Vyregulování soustavy – vliv seřízení armatur

Kvalita dynamických otopných soustav je dána přesností seřízení armatur, na které závisí správná funkce i účinnost regulačních procesů, a proto i celková úspornost vytápění. Článek shrnuje faktory, které mají na přesnost seřízení vliv, a předkládá výsledky získané novými pracovními pomůckami.

Nejdříve vědět, co má soustava dělat – PROJEKT

Přibližně do roku 1975 se používají převážně dvojregulační kohouty, skoro všechny ostatní armatury jsou plně otevřené a tlakové ztráty jsou závislé především na průměrech potrubí. Tlakové ztráty potrubí jsou výrazně větší než tlakové ztráty armatur, téměř konstantní, a navíc chybí regulace průtokem. Dominuje hydraulika řešená na základě volených teplotních spádů na počátku soustav a tyto spády se používají pro výpočet průtoků kdekoliv v soustavě, i když to fyzikálně neodpovídá realitě. Jsou-li v hypotetické soustavě výkony všech těles stejné, má do těles podle „hydraulické představy“ proudit stejné množství vody a takto byly vypracovány ještě i katalogy – sestavy potrubních dílců, které v roce 1980 usnadňovaly (i když fyzikálně neřešily) projektování panelových domů. Seřizování armatur bylo tedy „snadné“ – stačil výkon tělesa, protože požadovaný průtok mu v hydraulických představách „přesně odpovídal“. Aby to bylo ještě snadnější, rozhodl tenkrát autor katalogu, že radiátorové ventily (později TRV) se budou nastavovat „po půlkách“, tedy například na hodnoty 2, 2,5, 3, 3,5, 4, atd. Na nastavení armatur tenkrát moc nezáleželo, bylo tedy jen přibližné a zrodila se jakási „topenářská ledabylost“.

Pak se ale změnilo úplně všechno…

S příchodem TRV se naopak tlakové ztráty armatur staly až desetkrát většími než tlakové ztráty potrubí. Průtoky přestaly být závislé jen na hydraulických poměrech a staly se závislé na teplotách místností (nebo pro hydrauliku ještě hůře – na okamžitém nastavení termostatických hlavic). A představte si, že na způsobu projektování těchto principielně úplně jinak fungujících soustav se proti roku 1980 nezměnilo vůbec nic…

Armatury jsou dál nastavovány ledabyle a hlavní závislost průtoků na teplotách místností nebo na libovolném kroucení s hlavicemi není řešena vůbec. Nikdo proto neví, zda okamžité průtoky v soustavě jsou správné, nakolik jsou ovlivněny okamžitým zdvihem kuželek, ale dokonce nikdo neví ani to, jaké by správné průtoky měly být. Klasické „hydraulické“ projektování nejdůležitější závislosti průtoků na teplotách místností a na okamžitém nastavení hlavic neřeší a naměřené okamžité průtoky vlastně mohou být jakékoliv…

V rámci hydraulického vyvažování pak naměřené chybné průtoky porovnává s „hydraulicky“ chybně projektovanými průtoky a z porovnání „chyby s chybou“ vyvozuje závěry o „správném seřízení armatur“…

Průtoky v dynamických soustavách přitom musejí být správné, aby:

1. Byl zajištěn přenos tepla od zdroje ke spotřebičům, který garantuje projektovanou tepelnou (nikoliv „hydraulickou“) pohodu.
2. Přenosem tepla byla při projektované vnitřní teplotě vzduchu iniciována teplotní čidla TRV ke zdvihu kuželek, při kterém platí projektové podklady o závislosti nastavení TRV na požadovaném průtokovém součiniteli Kv. Bez zajištění zdvihů kuželek (tj. proporcionálního pásma XP), publikované závislosti nastavení N na požadovaných součinitelích Kv (tj. projektové podklady výrobce TRV) neplatí, a proto neplatí ani projekt vytápění, podle těchto podkladů vypracovaný.
3. Platnost projektových podkladů výrobce TRV a platnost podle nich vypracovaného projektu vytápění byla zajištěna, musí být projektem vytápění určeno nastavení termostatických hlavic, kterým je při projektované teplotě místnosti proporcionální pásmo XP zajištěno. Nastavením hlavic musí být tedy určen výchozí stav, od kterého se mají regulační procesy odvíjet.

Ani jeden z uvedených bodů klasické „hydraulické“ projektování neřeší. Proto jsou úspory instalovanou regulační technikou zcela nedostatečné, správné průtoky soustavou naměřit nelze, tělesa pracují s jinou střední teplotou, než vyžaduje kvalitativní regulace, celková kombinovaná regulace pracuje s nízkou účinností a TRV nejsou schopny ušetřit teplo v úrovni tepelných zisků.

Zajištění zdvihů kuželek TRV je důležitější než nastavení N

Například při teplotní roztažnosti čidla v termostatické hlavici tr = 0,25 mm.K⁻¹ a při proporcionálním pásmu XP = 2K je zdvih kuželky 2 ‧ 0,25 = 0,5 mm a nastavení N pak podle projektových podkladů výrobce platí pouze při zdvihu kuželek h = 0,5 mm u všech TRV v celé soustavě. Ve správně projektované a správně seřízené soustavě lze proto naměřit správné průtoky jen v případě, činí-li zdvih kuželek v celé soustavě právě 0,5 mm a navíc tehdy, je-li nastavení N přesné a nikoliv skokové nebo ledabylé.

Vliv nastavení N na průtok

Při zajištěném konstantním zdvihu kuželky TRV je průtok okruhem otopného tělesa závislý na působícím diferenčním tlaku, na nastavení N, na strmosti regulační charakteristiky v dané oblasti nastavení a v malé míře na tlakové ztrátě tělesa a na teplotě protékající vody.

U každého typu TRV je i při zajištěném stejném zdvihu kuželky průběh závislosti průtoku na nastavení N jiný a nepřesnost nastavení N se projeví jinou změnou průtoku v poměru k požadované hodnotě. Rozptyl průtoků při skokovém nastavení TRV lze zjistit pomůckou AT291-4 PROFI.

TAB. 1 Rozptyl průtoků při nastavování TRV „po půlkách“ Δp = 6000 Pa ρt = 972,33 kg.m⁻³

Pož. G = 42,878 kg.h−1 pož. Kv = 0,1775 m3.h−1	Pož. G = 42,878 kg.h−1 pož. Kv = 0,1775 m3.h−1
TRV DANFOSS RA-N 3/8“ XP = 2K	TRV HEIMEIER V-exakt II 3/8“ XP = 2K
N = 3,5   Kv = 0,158 G = 38,16 kg.h−1 = −10,9 %	N = 3,0   Kv = 0,150 G = 36,23 kg.h−1 = −15,5 %
N = 4,0   Kv = 0,190 G = 45,89 kg.h−1 =   +7,0 %	N = 3,5   Kv = 0,210 G = 50,72 kg.h−1 = +18,3 %
Rozptyl průtoků = 17,9 %	Rozptyl průtoků = 33,8 %

TAB. 2 Rozptyl průtoků při nastavování TRV „po půlkách“ Δp = 10000 Pa ρt = 972,33 kg.m⁻³

Pož. G = 42,878 kg.h−1 pož. Kv = 0,1375 m3.h−1	Pož. G = 42,878 kg.h−1 pož. Kv = 0,1375 m3.h−1
TRV DANFOSS RA-N 3/8“ XP = 2K	TRV HEIMEIER V-exakt II 3/8“ XP = 2K
N = 3,0   Kv = 0,120 G = 37,42 kg.h−1  = −12,7 %	N = 2,5   Kv = 0,116 G = 36,17 kg.h−1  = −15,6 %
N = 3,5   Kv = 0,158 G = 49,27 kg.h−1 = +14,9 %	N = 3,0   Kv = 0,150 G = 46,77 kg.h−1 =   +9,0 %
Rozptyl průtoků = 27,6 %	Rozptyl průtoků = 24,6 %

TAB. 3 Rozptyl průtoků při nastavování TRV „po půlkách“ Δp = 15000 Pa ρt = 972,33 kg.m⁻³

Pož. G = 42,878 kg.h−1 pož. Kv = 0,1123 m3.h−1	Pož. G = 42,878 kg.h−1 pož. Kv = 0,1123 m3.h−1
TRV DANFOSS RA-N 3/8“ XP = 2K	TRV HEIMEIER V-exakt II 3/8“ XP = 2K
N = 2,5   Kv = 0,098 G = 37,43 kg.h−1 = −12,7 %	N = 2,5   Kv = 0,116 G = 44,30 kg.h−1 =   +3,3 %
N = 3,0   Kv = 0,120 G = 45,83 kg.h−1 =   +6,9 %	N = 3,0   Kv = 0,150 G = 57,29 kg.h−1 = +33,6 %
Rozptyl průtoků = 19,6 %	Rozptyl průtoků = 36,9 %

Rozptyl průtoků při ledabylém (skokovém) nastavení TRV je poměrně významný i při správném zdvihu kuželek a přestože se při správných teplotách vody příliš neprojeví na výkonech těles, výrazně ovlivňuje hydraulické poměry ve vnitřních i vnějších distribučních sítích. Tím ovlivňuje i účinek fyzicky prováděného hydraulického vyvažování. Je to zbytečná chyba uměle zavedená do soustavy. Když k ní navíc připočteme skutečnost, že zdvih kuželek při klasickém projektování ničím zajištěn není, pak hydraulické vyvažování založené na komparaci naměřených průtoků s požadovanými hodnotami je prakticky neproveditelným nákladným experimentem, protože naměřené okamžité průtoky nevypovídají o správnosti seřízení soustavy téměř nic a nemohou vést ke správnému seřízení armatur, natož pak k „nápravě funkce soustavy“.

Nutno poznamenat, že kolega Robert Petitjean to samozřejmě věděl, a proto stanovil podmínku, že soustava za posledním partnerským ventilem musí být správně vyvážená. Je tím samozřejmě myšleno, že soustava musí být správně vyvážená v okruzích těles.

Možnost správného vyvážení okruhů těles při instalaci TRV se skokovým průběhem nastavení zavedla teprve vyhláška č. 193/2007 Sb. ze dne 17. července 2007, která vlastně předepisuje doplnění okruhů těles regulačním šroubením. Většina soustav toto šroubení neobsahuje a bez něho soustavy přesně seřídit nelze.

Projektanti i laici získali nástroj pro přesné vyvážení okruhů těles, i celé soustavy

Při jakémkoliv způsobu projektování lze novými pomůckami určit průtoky a jim odpovídající přesné seřízení armatur bez „rozptylu“ hodnot. Týká se to jak radiátorových armatur, tak i všech ostatních armatur v celé soustavě, a přesně seřízené soustavy se správnými průtoky se začnou chovat správně.

Do vymezené plochy článku se s kompletním výkladem nevejdeme, tak si ukažme alespoň nastavení radiátorových armatur.

Příklad

Aby uvedený příklad sloužil k porovnání, zaveďme předpoklad, že ve všech osmi podlažích mají otopná tělesa stejný výkon 1000 W, na radiátorové armatury působí stejný diferenční tlak 10000 Pa a soustava je projektována se stejnými teplotami vody (90/70 °C).

Při klasickém projektování je pro každé těleso v celé soustavě vypočten stejný průtok G = 42,878 kg.h⁻¹ a pro tlakovou ztrátu 10000 Pa je požadován celkový průtokový součinitel radiátorových armatur Kv = 0,1375.

Bude-li instalováno regulační šroubení, bude každý TRV v soustavě nastaven na N = 3,5 (Kv = 0,158) a každé regulační šroubení bude nastaveno na N = 0,44 (Kv = 0,2792), takže celkový průtokový součinitel obou sériově zapojených armatur bude Kv = 0,1375 m³.h⁻¹ a při průtoku 42,878 kg.h⁻¹ bude tlaková ztráta armatur v okruhu každého tělesa přesně 10000 Pa.

Na patě každé stoupačky bude požadován průtok 8 ‧ 42,878 = 343,02 kg.h⁻¹ a tento chybný průtok bude podkladem pro chybné hydraulické vyvážení stoupaček.

Při projektování TH bude u nejvzdálenější stoupačky v nejvyšším podlaží pro těleso -805- vypočítán průtok G = 96,61 kg.h⁻¹, nastavení TRV N = 6 a nastavení regulačního šroubení N = 1,55 místo klasického N = 0,44. Pro těleso -705- bude požadován průtok 77,20 kg.h⁻¹ místo 42,878 kg.h⁻¹, nastavení TRV N = 5 místo N = 3,5 a nastavení regulačního šroubení bude N = 3,76 místo N = 0,44.

Na patě ST5 bude požadován správný průtok 528,76 kg.h⁻¹ (místo 343,02 kg.h⁻¹), proto bude správně navržen i správně seřízen regulátor diferenčního tlaku a případné hydraulické vyvažování nebude v soustavě stabilizovat vážnou chybu.

Když to shrneme

TAB. 4 Dimenzování ST5 (výstupní data AT291-4 PROFI)

Těleso	Projekt TH			Klasický projekt (hydraulika)
	Průtok [kg.h−1]	Nastavení TRV	Nastavení reg. šroub	Průtok [kg.h−1]	Nastavení TRV	Nastavení reg. šroub
- 805 -	96,61	6,0	1,55	42,878	3,5	0,44
- 705 -	77,20	5,0	3,76	42,878	3,5	0,44
- 605 -	68,66	5,0	0,73	42,878	3,5	0,44
- 505 -	63,59	4,5	0,88	42,878	3,5	0,44
- 405 -	59,55	4,5	0,60	42,878	3,5	0,44
- 305 -	56,52	4,0	0,99	42,878	3,5	0,44
- 205 -	53,88	4,0	0,64	42,878	3,5	0,44
- 105 -	52,75	4,0	0,58	42,878	3,5	0,44
Pata ST5	528,76			343,024

Klasické projekty vítězící ve výběrovém řízení nízkou cenou mají špatně všechno. Navíc jsou to projekty neplatné, protože nesplňují podmínky, uvedené v projektových podkladech výrobce TRV (při „tv“ není zajištěno proporcionální pásmo XP, pro které projektové podklady výrobce platí).

Klasický projekt řeší pouhý vodovod, bez ohledu na vlastní účinek vytápění a na regulační procesy, které mají zajistit jeho úspornost. Je vlastně povinností toto sdělit investorům i projektantům, protože o správnou funkci a úspory tepla jde oběma stranám. Nastavení „po půlkách“ zde nevadí, protože okruhy těles jsou doladěny regulačním šroubením. Existuje však mnoho soustav, které toto šroubení nemají a tyto soustavy šroubením musejí být vybaveny dodatečně, aby mohly být vyregulovány správně.

Ani jediná z hodnot určených klasickými projekty vytápění není správná, přestože vše bylo vypočteno podle obecně doporučovaných pravidel, přednášených projektantům po celé EU.

Na patě stoupačky ST5 je pro hydraulické vyvážení místo průtoku 528,76 kg.h⁻¹ požadován průtok 343,02 kg.h⁻¹ a vše bylo vypočteno podle obecně doporučovaných pravidel přednášených projektantům na celém světě. Vše je důsledkem extrémního zjednodušování oboru vytápění, který jednoduchý není a člověk s legislativně určenou „tříletou praxí“ mu opravdu rozumět nemůže. Nemůže mu proto rozumět ani „teorii přednášející“ prodavač regulační techniky, většinou s projekční praxí nulovou. Proto varujeme investory a zástupce SVJ i SBD před promarněnými investicemi a odborníkům i laikům nabízíme pomoc.

Hydraulika negativně poznamenala celé „topenářské myšlení“

„Vyregulování soustavy po zateplení“ je fyzikální nesmysl. Soustava buď je vyregulovaná, nebo není, a vyregulování se týká původních správných průtoků, které z hlediska přenosu tepla musejí být zachovány. Takže po zateplení není co „regulovat“ a správné průtoky hydraulika nezná pro žádný stav zateplení.

Otopná soustava získá přesným seřízením TH úplně jiné vlastnosti a seřízena může být kdykoliv

1. Odstraní se nedotápění vzdálenějších bodů soustavy a nejvyšších podlaží.
2. Nedotápění už není nutné kompenzovat nadměrným otevřením hlavic (XP > 2K) a TRV neztratí schopnost automatických úspor tepla.
3. V celé soustavě jsou dodrženy podmínky, k nimž jsou vztaženy projektové podklady výrobce TRV (např. XP = 2K) a dodržením této podmínky se projekt vytápění stává platným. Klasický projekt vytápění podmínku dodržení proporcionálního pásma podle projektových podkladů výrobce nesplňuje a proto je klasicky určené nastavení TRV neplatné. Projekt s neplatným nastavením armatur je neplatný celý.
4. Dodržením proporcionálního pásma (např. XP = 2K) a termickým vyvážením okruhů těles soustava získá schopnost automaticky uspořit veškeré teplo z tepelných zisků (cca 30 % i více z celoroční spotřeby tepla na vytápění).
5. Termickým vyvážením a dodržením prakticky shodné střední teploty vody v celé soustavě, mohou obě složky celkové kombinované regulace pracovat s téměř 100% účinností a jsou zaručeny nejvyšší úspory tepla regulačními procesy (nejvyšší úspory tepla pro odběratele i dodavatele a je zastaven sekundární nárůst cen tepla). Vedle zateplování budov (pasivní úspory) jsou regulační procesy (aktivní úspory) jediným prostředkem pro dosažení skutečných úspor tepla. Zavíráním těles se žádných úspor tepla nedosahuje, protože nebyla dodržena původní vnitřní teplota, ke které se úspory tepla fyzikálně vztahují.

Vytápění a legislativa

Legislativa vychází z mylného předpokladu právníků, že vytápění je jednoduchý obor a má svou technickou stránku dávno vyřešenou. Je tomu přesně naopak. Nikdy v historii nemělo vytápění tak objemnou legislativu jako dnes, přesto řádně nefunguje a přes miliónové investice se neuspoří ani polovina toho, co by se uspořit mělo. Vytápění jednoduchý obor není a žádné vyhlášky, normy a právní předpisy jeho problematiku nevyřeší. Vytápění je tím složitější, čím více se řeší úspory tepla. Nikdy v historii tohoto oboru neexistoval takový chaos jako dnes, a proto přicházejí nové revoluční pomůcky pro každého. Každý v nich může najít odpověď na svou otázku a sám si spočítat vše, co ho zajímá. I při složitosti fyziky dynamických otopných soustav je přitom lhostejné, je-li to erudovaný projektant, správce objektu nebo laik.

Klasické seřízení „po půlkách“ s klasicky určenými průtoky je vodovod, není to vytápění a správnou ani úspornou funkci od takové soustavy očekávat nelze ani s regulačními šroubeními.

Aby soustava byla skutečným vytápěním, musí přenášet teplo a nikoliv vodu. Všechny armatury musejí být seřízeny přesně a musí být splněna nejdůležitější podmínka, že správné průtoky vody nastanou právě při projektovaných teplotách místností, tj. podmínka, kterou žádné klasické (hydraulické) řešení nedokáže splnit. Úpravy otopných soustav se proto zásadně musejí řešit lépe a dnes už to obor umí.

Pokud na to správce objektu nedbá, promarní investice do TRV, do vyvažování a často i do zateplení

Správce objektu si vybírá zhotovitele a tím si vybral i jeho odbornost a jeho technologii zpracování díla, takže za účelné investování peněz lidí je správce objektu odpovědný. Správce objektu si zhotovitele nesmyslně vybírá podle „nabídkové ceny“. Aby cena byla co nejnižší, špatný odborník a vychytralý obchodník zanedbá instalaci regulačních šroubení, řeší soustavu jako vodovod a TRV nastaví „po půlkách“ s tvrzením, že „to jinak nejde“. Kdyby správce objektu měl nové pomůcky a kdyby věděl „co vytápění je a co není“, nikdy by si nabízenou chybnou koncepci nevybral a takové „dílo“ by nekoupil ani za tu „nejnižší nabídkovou cenu“.

Nechtěl by totiž, aby soustavou proudilo libovolné množství vody a aby vyvažování bylo neúčinné. Nechtěl by, aby investice do zateplení byly promarněny možným přetápěním a byty byly zničeny možným nedotápěním. Chtěl by, aby soustavou proudilo správné množství vody, které garantuje tepelnou pohodu ve všech místnostech a aby přitom bylo uspořeno nejvíce tepla. Chtěl by, aby za jeho peníze soustavu řešil odborník, který si v dynamické soustavě neplete proměnné množství vody s libovolným množstvím a proměnný průtok vyřeší jako efektivní regulační proces, nikoliv jako ničím neřešený náhodný jev.

Kdyby správce objektu měl nové pomůcky, uměl by odbornost zpracovatele zakázky poznat a v mnoha případech by mohl kupované dílo (jako správný investor) před zaplacením dokonce zkontrolovat. S novými pomůckami mají tuto šanci všichni investoři, všichni technici SBD a všichni zástupci SVJ.

Co skrývá termín „vyregulování soustavy“

Uvedené příklady ukazují, že pod stejným názvem mohou být zástupcům SVJ a SBD podsouvány nejrůznější činnosti, od zcela neúčinných klasických (stabilizací vážných chyb dokonce soustavu poškozujících), až po vysoce profesionální, a varování správců bytového fondu je opravdu na místě. Být „investorem“ je totiž profesí a s ní spojené znalosti nelze chtít od zástupců SVJ, kteří mají profese jiné. Za dobu životnosti objektu se náklady na vytápění vyrovnají ceně celé stavby a zástupci SVJ i SBD proto musejí mít možnost investovat účelně, tj. nesmyslné a smysluplné nabídky služeb rozpoznat.

Přesné seřízení armatur na správné průtoky mění charakter celé otopné soustavy

Přesným nastavením armatur na správné průtoky se z klasické soustavy stane soustava skutečného vytápění, bez poruchových stavů, bez hlučnosti a s automatickou schopností uspořit veškeré teplo z tepelných zisků, tj. s úsporami až třikrát vyššími než poskytuje „hydraulický vodovod“.

Přesným seřízením armatur a teplotních čidel se vysoce zhodnotí investice do regulační techniky, protože se zajistí nejvyšší účinnost všech regulačních procesů. Navíc se vysoce zhodnotí miliónové investice do zateplování budov, protože se vyloučí jakýkoliv nechtěný odběr tepla a úspory z tepelných zisků se přičtou k úsporám ze zateplení objektu – vždy se uspoří o tepelné zisky více, než samotným zateplením a nikoliv méně, jak je tomu dnes. Přesné seřízení armatur má proto řádově větší význam, než si myslíme.

Není to ale všechno – přesné seřízení změní charakter, funkci i úspornost otopné soustavy v objektech zateplených i nezateplených a s úsporami nemusíme na zateplení čekat. To byl jen další fatální omyl „hydraulických představ o vytápění“, přesvědčených o nutnosti „přiškrtit průtoky“ v zateplených budovách. Ve stávajících průměrech potrubí se totiž uměle snižovat průtoky nesmějí, aby nepoklesla rychlost proudění vody a nebyla zlikvidována přenosová schopnost tepla. Je-li snížení průtoků důsledkem řízeného regulačního stavu, je to něco úplně jiného, než umělé snížení v základním výpočtovém stavu soustavy. Nominální průtoky v původních průměrech potrubí musejí zůstat zachovány a šetřit teplo může každý panelový dům hned. Snížení výkonu otopné soustavy se totiž řeší jinak, než si „vodovodní logika“ představuje a svými představami nás v ČR připravuje každý rok o 10 miliard na úsporách. Minulých deset let zbytečného „hydraulického čekání“ nás stálo sto miliard.

Termohydraulika na Internetu

Termohydraulické řešení ústředního vytápění včetně teplotních parametrů je tak logické, že zaplavilo portály a místo slova „hydraulika“ se začalo houfně používat slova stejného, jen s předponou „termo“. Ale „termohydraulika“ neznamená použití „termohydraulického rozdělovače“, ani instalaci objektové kvalitativní subregulace, ani „hydronický“ výpočet ochlazení vody v potrubí a opět musíme varovat před podsouváním něčeho, co proklamovanou službou není. TH znamená úplně jiné seřízení všech armatur v celé soustavě (jak ukázal tento článek), úplně jiné nastavení všech teplotních čidel, úplně jiné vyvážení soustav i objektů, úplně jiný průběh otopových křivek a celý komplex dalších kroků pro zajištění správné a úsporné funkce vytápění. TH tvoří úplně novou samostatnou generaci a skutečné paradigma v řešení oboru vytápění, nikoliv jen úsměvnou, komerčně účelovou slovní předponu.

Pro špičkové profesionály i laiky

Příklad přesného seřízení armatur zde ukázal význam nových pomůcek pro každého bez ohledu na profesní zdatnost. Špičkový projektant, technik SBD i zástupce SVJ zde jednoduchým zadáním dospějí ke stejnému ověřitelnému výsledku a ke stejnému závěru. Už nejde o konfrontaci „názorů“, jde o fakta a tudíž o konečné vyřešení neuvěřitelně gradujících sporů v diskusích o vytápění na různých portálech.

Ověřitelné transparentní výsledky v oblasti vyhodnocení měřené spotřeby tepla, účinnosti i návratnosti úsporných opatření, při výměnách otopných těles nebo při úpravách otopných soustav, atd., pomáhají zhotovitelům i odběratelům projektů ve všech oblastech řešení pasivních i aktivních úspor tepelné energie.

A je to vůbec poprvé, kdy nezáleží na tom, je-li člověk profesionál nebo laik. Oba dojdou jednoduchým postupem ke stejné úvaze i výsledku a poprvé mohou účinně spolupracovat na něčem velmi důležitém – na úsporách tepla při správně fungujících otopných soustavách a účelně investovaných financích.

Bylo to jasné od samého počátku

Od samého počátku bylo jasné, že zateplování budov pouze snižuje tepelné ztráty, tím vytváří podmínky pro úspory tepla, ale samo o sobě žádné teplo nespoří, protože úměrně ke sníženým tepelným ztrátám musí teplo uspořit teprve otopná soustava, která reálnou spotřebu tepla měří. Bylo to jasné všem, kromě představitelů stavebních firem, které jsme oslovili s nabídkou spolupráce. O takové spolupráci nechtěli ani slyšet v povýšeném přesvědčení, že oni jsou hlavní a obor vytápění je cosi zbytečného. V rámci svých celodenních přednášek přidělili oboru vytápění nejprve dvanáct minut a nakonec raději nic, snad aby jejich sláva nebyla rozmělněna. Bylo nám to líto, protože v diskusích na portálech nemuselo dnes docházet k předkládání různých „důkazů o tom, že zateplování budov se nevyplatí“ a k nekonečným sporům na toto téma. Stavaři se nemuseli v diskusích zamotávat do svých vlastních omylů a vést nekonečné spory.

Lidé potřebují přesný opak sporů, vedených v diskusích o zateplování a vytápění, proto uvolňujeme know-how a převádíme jej do formy využitelné pro každého. Místo diskusí o neúčelnosti zateplování a vodovodech nazývaných „vytápěním“ potřebujeme úspory tepla opravdu řešit a lidem pomáhat. Minulých 30 let používaná forma osvěty s publikacemi grafů, rovnic a „odborných názorů“ k pochopení podstaty vytápění a k řešení úspor tepla nevedla. Byla jen stále více gradujícím rozdílem v chápání souvislostí mezi odborníky, právníky a laiky. Lidé nutně potřebují vlastní zkušenost a tu mohou dnes formou nových pomůcek získat. Lidé potřebují vědět, že vytápěná stavba se skládá ze stavby a vytápění a jedno bez druhého adekvátní úspory tepla nezajistí. Je-li přitom otopná soustava navíc řešena jako „vodovod“, pak účinnost a účelnost stavebních úprav mohou být zlikvidovány.

Porovnávání spotřeb tepla „podobných objektů“? Nebo hodnocení podle zjednodušených kritérií?

Ing. V. Galád a Ing. J. Matějček, CSc, mají v článku „Energetická liga, či promyšlená demagogie?“ na TZB-info pravdu. Teplo se šíří v prostoru, nikoliv v ploše a jeho potřebu ve W.m⁻² nebo spotřebu v kWh.m⁻², či obdobných jednotkách vztažených k ploše, může myslet vážně málokdo, tím méně jako komparativní „měrnou“ hodnotu a žádná vyhláška nebo směrnice na tom nemění nic. Spotřeba tepla při vytápění budov se měří a zdaleka nezávisí jen na klimatických podmínkách vnějšího prostředí, na stavu zateplení nebo na kritériích, ke kterým se upíná jakási „liga“ v bláhovém přesvědčení, že uhodila hřebíček na hlavičku. Lidé nikdy nemohou najít objekt s totožnou vnitřní průměrnou teplotou, s totožnými vnitřními a vnějšími tepelnými zisky, s totožnou intenzitou větrání, s totožnou funkcí otopné soustavy, s totožnou funkcí regulační techniky, atd., aby mohli naměřené spotřeby tepla porovnávat. Nikdy ale také nemohou naplnit zbloudilé „odborné“ představy, nad kterými fyzika pláče a být hodnoceni podle kritérií, která s reálnou spotřebou tepla a s reálným provozním režimem konkrétní budovy téměř nesouvisejí. V takové „lize“ je pak velmi snadné získat cenu „skokan roku“ – vypnout vytápění a přeskočit všechny.

Zastavme však nesmyslnou rivalitu mezi mladým oborem stavební tepelné fyziky a vytápěním a přestaňme diskutovat v dimenzích zcela odtržených od reality. Ano, objekt lze zateplit tak, že ztráty prostupem se budou blížit nule a větrací vzduch lze s přesnou regulací ohřívat jinak. Od nejlepšího plynulého a nepřerušovaného vytápění lze díky extrémním změnám tepelné setrvačnosti u silně zateplených budov tolerovat minimalizované oscilace vnitřní teploty s přerušovanou dodávkou energie. Můžeme fantazírovat a při tepelné setrvačnosti s dobou poklesu vnitřní teploty až několik dní, dosáhnout takového fázového posunu amplitud vnitřní a vnější teploty, že regulace ztratí smysl – ale vraťme se na zem… Kolik takových budov máme?

Z celkového počtu asi 1,3 milionu bytů napojených na CZT je zatepleno asi 45 % a již provedené zateplení snížilo tepelné ztráty cca o 35 % až 55 %. Ani zbývající část bytového fondu nebude zateplena až do úrovně nulových ztrát prostupem a „vytěsnit vytápění“ se blouznícím stavařským fantaziím nepodaří. V paralele s touto realitou potřebujeme jiný přístup. Potřebujeme, aby při plném zachování požadované tepelné pohody spotřeba tepla o vliv zateplení opravdu klesla a dokonce, aby navíc klesla o působící tepelné zisky. K tomu ale potřebujeme otopnou soustavu, která je schopna požadovanou tepelnou pohodu dodržet a teplo z lokálně působících tepelných zisků plně využít k úsporám – a to jak v zateplených, tak i nezateplených budovách. Klasicky projektované otopné soustavy toho schopné nejsou, a proto zde hovoříme o soustavách TH, které toho schopné jsou. Aby toho schopné byly, musely se jejich výpočtové postupy z gruntu změnit a dnes máme k dispozici dva velmi silné nástroje k dosažení úspor tepla opravdu významných. Těmi nástroji jsou zateplení + soustava TH, do které patří řešení všeho a nikoliv jen dílčích opatření v oblasti celkové kombinované regulace. Řádně fungující otopná soustava se bez zateplení obejde (i když s úsporami jen z tepelných zisků, tj. cca 30 %), ale zateplení se bez řádně fungující soustavy neobejde. Je to po promarněných létech a promrhaných 100 miliardách znova opakovaný impuls k zamyšlení o spolupráci.

Buďte o čtvrt století vpředu

Vysvětlit chování dynamických soustav a dospět k jejich správnému řešení s plnými úsporami tepla z tepelných zisků, včetně plného zhodnocení zateplování budov, byl dlouhodobý proces. V oboru vytápění se muselo vyřešit všechno, od výpočtů tepelných ztrát přes dimenzování potrubí, výpočty přenosové schopnosti, ochlazení vody v potrubí, seřizování armatur a teplotních čidel, až po nové výpočty v oblasti kvalitativní a kvantitativní regulace. Musela se zpřesnit gradenová metoda, výpočty spotřeb tepla a kvantifikovat vliv působících tepelných zisků.

Musely se z norem odstranit skokové průběhy funkcí, pracovat s teplotou vzduchu na obou stranách stavebních konstrukcí a nahradit zjednodušující přirážku na vyrovnání chladných stěn skutečnými teplotami. Musely se zpřesnit výpočty otopných těles a umožnit modelování jejich výkonů v závislosti na teplotách vody i prostředí a na okamžitém průtoku, přičemž u článkových těles se musel vyřešit vliv radiačního bočního osálání článků. Z řetězových topenářských výpočtů se musela vyloučit všechna volená vstupní data a musela se nahradit vypočtenými reálnými hodnotami. U soustav vytápění, které nemají být „vodovodem“, se muselo začít poprvé fyzikálně pracovat s teplem, vyřešit nastavení teplotních čidel, vyřešit termické vyvážení soustav, atd.

Výsledkem je dnes úsporná soustava, sloužící k bezporuchovému, ekonomickému vytápění, a pomůcky pro všechny, kterým jde o úspory tepla. Úspory tepla pak nejvíce ze všeho závisejí na způsobu projektování a výpočtového řešení soustavy. Celou náročnou etapu čtvrt století trvajícího vývoje můžete teď překročit a rovnou vstoupit do éry skutečných úspor tepelné energie. Chyby se totiž musely nejprve pojmenovat, aby mohly být odstraněny. Poprvé můžeme dnes řešit skutečné úspory tepla všichni společně.