Měření spotřeby teplé vody v praxi

Snaha o spravedlivější rozúčtování spotřeby teplé vody vedla autora článku k realizaci praktického měření ve dvou objektech o 36 bytových jednotkách. Na základě vyhodnocení měření je navržena náhrada vodoměru studené vody ve zdroji přípravy dvěma vodoměry, na teplé vodě a na cirkulaci. Z výsledků měření je vysloven závěr, že nepřesnost rychlostních (bytových) vodoměrů přidá na jednom z těchto dvou objektů spotřebu o nákladech 10 až 12,5 tis. Kč/rok. Je na čtenářích, aby posoudili, zda u poměrových (bytových) vodoměrů lze stanovit absolutní hodnotu úspory, když spotřeba vody i tepla pro její ohřev a její fakturace od dodavatele teplé vody je stále stejná. Nezanedbatelná není ani otázka, zda dodavatelé teplé vody budou ochotni fakturovat na základě údajů dvou vodoměrů na teplé vodě, namísto jednoho údaje na vodoměru studené vody, který mu fakturuje dodavatel vody studené.

Recenzent: Miloš Bajgar

1. Úvod

V časopisu Topenářství a instalace v čísle 6/2011 byl zveřejněn příspěvek „Výsledky porovnávacího měření spotřeby teplé vody“. Tento příspěvek představil měření, které simulovalo měření teplé vody v objektu. Měřením byly porovnány naměřené hodnoty jednotlivých typů bytových vodoměrů a patního měřidla typu Skalár s hodnotami naměřenými na hmotnostních etalonech.

Na základě výsledků měření byly pojmenovány dva zásadní negativní vlivy, které ovlivňují naměřené hodnoty, a to vždy v neprospěch odběratele teplé vody. Jedná se o systémové chyby, které vznikly z důvodu časového vývoje měřidel. První chybou je nevhodné řazení měřidel s rozdílným pásmem nejistoty v měřicím řetězci. Druhou chybou je měření objemu při různých teplotách teplé vody rychlostními vodoměry. Na vstupu do ohřívače je měřena pitná voda o teplotě cca 10 až 13 °C, na vstupu do objektu má teplá voda teplotu cca 55 až 60 °C a na výstupu z objektu cca 45 až 60 °C. Hustota vody se mění následovně: r_10 °C = 972 kg m^–3; r_55 °C = 962 kg m^–3 a r_50 °C = 960 kg m^–3 [2].

Jako náprava těchto chyb byla doporučena úprava měřicího řetězce doplněním diferenčního měřidla na místo I. stupně v měřicím řetězci, jak je zobrazeno na obrázku č. 1 [1].

Hodnoty uvedené v příspěvku v časopisu Topenářství a instalace v čísle 6/2011 byly získány laboratorním měřením na zkušebně. Ověření v praxi bylo uskutečněno měřením spotřeby teplé vody ve dvou bytových objektech v první polovině roku 2011.

2. Měření v praxi

Způsob řešení

Praktické měření spotřeby teplé vody bylo provedeno ve dvou bytových objektech v období od 4. 1. 2011 do 31. 5. 2011. V každém objektu je 36 bytových jed­notek. V objektech instalovala firma ­Ulimex s. r. o. Ústí nad Labem patní měřiče Skalár a bytové rychlostní vodoměry s možností radiového odečtu stavů. Tak bylo dosaženo odečtení všech stavů v jeden čas a porovnávané hodnoty jsou relevantní. Všechny vodoměry splňovaly podmínky ČSN 14154-3 a MPM 22-07, předepisující pásma nejistoty.

Naměřené hodnoty

Hodnoty naměřené bytovými vodoměry a vypočtené za sledované období jsou uvedeny v tabulce 1. Ve stejný okamžik byly na bytových vodoměrech odečteny počáteční stavy a na konci sledovaného období byly znovu odečteny koncové stavy. Jejich rozdílem byla získána celková spotřeba za bytovou jednotku. Celková spotřeba za objekt je získána součtem spotřeb jednotlivých bytových jednotek. Z této celkové spotřeby byla vypočtena průměrná spotřeba na jednu bytovou jednotku v absolutních [m^3] i relativních [%] jednotkách.

Ačkoliv hodnoty spotřeb byly různé, hodnoty relativní průměrné spotřeby na jednu bytovou jednotku vyšly výpočtem v obou objektech stejné.

Na obrázcích 2 a 3 jsou provedeny rozklady spotřeb po jednotlivých bytech stavebního objektu. Na vodorovné ose jsou vyneseny velikosti odběrů teplé vody v procentech, které jsou porovnány s celkovým odběrem objektu. Na svislé ose jsou vyneseny počty bytových jednotek, které splňují podmínku pro danou velikost odběru.

Porovnání počtu odběrů pro oba objekty současně je provedeno v tabulce 2.

Protože průměrná spotřeba na bytovou jednotku byla cca 3 % z celkového náměru, bylo provedeno porovnání počtů bytových jednotek v jednotlivých spotřebních pásmech. Byla stanovena tři spotřební pásma:

• malá spotřeba do 2 % celkové spotřeby objektu včetně,
• střední spotřeba mezi 2 až 4 % celkové spotřeby objektu,
• velká spotřeba nad 4 % celkové spotřeby objektu včetně.

Vyhodnocení spotřeby podle pásem je uvedeno v tabulce 3 a vypovídá o so­ciálním složení obyvatel v bytovém ­objektu. V objektu 1 je vyšší kumulace rodin s dětmi než v objektu 2, protože malých spotřeb je méně.

3. Vyhodnocení naměřených hodnot

Z porovnání naměřených hodnot bytových vodoměrů a patního měřidla Skalár vyplývá, že v obou objektech byl náměr patního měřidla menší, než součet náměrů vodoměrů v jednotlivých bytech (tabulka 4). Absolutní chyba se pohybovala okolo průměrné spotřeby na jednu bytovou jednotku. V objektu 1 byla absolutní chyba dokonce větší než průměrná spotřeba na jednu bytovou jednotku (uvedeno v tabulce 1).

Relativní chyba byla počítána k naměřené hodnotě patního měřidla, protože jeho pásmo nejistoty je značně užší než pásmo nejistoty rychlostních vodoměrů na teplou vodu [1].

Z výsledků analýzy naměřených hodnot vyplývají pro měření teplé vody dva významné faktory, které přispívají k nespravedlivému rozdělování plateb za spotřebovanou teplou vodu:

• Vzhledem k tomu, že měření spotřeby proběhlo v období o délce pěti měsíců, je možno odhadovat, že za celý kalendářní rok bude spotřeba teplé vody zvýšena minimálně o dvojnásobek průměrné spotřeby na jednu bytovou jednotku. Obrazně řečeno v každém stavebním objektu přibydou dvě bytové jednotky s průměrnou spotřebou.
• Objekt s vyšší spotřebou vykazuje menší relativní chybu vůči náměru patního měřidla. Příčinou je delší čas měření bytových vodoměrů při spodní hranici jejich měřicího rozsahu u objektu s menší spotřebou. Tímto je objekt, který odebírá menší množství znevýhodněn, protože jeho naměřená hodnota spotřeby je zatížena větší chybou bytových vodoměrů.

Analýzou hodnot naměřených ve skutečném provozu byly potvrzeny výsledky zjištěné při laboratorní simulaci měření teplé vody, uveřejněné v příspěvku v časopise Topenářství a instalace v čísle 6/2011.

Podstatou poměrového výpočtu spotřeby teplé vody je skutečnost, že dělená hodnota, tj. množství pitné vody PV na vstupu do ohříváku v předávací stanici, je rozdělena beze zbytku, schematicky na obrázku 4. Pokud je dělená hodnota vyšší než součet všech měřidel, podle nichž je proveden výpočet poměru, bude každému měřidlu účtována vyšší částka. V opačném případě to bude naopak. Tento způsob výpočtu rozpočítá i ztráty v rozvodech teplé vody mezi jednotlivými objekty.

V případě, že poměrový výpočet spotřeby teplé vody bude uplatněn na všechny bytové vodoměry – III. stupeň tak, jak se v dnešní době provádí, chyby jednotlivých bytových vodoměrů ve větší míře ovlivní rozdělení spotřeby.

Pokud by výpočet spotřeby teplé vody měl být spravedlivější, je nutné změnit stávající způsoby rozúčtování. Výstup z předávací stanice by byl osazen diferenčním průtokoměrem, obrázek 4. Měření množství by bylo prováděno při teplotách teplé vody, tím by došlo k odstranění měření teplé vody za různých teplotních podmínek. Jednotlivé objekty by byly osazeny patními měřidly, podle kterých by se účtovala spotřeba pro objekt. V případě, že by hodnota naměřená na výstupu předávací stanice byla menší než součet hodnot všech patních měřidel zvýšený o 5 % (předpoklad ztrát, chyb měřidel aj.), naměřená hodnota na výstupu předávací stanice by se rozpočítávala poměrově. V případě, že by tomu tak nebylo, účtovaly by se naměřené hodnoty na jednotlivých objektech. V rámci objektu by se provedl rozpočet poměrově podle bytových vodoměrů. Výsledkem by byly úspory pitné vody a tepelné energie do ní vložené a zároveň by byl vytvořen tlak na údržbu rozvodů teplé vody mezi objekty.

Teplárenské sdružení na svém webovském portálu zveřejňuje výsledky statistických šetření v oblasti vytápění a zásobování teplou vodou. Následující tři podkladové materiály (obrázky 5, 6 a 7) byly použity z tohoto zdroje [3].

Na grafu uvedeném na obr. 5 je zobrazeno rozložení spotřeby energie v českých domácnostech, z něhož vyplývá, že pro přípravu teplé vody je potřeba 20 % z celkově spotřebované energie v domácnosti.

Na obrázku 6 jsou zveřejněny náklady vynaložené na spotřebovanou energii v jedné bytové jednotce po jednotlivých krajích. Vzhledem k tomu, že uvedená problematika měření spotřeby teplé vody se týká zejména velkých obytných celků, které jsou lokalizovány ve městech, bude uvažováno s průměrnými náklady za celou Českou republiku, to je cca 25 000 Kč na městský byt.

Ze statistických údajů uvedených na obrázcích 5 a 6 vyplývá, že průměrné náklady na spotřebovanou teplou vodu na jednu bytovou jednotku jsou cca 5 000 Kč za rok. Z výsledků měření uvedených v tomto příspěvku vyplynulo, že nepřesnost rychlostních vodoměrů přidá na jednom objektu spotřebu teplé vody za rok asi tolik, jako činí spotřeba 2 až 2,5 bytových jednotek. V nákladech to je cca 10 000 až 12 500 Kč za rok. Pokud bude uvažováno s cenou patního měřidla 50 000 Kč, jak uvádí recenzent předchozího příspěvku [1], bude prostá doba návratnosti 4 až 5 let. Se zvyšující se cenou energie, jejíž vývoj je zřejmý z grafu uvedeného na obrázku 7, se doba návratnosti vložených finančních prostředků bude zkracovat.

Pokud výrobci patních měřidel tuto výzvu včas uchopí a naleznou své další rezervy, které umožní snížit cenu této měřicí techniky, ještě více se zkrátí doba návratnosti vložených finančních prostředků a zcela určitě bude možné očekávat velký tlak na instalaci a používání těchto měřidel ze strany odběratelů.

4. Závěr

Naměřené hodnoty v laboratoři i reálném provozu vykazují shodu. Měření bytovými vodoměry vykazuje větší chybu, která se projevuje v neprospěch koncového odběratele teplé vody. Spotřeba bytového domu se součtem chyb měřicích přístrojů zvýší za rok o průměrnou spotřebu dvou až dvou a půl bytové jednotky. Výše uvedeným porovnáním statistických údajů s naměřenými hodnotami se finanční hodnota chyby naměřených spotřeb stává již nezanedbatelnou. Přesnost stávající měřicí techniky se zvyšuje, její cena již je jenom několikanásobek finančního rozdílu, způsobeného chybou bytových vodoměrů. V současné době je tedy vhodné začít uvažovat o změně způsobu rozúčtovávání nákladů na spotřebovanou teplou vodu. V příspěvku je uveden možný návrh nového způsobu rozúčtování. Změnou rozúčtování zároveň vznikne tlak na správce zařízení, aby věnoval větší pozornost údržbě rozvodů teplé vody.

Z výsledků analýzy měření v laboratoři i v praxi vyplývá, že instalace patních měřidel a změna způsobu rozpočítávání spotřeby by přinesla odběratelům spravedlivější účtování spotřebované teplé vody.

Na závěr je vhodné poděkovat pracovníkům firem Ulitep s. r. o. a Ulimex s. r. o. v Ústí nad Labem za aktivní spolupráci s Univerzitou Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem, Fakultou výrobních technologií a managementu, a tím umožnění vzniku tohoto příspěvku.

Použité zdroje

[1] ŠÍPAL J. Výsledky porovnávacího měření spotřeby teplé vody; Topenářství instalace 2011, roč. 45, č. 6, s. 50–54. ISSN 1211-0906
[2] Kolektiv. Matematické, fyzikální a chemické tabulky. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1966.
[3] www.tscr.cz

---

Measurement of the hot water in practice

The aim of the article is measurement of the hot water. This article follows foregoing printed article in the journal Topenářství a instalace 6/2011, which is focused on laboratory measurement of the hot water. Today's article analysis measurement of the hot water on the real flat houses. Measurement of the hot water is realised by water meter, which can use radio transmission of value. The data are created at the same moment.
The results of the analysis display on the mistake of the cost dividing between houses. The article suggests eliminating these mistakes. Instalation of the new water meters, which are located on input of houses, is first step. The second step is the inovation of the payment for hot water. On the end of the article is appraised the economy cost of one house by using input measurement of the hot water.

Keywords: hot water, measurement of the hot water, water meter, economy cost