Plynové kondenzační kotle v nerekonstruovaných otopných soustavách rodinných domů a bytů – pokračování
Při porovnávání úsporných opatření z různých otopných sezon je nezbytné vždy používat přepočítané hodnoty na stejnou výchozí úroveň, která v případě vytápění zahrnuje intenzitu otopné sezony, tj. počet denostupňů. Toto porovnání, použité v článku, nejlépe vystihuje význam opatření na úsporu tepla.
Recenzent: Vladimír Galád
Navazujeme na článek (viz Topin 8/2015) týkající se porovnání spotřeby plynových kotlů s výkonem do 30 kW v otopných soustavách obvyklých v rodinných domech, kde bez zásahu do otopné soustavy byl vyměněn původní plynový kotel s atmosférickým hořákem za nový kondenzační kotel a sledoval se jeho přínos, stupeň využití a hlavně spotřeby paliva. Pro objektivnější porovnání byly výsledky přepočteny tak, aby byly zohledněny rozdílné klimatické podmínky, které panovaly ve sledovaných obdobích.
Využita byla denostupňová metoda, která rozdílné klimatické podmínky v daných obdobích nejlépe vystihuje.
Základní vztah pro výpočet denostupňů:
D°(tis) = d·(tis – tes)
kde je:
- d – počet topných dnů, vychází z legislativy (použijeme i pro sledovaný RD)
- tis – průměrná vnitřní teplota vzduchu vytápěného prostoru (stanoví se váženým průměrem a měřením)
- tes – průměrná venkovní teplota v dané lokalitě
Denostupně jsme určili na základě programové pomůcky [6]. Přepočet spotřeby paliva z roku 2011 na úroveň roku 2010 se pak stanoví jako součin spotřeby paliva roku 2011 a poměru příslušných denostupňů:
Spotřeba paliva (2010) = Spotřeba paliva 2011·(D°2010 / D°2011)
Spotřeba paliva v dalších letech byla vždy vztažena zpětně k roku 2010.
Porovnávány byly spotřeby paliva ve sledovaném RD. V prvém období byl v domě provozován plynový kotel s atmosférickým hořákem s regulovaným výkonem v rozsahu od 10 do 24 kW s obvyklým prostorovým týdenním regulátorem a klasickým nepřímo ohřívaným 120litrovým zásobníkem na přípravu TV. Po několika letech provozu byl tento plynový kotel a zásobník vyměněn za plynovou kondenzační jednotku CerapurModul-Solar s plynule regulovaným výkonem od 7 do 22 kW vybavenou integrovaným 210litrovým zásobníkem s vrstveným nabíjením a solárním ohřevem TV se dvěma deskovými kolektory, které byly instalovány na jihozápadní sedlové střeše RD. Regulace kondenzačního kotle byla zajišťována ekvitermním regulátorem s venkovním čidlem. Po dalším roce provozu pak byl objekt následně zateplen. Nabízí se tak možnost sledovat úspory po výměně původního kotle za nový kondenzační včetně solárního ohřevu TV a následně jak se úspory dále vylepšily po zateplení objektu.
V absolutních číslech představovala úspora ve sledovaném RD na spotřebě ZP po přepočtu s ohledem na denostupně, při výměně plynového kotle s atmosférickým hořákem (viz spotřeby v tab. 1 rok 2010) za uvedený kondenzační plynový kotel se solárním ohřevem TV ve sledovaném rodinném domě cca 19 % (viz přepočtené spotřeby v tab. 1 v roce 2011–2012 ve žlutém poli).
Po následném zateplení RD a provozu vytápění s uvedenou kondenzační jednotkou představovaly úspory cca 30 % (viz přepočtené spotřeby v tab. 1 pro roky 2012–2014 v oranžovém podbarvení). V těchto hodnotách jsou však zahrnuty i úspory získané díky solární energii. Proto byla přepočítaná spotřeba energie navýšena i o tyto solární zisky. Tím lze získat představu, kolik se záměnou atmosférického kotle za kondenzační kotel ve sledovaném RD ušetřilo.
Z tab. 2 je patrné, že předpokládané solární úspory nemalou měrou ovlivní stanovený přínos samotného kondenzačního kotle. Uvedený kondenzační plynový kotel po přepočtu na denostupně a při odečtení solárních úspor ušetřil uživatelům při nahrazení původního kotle s atmosférickým hořákem v tomto sledovaném RD cca 12,5 % na roční spotřebě zemního plynu. Pokud odečteme vliv předpokládaných solárních úspor od příznivých výše uvedených 31 % po zateplení, dostaneme hodnotu necelých 24 % – jinými slovy kondenzační kotel by v tomto RD po výměně za původní atmosférický kotel, bez dalšího zásahu do otopné soustavy, po následném zateplení a bez solárního ohřevu TV uspořil téměř 24 %.
Z grafického porovnání je patrné, že průběhy přepočtených spotřeb jsou vyrovnanější, než tomu bylo v předchozím článku bez přepočtů přes denostupně. V letním období jsou spotřeby paliva téměř shodné, nejvyšších rozdílů v absolutních hodnotách spotřeb je dosahováno v zimních měsících. Průběh mohl být ovlivněn i náhodnými výkyvy ve spotřebě způsobené chováním spotřebitele. Chování uživatelů má zřejmě vliv i na výrazné zvýšení spotřeb zemního plynu u nového zdroje v září, což může souviset s rekonstrukcí objektu. Z dlouhodobých dat získaných i z dalších sledovaných objektů je ale zřejmé nezanedbatelné snížení spotřeby zemního plynu.
Závěr
V závěru můžeme jen zopakovat, že i pouhá výměna staršího plynového kotle s atmosférickým hořákem za moderní kondenzační kotel, má rozumný přínos i v reálných rekonstrukcích otopných soustav RD a bytů, kde jsou instalována a většinou ponechána otopná tělesa navržená na teplotní spád 75/60 °C a otopná soustava zůstane bez dalších změn a zásahů.
Přínos vidíme nejen v nezanedbatelných úsporách paliva, ale i v zásadně nižší produkci škodlivin a menší ekologické zátěži na životní prostředí a zpravidla i větší bezpečnosti, zajištěné novým a vybavenějším zařízením. Pokud se navíc podaří spojit nový kondenzační plynový kotel se solárním ohřevem TV a k tomu zajistit případně i alespoň částečné zateplení vytápěného objektu, tak jako tomu bylo v tomto sledovaném RD, je to ideální cesta a vhodný způsob řešení, který bychom měli doporučovat a který je v současnosti i státními dotačními programy podporován.
Je zřejmé, že přepočet spotřeb pomocí denostupňů je vhodný především při porovnávání kratších např. ročních úseků měření spotřeb mezi sebou. Pokud máme třeba průměrné hodnoty spotřeb za 5 či více let, tak jako tomu bylo ve 2. sledovaném RD z předchozího článku, je pak možné pomocí denostupňů řešit např. srovnání absolutní čísel a hodnoty spotřeb přepočítávat na úroveň tzv. klimatického normálu. Nám šlo ale o srovnání 2 různých otopných zdrojů instalovaných ve stejném objektu a provozovaných poměrně krátkou dobu v různých časových obdobích, k čemuž je přepočet přes denostupně vhodný.
Literatura
- VALENTA V.: Tepelné soustavy – podmínky pro účinné spalování paliv. GAS, 2001.
- JELÍNEK V.: Kondenzační technika u plynových spotřebičů. GAS, 2010
- Přednášky Kotelny a komínová technika, aktualizováno 04. 2013. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra TZB, Dostupné z: http://www.fsv.cvut.cz
- Kondenzační kotel pro každého, aktualizováno 01. 2013. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz
- Denostupně – teorie k výpočetní pomůcce, aktualizováno 11. 7. 2005. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz
- Přepočet spotřeby paliva a průměrné teploty – představení nové výpočetní pomůcky, aktualizováno 4. 7. 2005. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz
Poděkování
Autoři chtějí poděkovat společnosti Bosch Termotechnika za propůjčení měřicích přístrojů a vzorků kondenzační techniky.
Gas condensing boilers in unreconstructed heating systems in residential buildings – continuation
The article describes condensing boilers with output power up to 30 kW in heating systems with temperature gradient 75/60 °C in residential buildings, compares gas consumption between traditional and condensing boilers in real installations, recount gas consumption in consideration of the degreedays.
Keywords: Gas condensing boiler, heating system, gas consumption, energy saving