Snížení nákladů za teplo poučením z historie

centrální zásobování teplem

Následující příspěvek dlouholetého projektanta, a současně i bývalého soudního znalce v oboru vytápění, podrobně popisuje přechod ze čtyřtrubkových systémů zásobování teplem na systém dvoutrubkový a dále vysvětluje jednotlivé dílčí kroky vedoucí k dnes tolik žádané úspoře tepla, resp. platbě za toto odebrané teplo z pohledu konečného odběratele. Jedním ze zásadních kroků byla změna přípravy teplé vody z centrálního ohřevu v prostoru kotelny na decentralizovaný ohřev v jednotlivých napojených objektech a z hlediska potřebného příkonu přechod z průtočné či téměř průtočné přípravy TV na přípravu s dostatečně velkou akumulací. Značná část příspěvku je rovněž věnována často se opakujícím chybám v rozvodech TV a cirkulace.
Jsme v období téměř astronomického růstu cen prakticky všeho. To se určitě dotkne, případně již dotýká i ceny tepla z CZT. Špatně fungující předávací stanice, nemožnost úpravy teploty otopné vody, nezregulované či špatně provedené rozvody TV a cirkulace pak dodávku tepla a TV v každém případě zbytečně prodražují, nehledě ke snížení komfortu bydlení.

Recenzent: Zdeněk Číhal

Dá se ušetřit na tepelné energii snížením teploty vytápěných místností o 1 °C? Nebo jsou i účinnější metody? V mimořádně náročné době, kdy se horečně snažíme neplýtvat energiemi a snížit energetickou závislost nejenom na fosilních palivech, by se pohledem do historie jistě našlo pár efektivnějších metod, ze kterých by si moudrý člověk mohl vzít ponaučení.

To se zatím netýká našich vládních představitelů, jejichž snahy, jak snížit energetickou náročnost otopných soustav v několika posledních měsících spadají spíše do kategorie výroku z filmu Sněženky a machři: „odborník žasne – laik se diví“.

Z historie výkonů zdrojů tepla

V dobách dávno minulých se výkon zdrojů tepla počítal jako součet potřeby tepla pro vytápění a pro přípravu teplé vody (TV). Proč také ne, když ohřev pro ÚT i TV probíhal současně, paralelně a tehdy dostupná regulace neuměla obě regulace nějakým způsobem skloubit. K čemu to vedlo? Papírově byl výkon zdroje tepla u dodavatele vyčerpán, zatímco skutečný výkon byl jen poloviční.

Před více jak 50 lety se významní myslitelé v oboru tepelné techniky zamýšleli nad tím, jaký by mohl být skutečně potřebný výkon zdroje tepla. Například v případě, když by ohřev neprobíhal současně, ale v sérii za sebou. Přednost by měla příprava TV. To proto, že trvá jen relativně krátkou dobu, než se TV dohřeje na potřebnou teplotu.

Jedním z prvních propagátorů systému byl v roce 1970 hlavní specialista tepelné techniky Projektového ústavu výstavby hl. m. Prahy, Ing. Vladislav Stříhavka. Na jedné ze svých přednášek vyjádřil názor, že k příkonu tepla pro ústřední vytápění při akumulačním ohřevu TV stačí přičíst jen 8 % z potřeby tepla pro ohřev vody, aby byl výkon zdroje tepla dostatečný.

O nějaký rok později se tímto problémem zabýval i doc. Ing. Karel Brož, CSc. z Fakulty strojní ČVUT. Přesnějším výpočtem prokázal, že by ve skutečnosti stačilo připočítat jen 6 % z výkonu pro TV. Problém byl v tom, jak současnou regulací upřednostnil přípravu TV před vytápěním. Už tehdy bylo jasné, že při akumulačním ohřevu, pokud se celý výkon zdroje tepla krátkodobě použije jen pro zvýšení tepoty TV z nějakých 40 na 55 °C, to nebude znamenat pokles tepoty ve vytápěných bytech.

Když se po roce 1974 uvažovalo o systému zásobování teplem pro novou výstavbu v oblasti levého břehu Vltavy pomocí sídlištních plynových kotelen, ve vypsané celostátní soutěži mezi projektovými ústavy zvítězil návrh pozdějšího hlavního specialisty tepelné techniky Projektového ústavu hl. m. Prahy, autora tohoto článku, na dvoutrubkový systém zásobování teplem. Ostatní návrhy se 4trubkovým způsobem zásobováním teplem neuspěly. To podstatné spočívalo v tom, že příprava otopné vody pro vytápění a příprava TV probíhala sériově, zatímco u 4trubkového systému na pravé straně Vltavy paralelně. U 2trubkového systému byla v každém domě instalována tlakově závislá předávací stanice tepla.

Obr. 1 • Originální návrh PÚ-VHMP 1975 pro 2trubkový rozvod

Otopná voda z centrální plynové kotelny za vstupem do domu prošla nejdříve 4cestným směšovačem, aby připravila TV. Následně vstoupila do druhého 4cestného směšovače, který upravoval teplotu pro vstup do otopné soustavy podle aktuální venkovní teploty.

„Kazítko“ dodavatele tepla

Asi po 20 letech bezchybného provozu provedl dodavatel tepla úpravu, která vedla k vyšší spotřebě tepelné energie a zároveň přetápění domů.

Obr. 2 • „Kazítko“ dodavatele tepla pro 2trubkový rozvod

Kazítko dodavatele tepla spočívalo ve výměně 4cestného směšovače za trojcestný ventil (3CV). Přetlak čerpadla z centrální plynové kotelny po větší část topné sezony obracelo průtok ve směšovacím bypassu. Teplota otopné vody již nebyla regulována. Teplota na přívodu do 3CV byla stejná, jako ve směšovacím bypassu. Otopná voda o teplotě až 105 °C pokračovala přes výstup z 3CV do soustavy a otopných těles.

Při stížnostech na přetápění vlivem otáčení průtoku ve směšovacím bypassu to vyřešil dodavatel tepla tím, že do bypassu vložil zpětnou klapku. O množství vody, které již nemohlo bypassem procházet přes zpátečku zpět do centrální kotelny, se zvětšil průtok teplotně i průtokově neregulované vody do otopné soustavy. Uživatelé bytů začali platit víc za teplo díky přetápění. Z občasného hluku termostatických ventilů (bez zpětné klapky) se stal hluk trvalý.

Jak pokazit kazítko?

Obnovit funkci 3CV je možné jen vynulováním přetlaku před ním. Tím se bude vstupní otopná voda vracet bez využití zpět ke zdroji tepla a umožní tím 3CV fungovat.
V praktickém provozu regulace vytápění a přípravy TV se potvrdilo, že součet výkonu pro vytápění a necelých 6 % pro přípravu TV je dostatečný jak pro vytápění, tak i pro přípravu TV.

Když už něco fungovalo, musela přijít legislativní škodná, aby stanovila, že přípojný příkon domu, a tím i potřebný výkon zdroje tepla, budou muset projektanti počítat jako 70 % z potřeby tepla pro vytápění plus 100 % potřeby tepla pro přípravu TV. Nebyla to trefa do černého – byla to trefa do vlastní nohy a zároveň voda na mlýn dodavateli tepla.

Obr. 3 • Schéma pro vložení bypassu před 3CV

Potřeba tepla pro vytápění

Co je potřeba tepla pro vytápění? Je to výsledek výpočtu tepelných ztrát nebo něco jiného? Praxe prokázala, že namísto teplotního spádu – 12/90/70/20 °C jsou skutečné parametry jen – 12/70/54/20 C. Vyšší teplota se u dodavatelů tepla nevyskytuje. I při ní jsou domy výrazně přetápěny. Když jsou hlavice termostatatických ventilů otevřeny ve všech místnostech, bývá vnitřní teplota kolem 24 °C nebo i  víc. Při nižší teplotě otopné vody je i výkon otopné soustavy nižší. O kolik? V průměru o celých 30 %. Jsou byty, kde se vytápí jen v jednom ze tří pokojů. A přesto si nikdo nestěžuje.

Potřeba tepla pro přípravu TV

Zdálo by se to jednoduché – ohřát vodu o teplotě cca +10 °C na 55 °C. Jenže nám to komplikuje čas. Čas, za který určité množství vody potřebujeme ohřát, aby nám při špičkových odběrech neklesala teplota TV pod nějakých 40 °C. Nejvyšší výkon potřebujeme při ohřevu v deskovém výměníku tepla. To měli patrně na mysli normotvůrci, když dali do normy požadavek připočítat k potřebě tepla pro vytápění 100 % potřeby tepla pro ohřev vody. Takový případ se ale v praxi nemusí vůbec vyskytovat.

Při každé přípravě TV se deskový výměník tepla kombinuje s určitým objemem v akumulační nádrži. A v takovém případě se dá k potřebě tepla pro vytápění připočíst jen 0 až 100 %. Co by si vybral odběratel TV v domě? Těch 0 % nebo 100 %? A co by si vybral dodavatel tepla? Ten si nemusí nic vybírat, ten má svých 70 % daných normou jistých.

Měření spotřeby tepla u 2trubkového rozvodu

U dvoutrubkové soustavy zásobování teplem a TV je nutnou podmínkou použití vlastní předávací stanice tepla. Dnes nejlépe s hlídáním smluvního výkonu.

Otopná voda je dodávána o teplotě cca 105 °C v zimě a 80 °C v létě. měření spotřeby tepla jsou potřeba jen dva měřiče. Jeden fakturační pro kotelnu dodavatele tepla, druhý rozlišovací pro zásobovaný bjekt.

Nemalé celoroční tepelné ztráty ve venkovním podzemním rozvodu TV s cirkulací známé u 4trubkových soustav zde nejsou z prostého důvodu, žádné takové rozvody tam nejsou. Má-li se ušetřit energie, je to směr, kterým by měly projít všechny domy se 4trubkovým přívodem, 2 × ÚT + TV + C.

Obr. 4 • Schéma: 4trubkový rozvod

Měření spotřeby tepla u 4trubkového rozvodu

Novela energetického zákona od 1. 9. 2011 stanovila povinnost měřit spotřebu TV i na patách zásobovaných domů. Do té doby byla měřena v objektových předávacích stanicích tepla a u jednotlivých odběratelů pomocí součtu bytových vodoměrů TV.

Z teoretického hlediska mohou být 3 stupně měření:

1. V objektové předávací stanici
   tepla (PST).
2. Měření na patě domu bylo požadováno od září 2011, ale neprovádělo se všude.
3. Měření bytovým vodoměrem TV.

V předávací stanici byla měřena teplota studené vody, průtok a teplota TV na výstupu do venkovního rozvodu tepla.

I když s měřením na patách domů nesouhlasila většina dodavatelů tepla i většina napojovaných domů (cena v roce 2011 byla až 150 tis. Kč na jeden dům), tehdejší legislativa tuto povinnost zavedla. Předem je potřeba poznamenat, že měření spotřeby TV na patách domů vneslo do již zavedeného systému zmatek. Základním principem jsou dva vodoměry, jeden na přívodu TV do objektu, druhý na cirkulačním potrubí.

Na základě tohoto principu vzniklo několik desítek užitných vzorů, patentů, přihlášek a vynálezů.
Který průtok v rozvodu TV + C je větší? Pokud není TV odebírána, jsou oba průtoky stejné, i když vodoměry mohou naměřit rozdílné hodnoty. Nejenom vzhledem k rozdílné výrobní toleranci obou vodoměrů. Také ve všech případech, kdy někde nefunguje cirkulace TV. V takovém případě je rozdíl obou průtokoměrů větší, než je součet bytových vodoměrů. Bytový vodoměr TV není fakturační měřidlo, je jen měřidlem poměrovým, podle kterého se bytům účtuje spotřeba TV měřená na patě domu.

Když je TV odebírána, je větší průtok v potrubí TV. V cirkulačním potrubí je průtok menší, o vodu spotřebovanou uživateli bytů, nebo o vodu, která z různých důvodů v cirkulačním potrubí neprotéká.
A právě z rozdílu průtoků mezi přívodním a cirkulačním průtokem se počítá spotřeba TV v domech.

Problém je v tom, když cirkulační průtok kolísá – přesněji řečeno, když klesá k nižším hodnotám. Je více příčin, při kterých je rozdíl obou měřených průtoků větší a měřená spotřeba TV na patě domu významně vyšší, než je součet bytových vodoměrů. Samozřejmě k značné nelibosti koncových spotřebitelů.

Kdy cirkulační průtok kolísá?

Chybné ukončení stoupaček

Propojení potrubí TV s cirkulací na stoupačce má být provedeno ještě před odbočkou do posledního bytu. V takovém případě se stoupačka odvzdušňuje přes výtokovou armaturu TV. V opačném případě se vzduch hromadí postupně i pod propojeným potrubím až nakonec přeruší cirkulaci ve stoupačce.

Obr. 5 • Základní schéma měření spotřeby TV na patě domu pomocí dvou vodoměrů.

Zatímco průtok v přívodním potrubí TV zůstával prakticky stejný, cirkulační průtok se zmenšoval s počtem chybného ukončení stoupaček. Když bylo ukončení provedeno stejným instalatérem, který to tak dělá vždycky, mohl se cirkulační průtok zcela zastavit. A protože se spotřebovaná TV vypočítává jako rozdíl vstupního průtoku a průtoku v cirkulačním potrubí (v našem případě nulovým) mohla být takovému domu účtována spotřeba i více jak pětinásobná. Ta ale nesouhlasila se součtem průtoků odečtených na bytových vodoměrech TV. Navíc teplota TV byla výrazně nižší, než požadovaná teplota 55 °C.

Nezbylo než pátrat po tom, zda jsou vadné vodoměry TV v bytech, nebo byly šizeny magnety, nebo jsou vadné vodoměry na patě domu, nebo bylo vadné zakončení stoupaček instalatérem, nebo byla vadná legislativa…

Neobydlené byty v nejvyšším podlaží

Kontrolu si zaslouží i taková maličkost, jako je provoz bytu v posledním podlaží. Až příliš často není byt v posledním podlaží používán. Může to být případ investičního bytu, bytové jednotky užívané cizinci jen několik dnů v roce, nebo chatařů, kteří v sezoně opustí byt na několik měsíců. V takových případech se vzduch ze stoupaček hromadí v propojovacím potrubí nejvyššího podlaží.

Při používání odběrných zařízení TV (dříve výtoků) v nejvyšších podlažích se vzduch z potrubí automaticky odstraňuje spolu s vytékající TV. Není-li takový byt delší dobu obydlen, přeruší se cirkulace TV ve stoupačce. Uživatelé v nižších podlažích pak odtáčejí větší množství studené nebo vlažné vody do té doby, než jim začne vytékat voda teplá.

Nekompenzovaná teplotní dilatace cirkulačního potrubí

Při výměně původního pozinkovaného potrubí za potrubí plastové se mnohdy zanedbá skutečnost, že plastové potrubí má, oproti oceli, cca 13,5× větší teplotní roztažnost. Dilataci ležatého rozvodu potrubí zajišťují pevné body a kluzná uložení. A těch by mělo být 13,5× víc u plastového potrubí než u potrubí ocelového. Když instalatér položí plastové potrubí na stávající podpěry, z laického pohledu se nic špatného neděje. Co to způsobí poté, co se potrubí opatří tepelnou izolací, napustí se vodou a ohřeje se, už nikdo pod podhledem nevidí. Proč cirkulace TV nefunguje, jak má, nebo vůbec, se zjistí až po odkrytí podhledu.

Potrubí se protáhlo a mezi chybějícími podpěrami pokleslo. Někdy až tak, že začaly vypadávat desky z podhledu. V horní části zvlněného potrubí zůstal uzavřen vzduch, který tam byl ovšem už před napouštěním. U přívodního potrubí to až tak nevadí, tam je dostatečný přetlak, například 6 bar. Při otevření odběrové armatury je odveden spolu s TV.

U cirkulačního potrubí je tomu jinak. Neplatí zde pořekadlo instalatéra, kterému by sám rád věřil, tedy že v cirkulačním potrubí je tlaku dost a vzduch z potrubí vytlačí. Stačí si uvědomit, že statický přetlak je v potrubí TV i v cirkulačním potrubí stejný. Cirkulační průtok zajišťuje čerpadlo. Jeho dopravní výška je například jen 15–20 kPa, tedy přetlak 30 až 40× menší, než je statický přetlak vody. Navíc voda v cirkulačním potrubí proudí většinou shora dolů, než se napojí do ležatého rozvodu. A zkuste někdo protlačit vzduchové bublinky svislým potrubím o několik podlaží níž do rozvodu!

Chtěl bych se dožít doby, kdy si osvícený instalatér na stavbu pozve projektanta a začne se ho ptát: Pane inženýre, nějak jsem u toho potrubí z plastu ve Vašem projektu nenašel žádné kompenzační útvary s pevnými body a kluzným uložením. A pokud někde jsou, proč máte stejné podpěry i pro cirkulační potrubí, které je o dvě dimenze menší? A je podle Vás jedno, zda od ležatého rozvodu odbočí potrubí z horní, nebo ze spodní strany? Také jsem nenašel šipky s vyznačením spádu potrubí. Je to jedno? A podpěra stoupačky má být hned u ohybu, nebo stačí až cca 1,5 od stoupačky? Že bych to měl vědět já? A jak to mám vědět, když to nevíte ani Vy? A pokud to snad víte, proč to nemáte na výkrese v projektu? Doplníte mi to obratem, abych mohl pokračovat v práci?

Chybné napojení stoupaček TV + C

Něco málo bylo už naznačeno v předchozím odstavci. Podpěra hned pod stoupačkou se osazuje proto, aby nedošlo během provozu, při dilataci stoupačky, k jejímu poklesnutí. Pokud k němu dojde, což je odhadem v 80 % případů, pak se změní spád cirkulační přípojky. Ta by měla vždy stoupat ke stoupačce, aby mohly vzduchové bublinky vystoupat do nejvyššího místa a tam být odvedeny odběrným zařízením TV.

Rozdílná třída přesnosti vodoměru nebo nespárované vodoměry

Ze změřených hodnot celkového průtoku je cca 15 % vlastní spotřeba TV a 85 % cirkulační průtok. I když se dá v současné době spotřeba TV naměřit jako součet bytových, dálkově odečitatelných a magnetem neovlivnitelných vodoměrů, dříve tomu tak nebylo. Nepřesnost vstupního vodoměru TV a vodoměru měřiče tepla na cirkulačním potrubí měly za následek často překvapivé náměry, které s vlastní spotřebou neměly mnoho společného. Díky novým přesnějším vodoměrům, navzájem spárovaným, se dnes součet spotřeby bytových vodoměrů se spotřebou vypočtenou z domovních vodoměrů nemusí o mnoho lišit. I tak zůstává problém byť jen s částečně nefunkční cirkulací. Součet bytových vodoměrů byl vždy menší než spotřeba vypočtená z rozdílu domovních vodoměrů.

Čtyřtrubkový systém zásobování teplem

Jaké jsou nevýhody 4trubkového systému?

• Tepelné ztráty podzemních rozvodů TV s cirkulací.
• Výměna potrubí TV + C se doporučuje jen za potrubí z nerezu, ne za potrubí plastové.
• Výměna pozinkovaného potrubí opět za pozinkované potrubí je neekonomická.
• Původní pozinkované potrubí TV + C bylo žárově zinkováno s životností 20 až 25 let.
• Novější potrubí je zinkováno jen galvanicky, s podstatně nižší životností.
• Potrubí TV + C v podzemních kanálech nejde nahradit potrubím z plastu vzhledem k jeho 13,5× větší teplotní roztažnosti. I když takové pokusy byly činěny, zvlněné potrubí se zavzdušňovalo a neumožnilo funkční cirkulaci TV.
• Podzemní rozvody ÚT ani TV + C nebývají skoro nikdy hydraulicky vyregulovány.
• Měření spotřeby tepla na patách domů je samostatně pro ÚT i pro TV.
• Měření spotřeby tepla pro TV + C na patě domu často ovlivňuje nefungující cirkulace TV. Vedení objektu si má samo stanovit smluvní výkon, jehož překročení však není schopno ovlivnit. Přesto je výkon dodavatelem každou 1/4 hodinu měřen a při překročení penalizován.
• Stanovení smluvního výkonu dodavatelem tepla není pro objekt výhodné. Navržená hodnota od dodavatele tepla je tak vysoká, aby ji prakticky nebylo možné překročit.
• Odběratel není schopen ovlivnit vypínání cirkulačního čerpadla v noci nebo provádění nočního útlumu, které zvyšují spotřebu tepla a s tím i náklady na vytápění a přípravu TV

Může nějaká koncepční úprava uspořit významné množství energie?

Zcela určitě ano.

• U 4trubkového rozvodu tepla již nikdy nemusí být nutné ve zdrojích tepla obnovovat technologické zařízení pro přípravu TV v původním rozsahu.
• Již nikdy nemusí být nutné obnovovat a provozovat rozsáhlé venkovní podzemní rozvody TV + C.
• V sídlištních předávacích stanicích tepla se bude vyrábět celoročně jen otopná voda o konstantní teplotě v rozmezí 70 °C až 80 °C.
• Stávající venkovní rozvod tep-la z ocelového potrubí je možné ponechat beze změny. Bude sloužit jak pro ÚT, tak i pro přípravu TV po mnoho dalších let.
• Každý objekt si na vlastní náklady nechá zhotovit vlastní tlakově závislou předávací stanici tepla (PST), ve které bude mít dodavatel tepla jen jeden měřič spotřeby tepla (MT).
• Jde o řešení prostorově nenáročné, relativně levné a s krátkou dobou návratnosti.
• Součástí PST bude individuální regulace vnitřní teploty podle venkovní teploty a podle potřeby i systém pro přípravu TV.
• Vlastní MT pro hlídání smluvního výkonu a rozlišovací MT pro přípravu TV bude součástí PST.
• Stanici musí navrhovat gramotný autorizovaný projektant v oboru technická zařízení budov, který nebude závislý na dodavateli tepla, bude mu umožněn vstup do PST, ve stanici bude PC s pevnou IP adresou, se vzdáleným přístupem a bude tak možné měnit nejenom topnou křivku, ale v případě potřeby i ovlivňovat teplotu TV. 

Popsaný systém není novým nápadem. Na levém břehu Vltavy funguje již od roku 1975.

Výhody dvoutrubkového systému zásobování teplem

• Stávající průtok do objektu je dostatečný i pro přípravu TV.
• Omezením průtoku do každého domu se vyřeší i meziobjektová regulace mezi domy.
• Spotřeba tepla měřena jedním měřičem tepla s rozlišovacím měřením pro přípravu TV.
• Není potřeba zvětšovat dimenze potrubí. Zejména proto, že příprava TV nebude probíhat paralelně, tj. současně s vytápěním. Jen je potřeba na výstupu z centralizovaného zdroje tepla udržovat konstantní průtok otopné vody a teplotu celoročně v rozmezí 70 až 80 °C.
• V každém odběrném místě se instaluje tlakově závislá PST s vlastní regulací, nezávislou na dodavateli tepla.
• Stanice má rozměry orientačně 0,7 × 1,3 m, výška cca 1,7 m. Kompletně smontovaná se dodává na místo, včetně regulace.
• Stanice může být provozována jak pověřeným vyškoleným odborníkem, tak i dodavatelem stanice ať už pochůzkou, nebo online pomocí vzdáleného přístupu. Většinou i se servisem a odstraněním případné závady v optimální době. Pro většinu českých dodavatelů tepla však zatím nepředstavitelné sci-fi.

Jak asi každý čtenář na konci článku tuší, ušetřit 25 až 30 % tepelné energie nebo plynu lze i bez brutálních zásahů do rozumného uživatelského komfortu. Ani zateplením domu bez technologické úpravy otopné soustavy to nejde.

O významné úspoře tepla nerozhodují termostatické ventily, omezovače průtoku na patách stoupaček, ani zateplení domů. O úspoře plateb za teplo rozhodnou parametry otopné vody na patě domu. Jsou to tyto parametry:

• Přepočtený výkon otopné soustavy při zachování jmenovitého průtoku.
• Pro nezateplené domy s původními parametry – 12/90/70/20 budou nové parametry cca – 12/70/57/20. Tyto parametry se nedají odhlasovat, odhadovat nebo věštit z křišťálové koule, je potřeba je spočítat z původních parametrů otopné soustavy, které zvolil projektant při původním návrhu otopné soustavy.
• Pro zateplené domy s původními parametry – 12/90/70/20 budou nové parametry cca – 12/60/47/20.
• Ovládání vlastní tlakově závislé PST neumožní dodavateli tepla rozhodovat o neefektivním nočním útlum vytápění.

Dodavatelé tepla vždy prohlašovali, že jejich úkolem je dodat teplo na patu domu, další záležitosti (kromě měření spotřeby tepla) jsou v kompetenci jednotlivých SVJ/BD. Dnes je tomu jinak. Stávající legislativa umožňuje dodavatelům tepla instalovat do domů takové stanice, které koncové uživatele zatěžují zvýšenou spotřebou tepla jak pro vytápění, tak pro přípravu TV.

Co říci na závěr?

O efektivním využití tepelné energie v příštích letech mohou, dle mého názoru, rozhodnout především instalace směšovacích stanic do každého domu. Stanic, které dokáží zajistit teplotní parametry otopné vody podle venkovní teploty a inteligentní systém přípravy TV. Historie nás přesvědčila, že směšovací stanice zhotovené dodavateli tepla jdou jinou cestou. Jejich stanice, s navýšeným tlakem, teplotou i průtokem narušují funkci seřízené OS, jak na patách stoupaček, tak i na termostatických ventilech.

Trvale nikým neregulované extrémní dodávky tepla na patách našich domů se dají snadno prokázat. Stačí na domovním měřiči tepla porovnat okamžitý průtok s průtokem výpočtovým z původního projektu. Při optimální dodávce tepla budou obě hodnoty stejné.

Nižší průtok, někdy poloviční, někdy i čtvrtinový signalizuje stav, ve kterém se dodavatel tepla snaží protlačit do domu větší množství tepla, než by odpovídalo optimálnímu stavu. Odběratel má jen jedinou možnost, jak se tomu bránit. Uzavírat hlavice termostatických ventilů a snižovat průtok. Tím se jeden problém vyřeší za cenu toho, že se objeví dva jiné problémy.

Při nižších průtocích přestanou fungovat patní omezovače průtoku na stoupačkách. Nemají co omezovat, jsou nastaveny na vyšší, výpočtový průtok.

Účelem nastavení ventilových spodků termostatických ventilů podle individuálního průtoku je, vyrovnat průtoky mezi otopnými tělesy na stoupačce tak, aby každý radiátor obdržel svůj jmenovitý průtok za každého provozního stavu. Ventilový spodek TRV je statickou vyvažovací armaturou, která funguje jen v případě zajištění konstantního výpočtového průtoku. Nefunguje ani při jeho poklesu, ani při jeho zvýšení. Například v případě, když se 1/2 otopných těles na stoupačce uzavře a ničím neregulovaný průtok proudí do ještě otevřených TRV.

Udržování konstantního průtoku v otopné soustavě je zásadním předpokladem pro její optimální funkci. Jeho pokles nevyřeší žádná regulace oběhového čerpadla. Nebo jen za cenu přetápění a generování hluku. Řešením je jen snížení teploty otopné vody na vstupu do soustavy a donutit tím uživatele bytů v domě k otevření TRV, aby se průtok vrátil k vypočtené hodnotě.

Pokud po nastavení regulace průtoku v závislosti na teplotě otopné vody klesne teplota v bytech, může být chybně nastavena topná křivka, nebo chybí čidlo venkovní teploty na severní straně objektu. Vyšší křivku je možné nastavit systémem pokus – omyl, nebo je možné její optimální hodnotu nechat spočítat projektantem.

Může trvat delší dobu, než se do nejvyšších míst dostane informace o tom, že technologie otopné soustavy a technologie úpravny parametrů pro tuto soustavu, tj. teploty a průtoku ve směšovací stanici, jsou dvě strany jedné mince. Tu nemohou navrhovat dva subjekty, se zcela odlišnými požadavky. Jedni s požadavkem na co možná nejnižší spotřebu tepla a tím i nižší platby, zatímco ti druzí potřebují prodat co nejvíc tepla a generovat zisky.

Stávající poměry s dodávkami tepla připomínají minci, u které je na každé straně zobrazena jiná hodnota. O vyšší hodnotu (vyšší teplotu, vyšší průtok i vyšší zisk) se opírají dodavatelé tepla. Podle toho také vypadají jejich stanice. Druhá strana mince, spotřebitelé ve vytápěných domech, se nadměrné dodávce tepla brání uzavíráním termostatických ventilů.

Případy z praxe dokazují, že snížení teploty o 1 °C v bytech přetápěného domu není technicky proveditelné, pokud je převážná většina termostatických ventilů v domech uzavřena. Prakticky vytápí jen rozpálené stoupačky. I tak je teplota v bytech stále často vyšší jak 24 °C! Snížit se dá jen teplota otopné vody na vstupu do otopné soustavy. A to se bez směšovacích stanic dělá těžko.

Pokud by pan ministr průmyslu a obchodu chtěl modernizovat distribuci tepla v systémech dálkového vytápění s úsporou provozních nákladů, pak by tento článek mohl být návodem, jak na to.

Literatura

[1] Vyhláška č. 91/1993 Sb., ze dne 12. února 1993, Českého úřadu bezpečnosti práce k zajištění bezpečnosti práce v nízkotlakých kotelnách. In Sbírka zákonů České republiky. 5. března 1993, částka 25, s. 466. Dostupné z https://bit.ly/3pltoTJ>.
[2] Vyhláška č. 193/2007 Sb. ze dne 17. července 2007, kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu. In Sbírka zákonů České republiky. 31. července 2007, částka 62, s. 2398. Dostupné z https://bit.ly/36Pcx5A>.
[3] Vyhláška č. 194/2007 Sb., ze dne 17. července 2007, kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele spotřeby tepelné energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům. In Sbírka zákonů České republiky. 31. července 2007, částka 62, s. 2407. Dostupné z https://bit.ly/36Pcx5A>.
[4] Zákon č. 250/2021 Sb., ze dne 9. června 2021 o bezpečnosti práce v souvislosti s provozem vyhrazených technických zařízení a o změně souvisejících zákonů. In Sbírka zákonů České republiky. 30. června 2021, částka 106, s. 2554. Dostupné z https://bit.ly/3RAggWy>.
[5] ČSN 06 0310. Tepelné soustavy v budovách – Projektování a montáž. 2014–8 (změna Z2. 2017–9). ÚNMZ. Praha.
[6] ČSN 06 0320. Tepelné soustavy v budovách – Příprava teplé vody – Navrhování a projektování. 2006–9. ČNI. Praha.
[7] ČSN 06 0830. Tepelné soustavy v budovách – Zabezpečovací zařízení. 2014–8 (změna Z1. 2014–11). ÚNMZ. Praha.
[8] ČSN 38 6405. Provozní revize. 1988–10 (změna Z1: 1999–5). ÚNM. Praha.
[9] ČSN EN 12828+A1.Tepelné sousta-vy v budovách – Navrhování teplovodních otopných soustav. 2014–11. ÚNMZ. Praha.
[10] ČÍHAL, Z.: Příčiny možného kolísání tlaku v soustavách s uzavřenou expanzní nádobou. Topenářství instalace, 2017, roč. 51, č. 8, s. 72–75. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3ICdhco>.
[11] DOUBRAVA J.: Čerpadlo – na přívod nebo na zpátečku? Topenářství instalace, 1996, roč.: 30, č. 1, s. 56–58. ISSN 1244–0906.
[12] DOUBRAVA J.: Vyvažování potrubních sítí (2. přeprac. a rozšíř. vyd.). Tour & Andersson Hydronics, spol. s r.o., Praha 1997, 80 s.
[13] VAVŘIČKA, R., VRÁNA, J.: Předpisy pro instalaci pojistného ventilu. Topenářství instalace, 2019, roč. 53, č. 1, s. 32–39. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3IwXUBV>.

How to economize heat costs by lessons from history

The following contribution by a long-time designer and former court expert in the field of heating describes in detail the transition from four-pipe heat supply systems to a two-pipe system. It explains the individual partial steps leading to today's much sought-after heat savings, or payments for consumed heat from the point of view of the final customer. One of the fundamental steps was the change of hot water preparation from central heating in the boiler room area to decentralized heating in the individual connected buildings and, in terms of the required power consumption, the transition from flow through or almost flow-through heating to preparation with sufficiently large accumulation. A significant part of the contribution is also devoted to frequently recurring errors in hot water distribution and circulation.

We are living in a period of almost astronomical increases in the price of practically everything. This will certainly affect, or even already affects, the price of heat from DH (district heating). In any case, poorly functioning transfer stations, the impossibility of setting the heating water temperature, unregulated or poorly executed DWH distribu-tion and circulation make the supply of heat and hot water unnecessarily expensive, regardless of the reduction in living comfort.

Keywords: energy efficiency of buildings, history of heat sources, centralized heating, hot water, two-pipe and four-pipe heat and hot water supply system, heat input of the house, heat demand for heating and hot water preparation, measurement of heat consumption, circulation and temperature compensation of pipelines, incorrect connection or termination of risers, performance contract.