kč/GJ, tak ročně ušetříme 250 767 Kč. Za 4 roky si tak i v malém objektu našetříme na výtah.
Odborníci se vždy budou bránit větou „nám to přece funguje“
Tak si takové „fungování“ definujme. Správně fungující soustava zajistí bez tepelných zisků projektované teploty všech místností a s tepelnými zisky automaticky sníží spotřebu tepla o jejich úroveň, přičemž projektované průtoky nastanou právě při projektovaných teplotách místností, takže při zvýšení vnitřních teplot místností o proporcionální pásmo regulačních prvků (většinou o 2 °C) se soustava od zdroje automaticky odpojí. Není tedy možné žádné nedotápění ani přetápění objektu a úspory tepla odpovídají jak jeho zateplení, tak i tepelným ziskům.
Jak tedy odborníkům „funguje“ soustava, která po zateplení objektu naměří spotřebu tepla sníženou o 40 %, když bez tepelných zisků měla být spotřeba snížena o 50 % a s tepelnými zisky o 85 %?
Otopné soustavy jsou TERMICKÉ
Aby mohla být otopná soustava takto úsporná, musí splňovat všechny podmínky automatické regulace regulační technikou v bytech, kde tepelné zisky lokálně působí a nikoliv být vybavena nákladnými regulačními zařízeními na počátku soustavy, kde tepelné zisky nepůsobí.
Hydraulické vyvážení celosvětově zavedl můj kolega a přítel Robert Petitjean. Výhodou je možnost stabilizace poměrů na počátku hydraulicky vyváženého okruhu a nevýhodou je, že toto vyvážení se netýká prvků uvnitř okruhu, tj. samotných otopných těles, kde průtok navíc není funkcí hydraulických poměrů, ale je řízen zcela irelevantní teplotou místnosti, která nemá s hydraulickými poměry v soustavě nic společného.
Řídicí vnitřní teplota místnosti je výslednicí společného tepelného působení soustavy a lokálních tepelných zisků, které mohou krátkodobě i významně převyšovat tepelné ztráty.
Termická otopná soustava proto musí být hydraulicky vyvážena na správné průtoky garantující přenos tepla (a to na prahu všech otopných těles, nikoliv jen na počátku okruhu) a navíc musí být vyvážena termicky, aby mohla reagovat na lokální tepelné zisky plnými úsporami tepla.
Tepelné zisky jsou ve své absolutní hodnotě stejné u zateplených i nezateplených budov, ale představují v těchto případech různý procentuelní podíl z celoroční spotřeby tepla na vytápění. Proti nezateplenému objektu lze zateplením a termickým vyvážením soustavy dosáhnout úspor cca 85 % tepla.
Termické vyvážení soustavy je přitom na zateplení objektu nezávislé a přináší průměrných 30 % úspor tepla i v objektech nezateplených, kde klasicky seřízené termostatické ventily uspoří jen cca 12,5 % tepelné energie.
Kde je jistota, zda se to opravdu vyplatí?
Jistota je v PROTOKOLU o hospodaření s teplem v konkrétním objektu, který je novou službou pro SBD i SVJ. V nevytápěném objektu nelze uspořit nic, protože nikam není žádné teplo dodáváno. Podobně jako v objektu s destrukčním provozem vytápění nebo v nedostatečně vytápěném objektu, kde je výrazně narušena vnitřní tepelná pohoda. Nedostatečně vytápěný objekt je takový, ve kterém teplo dodávané soustavou a teplenými zisky nezajišťuje průměrnou tis = 19 °C. Destrukční provoz vytápění při společném působení soustavy a teplených zisků nezajišťuje 16 °C a hrozí vznik plísní. Podle norem být takto soustava seřízena nesmí. Ve všech ostatních případech však moderní seřízení soustavy uspoří veškeré teplo z tepelných zisků a zabrání nechtěnému přetápění objektu, s vysokými úsporami tepla a už nemusíme být klamáni. Jistota je také v měření spotřeby tepla u objektů, kde byla nová metoda seřizování soustav aplikována.
PROTOKOL je jediným dokladem, který majiteli objektu sdělí všechny informace o stavu vytápění budovy, o možných úsporách tepla, o návratnosti investic do úsporných opatření a současně mu poskytne údaje pro uzavírání smluv s dodavatelem tepla. Nový software umožnil snížit jeho cenu na 1 500 Kč, takže důležité informace o vytápění jsou dostupné všem. Každý také dnes může mít soustavu seřízenou tak, aby šetřila teplo doopravdy.
Funguje to v praxi?
Představte si, že podle publikovaných výroků jednoho vysoce postaveného energetického odborníka jsou „možnosti úspor tepla v podstatě již vyčerpány“. Vůbec si to nemyslíme. Plné využití tepelných zisků k úsporám tepla představuje v ekonomice vytápění budov zcela nový osvědčený trend, kterým lze úplně změnit nepříznivou situaci ve prospěch uživatelů otopných soustav. Přesvědčivě to dokazují otopné soustavy, seřízené podle nových algoritmů a důkladně proměřené za účasti špičkových odborníků.
Graf 2
Úspory se realizují novým výpočtovým řešením soustavy, ze kterého vyplývají údaje o novém efektivním seřízení všech armatur a teplotních čidel. Soustava je nastavena na výchozí regulační stav, od kterého se odvíjejí všechny regulační procesy. Náklady na nové projektové řešení jsou tak nízké, že se úsporami tepla navrátí cca za 2 měsíce první otopné sezóny. 1 % úspor tepla je tím 166krát levnější, než zateplením budovy. U jiného panelového domu bylo dokonce novým seřízením soustavy dosaženo měrné spotřeby tepla 37,32 kWh/m2/N.rok.
Pro srovnání – nízkoenergetický objekt je takový, jehož měrná spotřeba tepla nepřekročí hodnotu 50 kWh/m2/N.rok.
Seřízení soustavy, správně vybavené armaturami podle zákona 406/2000 Sb. a příslušných vyhlášek, v bytech trvá přibližně 20 minut a můžete šetřit.
Závěr
PROTOKOL o stavu vytápění budovy i nové seřízení soustavy jsou v celé ČR ojedinělými službami a v poměru k dosaženým úsporám jsou tak levné, že si je mohou dovolit opravdu všichni. To byl při vývoji nové metody také hlavní cíl, a proto současně s tímto řešením rozšiřujeme partnerství s dalšími subjekty, které chtějí při vytápění panelových domů nové poznatky aplikovat.
Making sense of the information in the field of heating is not easy. Users of heating systems are exposed to the pitfalls of commercialism and the effort to save expensive heat is forcing people to meet clashing opinions in an environment of rumors, myths, and chimeras. The one who deceives us can do it deliberately, or is victim of false reasoning, since heating is not an easy field. Let’s get the whole situation a little more transparent.
