Rozbor plateb za teplo pro vytápění

Autor ve svém příspěvku důkladně rozebírá ovlivnění celkové výše platby za odebrané teplo v souvislosti s volbou sazby typu A (plat za sjednané a odebrané množství tepla) a typu B (plat za sjednaný výkon a odebrané množství tepla). Zároveň na řadě příkladů uvádí, jak volbu typu sazby za odebrané teplo ovlivňuje jednak technické řešení samotné předávací stanice, a to zejména způsobu přípravy teplé vody, tak i reálné provozování otopné soustavy (noční útlum apod.) Výběr nejvhodnějšího typu sazby pro konkrétní odběrné místo je tedy ovlivněn řadou faktorů, které spolu zdánlivě ani nesouvisí a přesto mohou mít zásadní vliv na absolutní výši platby za odebrané teplo.

Recenzent: Zdeněk Číhal

Úvod

Rozbor plateb za teplo pro vytápění a přípravu teplé vody je důležitým nástrojem, který musí být proveden, pokud má projektant navrhnout ekonomicky nejvýhodnější variantu technického řešení způsobu odběru tepla z CZT a režimu jeho využití v objektu. V současnosti není možné sledovat jen náklady investiční, náklady vlastního provozu zařízení, ale i vlivy jednotlivých nákladových položek, z nichž se skládá cena odebraného tepla. Jak je dále ukázáno, při vhodném technickém řešení lze nalézt optimum, které může významně změnit pohled zákazníka na cenu tepla z CZT. Pro příklad jsou použity podmínky stanovené pražským dodavatelem tepla PT a.s.

Podle platných cenových pravidel dodavatele tepla PT a.s. lze při vytápění odebírat teplo a úhrady provádět ve složené sazbě:

• A – plat za sjednané (Qs) a odebrané množství tepla (Qo)
• B – plat za sjednaný výkon (Ps) a odebrané množství tepla (Qo)

Odběry tepla mají různé zdroje, které jsou nákladově odlišné v přepočtu na jednotku tepla, proto jsou i ceny odlišné. Na celkové náklady má vliv také kategorie množstevního odběru za rok.

To sice má vliv na platby za teplo, ale z hlediska výběru sazby je rozhodující konstrukce ceny a minimalizace nákladů jako celku.

Abychom zjistili, zda se vyplatí sazba A nebo B, musíme vycházet z rovnosti nákladů před změnou sazby a po ní, tj. náklady za spotřebované teplo v daném roce podle sazby A vůči sazbě B.

Poznámka autora: Označení sazeb A či B není „terminus technikus“ smluvních podmínek dodavatele tepla. Jsou použity pro jednodušší vyjádření dvou rozdílných přístupů k platbám za odebrané množství tepla.

Odběratelské cenové rovnice

Náklady N_A v sazbě A jsou dány rovnicí

kde

• Cs – cena sjednaného množství tepla [Kč/GJ]
• Co – cena odebraného množství tepla [Kč/GJ]

Náklady N_B v sazbě B jsou dány rovnicí

kde

• Cp – cena za sjednaný výkon [Kč/kW]
• Cr – cena odebraného množství tepla [Kč/GJ]

Cena v sazbě B za odebrané teplo se může lišit, proto byla cena označena indexem „r“.

Proč může být cena tepla vyšší, než je podle ceníku?

Pro výpočet použijeme rovnici (1). Vyjdeme z následujících hodnot:

Qs = 1000 GJ/rok; sjednaná cena tepla Cs = 212,10 Kč/GJ; cena odebraného tepla je Co = 284,00 Kč/GJ. Kdybychom odebrali přesně sjednané množství, obdrželi bychom náklady za teplo bez DPH ve výši:

Jelikož jsme odebrali sjednané množství tepla, vychází cena tepla ve výši 496100/1000 = 496,10 Kč/GJ. Stejnou cenu obdržíme sečtením ceníkových podílů za sjednané a odebrané množství, tj. 212,10 + 284,00 = 496,10 Kč/GJ. Toto je nejnižší možná cena daná ceníkem složené sazby.

Když si však sjednáme zbytečně vysoké odběry tepla a v průběhu roku je nedokážeme účelně odebrat, zvyšuje se průměrná jednotková cena, která bude vyšší než základních 496,10 Kč/GJ.

Zde máme výpočet pro 800 GJ/rok, které jsme odebrali, ale sjednali jsme 1000 GJ/rok. Potom je výsledek 1000 · 212,10 + 800 · 284,00 = 439 300,– Kč/rok. Tím, že jsme odebrali o 200 GJ/rok méně tepla jsme ušetřili 496100 – 439300 = 56800 Kč/rok. A jaká je v tomto případě skutečná cena? Ta je 439 300/800 = 549,125 Kč/GJ. Tedy o 549,125 – 496,10 = 53,025 Kč více, než je základní ceníková cena při rovnosti sjednaného a odebraného množství tepla.

Je zcela logické, že podle poměru sjednaného a odebraného množství tepla potom lze zjistit, že „plánovači“ bez reálných znalostí problematiky, kteří mají obavy a raději se hodně „sichrují“, platí za jednotku tepla mnohem více, než ti, kteří sjednávání přiměřené množství tepla, které více odpovídá intenzitě zimy. A tato zbytečně vysoká cena se pak přenáší na uživatele všech bytů.

Stanovení správné výše sjednaného množství roční spotřeby tepla je poměrně náročné a vyžaduje určitou znalost nejen vytápění, ale i dlouhodobou práci se statistickými klimatickými daty. Výsledkem takových znalostí je trend ke značnému snížení rozptylu mezi sjednaným a odebraným teplem a k udržení ceny tepla poblíž minima.

Přechod ze sazby „A“ na sazbu „B“

Někteří velcí i menší spotřebitelé tepla používají sazbu B, tj. platbu za sjednaný výkon a odebrané množství tepla. V poslední době lze zaznamenat, že je taková nabídka činěna i pro ty odběratele, kteří jsou ve smluvním vztahu s platbou v sazbě A. V tomto případě je na odběrateli, jak zváží technická a finanční rizika s tím spojená. Z hlediska ekonomického není žádný problém provést matematické porovnání, za jakých podmínek se vyplatí přechod z jedné sazby na druhou.

Abychom matematicky zjistili, jaký by měl být sjednaný výkon v sazbě B při stejné spotřebě tepla jako v sazbě A, a to v obou případech při stejných nákladech za rok, musíme splnit rovnost NA = NB. Potom platí:

Po úpravě obdržíme, že by měl být sjednaný výkon roven výsledku rovnice (3), anebo menší.

Nejdříve se podívejme na abstraktního odběratele z předchozího příkladu. Do rovnice (3) dosadíme dané hodnoty a výsledkem bude

Ps = (1000 · 212,10 + 800 · (284,00 – 284,00))/1588,57 = 133,51 kW

Z toho plyne, že tento odběratel by neměl překročit maximum 133 kW a odebrat více jak 1000 GJ/rok. Za předpokladu, že je jednotková cena sjednaného a odebraného tepla stejná (Co = Cr), pak je (Co –Cr) = 0 a výpočet je jednoduchý. Vynásobíme sjednané množství podle sazby A cenou v sazbě A a vydělíme cenou tepla za sjednaný výkon v nové sazbě B. Při záporném rozdílu Co – Cr se čitatel zlomku zmenšuje, tudíž při stejné ceně za výkon nám maximum sjednaného výkonu klesá pod 133 kW a naopak. Pak můžeme sjednat vyšší výkon, než je 133 kW.

Jednou stránkou věci při zachování ročních nákladů je tedy stanovení maximálního výkonu v nové sazbě B a druhou je analýza provozních stavů a odpověď na otázku, zda tímto výkonem nepřekročíme sjednané množství tepla za rok, a zda s tím můžeme na straně odběru tepla něco dělat.

Jak koresponduje vypočítaný výkon se sjednanou spotřebou tepla?

Při sjednaném výkonu 133 kW je možný denní odběr tepla

133 kW · 24 h = 3192 kWh/24 hodin,

to je 11,49 GJ/den. Pokud vytápíme na teplotní rozdíl 32 K, pak vychází měrná spotřeba qd = 0,359 GJ/D° (na denostupeň). Například při počtu denostupňů D°21 za normální zimu ve výši kolem 3900 D° by byla roční potřeba tepla

3900 · 0,359 = 1400 GJ/rok.

Kdybychom odečetli možné průměrné tepelné zisky ve výši 20 % (280 GJ/rok), potom by měla být roční potřeba od dodavatele tepla jenom

0,8 · 1400 = 1120 GJ/rok.

Ve výchozí úvaze jsme vypočítali výkon 133 kW ze spotřeby 1000 GJ/rok. Při tomto výkonu jsme však schopni matematicky odebrat až 1120 GJ/rok, tedy o 120 GJ více. To znamená, že pokud bude odběrové zařízení vhodně technicky navrženo, bude možné sjednat nižší výkon.

Z uvedené orientační úvahy vyplývá, že by při současných cenách nemusela být sazba B, z hlediska rovnosti nákladů, vůči sazbě A nevýhodná.

Kontrola maximálního výkonu měřením čtvrthodinového maxima

Po přechodu na sazbu B bude přímo dodavatel prostřednictvím svého fakturačního měřidla (kalorimetru) sledovat čtvrthodinové maximum, které se bude v průběhu řady měsíců přepočítávat a porovnávat se sjednaným maximem. To znamená, že maximum výkonu stanovené ve výpočtovém stavu, např. pro venkovní teplotu –12 °C, bude ověřováno pomocí matematického přepočtu za jakékoliv teploty venkovního vzduchu ve sledovaném období (prosinec až únor).

Podle definice je čtvrthodinové maximum maximální hodnotou z klouzavých čtvrthodinových průměrů odebíraného výkonu zaznamenaných během dne. Čtvrthodinový průměr výkonu v kWt (tepelných) je dán podílem spotřebované tepelné energie v MJ za 15 minut a délkou příslušného časového intervalu v sekundách (900 sekund).

Není však jasné, zda jde o klouzavé průměry, které postupně na sebe navazují, například 0. až 15  minuta hodiny, 16  až 30. minuta hodiny, 31. až 45. minuta a 46. až 60. minuta hodiny či se průměry začínají sledovat například počátkem každé minuty, takže se překrývají, což je z hlediska odběratele značný handicap, jelikož nemůže nijak reagovat, pokud se nevybaví odpovídajícím měřicím zařízením opatřeným výstupem, na základě jehož pokynů by šlo regulovat odběr tepla.

Označme si výkon čtvrthodinového maxima jako P4. Pro ověření, zda nebylo P4 překročeno se použije rovnice:

kde

• Pmi – naměřené maximum v i-tém dni
• ti_N – teN teplotní rozdíl mezi výpočtovou vnitřní a venkovní teplotou. Například 20 – (–12) = 32 °C
• te_i – naměřená minimální teplota venkovního vzduchu v i-tém dni.

Postup přepočítávání maxima má z hlediska odběratele značné nedostatky, jelikož se používá kombinovaná metodika, tj. teoretické rovnice jsou doplněné málo relevantními změřenými hodnotami získanými ze zdrojů, které víceméně neodpovídají realitě v lokalitě, kde se odběratel nachází.

1. Při přepočtu maxima se uvažuje s jednoznačně danou teplotou 20 °C, přestože je většina uživatelů spokojena s vytápěním tehdy, když je v místnosti teplota vzduchu průměrně alespoň 22 °C (mezi 21 až 23 °C a není výjimkou i 23 až 24 °C i více). Rovněž vyhláška č. 194/2007 Sb. rozeznává místnosti s jednou až třemi ochlazovanými stěnami, kde je stanovena vyšší teplota než 20 °C. To znamená, že by maximální výkon měl pokrýt teplotní rozdíl podle metodiky [20–(–12)] = 32 K, ale podle požadavků uživatelů 34 K! Výkon by měl potom odpovídat realitě a měl by být zvýšen na 34/32 = 1,0625 (+6,25 %).
2. Minimální teplota i-tého dne se neměří v místě odběru, ale přejímá se od ČHMÚ (pro Prahu asi ze stanice v Libuši). Jde tedy o výsledek, který se získává zřejmě s delším zpožděním (zpracování a vydání statistických dat).
3. Zařízené fakturační měření dodavatele odběratele nijak nevaruje o skutečném naměřeném maximu, aby mohl podle potřeby učinit nějaká okamžitá opatření, jelikož to nelze určit okamžitě. Ani dodavatel nemůže ihned učinit nějaká opatření, aby na žádost odběratele zaručil nepřekročení maxima. Přepočet naměřeného maxima lze totiž provést až po zjištění minimální teploty i-tého dne, což závisí na „třetí osobě“. Dodavatel musí počkat, až zjistí minimum od ČHMÚ a odběratel musí počkat, až mu dodavatel (možná i překvapivě) předepíše penále za překročení maxima P4. Vyúčtování se provádí za uplynulý měsíc.

V tomto směru lze doporučit seznámení se s obchodními podmínkami dodavatelů tepla. Situace se poněkud komplikuje, pokud máme společné měření tepla pro vytápění i pro ohřev vody. Také lze zajišťovat měření spotřeby tepla odděleně, tj. samostatné měření pro vytápění a samostatné měření pro ohřev vody.

Kde lze předvídat největší negativní vlivy na sjednaný výkon

Nesmyslné a neodůvodněné tlaky na úspory tepla, divoké zateplování a řízení dodávek tepla podle sjednaného maxima přinášejí do otopných soustav mnoho nejistot a technických změn, a tím i mnohé nesporné problémy, se kterými se laická odběratelská veřejnost bude těžko vyrovnávat.

Největší změny v potřebě výkonu způsobují v zásadě:

a/ „divoké“ zateplování (prudký pokles tepelných ztrát objektu);

b/ přechod z klasického způsobu ohřevu vody na bázi zásobníkového ohřevu směrem k moderním způsobům „rychloohřevu“, tj. pomocí deskových výměníků s vysokým výkonem a s nepatrnými objemy zásobníků, které spíše kompenzují teplotní změny při provozu, ale zásadním způsobem zvyšují požadavek na velikost odběrového maxima;

c/ neodůvodněné zásahy uživatelů nesprávnými manipulacemi s ventily na tělesech u drtivé většiny nevhodně seřízených soustav a tlak na úspory za každou cenu;

d/ velký rozptyl větrání v čase a intenzitě větrání, která se běžně mění v rozsahu i = 0,05 až 0,50 za hodinu;

e/ značný rozptyl tepelných zisků v průběhu otopné sezony.

Ad a/ „Divoké“ zateplování vyžaduje individuální řešení parametrů otopné vody, de facto skokově. Podle stupně zateplení lze provozní parametry jednorázově zajistit, čímž se individuální parametry zatepleného domu stabilizují a po správném nastavení již nepůsobí na deformaci výkonu.

Ad b/ Problém velkoobjemových zásobníků teplé vody spočíval zejména v tepelných ztrátách rozměrných zařízení (zásobníků a potrubních propojení) do okolí. Toto řešení potřebovalo poměrně malý příkon tepla, ale docházelo k četnému cyklování regulačních elementů při udržování konstantní teploty teplé vody v zásobnících. Výpočtová doba ohřevu vody v zásobníku v řádech 2 až 3 hodiny, výkon pro první ohřátí byl poměrně vysoký, ale pro udržování teploty postačil malý výkon (podle situace třeba 20 až 60 kW).

Po změně technologie na rychloohřev se stav rapidně změnil, což umožnila miniaturizace deskových výměníků. Tím se umožnilo docílit stejných výkonů ve velmi malém prostoru. Malý deskový výměník (do 0,1 m³ objemu) je pro ilustraci schopen poskytovat výkon i 500 kW. Přidaný zásobník bývá 300 až 500 litrů.

Z uvedeného lze odvodit, že moderní technologie mají „obrovský“ výkon, který se využívá jen poměrně krátkou dobu z celého dne. Sjednáme-li si vysoký výkon, zaplatíme vysokou cenu za výkon při relativně malém odběru. Plný ohřev vody je vždy soustředěn jen na několik hodin během dne (ráno a více večer)

Ad c/ Největší zásah do výkonu způsobují uživatelé, kteří jsou pod vlivem různých demagogií nuceni kontraproduktivně a hromadně uzavírat ventily těles, například na noc, nebo přes den. Po „tepelném vyhladovění“ bytu mívají požadavek na zvýšený výkon, který se spotřebuje nejdříve na pokrytí deficitu tepla pro ohřev vychlazené otopné vody v tělesech a potrubí, dále k uhrazení tepla, které během uzavřených ventilů uniklo ze stavebních konstrukcí objektu a vybavení domácností a konečně na zvýšení teploty vzduchu v místnosti na uživatelem požadovanou mez. Tento (časově a velikostně neurčitý) zvýšený výkon vede k výkyvům optimální amplitudy odpovídající ekvitermnímu vytápění, a proto také k překračování sjednaného maxima s příslušnou penalizací podle obchodních podmínek dodavatele tepla. Nahodilost chování uživatelů se nedá jednoznačně předvídat. Uživatel není schopen posoudit, zda a jak významně svým vlivem přispěje k překročení sjednaného maxima.

Ad d/ Obdobná situace je také v případě nuceného či intenzivního přirozeného větrání bytů. Nárazové spuštění větrání může velmi výrazně ovlivnit okamžitý výkon. Ve snaze co nejvíce ušetřit, již dnes je uživateli omezováno větrání bytů na intenzitu větrání v intervalu i = (0 až 0,08) za hodinu, namísto i = 0,5 za hodinu (podle hygienických požadavků). U zateplených domů je možný poměr výkonu na větrání a vytápění zhruba až 1:1. Z toho plyne možnost ovlivnění výkonu až o 50 %. Určitý vliv mají i kuchyňské digestoře, z nichž mnohé jsou schopné odvést 500 a více m3 teplého vzduchu z místnosti za hodinu.

Ad e/ Tepelné zisky jsou významné, ale závislé na domácí činnosti (vaření, pečení, žehlení a provozu jiných elektro či plynových spotřebičů) a významně i na klimatu. Pokud bude sledováno maximum výkonu v prosinci až únoru, lze očekávat, že tepelné zisky budou mít menší vliv než v ostatních měsících otopné sezony. Podle statistiky je v měsících, kdy bude kontrolováno maximum výkonu, počet slunečních dní malý a pokud bude slunečno v ranních hodinách, kdy bývá minimum teploty venkovního vzduchu, bude zřejmě vliv tepelných zisků z oslunění či jiné domácí činnosti relativně malý. Tím spíše se v ranních hodinách projeví „hlad“ po teple, který si uživatelé způsobují sami tím, že přes noc nechají byty vychladnout.

Čím větší a delší útlumy vytváříme, tím více roste potřebné maximum výkonu. Přitom každé zvýšení výkonu (špička) vede ke zvýšení nákladů za teplo. Tím se zvyšuje nejen rozdíl mezi maximem a minimem výkonu, ale i jednotková cena tepla a také celkové náklady na vytápění. Nechceme-li být penalizováni za překročení maxima, pak bychom měli sjednat vyšší výkon. Jenže každé zvýšení o 1 kW představuje zvýšení sazby o třeba 1000 až 1200 Kč navíc (podle konkrétního ceníku).

Není třeba příliš zdůrazňovat, že se odběratel v naznačených poměrech tak trochu dostává do matematické nouze, jelikož již nevystačí s trojčlenkou, do které by si dosadil intenzitu zimy a množství spotřebovaného tepla v minulosti a pak jednoduše podle vypočítané měrné spotřeby snadno určil předpoklad pro následující zimu a poměrně dobře určil i budoucí roční potřebu tepla a náklady na něj.

Ti, kteří nabádají uživatele zavírat ventily, aby indikátor vykázal méně dílků, při sazbě B de facto zvyšují veškerá rizika spojená s překročením sjednaného maxima výkonu a následnou penalizací, a také tím přímo vybízejí, aby si uživatel předem sjednal vyšší výkon, což zvyšuje náklady za vytápění. Předtím přijatá opatření na úspory nákladů za teplo se mohou takovým postupem „vymazat“, neboť odběratel bude muset zvýšit sjednaný výkon. Uživatel? odběratel musí za vyšší výkon zaplatit více peněz. Opětný zátop je prostě dražší.

V této souvislosti jsem skutečně zvědav, jaký bude zaveden při rozdělování nákladů za teplo opravný koeficient, případně jak indikátor pozná, že zrovna ten který uživatel přispěl svým počínáním k penalizaci za překročení maxima výkonu. Také se může stát, že kvůli několika jedincům v domě bude sjednán vyšší výkon (vyšší náklady), než by bylo zapotřebí. Zřejmě na to doplatí všichni ostatní. Pokud to bude podle předpisů možné, pak se tomu bude oficiálně asi říkat nezbytná „solidárnost“, ale mezi lidmi se potvrdí praxe, že všichni jsme si rovni, ale někteří více.
V této souvislosti vyvstává velmi důležitá otázka: Jak se zachová společenství či družstvo, pokud ti, kteří doplácejí, se dohodnou, že chtějí zpět navíc vynaložené náklady, které by nevznikly, kdyby se vytápělo na projektované parametry, tedy (podle vyhlášky č. 194/2007 Sb.) nezbytně nutné teploty otopné vody? Na projektované parametry v bytě má každý občan právo, tedy i na teploty v sousedním bytě… a toto právo mu zaručuje zákon.

Technická a legislativní nouze

Jak vyplývá z výše uvedeného, odběratel se dostává do technické a odborné nouze a bude potřebovat kvalifikovanou pomoc odborně připravených osob. Ke zvládnutí problematiky nestačí kvalifikace energetického auditora, který posuzuje objekt pouze z hlediska potřeb energií.

Přechod na sazbu B vyžaduje nejen správně stanovené průběžné hodnoty parametrů otopné soustavy po celou otopnou sezonu, ale i instalaci takového zařízení, které bude schopno trvale správné fyzikální parametry otopné vody udržovat. Na to prostá ekvitermní regulace absolutně nestačí.

Již dnes nabízené jakési omezovače výkonu na bázi škrcení, či zejména přerušovaného vytápění, s jejichž činností jsem měl možnost se seznámit, byly založeny na nahodilém postupu osob různé úrovně znalosti oboru vytápění a nemohu je považovat za technicky, ale i z hlediska zákonů vyhovující. Podrobnosti ohledně funkce takových zařízení nejsou předmětem článku.

Velice problematické zařazení do sazby B může být u valné většiny objektů, kde není na patě objektu instalována odpovídající technologie, která řídí potřebu tepla. Pokud neexistuje řízená vazba mezi dodávkou a odběrem tepla, pokud budou paty domů bez náležitého technického vybavení a pokud budou uživatelé svým chováním zvyšovat požadavky na čtvrthodinové odběrové maximum, nelze zaručit, že nebude sjednané maximum překračováno. Systém, který nemá technické vybavení na udržení správných fyzikálních parametrů otopné vody na vstupu do domu, je zcela otevřený k tomu, aby byla maxima kdykoliv překračována (stačí zvýšit teplotní parametry, či průtok na špatně seřízené otopné soustavě). Až na malé výjimky stávající otopné soustavy, mimo velkých organizací, nejsou odborně a technicky vhodně vybaveny na přechod na sazbu B.

Při přechodu na sazbu B je třeba provádět zcela jinou úvahu. Nejdříve musí být provedena například Sofistikovaná Optimalizace Otopné Soustavy založená na znalosti řady faktorů (i predikci některých neznámých vlivů jako jsou například klimatické podmínky). Velikost výkonu v kW je dána množstvím „kilodžaulů“ za sekundu a bez optimalizace provozu otopné soustavy, seznámení uživatelů se všemi důsledky nesprávných prvků konání a instalace vhodného technického zařízení na patě domu, nelze docílit minimum výkonu bez jeho překračování.

Závěr

Zásadně se musí změnit přístup k regulaci otopné soustavy pomocí vhodné technologie, která udrží správné fyzikální parametry po celou otopnou sezonu a dokáže dynamicky reagovat i na různé potřeby. Shrneme-li výsledky stručného přehledu o sazbách a nedostatečném vybavení stávajících otopných soustav, doporučuje se předem velmi pečlivě, a na základě sofistikované optimalizace, posoudit změnu sazby. Bez analýzy spotřeb tepla a posouzení schopností stávajícího technického vybavení, zda dokáže udržovat správné fyzikální parametry otopné vody, nedoporučuji v zájmu odběratele přechod na sazbu B.

---

Analysis payments for heat for heating

The author analyzes the influence of the total amount of payments collected heat in connection with the election rates of type A (for negotiated salary and the amount of heat removed) and type B (pay for performance and the agreed purchase quantity of heat). At the same time a number of examples shows how to select the type of rate, especially the way the hot water preparation and fair operation of the heating system.