Přesné měřidlo spotřeby tepla pro vytápění nezaručuje správné měření spotřebovaného tepla

měření a regulace

ekonomika a obchod

Úloha, jak změřit tepelnou energii pomocí přesného měřidla, se na první pohled jeví jako zcela jednoduchá. Pro zkušeného technika skutečně jednoduchá být může. Podívejme se na případ, na který musel být vypracován odborný posudek, aby zhotovitel uznal svou chybu.

Měřidlo tepla bylo instalováno v soustavě s jednou plynovou kotelnou, která zásobuje teplem pro vytápění a přípravu teplé vody několik objektů. Spotřeba tepla pro vytápění je v každém objektu připojeném ke společné kotelně měřena samostatně. V jednom z napojených objektů se objevily stížnosti na neodůvodněně vysokou spotřebu tepla. Stížnosti se opíraly o fakt, že příznivou shodou okolností bylo možné porovnat spotřebu tepla v tomto objektu s jiným, referenčním, který je zcela identický stavebně i z hlediska umístění a orientace a rovněž jeho užívání je podobné. Spotřeba tepla v objektu se stížnostmi byla od počátku měření vyšší o cca 40 %, než množství tepla spotřebované referenčním objektem. V některých měsících činí rozdíl naměřených hodnot spotřeby tepla mezi oběma objekty dokonce i více než 50 %. Vzniklo proto důvodné podezření, že měřidlo spotřeby tepla nebylo správně instalováno a spotřebitelé požadovali prověření skutečného stavu.

Popis instalace měřidla spotřeby tepla

V objektu je otopná soustava připojena ke zdrojovému potrubí od plynové kotelny prostřednictvím hydraulického vyrovnávače dynamických tlaků, zkráceně HVDT, viz obrázek.

Pro měření množství spotřebovaného tepla je instalován ultrazvukový kalorimetr. Kalorimetr byl instalován koncem roku 2008. U kalorimetru je v pravidelných intervalech 4 let, v souladu s požadavky legislativy, u autorizované osoby ověřována jeho správná funkce.

Jedno teplotní čidlo (T1) je instalováno na vstupním potrubí do HVDT, druhé teplotní čidlo (T2) je na vratném přívodu do HVDT ze spotřebního okruhu.

Na zpětném potrubí spotřebního okruhu je rovněž instalován ultrazvukový měřič průtoku.

Princip měření spotřeby tepla

Množství spotřebovaného tepla v teplonosné kapalině se měří na základě teplotního rozdílu mezi teplotou otopné vody na vstupu do vytápěného objektu a teplotou zpětné vody vracející se z objektu a proteklého množství teplonosné kapaliny. Ve výpočtu měřidlo zohledňuje jak měrnou tepelnou kapacitu teplonosné kapaliny protékající měřidlem průtoku, tak její změny v závislosti na teplotě.

Zjištěné vady

Zvolené připojení otopné soustavy přes HVDT je děleno na dva okruhy. Zdrojový okruh, mezi kotelnou a objektem, je připojen k HVDT, na obrázku na levé straně. Spotřební okruh, ve kterém probíhá vytápění objektu a příprava teplé vody, je připojen k HVDT zprava.

Z principu funkce HVDT vyplývá, že teploty a průtočná množství ve zdrojovém a spotřebním okruhu jsou rozdílné. Otopná voda přiváděná z kotelny přitéká do HVDT přívodem zdrojového okruhu a její teplota je měřena prvním teplotním čidlem. V HVDT se otopná voda zdrojového okruhu mísí s otopnou vodou spotřebního okruhu. Průtočná množství jsou na obou stranách HVDT různá. Z doporučení pro projekt otopných soustav s HVDT vyplývá, že ve spotřebním okruhu je vždy průtok větší než v okruhu zdrojovém. Druhé teplotní čidlo měří teplotu vody ve spotřebním okruhu na přívodu (zpátečce) k HVDT.

Měřidlo spotřebu tepla vypočítává z hodnot naměřených v různých okruzích, tedy z takových, které spolu nesouvisí! Průtokoměr i čidla teploty nejsou umístěny v jednom okruhu.

Obr. 1 • Chybně instalované zařízení pro měření spotřeby tepla, měří se teplota (T1) na přívodu z kotelny do HVDT, teplota (T2) a průtočné množství na zpětném potrubí z vytápěného objektu

Závěr

Instalace měřidla spotřeby tepla pro vytápění objektu je provedena chybně. Snímané teploty teplonosné kapaliny nemají přímý vztah s měřeným průtočným množstvím. Měřidlo získává chybné vstupní informace a provádí chybný výpočet. Vysoké naměřené hodnoty jsou jednoznačně způsobeny chybnou instalací měřidla.

V daném případě se jako vhodná náprava jeví přemístění prvního teplotního čidla (T1) do vývodu z HVDT na spotřebním okruhu (místo značeno jako T3). Z pohledu zákona o zachování energie jsou při dokonalé tepelné izolaci HVDT rovnocenná měření ve zdrojovém nebo spotřebním okruhu. Měření ve spotřebním okruhu má výhodu větších provozních rozdílů teplot, a tedy splnění podmínky přesnosti měření. Ve zdrojovém okruhu vlivem intenzívní cirkulace často klesá rozdíl teplot mezi přívodem a zpátečkou na tak malou hodnotu, že je mimo toleranční pole měřidla tepla a měření není přesné.

Dodavatel tepla může trvat na umístění měřidla do zdrojového okruhu. Je však nutné vyregulovat průtok zdrojovým okruhem tak, aby byl zajištěn větší teplotní rozdíl mezi přívodní a zpětnou vodou, než předepisuje výrobce měřidla spotřeby tepla.

Vždy je nutné ověřit shodu provedení montáže podle doporučení výrobce měřidla.

Na popsaném problému je zarážející to, že montáž stanovených měřidel může provést jen dostatečně odborně vzdělaná osoba znalostně prověřená a registrovaná u ČMI.

Accurate meter heat consumption is essential for correct measurement of heat consumed. Another condition is the correct placement of meter and temperature sensors. The author describes the situation where the second condition was not complied with.