Jak bylo již v první části seriálu zmíněno, kromě zateplení je možno dosáhnout snížení energetické náročnosti budovy úpravami technického zařízení budovy (TZB). Pro oživení si připomeňme, čeho se naše další pozornost bude týkat.
Do oblasti TZB patří:
- vytápění
- ohřev teplé vody
- chlazení
- úprava vnitřního vzduchu
- výměna vnitřního vzduchu v případech, kdy je zavedeno větrání řízené (nucené)
- osvětlení
- pomocná energie pro zajištění provozu technických systémů (čerpadla, regulace systémů, elektromotory ventilátorů a podobně).
Přípravná fáze
Aby provedení jakýchkoli opatření bylo skutečně efektivní, doporučuji vždy provést nejprve projektovou přípravu, na jejímž základě se příslušné opatření bude technicky realizovat. Odborník – projektant příslušné profese většinou jediný bývá garantem skutečně optimálního návrhu.
Naopak – pokud se realizace ponechá pouze na prováděcí firmě, může se lehce stát, že tato bude mít zájem především na tom, aby uplatnila své zájmy s výrobky, které sama prodává, což ne vždy musí být to optimální řešení. Zcela typickým příkladem je instalace tepelného čerpadla, které sice může být provozně poměrně velmi úsporné, ale v součtu s celkovými pořizovacími náklady může reálná ekonomická efektivita ve srovnání s jiným typem tepelného zdroje být nevýhodná, jak bude ukázáno v dalším textu.
Energetická účinnost technických systémů budovy 1)
Každý technický systém zajišťující provoz nějaké budovy pracuje s určitou účinností. Účinnost h[%] je poměr energie systémem vyrobené k energii do systému přivedené. Jinými slovy jde o poměr množství energie z technického systému získané k množství energie do systému dodané tak, aby bylo očekávaného efektu dosaženo.
Takže je-li například účinnost atmosférického plynového kotle 83 %, znamená to, že z celkové energie obsažené v přivedeném palivu (plynu) se přeměnou na teplo do otopného systému dostane pouze oněch 83 %, zbylých 17 % se ztratí:
- sáláním tepla mimo topný zdroj,
- jako komínová ztráta – únikem tepla do komína,
- nedopalem (ztráta nespálenou hořlavinou),
- fyzickým teplem tuhých zbytků (např. při vynášení horkého popela v případě kotle na tuhá paliva).
Samozřejmě platí, že čím vyšší účinnost systému, tím je jeho provoz efektivnější – úspornější. Obecně platí, že účinnost je shora omezena hodnotou 100 %, což by platilo pro systém, který by dodanou energii přeměňoval bez jakékoli ztráty. Takový systém však v technické praxi neexistuje, proto je účinnost možno očekávat v maximální hodnotě 97 – 98 % (například kondenzační kotle).
Poznámka ke kondenzačním kotlům: Velmi často se zákazník setkává s tvrzením, že kondenzační kotel pracuje s účinností až 108 %. Je to informace zavádějící a důsledně vzato nepravdivá. Aniž bychom zde nezabíhali do přílišných podrobností (není to náplní tohoto pojednání), řekněme, že u kondenzační techniky se pracuje s pojmem spalného tepla, jehož číselná hodnota je vyšší, než výhřevnost paliva o tzv. latentní teplo.
Latentní teplo je tepelná energie obsažená ve vodní páře, která vzniká spálením plynu. Toto teplo se získává z této páry po jejím zkondenzování a zavádí se zpět do systému.
Aby bylo možno tento jev nějak kvantifikovat, byl zaveden pojem tzv. normového stupně využití, který nabývá právě oněch hodnot nad 100 % a jde právě o tu hodnotu, která bývá v komerčních prospektech uváděna jako účinnost přesahující 100 %.
Snížení energetické náročnosti úpravami vytápění
Po úpravách obálky budovy zateplením je vytápění v běžném rodinném domě zajisté druhou nejdůležitější oblastí, kde je možno ušetřit nemalé finanční prostředky. Aby výměna tepelného zdroje byla skutečně efektivní a přinesla očekávané úspory, je nutné mít na zřeteli některé zásady.
Výkon zdroje tepla
Před vlastním rozhodnutím o provedení změn v oblasti vytápění je nutno provést výpočet tepelné ztráty budovy. Z každého objektu uniká určité množství tepla:
- prostupem obálkou budovy (stavebními konstrukcemi, které tvoří hranici mezi vnitřním upravovaným prostředím a exteriérem či ostatními nevytápěnými prostory),
- větráním (sem patří skutečné větrání při otevření oken nebo větrání řízené, ale i úniky tepla způsobené netěsnostmi otvorových výplní).
Pro návrh potřebného tepelného výkonu zdroje tepla postačí výpočet tepelné ztráty tzv. obálkovou metodou. Není tedy nutný výpočet tepelné ztráty po místnostech, ten se počítá při návrhu celého otopného systému.
Z výše uvedeného vyplývá, že je důležité, aby výkon zdroje byl dimenzován podle aktuální hodnoty tepelné ztráty s přihlédnutím k délce životnosti navrhovaného opatření. Pokud je například v plánu provedení výměny starých netěsných oken či zateplení budovy, je chybou provádět v předstihu výměnu zdroje tepla. Pokud je zdroj tepla pořízen s výkonem pokrývajícím tepelnou ztrátu před zateplením, pak po provedení této úpravy bude výkon výrazně předimenzovaný. Důsledkem bude to, že se podstatně sníží účinnost tepelného zdroje. Každé technické zařízení totiž pracuje s optimální účinností pouze tehdy, pracuje-li v optimálním režimu.
Tento článek si neklade za cíl podrobně rozebírat metodiku určování výkonu tepelného zdroje, postačí mít povědomí toho, že provozní tepelný výkon zdroje by se měl pohybovat přibližně okolo 70 – 75 % výkonu jmenovitého. Jmenovitý tepelný výkon je nejvyšší trvalý tepelný výkon uvedený výrobcem pro určitý druh paliva.
Provozní režim tepelného zdroje
V současnosti existuje na trhu velké množství kotlů, které pracují s modulovanými hořáky a proměnlivým výkonem v poměrně velkém rozsahu. Pro rodinné domy škála výrobků pokrývá běžně rozsah cca 3,5 – 24 kW. Výhodou tohoto systému je to, že takový kotel dokáže pracovat v optimálním režimu prakticky během celého topného období za předpokladu, že je správně navržen. Podle tzv. ekvitermní křivky si zdroj volí optimální režim v závislosti na venkovní teplotě snímané externím čidlem a přizpůsobuje topný výkon tak, aby v každém časovém úseku pracoval s optimální účinností.
Existuje i druhý způsob, jak docílit optimální účinnosti při provozování topného zdroje. Do systému se vřadí akumulační nádoba s cirkulačním čerpadlem. Nádoba musí mít dostatečný objem – obvykle se volí v rozmezí cca 300 až 500 l. Zdroj ohřívá vodu v akumulační nádobě stabilním tepelným výkonem, pro který je účinnost zařízení optimální. Po nahřátí veškeré topné vody v akumulační nádobě se zdroj odstavuje a cirkulačním čerpadlem je topná voda vháněna do rozvodů tepla. Po předání tepla do místností a vychladnutí topné vody se zdroj tepla opět spouští a znovu ohřívá vodu na požadovanou úroveň.
Oběma popsanými postupy se zabrání nežádoucímu cyklování topného zdroje. Na cyklování jsou v řadách odborné veřejnosti různé názory, podle některých není na závadu, většina názorů se však přiklání k tomu, že nadměrné cyklování zařízení škodí.
V dalším díle se podíváme na kritéria, podle kterých vybírat zpsůsob vytápění pro dům.
Použité prameny:
- K tématu účinnosti viz např.: Prof. Ing. Pavel Noskievič, CSc, Účinnost spalovacích zařízení (http://vec.vsb.cz/katalog-obrazku/clanek-115/197-ucinnost-1.pdf)
- Horák, PH.D., Ing. Hopan, Ph.D., Ing. Krpec, PH.D., Ing. Kubesa, PH.D., Co musí splnit nový kotel na tuhá paliva po roce 2020? Porovnání emisních požadavků pro kotle do 300 MW. (https://vytapeni.tzb-info.cz/vytapime-tuhymi-palivy/12909-co-musi-splnit-novy-kotel-na-tuha-paliva-po-roce-2020).
- Maroušek, Zahradník, Chadim, Tauschová, Faktory primární energie a jejich stanovení, Studie a výpočty zpracované v rámci programu EFEKT Ministerstva průmyslu a obchodu (https://www.mpo- efekt.cz/upload/7799f3fd595eeee1fa66875530f33e8a/ef13_3122_seven_fatory-primarni-energie.pdf)
- Spalování dřeva škodlivější než pálení uhlí? (ČRo Plus) - http://www.silvarium.cz/zpravy-z-oboru-lesnictvi-a-drevarstvi/spalovani-dreva-skodlivejsi-nez-paleni-uhli-cro-plus.
- Mareš, Hlavní otázky v oblasti posuzování ekonomické přijatelnosti zdrojů tepla, případně žádostí o odpojování od SZT (https://www.aea.cz/get.php?id=622).
Sdílet / hodnotit tento článek