Poměrové rozpočítávání ztrát v rozvodech teplé vody

Stav rozvodů teplé vody u čtyřtrubkového rozvodu tepla nebývá uspokojivý. Množství havárií na takových rozvodech nenechává nikoho na pochybách, že při nich dochází k velkým škodám na teple, uniklé vodě, zničených tepelných izolacích v podzemních kanálech a následných škodách. Škody po havárii spočívají v extrémním zvýšení tepelných ztrát rozvodného potrubí teplé vody.
Problémy takových havárií spočívají v tom, že se nesnadno zjišťují. Je nepříliš známou skutečností, že spotřeba teplé vody klesá v nočních hodinách až na nulu. Věci znalá teplárenská společnost, jak o tom informoval Ing. Tichý ze společnosti Dalkia na topenářském setkání, této skutečnosti může využít ke sledování, zda vodoměr na vstupu do ohřevu vykazuje každý den také nulovou hodnotu spotřeby. Pokud ne, je to signál k hledání místa úniku vody.
Větší část dodavatelů tepla čeká, až se únik teplé vody někde viditelně projeví, nebo se spotřeba studené vody na vstupu do ohřevu výrazně zvýší za delší časové období v řádu desítek procent. Neřešená zvýšená spotřeba teplé vody je nerovnoměrně rozúčtována mezi jednotlivé odběratele. Záměrem článku autora je zpřesnit rozpočítání spotřeby teplé vody pomocí objektového měření, zvýšit spravedlnost rozpočítávání ztrát a současně umožnit dodavateli teplé vody i uživatelům domu identifikovat případné závady ve velmi krátkém časovém horizontu.

Recenzent: Miloš Bajgar

1. Úvod

V předchozích číslech časopisu Topenářství instalace bylo uveřejněno několik příspěvků zabývajících se způsoby měření teplé vody, chybami měřidel a skutečnými naměřenými hodnotami. Vliv ztrát vody na naměřené hodnoty však v žádném z nich nebyl řešen. Stávající příspěvek je proto zaměřen na toto téma.

Ztráty teplé vody vznikají poruchou v rozvodech. V současnosti jsou rozpočítány podle platné legislativy České republiky mezi jednotlivé odběratele. Aby bylo zřejmé, jakým způsobem se konkrétně projeví ztráty vody v rozvodech u různých objektů pro jejich uživatele, bude provedeno porovnávání hodnot pro objekty bez patního měřiče a s patním měřičem na objektu, ale i zásobování jednou nebo dvěma větvemi z předávací stanice.

Pro jednotlivé modely byly uměle vybrány hodnoty jednotlivých odběrů a ztrát teplé vody. Proto mohou být skutečné hodnoty menší, ale zároveň i větší. Příspěvek popisuje vliv patního měřidla na poměrové rozdělování a zároveň výhody a nevýhody pro dodavatele i odběratele při instalaci diferenčního měřidla na výstupu z předávací stanice.

2. Popis systému zásobování teplou vodou

V současné době je teplá voda připravována centralizovaně v předávacích stanicích nebo decentralizovaně ve stavebním objektu. Z předávací stanice (PS) je provedeno zásobování teplou a otopnou vodou několika stavebních objektů, popř. celého sídliště. Obvyklým způsobem je tzv. čtyřtrubkový rozvod. Jeden pár trubek zajišťuje dodávku otopné vody pro vytápění a druhý pár dodávku teplé vody, obrázek 1.

Dodávka teplé vody je zajišťována pro velkou skupinu odběratelů, aby i ten nejvzdálenější odběratel měl k dispozici teplou vodu do 30 vteřin, je nutné provést zásobování okružním potrubím. Z předávací stanice vystupuje ohřátá teplá voda do okruhu ke spotřebitelům. Nespotřebovaná teplá voda se vrací zpět do předávací stanice, kde dojde k jejímu dohřátí na potřebnou teplotu. Tímto způsobem voda cirkuluje mezi předávací stanicí a odběrateli, spotřebovaná teplá voda se doplňuje v předávací stanici do okruhu pitnou vodou, obrázek 2.

Protože se jedná o otevřený okruh, je měření spotřeby teplé vody složitější. V současné době je legislativní povinnost měření ve dvou stupních:

• 1. stupeň – měření dopouštěného objemu pitné vody v předávací stanici na vstupu do systému přípravy teplé vody (obvykle rychlostními vodoměry na studenou vodu);
• 2. stupeň – měření spotřeby teplé vody u konečného odběratele (rychlostní vodoměr na teplou vodu), které je poměrové.

Spotřeba pitné vody na vstupu do předávací stanice je rozpočítána mezi jednotlivé odběratele ve dvou složkách:

• konstantní, která záleží na velikosti bytové jednotky;
• proměnné, která záleží na dílčí spotřebě každého odběratele a je rozpočítána poměrovým způsobem.

V předchozích příspěvcích byly řešeny problémy s instalací měřidel, rozpočítáváním apod. Nikdy nebyly řešeny ztráty teplé vody, tj. rozdíl mezi vstupem vody do systému ohřevu a spotřebovanou teplou vodou konečnými spotřebiteli, které vznikají i menšími, ale trvale působícími netěsnostmi, případně haváriemi. Okruh teplé vody může být, stejně jako každé jiné technické zařízení, provozován se ztrátami teplé vody.

3. Popis ztrát

Jak již bylo výše uvedeno, pitná voda, která je dodána do předávací stanice, je ohřáta na požadovanou teplotu a rozvodem dopravena k jednotlivým spotřebitelům. Nespotřebovaná teplá voda je vrácena vratným potrubím k opětovnému ohřátí. Tepelnou energii, potřebnou k ohřátí pitné vody, je možné rozdělit na tři části:

• 1. část – zajišťuje ohřev pitné vody, jejíž vstupní teplota je mezi 8 až 13 °C na výstupní teplotu teplé vody, což je 55 až 60 °C;
• 2. část zajišťuje dohřátí vratné (cirkulační) vody na výstupní teplotu, obvykle se jedná o zvýšení teploty o 5 až 10 °C;
• 3. část – je tepelná energie, která se vyzáří v předávací stanici z ohříváků teplé vody do okolí.

Ztráty v okruhu teplé vody je možné rozdělit na dva druhy. V prvním případě se jedná o úniky vody z okruhu různými netěsnostmi, případně vypouštěním částí okruhu z důvodů oprav. V tomto případě, kdy dochází k únikům teplé nebo vratné vody, dochází nejen ke ztrátě vody, ale i tepla do ní vloženého. Ve druhém případě se jedná o ztráty tepelné energie tepelnou izolací okruhu teplé vody, která nikdy nemůže být dokonalá.

Celý okruh teplé a vratné vody je možné rozdělit na dvě části, horizontální a vertikální rozvod. Horizontální, nebo-li vodorovný, je potrubní systém mezi předávací stanicí a vstupem do objektu. Vertikální, nebo-li svislý, rozvod, je potrubní systém ve vlastním objektu odběratele. Toto rozdělení je důležité, protože každá část okruhu má svého správce i majitele. Vodorovnou část obhospodařuje dodavatel tepelné energie a svislou část majitel stavebního objektu.

4. Rozdělení ztrát teplé vody bez patních měřičů

Pro ilustraci problému bude využito dvou modelových případů, předpokladem jsou přesně naměřená množství vody.

První modelový případ

Jedna větev z předávací stanice zajišťuje dodávku teplé vody pro pět objektů. Schematicky je případ znázorněn na obrázku 3.

Každý z objektů má jinou spotřebu teplé vody. Předpokládá se, že:

• v objektu č. 1 se spotřebuje 3 000 m³ teplé vody za rok;
• v objektu č. 2 se spotřebuje 2 400 m³ teplé vody za rok;
• v objektu č. 3 se spotřebuje 1 200 m³ teplé vody za rok;
• v objektu č. 4 se spotřebuje 900 m³ teplé vody za rok
• a v objektu č. 5 se spotřebuje 300 m³ teplé vody za rok.

Ztráty teplé vody v objektu až po bytové vodoměry se dají pokládat za nulové. Případná havárie se okamžitě projeví, potom se přívod vody uzavře a znovu se otevře až po opravě rozvodu. Nicméně jako fiktivní příklad je uvedena ztráta teplé vody v každém objektu 60 m³ a ve všech objektech 300 m³/rok.

Jiná je situace u venkovního rozvodu, kde může nepozorovatelně unikat i větší množství teplé vody. Jako příklad je uvedena hodnota 1000 m³ za rok.

Pro tento modelový případ platí, že množství spotřebované teplé vody konečnými uživateli je 7 800 m³, a součet ztrát teplé vody je 1 300 m³. Vodoměr pro pitnou vodu na vstupu do systému přípravy teplé vody tedy naměří 9 100 m³ za rok. Celkové ztráty budou rozděleny mezi jednotlivé objekty. Poměrový způsob spotřeby zajistí, že objekt s největší spotřebou bude mít naúčtován největší díl ztrát teplé vody. V tabulce 1 je proveden výpočet rozdělení ztrát mezi jednotlivé objekty, graficky na obrázku 4. Z tabulky je zřejmé, že objektu č. 5, který má nejmenší spotřebu, je připočí­távána ztráta teplé vody ve výši 50 m³, ačkoliv podle zadání je ztráta vody v tomto objektu 60 m³. Spotřeba teplé vody v objektu je potom rozdělena na dvě složky, jedna podle výměry bytové jednotky a druhá podle naměřené spotřeby. Paradoxně se tak může stát, že uživateli velkého, dočasně neobydleného bytu s nulovou spotřebou za rok je účtována velká část ztracené teplé vody v rozvodech.

Druhý modelový případ

Z předávací stanice budou vycházet dvě větve, z nich každá zásobuje určité objekty, obrázek 5.

Pokud budou mít objekty stejné spotřeby i ztráty jako v předchozím případě, a každá větev bude mít ztrátu v rozvodu mezi PS a jednotlivými objekty 500 m³, potom výsledek rozdělování spotřeby bude naprosto stejný, tabulka 2.

V tomto případě jsou rozpočítané ztráty mezi jednotlivé objekty stejné jako v předchozím případě. Z tabulky je vidět, že část ztrát větve číslo 2 je převedena na větev číslo 1, která zásobuje objekty s vyšší spotřebou.

V obou případech jsou zřejmé projevy nespravedlivosti při rozdělování nákladů na přípravu teplé vody mezi koncové odběratele pouze na základě poměru. Odběratelům z objektu s vyšší spotřebou bude naúčtována větší část ztracené teplé vody.

V obou případech rovněž nic nenutí správce objektů, ale ani provozovatele předávací stanice s rozvody, aby se o svá zařízení starali a snažili se minimalizovat ztráty. Kromě nespravedlivého rozdělování velkých ztrát mezi koncové odběratele je ještě zatěžováno životní prostředí zbytečnou výrobou energie, která musí tyto ztráty pokrývat.

5. Způsob řešení

Výpočet rozdělení ztrát s patními měřiči na objektech

Řešením je kvalitní údržba celého systému na základě kontroly ztrát teplé vody. Aby byl přehled o zásobování jednotlivých objektů a provozu soustavy, je potřeba nainstalovat patní měřidla teplé vody pro každý objekt. Instalací patního měřidla dojde k exaktnímu rozdělení celého systému zásobování teplou vodou na horizontální a vertikální část potrubního rozvodu. Tím také dojde k vyčlenění ztrát ve svislých rozvodech jednotlivých objektů od ztrát v horizontálních rozvodech. Ztráty ve svislých rozvodech tak budou započítány do objektů, kde vznikly a nebudou rozpočítávány mezi všechny objekty. Výsledkem bude pouze rozdělení ztrát v horizontálních rozvodech mezi jednotlivé objekty, tabulky 3 a 4, graf na obrázku 6.

V případě dvou větví budou ztráty ve vodorovných rozvodech rozpočítány v poměru velikosti odběrů. To znamená, že ačkoliv má 1. větev ztráty pouze 500 m³, bude odběratelům, připojeným k 1. větvi rozdělena i část ztrát druhé větve, tabulka 4. I přes tuto skutečnost je zřejmé, že instalace patního měřidla je pro odběratele výhodnější, než kdyby měřidlo nebylo instalováno.

Výpočet rozdělení ztrát s patními měřiči na objektech a výstupu z předávací stanice

Velikost rozpočítané spotřeby teplé vody je však ovlivňována také existencí ztrát teplé vody při její přípravě v předávací stanici a při provozování rozvodů mezi předávací stanicí a stavebními objekty. Tyto ztráty jsou vždy rozpočítávány mezi odběratele. Instalací diferenčního měřidla na výstupu z předávací stanice bude exaktně stanovena velikost množství teplé vody vstupující do vodorovného rozvodu.

Aby se dodavatel teplé vody řádně staral o své rozvody a snižoval ztráty v nich, je nutné na něj vytvořit ekonomický tlak. Jednou z možností je uznání provozně přiměřených ztrát horizontálních rozvodů, například ve výši 10 % součtu velikostí náměrů na patách objektů a zbytek by byla nekrytá ekonomická ztráta dodavatele teplé vody. V případě jedné větve by se poměrovým způsobem rozpočítávalo množství 810 m³, tabulka 5. Rozdíl mezi ztracenou vodou v horizontálním rozvodu (1000 m³⁾ je 190 m³, a tato část pak představuje ekonomickou ztrátu dodavatele. Celkově účtované ztráty horizontálního rozvodu pro jednotlivé objekty jsou znázorněny graficky na obrázku 7.

V případě modelu se dvěma větvemi by byl rozdíl mezi ztrátou skutečnou a uhrazenou ještě větší, 368 m³, viz tabulka 6.

Ve výsledcích tabulky 6 je vidět, že ztráty první větve (tj. 500 m³)jsou menší, než 10 % celkové spotřeby odběratelů 1. větve (tj. 678 m³) a odběratel je uhradí všechny. Naproti tomu ve druhé větvi jsou ztráty velmi vysoké vůči odběru. Celkově účtované ztráty horizontálního rozvodu pro jednotlivé objekty jsou znázorněny graficky na obrázku 8.

6. Závěr

Příspěvek si dal za cíl vyhodnotit, jakým způsobem se mohou projevit ztráty teplé vody a tepelné energie na platbách za spotřebovanou teplou vodu. Na dvou modelových příkladech bylo dokázáno, že současné podmínky umožňují nespravedlivé rozúčtování nespotřebované teplé vody (ztrát) mezi jednotlivé stavební objekty podle velikosti jejich vlastního odběru. Příčinou nerovnoměrného rozdělení ztrát je poměrový způsob rozdělování spotřeby pitné vody na vstupu do systému přípravy teplé vody.

V případě instalace patních měřidel na každý stavební objekt nebudou mezi jednotlivé objekty rozpočítávány ztráty ve vertikálních rozvodech vzniklé jen v některém z objektů, které mohou být nulové, ale i značně velké, podle rozsahu případné havárie, prací na rozvodech v souvislosti s jejich rekonstrukcí atp. Tímto způsobem by za stávajících legislativních podmínek byla provedena částečná náprava nespravedlivého způsobu rozúčtovávání nákladů za dodávku teplé vody.

Další krok ke zlepšení způsobu rozúčtovávání nákladů na teplou vodu má dvě stránky, technickou a legislativní. Technická stránka by spočívala v instalaci diferenčních měřidel na každý výstup z předávací stanice, obrázek 9.

Tímto krokem dojde k rozdělení a přesné adresaci ztrát v jednotlivých částech rozvodů teplé vody. Aby tyto ztráty nemohly být rozpočítávány mezi všechny odběratele, je potřeba na dodavatele teplé vody vytvořit ekonomický tlak, aby se řádně staral o své rozvody a snižoval ztráty v nich. Tohoto tlaku je možné dosáhnout pouze legislativní úpravou, která by nařídila instalaci diferenčního měřidla teplé vody na výstupu z předávací stanice a změnu způsobu rozúčtovávání spotřeby teplé vody.

V případě, že by například hodnota dodaného množství teplé vody do rozvodu, naměřená na výstupu z předávací stanice, byla větší než 1,1násobek součtu hodnot naměřených patními měřidly (pozn.: připusťme 10 % rezervu na ztráty jako nejvyšší technicky přijatelnou mez), měli by odběratelé za povinnost uhradit dodavateli teplé vody pouze součet hodnot naměřených patními měřidly zvýšený o 10 %. Vzhledem k tomu, že velká část teplárenských soustav, především ve vztahu k rozvodu teplé vody, je v dost špatném stavu, bylo by možné tento tvrdý postup změkčit postupným snižováním množství hrazených ztrát odběrateli teplé vody v určitém časovém období postupně. Například z 25 % na 15 % a konečných 10 % tak, aby dodavatelé teplé vody měli přiměřený, ale omezený časový horizont na snížení ztrát. Není možné, aby nezdůvodnitelné ztráty ve vodorovných rozvodech neustále hradili odběratelé teplé vody a dodavatele nic nenutilo zlepšovat stav svého zařízení.

Ztráty teplé vody ve svislém rozvodu si musí odběratelé daného objektu hradit sami. Neexistuje žádný ospravedlnitelný důvod k tomu, aby tyto ztráty byly přenášeny na ostatní objekty.

Současná měřicí technika pro patní měření umožňuje průběžný monitoring měřených dat a vytváří tak podmínky k tomu, aby velikost ztrát, tedy jak vody, tak tepelné energie v ní obsažené, byla sledována a pokud přesáhne přípustnou mez, tak se vzniklé netěsnosti daly podle jejich významu řešit. Při zvyšujících se rozdílech měřených teplot na výstupu z předávací stanice a na vstupech do jednotlivých objektů bude možné nalézat místa s poškozenou tepelnou izolací.

Analýzy, které umožní navržená instalace měřicí techniky, poskytnou dodavateli teplé vody možnost rychleji identifikovat poruchy ve vodorovném rozvodu. Majitel objektu bude mít jednoznačné signály pro údržbu svislého rozvodu a rovněž bude moci mnohem přesněji postihovat i ty uživatele objektu, kteří záměrně znehodnotí měření svých odběrů.

Pokud se neprovedou jiná technická opatření, tak jedině instalace vícestupňového měření může vyvolat tlak, jehož výsledkem bude úspora pitné vody a tepelné energie v souladu s cílem, který sleduje česká energetická legislativa opírající se o legislativu EU.

Použité zdroje

1. ŠÍPAL Jaroslav: Měření spotřeby teplé vody v praxi. Topenářství instalace. 2012, roč. 46, č. 2, s. 30– 33. ISSN 1211-0906.
2. ŠÍPAL Jaroslav: Přesnost při poměrovém rozpočítávání spotřeby teplé vody. Topenářství instalace. 2013, roč. 47, č. 3, s. 20–24. ISSN 1211-0906.
3. ŠÍPAL Jaroslav: Výsledky porovnávacího měření spotřeby teplé vody. Topenářství ­instalace. 2011, roč. 45, č. 6, s. 50–54. ISSN 1211-0906.

---

Losses of Hot Water in the Acounts of Customers

The paper deals with the distribution of hot water demand among consumers and accounting losses of hot water. This distribution is currently unfair and does not create pressure on suppliers of hot water to keep the wiring in good condition. This article attempts to show the way to improve the situation.

Keywords: hot water, losses of hot water, measurement of hot water