Jak zařídit, aby spotřeba tepla v bytech byla minimální a současně byl zachován projektem stanovený komfort vnitřního prostředí? Co udělat pro to, aby náklady na bydlení byly co nejnižší? Jasnou odpovědí na nejlevnější vytápění domu je termohydraulika, resp. termohydraulická metoda návrhu otopné soustavy. Cesta k zamezení neefektivních dodávek tepla a plnému využívání tepelných zisků. Účelné zapojení významné a doposud poněkud opomíjené složky tepelné bilance, kterou nemusíme draze nakupovat.
Jinými slovy řečeno, termohydraulika nás významně přibližuje k zajištění energetické účinnosti vytápění ve výši 100 %. Že to zní povědomě? Aby ne, tento smělý cíl si před časem vytýčila Evropská komise. A je to jedna z mála, ne-li jediná, skutečná trefa do černého, která se jí v oblasti energetiky kdy podařila. Jen ještě přestat bloudit ve slepých uličkách typu měření tepla v místech spotřeby a zaměřit se konečně na věci podstatné…
Co je to energetická účinnost vytápění?
Je to podíl potřeby tepla a její reálné spotřeby. Potřebou tepla se rozumí množství energie odpovídající části tepelných ztrát, kterou nedokážou pokrýt působící tepelné zisky. V praxi nastávají tři případy, zobrazené na obrázku 1:
1. Spotřeba je vyšší než potřeba (podíl potřeby a spotřeby < 1). Tepla je dodáváno zbytečně moc a dochází k přetápění a plýtvání drahou energií.
2. Spotřeba se rovná potřebě (podíl potřeby a spotřeby = 1). Ideální efektivní stav, ke kterému směřuje termohydraulická metoda. Odměnou je nejlevnější vytápění.
3. Spotřeba je nižší než potřeba (podíl potřeby a spotřeby > 1). Tepla je dodáváno příliš málo, dochází k nedotápění a k degradaci vnitřního prostředí a komfortu bydlení.
obrázek č. 1: Varianty vnitřního teplotního stavu podle úrovně energetické účinnosti vytápění. Cílem je energetická účinnost = 1,0. Tohoto stavu lze dosáhnout výhradně řízením spotřeby. Omezování potřeby má také své opodstatnění, ale samo o sobě žádný efekt v oblasti energetické účinnosti nepřináší. Proto nestačí pouze zateplovat, je nutné především regulovat dodávku tepla.
Jak jsme na tom s energetickou účinností v současnosti?
S jistotou lze tvrdit, že objekty jsou v drtivé většině přetápěny, jejich provoz je proto neefektivní. Doplácí na to jak obyvatele domů, kteří drahé teplo nakupují, tak celá naše společnost, protože zbytečně vyrobené teplo si vybírá daň na životním prostředí. Potenciál úspory tepla se pohybuje od 30 do 80 %, přičemž platí, že čím více zateplený dům, tím větší plýtvání.
Podle Českého statistického úřadu je v Česku 210 tisíc bytových domů s 2,4 miliony bytů. Žije v nich 5 milionů lidí, tedy polovina české populace. Většina těchto domů je vytápěna systémy ústředního vytápění. Lze tedy snadno dovodit, že když polovina obyvatel přetápí svá obydlí v průměru o polovinu, tak se v oblasti bydlení vyrábí čtvrtina tepelné energie naprosto zbytečně.
A s probíhajícím zateplováním tento podíl paradoxně stoupá, a to navzdory tomu, že se spotřeba tepla snižuje. Na vině je chybná strategie při volbě kroků k zefektivnění provozu bytových domů. Přestože termohydraulika nabízí účinný recept již dvě desetiletí, pro ministerské plánovače úspor je stále pojmem zcela neznámým.
Kudy z toho ven?
Zajištění rovnosti potřeby a spotřeby neboli neutrální tepelné bilance je složitější, než by se na první pohled mohlo zdát. Názorně to dokumentuje obrázek č. 2. Jde o to, že působení jednotlivých složek bilance, mezi které řadíme tepelné ztráty a tepelné zisky, je časově i objemově proměnlivé a zcela nepředvídatelné. Nechceme-li, aby se stejně chovala i vnitřní teplota a tepelné ztráty, musíme zajistit dynamicky se měnící dodávku tepla z otopné soustavy.
Obrázek č. 2: Model tepelné bilance. Dodávka tepla z otopné soustavy, objem tepelných zisků a úroveň teploty venkovního vzduchu mají přímý vliv na úroveň teploty vnitřního vzduchu. Potažmo na objem tepelných ztrát, které jsou úměrné danému rozdílu teplot.
Řešením je pouze plně automatická výkonová regulace otopné soustavy. Ta dokáže plynule reagovat na změny řídících veličin, kterými jsou vnitřní a venkovní teplota vzduchu. Kromě toho, že musí obsahovat správné regulační prvky, musí být navržena způsobem, který respektuje dynamické chování soustavy a poskytuje správné hodnoty nastavení jednotlivých regulačních prvků.
A to dokáže zajistit jedině termohydraulika.
Takže s výjimkou objektů již termohydraulicky seřízených stojí celý sektor ústředního vytápění před zásadním úkolem. Vyřešit problém s nízkou energetickou účinností a neefektivním vytápěním. Potom bude provoz bytových domů skutečně nejlevnější.
Proč k podobným závěrům nedospívá energetický audit?
Schválně si nějaký energetický audit podrobně prostudujte. Pokud máte představu, jak funguje tepelná bilance ve vytápěném objektu, zákonitě musíte dojít ke smutnému závěru. Výsledky v auditu lze přirovnat spíše k věštění z kávové sedliny než k serióznímu odbornému materiálu.
Zpracovatel auditu totiž pouze předvídá, jaké byly teploty vzduchu uvnitř objektu, a proto i tehdy, bude-li mít k dispozici dokonalý časový průběh venkovních teplot v dané lokalitě, nemusí jeho výpočet tepelných ztrát vůbec korespondovat s realitou. Tepelné zisky lze kvantifikovat ještě obtížněji, tudíž se opět odhadují. A pokud má objekt pouze jeden kalorimetr a auditor rozdělí teplo naměřené na vstupu mezi vytápění a ohřev teplé vody pomocí koeficientu z vyhlášky, aniž by se snažil skutečný podíl vypočítat, není relevantní ani údaj o spotřebě.
Máme-li takto nespolehlivé vstupy, nemůžeme očekávat nic jiného, než nespolehlivý výstup. Výsledkem je silně zkreslený obrázek o míře efektivity fungování otopného systému objektu.
Proč na to, že je dům přetápěn, nepřijdou sami obyvatelé domu?
Někteří přijdou a jiní ne. A není to kvůli odlišnostem při hodnocení úrovně tepelné pohody, jak by se mohlo zdát. V objektech s ústředním vytápěním navrženým klasickým postupem nelze totiž zajistit efektivní vytápění ve všech místnostech současně. V důsledku toho je podíl potřeby a spotřeby v každé místnosti jiný, jak je patrné z obrázku č. 3.
obrázek č. 3: Energetické účinnosti jednotlivých místností a průměrná hodnota pro celý objekt.
Průměrná hodnota je přitom ta jediná, kterou alespoň přibližně dokáže zjistit majitel domu. Pro vyčíslení dílčích hodnot mu chybí podklady. Nářky nájemníků obývajících nedotápěné byty jsou často brány za projev kverulantství, zvláště když členové výboru bydlí v bytech přetápěných.
Problém se řeší pouze tehdy, bydlí-li v nedotápěním postiženém bytě (č. 2) dostatečně neodbytný nájemník. U dodavatele tepla se dohodne úprava otopové křivky, v důsledku které se všechny byty posouvají v grafu o něco níže tak dlouho, dokud není „pod čarou“ i byt stěžovatele. Tak, jak je naznačeno v grafu. Takže v konečném výsledku jsou přetápěny všechny byty a všichni jsou spokojeni…
A jestliže někdo ve svém bytě nemá v důsledku kombinace špatně seřízené otopné soustavy a tzv. úsporného chování svých sousedů při vší snaze ani 20 °C, těžko ho přesvědčovat o přetápění domu. Naproti tomu ti, kterým soustava dodává tepla přebytek, často žijí v omylu, že tak je to správné. Nelze se pak divit, že se oba tábory nedokážou shodnout na tom, zda je dům přetápěn či nikoliv.
Řešením je zajistit rovnocenné podmínky ve všech místnostech domu. Rovnocenné ve smyslu, že otopná soustava dodává každé místnosti vždy právě tolik tepla, kolik zrovna chybí do vyrovnání tepelné bilance. A tohle dokáže jedině termohydraulika.