Problematika vytápění bytů v ČR – 2. část

otopné soustavy

měření a regulace

Další část čtyřdílného příspěvku k dané problematice. Předchozí část byla otištěna v č. 1/2013 Topenářství a instalace.

Indikace a měření

V laické i části odborné veřejnosti se vžilo používat pro přístroje indikující dodávku tepla, umísťované na otopných tělesech, název měřiče tepla. Název měřiče vytváří mylnou představu, že nám vždy poskytnou exaktně správnou hodnotu. Tato představa je mimo jejich fyzikální možnosti a navíc indikátory nepatří mezi stanovená měřidla. Údaje poskytované indikátory záleží vždy na konkrétních podmínkách, za jakých jsou použity na rozdíl od stanovených měřidel, která musí být objektivní.

Skutečnou spotřebu tepla lze naměřit jenom metodou a přístrojem, který vychází z kalorimetrického principu, tedy z měření průtoku otopné vody a rozdílu teplot mezi přívodní a vratnou otopnou vodou. Taková měření se na jednotlivých tělesech neprovádí, jsou drahá a navíc by stejně nezahrnovala vliv případné stoupačky procházející bytem.

Kalorimetrická měření se provádí u bytů, pokud má každý byt svůj přívod, rozdělovač, bytovou stanici. Na základě poznatků praxe lze konstatovat, že i tato metoda má omezení. Příčina je jednoduchá. Pro správnou funkci měření musí být dodržen minimální teplotní rozdíl mezi přívodní a vratnou vodou a také průtok nesmí klesnout pod minimum stanovené výrobcem kalorimetru. Kalorimetry jsou navrženy podle projektových podmínek, ale jen málokdy se jejich splnění ověřuje v praxi. Většinou až při stížnostech, a teprve tehdy se účastníci sporu dozvídají, jak velké chyby měření má. Zateplení objektu se projeví sníženou potřebou tepla, která je obvykle a nejčastěji realizována omezením průtoku, někdy zmenšením teplotního spádu a následně se instalovaný kalorimetr dostává mimo pásmo zaručené přesnosti.

Indikátory využívají různé principy odvozené od povrchové teploty tělesa, poměru doby uzavření a otevření ventilu tělesa, podle změny denzity materiálu v průběhu otopného období.

Podle platné normy ČSN EN 834 je dovoleno použít indikátorů jen jako pomocných zařízení pro určení podílu na spotřebě tepla, a to ještě za podmínky, že všechna tělesa mají stejný provozní režim. Indikovaná spotřeba tepla je totiž jen přibližně úměrná skutečné spotřebě za období. Jde o údaj ovlivněný vlastnostmi indikátoru, otopného tělesa a dalšími nejistotami, jako je umístění a způsob instalace indikátoru, odchylné provozní podmínky od normovaných.

Při posuzování shody indikátoru s normou je kladen důraz zejména na průtok otopné vody. Tato podmínka průtoku je extrémně narušena u otopných těles po zateplení objektu nebo s růstem individuálního chování uživatelů bytů.

Aby byly indikované hodnoty přiměřeně korektní, mají indikátory, umísťované na tělesech, výrobcem stanovenou podmínku, kterou je střední teplota tělesa. Ta musí být vyšší než 35 °C (střední teplota otopné vody v tělese), i když je v normě řečeno 40 až 60 °C. Při nižší střední projektované teplotě již nesmí být indikátory použity.

Není neobvyklé, když po zateplení budovy klesnou její tepelné ztráty o 60 %. Následně tedy musí být zajištěna fyzikálně správná teplota otopné vody, tj. výrazně nižší než před zateplením. Proto je v přechodovém období (jaro, podzim) často nižší než 35 °C. To znamená, že již teplota otopné vody na přívodu je nižší než požadované minimum pro správnou činnost indikátorů, natožpak střední teplota v otopném tělese. Pokud nedojde k úpravě teploty otopné vody, musí se pro omezení dodávky tepla výrazně snížit průtok. Tím je zase dotčena podmínka normovaného průtoku vody pro použití indikátorů.

Odborné diskuzi je třeba vystavit i volbu místa upevnění indikátoru. Indikátor je podle typu tělesa uchycen na pevno v určitém bodě, ve kterém se předpokládá skutečná střední teplota a nominální průtok otopné vody. Čím více provoz otopných soustav ovlivňuje individuální chování odběratelů, tím silněji lze pochybovat o tom, že bod se střední teplotou tělesa si udržuje trvale stejnou polohu. Pak je ovšem narušen předpoklad povolující použití indikátorů, tedy není průběžně dodržen požadavek srovnatelných provozních podmínek.

Výrobci indikátorů mají povinnost prokázat, že v daném bodě umístění indikátoru na tělese je soulad mezi indikovanou hodnotou a výkonem tělesa v širokém rozsahu výkonů. Prokázání shody by mělo zahrnovat otopovou křivku, platnou pro celou otopovou sezonu, a nikoliv jen tzv. „široký rozsah výkonů“. Jak rozumět pojmu široký rozsah? V současnosti by měl být definován v rozsahu od 0 % do 100 %, neboť když přihlédneme k uvedeným nestandardním podmínkám a k velkému rozptylu chování osob, které provozují vytápění bytů každodenním režimem ON-OFF (Zapnuto – Vypnuto), můžeme s vysokou pravděpodobností tvrdit, že indikace spotřeby tepla v jednotlivých místnostech není věrohodná.

Indikace a snížení spotřeby tepla

Indikace nákladů za teplo nevede ke snížení měrné spotřeby tak jednoznačně, jak jsme o tom přesvědčováni. Uživatelé indikátorů jsou poučováni, že mohou na displeji indikátorů průběžně sledovat počet dílků, porovnávat si tak svou aktuální spotřebu tepla s předchozí sezonou, aby se naučili lépe hospodařit teplem. Z hlediska porovnání počtu dílků je to v pořádku, ale tato informace se nijak nevztahuje k intenzitě zimy předchozích let, a proto porovnání současné a minulé sezony ztrácí společnou základnu. Zcela běžné jsou odchylky průměrných vnějších teplot, například pro leden až ±5 °C, tedy s rozdílem až 10 °C. Dokazují to průběhy skutečných průměrných teplot v grafu na obr. 1 z meteo­rologických měření ČHMÚ. Podobnou úvahu můžeme udělat pro každý měsíc otopné sezony. A to se nezabýváme dodatečnými tepelnými zisky, které jsou silně sezonní a hodně proměnlivé.

Obr. 1 • Průměrné venkovní teploty pro leden až prosinec

Jak se tedy má k problematice čísel na displeji postavit uživatel-laik? Rozdíl teplot mezi venkovním a vnitřním vzduchem je základem pro stanovení počtu denostupňů, tedy exaktního ukazatele intenzity zimy. Více denostupňů » větší spotřeba tepla. Pokud si uživatel nezjistí, nebo nesleduje vlastní meteorologickou stanicí venkovní teploty a nevypočítává průměrnou venkovní teplotu a obdobně i vnitřní teplotu, není schopen určit, kolik dílků indikátoru připadá na jeden denostupeň. Bez takového přepočtu je sledování počtu dílků matoucí a nemá žádnou vypovídací schopnost. Možnost sledovat narůstající počet dílků má tedy v podstatě jen kontrolní funkci, zda je indikátor v provozu.

Obr. 2 • Měrná spotřeba GJ/D°

Graf na obr. 2 dokazuje, že možnosti úspor, připisované instalaci indikátorů a následné motivaci uživatelů, jsou velmi omezené. Graf zachycuje reálný stav ve čtyřech bytových domech v rozmezí let 2006 až 2011. Ve všech domech byla prakticky současně prováděna stejná úsporná opatření včetně instalace indikátorů. Za účelem objektivního porovnání výsledků byla fakturačním měřidlem zjišťována roční spotřeba za každý objekt a byla vztažena na jednotku zimy, tedy měrnou spotřebu v GJ/D°.

Vidíme, že všechny čtyři domy skončily na přibližně stejných procentech úspor, mezi 20 až 25 % od výchozího stavu 2006. Je to pěkná úspora, ale není to dosažitelné maximum úspor. Co je příčinou?

Dobrá automatická regulace je účinnější než člověk. Přestože rok 2011 byl teplotně nadprůměrný, měrná spotřeba všech objektů vzrostla až o 15 % oproti předchozímu chladnějšímu roku 2010. Přitom rok 2010 byl jeden z nejchladnějších roků poslední doby. Motivace uživatelů šetřit teplem zřejmě nefungovala.

Pro vyhodnocení úrovně hospodaření teplem se používají ukazatele měrné spotřeby tepla podle započitatelné plochy v jednotkách kWh/m². Je to dokonce i jeden z ukazatelů podle přílohy č. 2 k Vyhlášce č. 194/2007 Sb., jenom s tím rozdílem, že vyhláška používá jednotku v GJ/m². Když do měrné jednotky - ukazatele, nezahrneme intenzitu zimy a spokojíme se jen s podílem spotřeby tepla na jednotku plochy, obdržíme významně odlišné hodnoty. Porovnání je patrné z grafu na obr. 3. Při stejné roční spotřebě tepla jsou dvě různé měrné spotřeby (červená a modrá křivka). Hodnoty v kWh/m² snad mají statistický význam, ale nic nevypovídají o tom, jakou spotřebu tepla má dům za jiných klimatických podmínek.

Obr. 3 • Měrná spotřeba tepla podle plochy bez zahrnutí vlivu venkovních teplot a se zahrnutím vlivu venkovních teplot (qD° … podle denostupňů a qm² … vztaženo na jednotku plochy), jde o poměrná čísla vztažená k výchozímu roku 2004

Pro porovnání byly použity průměrné spotřeby 4 subjektů z výše uvedeného grafu na obr. 2. Porovnáním obou měrných spotřeb se zahrnutím vlivu intenzity zimy a bez zahrnutí jejího vlivu, jsme obdrželi dva odlišné průběhy měrné spotřeby (znázorněno v grafu na obr. 3). Vidíme, že se ve stejném roce hodnoty od sebe liší, a to jak směrem dolů (k nižší měrné spotřebě), tak nahoru (k vyšší měrné spotřebě). Čím jsou větší rozdíly v počtu denostupňů mezi jednotlivými roky, tím větší je i rozdíl měrných spotřeb při stejné roční spotřebě tepla. Prakticky trvale klesající červená křivka (nezahrnuje klimatické rozdíly topných sezon) je ovšem z obchodního hlediska mnohem zajímavější.

Pokračování příště