Ekodesign a požadavky na energetickou efektivnost – Ohřívače vody a zásobníky TV
Článek navazuje na předchozí v Topenářství instalace č. 3 a 4/2012 informujících o kvalitativních požadavcích na environmentální aspekty výrobků a zařízení využívajících při svém provozu energii – energetických spotřebičů (v angl. „Energy using Products“ – „EuP“). Dále je pozornost věnována ohřívačům vody a zásobníkům TV.
Úvod
První návrh na možnou podobu ekodesign požadavků na ohřívače vody a zásobníky teplé vody (TV) byl projednán na počátku roku 2008. Jednání od té doby proběhlo dvakrát a v červnu 2010 dalo vzniknout pracovnímu návrhu nařízení. Tento návrh byl však opět předmětem velkého množství připomínek jak ze strany asociací reprezentující zájmy průmyslu (např. sdružení CECED, EURELECTRIC, Eurocommerce ad.), tak i řady členských zemí. Doposud nebyl odsouhlasen a ani vydán EK jako oficiální nařízení. Rovněž zatím nebyl definován systém energetického štítkování.
Rozsah platnosti
Poslední pracovní návrh nařízení ze strany EK vymezuje platnost dále definovaných požadavků na ohřívače vody, které:
- jsou připojeny k externímu zdroji pitné či užitkové vody;
- vytvářejí a přenášejí teplo pro možnou dodávku teplé pitné či užitkové vody o určité teplotě a množství v jistých časových intervalech;
- slouží „pouze“ pro přípravu a dodávku TV, nikoliv současně tepla pro prostorové vytápění;
- a jsou osazeny jedním či více zdroji tepla, za které je považováno:
- spalování plynných či kapalných fosilních paliv;
- využití Joulova efektu v elektroodporových prvcích;
- sluneční termická energie;
- teplo okolního prostředí (získávaného tepelnými čerpadly).
Předmětem regulace nemají být například ohřívače využívající biopaliva (jakékoliv formy) či pevná paliva (fosilní i obnovitelné), dále ohřívače využívající teplo dodávané systémy dálkového vytápění a rovněž komponenty či polosestavy techniky na ohřev vody jiného typu než mající podobu zásobníkového ohřívače osazeného tepelným výměníkem či hořákem a kontrolními prvky.
Jinými slovy, požadavky nejsou určeny pro průtokové ohřívače či samostatné akumulační nádoby (neobsahující zdroj tepla). U této druhé skupiny však jsou navrhovaným přepisem limitovány tepelné ztráty vyvolané prostupem stěnami nádoby (viz níže).
Zaváděné požadavky na energetickou efektivnost
Požadavky na energetickou efektivnost ohřívačů vody byly formulovány na základě denních odběrových profilů. Navrhované nařízení obsahuje 10 profilů lišících se množstvím spotřebované TV, časem resp. intervaly, kdy je během dne využívána, a rovněž teplotou, s jakou voda opouští spotřebič. Výsledkem těchto profilů je odlišná celková denní spotřeba TV a rovněž užitečná energie v ní dodaná (tzv. Qref v kWh/den).
Pro každý profil zařízení obsahuje směrnou hodnotu celkové energetické účinnosti, kterou se rozumí podíl užitečné energie dodané v TV (Qref) v poměru k energii spotřebované na její přípravu (ať už spálením paliva, odběrem elektřiny z distribuční sítě či získáním tepla ze slunečního záření). Do čitatele i jmenovatele jsou připočítávány i distribuční ztráty spojené s dodávkou TV do místa jejího faktického odběru (návrh nařízení je nicméně nevyčísluje a konstatuje pouze potřebu jejich stanovení spolehlivou, přesnou a opakovatelnou metodou). Navrhované hodnoty energetické efektivnosti se mají postupně zpřísňovat (viz tabulka).
Výrobci budou povinni splnění tohoto požadavku ověřit tím, že na daném výrobku otestují spolehlivou, přesnou a ověřitelnou metodou maximální odběrový profil, pro který je daný typ ohřívače určen, a spolu s dalšími údaji jej deklarují v technické specifikaci výrobku.
Jakákoliv spotřeba elektrické energie je ve výpočtu přepočítávána na primární energii za pomoci koeficientu (navrženo 2,5). Nařízení obsahuje možnost korekce celkové spotřeby primární energie koeficientem 0,93 v případě využití „chytré“ regulace, jejíž účinnost v této minimální výši musí výrobce prokázat.
Kromě těchto požadavků pak současně bylo nařízením navrhováno omezit maximální velikost vodního zásobníku pro zátěžové profily XXS a XS na 15 resp. 36 litrů a rovněž definovat přípustné tepelné ztráty u zásobníků TV, pokud jde o prostup tepla jeho stěnami. Ty jsou mimochodem dnes předmětem národního systému energetického štítkování v případě elektrických ohřívačů. Navržen byl pro tyto účely výpočtový vzorec:
16,66 Wattů + 8,33·V 0,4 [Watt/litr] kde V značí objem zásobníku v litrech.
Platnost směrných hodnot tepelných ztrát je stanovena do tří let od vstupu samotného nařízení v platnost.
Dále nařízení navrhuje určité limity na emise oxidů dusíku vznikajícího u ohřívačů osazených vlastním
zdrojem tepla v podobě hořáku.
Termíny splnění
Pracovní návrh odkládá závaznost požadavků o jeden, tři respektive až pět let od vstupu nařízení v platnost. Nařízení může být přijato v průběhu roku 2012, platnost však spíše bude zvolena až od počátku roku 2013.
Očekávané dopady
K pracovnímu návrhu nařízení EK byla podána celá řada připomínek. Věcné argumenty upozorňují zejména na skutečnost, že navrhované hodnoty směrných čísel minimální energetické efektivnosti nemusí splnit elektrické zásobníkové ohřívače, bude-li u nich spotřeba elektřiny přepočítávána na primární energii přes jednotný koeficient 2,5.
Právě ony jsou v několika zemích EU, vč. České republiky, páteří systému vyrovnávání odběrového diagramu elektrizační soustavy za pomoci centrálně řízené dálkové regulace, u nás nazývané systém HDO. Tato argumentace je racionální, zejména při představě masivní postupné náhrady dnes využívaných bojlerů průtokovými elektrickými ohřívači, které vyžadují i 10násobně větší příkon a ohrožovaly by stabilitu elektrické sítě vysokou soudobostí již v jinak exponovaných časech.
Případná záměna ohřívačů tohoto typu za jiné než průtokové a využívající elektrickou energii nemusí nijak snížit tepelné ztráty prostupem a navíc si bezpochyby bude vyžadovat další vícenáklady na instalaci.
Proto je ze strany navrhovatele snaha zvýhodnit ta provedení ohřívačů, která budou osazena „chytrou“ regulací. Její podstatou je schopnost ohřívače přizpůsobit teplotu vody během dne podle očekávaného charakteru odběru (tj. schopnost měnit její teplotu). Tuto „znalost“ regulace získá na základě empirických poznatků z předchozího období. Ohřívače na bázi systému HDO (a jemu podobných) jsou řízeny centrálně dle požadavků provozovatele elektrizační soustavy a tuto funkci nemohou tedy vykonávat.
Na druhou stranu lze vyzdvihnout inovativní přístup hodnocení energetické náročnosti, kdy hodnocena je míra skutečně efektivně využité energie (v TV) u nejrůznějších typů zásobníkových ohřívačů – tím jsou postaveny na jednotnou hodnoticí základnu.
Tento přístup je značně odlišný oproti dnes v tuzemsku zavedenému hodnocení energetické náročnosti ohřívačů, dle nějž jsou sledovány a hodnoceny pouze tepelné ztráty v klidovém stavu (bez jakéhokoliv odběru), a to jen u elektrických zásobníkových ohřívačů. Tím je opomíjen aspekt přiměřené velikosti zásobníku k tomu, jakým způsobem je ve skutečnosti využíván.
Lze tedy předpokládat, že finální podoba nařízení se ještě bude měnit. Jeho přijetí však bude mít na trh v příštích letech v každém případě zásadní dopad.
se svolením SEVEn upraveno podle publikace „Přehled implementace směrnice o ekodesignu a požadavků na energetickou efektivnost vybraných skupin“