Ing. Vladimír G A L Á D GSM: P R A H A 24. září 2014

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS Její základním smyslem je vytváření tepelné pohody a zajištění tepelné stability vytápěných budov. Definuje se jako komplex zařízení pro výrobu tepla (zdroje), jeho distribuci ke spotřebiteli (potrubní sítě) až k poslednímu uživateli (pata domu, vnitřní rozvody a tělesa).

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS OS tvoří technologický celek, založený na fyzikálních principech šíření a přenosu tepla (tepelné energie), do kterých je více či méně a naprosto nevhodně zasahováno a/politicky b/ekonomicky c/matematicky d/společensky

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS ad a/ politika je prosazována zákony a předpisy, které jsou někdy v rozporu s demokracií - občan má právo např. na vytápění podle projektu (zejména teploty) pro zajištění tepelné pohody. Občan má proto ve společné otopné soustavě právo i na dodržení teplot za stěnou svého bytu, tj. u souseda. To však sám nemůže zařídit. Předpisy jsou proti tomu.

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS - občan je při rozdělování nákladů za teplo v podstatě zbaven práva na většinová demokratická rozhodnutí. Nestačí kvalifikovaná většina 2/3, vyžaduje se 100% shoda ujednání. Lze to považovat za „diktátorskou“ praktiku, kterou se oklikou vynucuje použití jiných, než dohodnutých pravidel.

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS ad b/ ekonomické tlaky zcela deformují význam a smysl vytápění, jelikož působí na uživatele, aby absolutně nedodržoval podmínky projektu a omezoval tím práva sousedů – tím je zasahováno do cizího práva na tepelnou pohodu a teplotní stabilitu budovy. Příkladem jsou měrné spotřeby tepla v kWh/m2, které nejsou přenosné na jiný objekt.

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS ad c/ matematika je vědou přesnou, přesto přináší falešné výsledky, jelikož jsou do platných rovnic vkládány irelevantní a často smyšlené hodnoty (teplotní gradient, záměny konstrukčních parametrů s provozními a naopak), nepodložené odhady, nedostatečné statistické metody, vč. gradenové

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS ad d/ společenský vliv na provozování otopných soustav působí významně proti otopným soustavám, jelikož značná část uživatelů: -nezná objektivní pojem tepelné pohody - neumí správně používat termostatické hlavice a ventily - nemá zájem řídit se pravidly vytápění

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS Z hlediska společnosti má být otopná soustava ekonomická, pružná, dynamická, levná, tichá, má dodávat jen nezbytně nutnou teplotu topné vody, která zajistí tepelnou pohodu, ale není definována; musí současně vytápět a nevytápět (podle vůle uživatele), má umožnit využití tepelných zisků a přitom udržovat teplotu vody podle ekvitermní regulace, atd.

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS Jiná část společnosti považuje otopnou soustavu za pouhý prostředek byznysu a vytváří kolem ní různé teorie regulace, seřizování či nastavování a také fyzikálně neodůvodněné statistické, či jinak chybné metody údajného měření spotřeby tepla a nástrojů pro jejich rozdělování, které nejsou adekvátní realitě!

OTOPNÁ SOUSTAVA – OS Rozhodující část společnosti (ne počtem, ale rozhodnutími proti všem a o všem) vydává předpisy, které se snaží vyhovět všem; jen minimálně uživateli, bez ohledu na fyzikální podstatu tepla. Teplo není stejná komodita jako elektřina či plyn, kterou lze v bytě vypnout. Teplo se, bohužel, i po jeho „vypnutí“ v bytě, samovolně šíří - ztrácí. Nevytápějící sousedé tomu významně napomáhají.

KDY JE OTOPNÁ SOUSTAVA OPTIMÁLNÍ ??? 1/ V každém okamžiku (před i po zateplení) platí rovnost tepelný výkon těles ≈ tepelným ztrátám 2/ Pro spotřebiče (tělesa) musí být vypočítána fyzikálně správná teplota topné vody a její průtok 3/ Následné hydraulické řešení musí zajistit potřebnou transportní schopnost a dynamicky zásobovat tělesa fyzikálně správnými parametry topné vody. Za tím účelem musí být odběratelská část otopné soustavy seřízena (průtoky tělesy) podle přepočtu

KDY JE OTOPNÁ SOUSTAVA OPTIMÁLNÍ ??? 4/ Ekvitermní řízení nestačí, jelikož reaguje pouze na jednu vlivovou veličinu = teplota venkovního vzduchu ve stínu. Regulace správných fyzikálních parametrů topné vody musí být proto dynamická teplotně i hydraulicky. 6/ Celkový průtok na patě s fakturačním měřidlem musí být stanoven výpočtem tak, aby byl v limitním případě vždy zachován minimální teplotní spád (zpravidla 3 až 2 K). 7/ Sofistikovaná regulace musí splňovat mnoho dalších funkcí nepřetržitě a vytvářet databázi skutečných snímaných hodnot pro reklamace, apod.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Za optimální nelze považovat: -snížené teploty vzduchu ve vytápěných místnostech pod hodnoty odpovídající obecné tepelné pohodě, tj. teplotě 21 °C (suchý teploměr) s korekcemi podle počtu ochlazovaných stěn a prosklení, či naopak. -snižování měrné spotřeby tepla pod ekonomickým tlakem je nepřípustné, ohrožuje stav tepelné pohody.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Za základní složku potřeby tepla lze považovat jen tolik tepla, které ve všech místnostech zajišťuje trvale obecnou tepelnou pohodu. Je to „dno“ spotřeby, které nelze podkročit. Do této složky lze zařadit jen část větrání (nelze brát do součtu teplo potřebné k větrání po dobu 24 hodin denně po celou otopovou sezonu), což by byl neodůvodněný nonsens (reálná hodnota je pro průměrnou intenzitu cca i = 0,05-0,08, namísto 0,5).

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Z celkové potřeby je pak podle stupně zateplení (u panelových domů pro obytné účely) podíl větrání cca 5 až 25 %. U nízkoenergetických domů to bývá větší podíl, ale z nižšího základu. Potom je základní složka „Qz“ dána součtem tepla při prostupu „Qp“ + „Qv“, tj. část tepla pro větrání. K tomu musíme přiřadit tepelné zisky „Qt“ tak, že je odpočítáme. Potom je základní složka nižší, tj. Qz = Qp + Qv – Qt.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Z tohoto úsudku můžeme dedukovat, že je základní složka prakticky závislá na ekvitermním nastavení a na stupni zateplení. Jestli jsme odvodili podíl na roční spotřebě základní částí větrání ve výši 5 – 25 %, potom je základní složka Qp = 0,95 – 0,75 a Qv = 0,05 – 0,25. Jestli budeme na „dně“ spotřeby (ti = 21 °C) a ve standardní zimě, a teoreticky bez tepelných zisků, potom by měl každý uživatel uhradit naprosto stejnou podílovou (proporcionální) základní složku Qp a Qv.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Jenže prakticky neumíme změřit množství spotřebovaného tepla a proto zřejmě „vymýšlíme“ různě pokřivené metody, jak sdělit uživateli, kolik neprokazatelného tepla vlastně spotřeboval. Byty v okrajových zónách ochraňují jiné byty uprostřed. Uprostřed je to „energetický ráj“, na okrajích „energetický horor“. Asi nám zůstalo z minulosti, že potrestáme toho, který si mohl vybral ze tří „hororových“ možností, než mu byl byt přidělen. Koeficienty polohy nejsou naprosto adekvátní realitě.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Praxe ukazuje, že popsané robustní působení na otopnou soustavu těžko zvládá i odborník, natož pouze informovaný laik, kterému je neustále připomínáno, že musí šetřit a k tomu má ten váleček s čárkami či čísly (hlavici) na radiátoru. On ale chce mít váleček na „hvězdičce“, hodně tepla, neplatit skoro nic a přijímat dary tepla od sousedů. Ten, kdo chce mít normální teplotu podle projektu musí být dobrovolným dárcem tepla!!! bez nároku na odměny, plakety, apod.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE To vše umožňuje legislativa. A nevyhneme se problémům s teplem ani při „Privatizaci, divokém zateplování, vývoji techniky, individualizmu při odběru tepelné energie, apod.“ Například existují stanovy, které říkají, že je i radiátor vlastnictvím vlastníka bytu, bez ohledu na to, že jde o společnou otopnou soustavu, kterou může svévolná demontáž či výměna značně ovlivnit. Okna se vyměňují za nová na přeskáčku, což silně omezuje volbu parametrů topné vody, apod.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE Na všechny výše uvedené problémy existuje velmi jednoduché řešení, které je založeno na sofistikované optimalizaci otopné soustavy. Při účinné legislativní podpoře fyzikálně správného konstruování a provozování otopných soustav lze na řadu výše popsaných problémů zcela zapomenout. Nejde o „zázrak“, ale opakuji „o stanovení vždy správných fyzikálních podmínek“. Legislativa by měla nejdříve umožnit a vymezit také nezbytnou ochranu otopných soustav.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE RECEPT JE POMĚRNĚ JEDNODUCHÝ: 1/Vymezit teplotní podmínky ve vytápěných místnostech s možností vymahatelnosti pokut za porušování pravidel vytápění. 2/Všemi prostředky preferovat osazení těles takovými termostaty (hlavicemi), které neumožní vytápět pod minimální stanovenou teplotu (drtivá většina osob si stěžuje, že je při velmi lehké domácí činnosti teplota vzduchu pod 21 °C již nekomfortní, ale při spánku lze akceptovat například 19 a více°C).

PODMÍNKY OPTIMALIZACE RECEPT JE POMĚRNĚ JEDNODUCHÝ: 3/Uložit povinnost projektantům, energetikům, správcům vytápěných objektů, apod. aby prováděli výpočty provozních stavů otopných soustav (tj. mezní horní teplotu topné vody, která neumožní přetápění), zejména v místě spotřeby, kde je nejdůležitější místo pro regulaci správných fyzikálních parametrů topné vody, které musí být „šity“na míru každého domu. To se mění podle instalovaného výkonu těles a stupně zateplení budovy.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE RECEPT JE POMĚRNĚ JEDNODUCHÝ: 4/Preferovat technologii měření a regulace na vyšší bázi, než je prostá ekvitermní regulace. Moderní m+r musí umět dynamicky reagovat na změny nejen v části vytápěného objektu, ale i na vlivy z vnějších sítí. Je smutné, že i v současné době je v módě vše regulovat, aniž by byl zcela jasný význam pojmu regulovat. Mnozí se domnívají, že například automatický regulátor diferenčního tlaku reguluje.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE RECEPT JE POMĚRNĚ JEDNODUCHÝ: Nereguluje, pouze omezuje („uřezává“ přebytek skutečného tlaku oproti požadavku) Při sníženém tlakovém rozdílu „neumí“ tlak zvýšit, tedy jde o omezovač a nikoliv regulátor. Například regulátor otáček musí umět jak snížit otáčky, tak je zvýšit. Podobných „neregulačních“ armatur je v soustavě mnoho jak na patách domů, tak stoupaček ba i na tělesech a stálo to nemalé, zbytečně vynaložené peníze.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE RECEPT JE POMĚRNĚ JEDNODUCHÝ: Dynamická regulace tedy musí reagovat tak, aby bylo možné parametry topné vody měnit automaticky jak nahoru, tak dolů. Rovněž jsou smíchány pojmy seřízení a nastavení. Seřízení znamená, že de facto nastavíme příslušné prvky armatur na hodnoty, které jsou stanoveny projektem. Nastavení se tedy týká jednotlivostí v soustavě, ale seřízení znamená takové vzájemné nastavení, které zajistí komplexní funkci soustavy.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE RECEPT JE POMĚRNĚ JEDNODUCHÝ: REGULACE musí mít automatickou zpětnou vazbu, ve vztahu k žádaným hodnotám, určených projektem provozních stavů, a okamžitě jsou podle potřeby korigovány akčními členy (zdvihový ventil, klapka…). Taková regulační smyčka vyžaduje mnoho podstatných a oproti současné době nových algoritmů, podle kterých se celá soustava reguluje. Potřebné algoritmy pro dynamické řízení nejsou součástí ekvitermních regulátorů. Velmi významná je databáze naměřených hodnot. Prediktivní metody teplot vody jsou nežádoucí.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE SHRNUTÍ KROKŮ: 1/ Provést energetickou a bilanční analýzu ztrát, spotřeb tepla a potenciálu úspor tepla 2/ Provést přepočet otopné soustavy na nové podmínky (po zateplení, apod.), kterým se současně stanoví (vypočítají) správné fyzikální parametry topné vody se zohledněním okrajových podmínek 3/ Pata domu se na základě projektu osadí sofistikovanou technologií m+r trvalého řízení ze zpětnou vazbou

PODMÍNKY OPTIMALIZACE VÝHODY: a/ Ve všech provozních stavech jsou pomocí originálních algoritmů nastavovány správné fyzikální hodnoty po celou otopovou sezonu b/ Zařízení pracuje plně automaticky a nepřetržitě, poskytuje alarmové a chybové informace, s vysokou četností ukládá všechny sledované parametry a korekce lze snadno provádět přes web rozhraní – vzdálený dohled a správa.

PODMÍNKY OPTIMALIZACE VÝHODY: c/ Zařízení obsahuje profesionální kalorimetry a proto může poskytovat jakékoliv technické informace – odečty spotřebovaného tepla, výkonu a průtoku, či lze přímo provádět další naprogramované výpočty, třeba měrnou spotřebu v jakémkoliv čase, ev. hlídat maximum při sjednané sazbě Výkon – odebrané teplo a mnoho dalších funkcí. d/ Není žádný problém přímo vyčíslit podíl tepla na jednotlivý byt, jednotku plochy, atd., a to bez čekání na vyúčtování od dodavatele tepla a mnoho dalších

ZÁVĚR: SPRÁVNÉ NASAZENÍ TECHNOLOGIE ŘÍZENÍ SPOTŘEB TEPLA JE DO BUDOUCNA NEMĚNNÉ A I PO DALŠÍM ZATEPLENÍ STAČÍ tzv. „OTOČIT KNOFLÍKEM“. Není již zapotřebí rekonstruovat stávající prvky otopné soustavy a ani nově seřizovat paty stoupaček, či termostatické ventily! Z databáze lze triviálně přímo rozpočítat spotřebu na byt (případně 1m2), bez jakýchkoliv dalších nákladů! Rozdělování nákladů podle plochy je velmi výhodné…

DĚKUJI ZA POZORNOST Ing. Vladimír GALÁD – Projekce a služby Rohová Horoměřice