Co nás zaujalo na 26. konferenci VYTÁPĚNÍ 2021 – den první

Společnost pro techniku prostředí, odborný garant prof. Ing. Jiří Bašta, Ph.D., vedoucí sekcí a přednášející nabídli účastníkům konference Vytápění 2021 pestrý souhrn informací, které reflektují změny v energetice. Konferenci podpořilo pět desítek dodavatelů tepelné techniky a služeb v oboru. Výběr informací je autorův osobní.

SEKCE A – ENERGETICKÁ NÁROČNOST BUDOV

Odborný garant: prof. Ing. Karel Kabele, CSc.

V úvodní přednášce představil Ing. Jakub Hrbek, ředitel Sekce realizace projektů energetiky, ochrany ovzduší a klimatu SFŽP přehled podpor v novém, právě zahájeném programovém období. Možnosti podpor jsou podrobně a přehledně popsány na webových stránkách SFŽP.

V další přednášce s názvem Dopad snižování ENB na vývoj konceptu budov prof. Ing. Karel Kabele, CSc. vyjmenoval dopady nově přijaté legislativy na obor vytápění. Z evropské legislativy je to především implementace směrnice EPBD3, která se promítne do novelizace Vyhlášky 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby ohledně povinnosti umísťování dobíjecích míst pro elektromobily na určených místech.

V červenci letošního roku byl přijat nový stavební zákon. Ten bude v současném znění účinný až od 1. 7. 2023. Ale jsou výjimky, které platí již od 1. 1. 2022. Jednou z nich je změna § 7, kde byl nově doplněn odst. 9 zákona 406/2000 Sb. o hospodaření energií, který se mění pod vlivem nového stavebního zákona. Podle této změny u budovy připojené na soustavu zásobování tepelnou energií (SZTE dříve CZT) bude možná změna způsobu vytápění jen za podmínky, že nedojde ke zvýšení její energetické náročnosti. Splnění této podmínky dokládá stavebník průkazem ENB. Tedy podmínka celkem jasná.

Mnohem větší nejasnosti a spory asi vyvolá změna § 7 odst. 1 a 2. Zjednodušeně řečeno: podle dosavadního znění předkládá průkaz ENB stavebník při podání žádosti o stavební povolení, nebo při ohlášení stavby. Podle nového znění „…Splnění požadavků na energetickou náročnost budovy dokládá stavebník průkazem energetické náročnosti budov v průběhu provádění stavby na vyžádání kontrolního orgánu podle tohoto zákona a k žádosti o kolaudační rozhodnutí podle stavebního zákona.“ Na rozdíl od předchozí úpravy podmínek odpojení od SZTE je tato změna platná až od 1. 7. 2023, takže na dohady je času dost. Např.: jak má stavebník dál postupovat v jistě ne ojedinělém případě, kdy po dokončení stavby průkaz zpracovateli „nevyjde“?

Dále pak přednášející zhodnotil výsledky dotazníkového anonymního průzkumu probíhajícího v letech 2019–21 s účastí asi 550 respondentů. Průzkum ukázal na snižující se zájem o tepelně solární kolektory a naopak rostoucí zájem o řízené větrání s rekuperací tepla.

Ing. Miroslav Urban, PhD. z katedry TZB, Fakulty stavební v Praze ve své přednášce porovnal legislativní požadavky vyhlášek 78/2013 Sb. 264/2020 Sb. v období 2015–2022. Přehledně to na konkrétním příkladu RD KUBIS 74 ukazuje tabulka:

V dalším příspěvku představil Ing. Ondřej Horák z katedry TZB, Fakulty stavební v Praze dva nové nástroje pro hodnocení energetické náročnosti budov. Je to jednak Ukazatel připravenosti budovy pro chytrá řešení (Smart Readiness Indicator for Buildings,SRI). Ten vychází z nové evropské směrnice o energetické náročnosti budovy (EPBD III), která podporuje zavádění inteligentních systémů v budovách. Více mne zaujal virtuální průkaz energetické náročnosti budovy (V-PENB). Hodnota uváděná v PENB (podle vyhl. č. 264/2020 Sb.) je určena k porovnání s referenční budovou a zatřídění budovy z hlediska hodnocení energetické náročnosti. Uživatel by ovšem ocenil skutečnou hodnotu očekávané spotřeby energie, která může být podle způsobu užívání a průběhu počasí odlišná od údaje v průkazu. Na základě výše uvedeného je vyvíjen tzv. virtuální průkaz energetické náročnosti budovy (V-PENB), který vyhodnocuje provozní energetické toky v budově a porovnává je s předpokladem stanoveným v PENB v reálném čase. Výstupem může být vyhodnocení konkrétního roku měření s volitelným začátkem. Virtuální průkaz tak odpovídá na otázku, jaká je skutečná provozní spotřeba energie. Je také schopen detekovat období, kdy byla spotřeba energie výrazně nad předpokladem.

Ukázka V-PENB z přednášky:

SEKCE B – SOUSTAVY A REGULACE V TEPELNÉ TECHNICE

Odborní garanti: prof. Ing. Jiří Bašta, Ph.D., Ing. Jindřich Boháč, Ph.D.

V úvodním příspěvku tohoto bloku zástupce firmy KORADO, a.s. Ing. Vlastimil Mikeš poskytl náhled na současné trendy ve vývoji i v nabídce širokého sortimentu otopných těles největšího českého výrobce. Prioritním cílem je vyrábět taková otopná tělesa, která splňují požadavky zákazníka, za kterého dnes již dávno nelze považovat jen koncového uživatele, ale i projektanta, topenáře a v neposlední řadě i odborný velkoobchod. Koncový zákazník klade důraz nejen na cenu a design otopného tělesa, jeho barevné provedení, ale i na to, aby byla minimalizována viditelnost připojovacích potrubí. Projektant požaduje velkou rozměrovou škálu otopných těles, široký rozsah tepelných výkonů, možnost kvalitní regulace či variabilní způsoby připojení otopných těles. Při návrhu otopné soustavy má tak možnost řešit otopnou soustavu co nejefektivněji. Topenář pak především preferuje jednoduchost a rychlost montáže otopného tělesa, jeho univerzálnost a flexibilitu. Příkladem flexibility pro zákazníka je např. možnost těleso nalakovat v podstatě jakýmkoliv barevným odstínem ze vzorníku RAL. Pro topenáře přívětivé je pak nově vyvinuté těleso VKM8, které je možno připojit kromě dnes nejběžnějšího středového připojení i zleva nebo zprava.

Problematikou rozdílu součtu bytových vodoměrů a patního vodoměru se zabýval ve svém příspěvku David Samek z firmy ista Česká republika, s.r.o. Závěrem bylo konstatování:

• Ne všechna odběrná místa jsou správně měřena (zde mohou být různé důvody od „černých“ odběrů, neoprávněných manipulací s vodoměry, kvalita vody, která ovlivňuje přesnost měřidel, nedodržení uklidňujících délek při instalaci atd.)
• Rozdíl v rozsahu okolo 14 až 20 % (případně až 25 %) je na základě výše uvedeného možný a je dán technickými limity použitých měřidel. V každém případě je cestou pro spravedlivější rozúčtování bytových nákladů používání vodoměrů s vyšší hodnotou měřicího rozsahu R samozřejmě s přihlédnutím k ekonomickým aspektům těchto možností.

Zajímavé poznatky z výzkumu stěnového vytápění prezentoval prof. Ing. Jiří Bašta, Ph.D. a Ing. Jindřich Boháč, Ph.D. z ČVUT v Praze, FSI, Ústav techniky prostředí. Podle dosavadní praxe bylo chybou umístit sálavé stěnové plochy na vnitřní stěny proti oknu (proti částečně průteplivé konstrukci), protože sálavá složka výkonu působí přímo proti oknu a „topíme Pánu Bohu do oken“. Toto tvrzení však jednoznačně vyvrátila švédská studie pro objekt s velmi dobrými tepelně technickými parametry (součinitel prostupu tepla stropu je 0,07, stěn 0,15, podlahy 0,12, oken 0,9 a vchodových dveří 1,0 W/m²K).

Její výsledky ukázaly, že umístění stěnových otopných ploch na vnitřních stěnách stavební konstrukce má za následek, pro objekty s velmi dobrými tepelně-technickými vlastnostmi, nižší tepelné ztráty než instalace na stěny obvodového pláště. Rovněž prokázala, že stěnové vytápění může mít stejnou, nebo lepší energetickou účinnost ve srovnání s podlahovým vytápěním či otopnou soustavou s otopnými tělesy. Podle simulace provedené v programu Energy Plus na Lulea University of Technology ve Švédsku vykazuje umístění stěnové otopné plochy na vnitřních stěnách nejnižší energetické ztráty. Stěnové vytápění poskytuje vhodné vnitřní klima ve vytápěném prostoru, ale pro každý jednotlivý případ je třeba posoudit, zda výhody převažují nad nevýhodami. Nevýhod, mezi něž patří skrytá instalace potrubí s otopnou vodou a jeho bezpečnost vůči vnějším zásahům, potíže s připevňováním designových prvků, nemožnost zastavění stěn nábytkem či možnost pocitu průvanu, je dost. Systému stěnového vytápění však nelze upřít schopnost úspor energie a výhodné využívání nízkých teplot otopné vody a s tím související použití odpovídajících moderních zdrojů tepla.

Ing. Jan Široký, Ph.D. z Energocentra Plus, s.r.o. představil i za kolektiv spoluautorů výsledky diagnostiky provozu otopných soustav. Jedná se o nastupující trend, který je umožněn celosvětovým rozvojem v oblasti sémantického popisu dat. Diagnostika se díky tomu stává přenositelnou, a tím v důsledku dostupnější pro koncové zákazníky. Zatímco v minulosti bylo ekonomicky možné aplikovat diagnostiku pouze na kritické části velkých technologických celků, dnes je možné aplikovat diagnostiku i na zcela běžné instalace TZB. Zahraniční praxe ukazuje, že se diagnostika stává standardní součástí provozu TZB a ekonomické přínosy výrazně převyšují náklady s diagnostikou související.

Závěrečnou přednášku tohoto bloku uvedl Ing. Jan Vidim z firmy Domat Control System s.r.o. pod názvem Projektování a instalace MaR z hlediska bezpečnosti. Autor v ní nastiňuje řešení základního problému řídícího systému – definování základních bezpečnostních vlastností již ve fázi projekční. Projektanti se většinou vymlouvají na to, že nemají partnera, s nímž by tyto požadavky řešili – stavební firmu to nezajímá a provozovatel (nebo jeho odpovědný pracovník) ještě není znám. To ale neznamená, že projektant by si neměl být bezpečnostních aspektů vědom a že by je neměl aspoň v nějaké základní podobě v projektu sám od sebe zohlednit.

SEKCE C – VYUŽITÍ OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ENERGIÍ

Odborní garanti: doc. Ing. Tomáš Matuška, Ph.D., Ing. Petr Šerks

Ing. Viacheslav Shemelin, Ph.D. prezentoval výsledky porovnání centrálního a decentrálního solárního systému přípravy teplé vody. Porovnání zpracoval spolu s doc. Ing. Tomášem Matuškou, Ph.D. v Univerzitním centru energeticky efektivních budov, ČVUT v Praze simulační analýzou solárního systému přípravy teplé vody pro bytový dům ve dvou variantách – centrální a decentrální. Na první pohled by se mohlo zdát, že decentrální systémy mají výraznou nevýhodu z pohledu efektivity. Mají výrazně větší délky potrubí, i když s menší dimenzí. Mají vyšší potenciální nevyužitelnost solárních zisků z kolektorů, kdy se zisky solárních kolektorů dedikovaných bytům, jejichž obyvatelé jsou na dovolené, nevyužijí pro ostatní byty jako je tomu u centrálního systému. Tyto úvahy se však neprokázaly jako zásadní, celkové solární zisky obou systémů jsou podobné a z pohledu energetické náročnosti jsou dokonce decentrální systémy výhodnější díky menší celkové potřebě tepla, kterou mají krýt. Energetická náročnost decentrálních solárních systémů ohřevu vody se ukázala o 26 % nižší než v případě centrálního solárního systému.

Dalším příspěvkem byl Systém pro autonomní výrobu obnovitelné elektřiny a tepla od Ing. Jana Šafránka a doc. Ing. Tomáše Matušky PH.D. z ČVUT v Praze, FSI, Ústav techniky prostředí. Příspěvek se zabývá návrhem regulace pro provoz autonomního systému na výrobu elektřiny a tepla z OZE. Systém je tvořen kogenerační ORC jednotkou Wave, fotovoltaickými panely, bateriovým uložištěm a virtuálním zásobníkem tepla. Celý systém je umístěn v Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT (Buštěhrad). Cílem řešení je minimalizovat nákup a prodej elektřiny z distribuční sítě a dodržet dodávky tepla a elektřiny s co největší účinností celého systému. Systém využívá regulační techniku prediktivní regulace MPC (Model Predictive Control), která spolu s předpovědí venkovní teploty, slunečního osvitu, povětrnostních podmínek a dešťových srážek dokáže s velkou přesností vypočítat tepelný a elektrický výkon dodávaný obnovitelnými zdroji.

Výstupy MPC byly validovány komplexními simulačními scénáři, díky kterým se podařilo regulátor nastavit tak, že výstupy MPC jsou spolehlivé a šetrné k provozované technologii a výpočet obou modelů je možné dokončit v přijatelném čase. V současné době funguje MPC v experimentálním provozu na autonomním systému na Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT. Získaná data z experimentálního provozu budou sloužit k dalšímu vývoji prediktivní regulace autonomních systémů. V budoucnu bude pokračovat vývoj matematických modelů a jejich širší využití. Prioritou bude zvýšit potenciál využití OZE pro zásobování budov elektřinou a teplem s využitím akumulace elektřiny a tepla a návrhem vhodné regulace takovýchto systémů.

Praktické řešení spolupráce předávací stanice tepla a tepelného čerpadla v sítích zásobování tepelnou energií prezentovali Ing. Jaromír Čermák a Marek Mostýn z firmy Cetetherm s.r.o. Řídicí systém v každém okamžiku vyhodnocuje požadavky na vytápění a přípravu teplé vody a optimalizuje chod tepelného čerpadla ve spojení s předávací stanicí tak, aby byl dosahován vysoký topný faktor během celoročního provozu. V uvedeném modelovém případu bylo uvažováno s integrací 4 ks vysoce výkonných tepelných čerpadel vzduch-voda s průběhem topného faktoru, každé s maximálním tepelným výkonem 16 kW, ve spojení s předávací stanicí tepla o výkonu 204 kW pro vytápění a 195 kW pro průtočnou přípravu teplé vody. Celoroční dodaná energie tepelnými čerpadly v tomto systému se pohybuje na úrovni 1 200 GJ/rok při průměrném ročním topném faktoru 3,6.

Stručný přehled vybraných zajímavostí z druhého dne konference bude následovat.