Přepočet spotřeby paliva a průměrné teploty - představení nové výpočetní pomůcky

Denostupňová metoda je jedním ze způsobů jak určit spotřebu tepla pro vytápění. Vychází ze záznamů o teplotách v průběhu roku. Teplotní údaje lze však použít i pro řadu dalších úloh od přepočtu spotřeby tepla na standardní podmínky, přes dimenzování zdroje tepla ze známé spotřeby paliva až po vyhodnocení kvality regulace dodávky tepla.

S problematikou přepočtu spotřeby tepla se setkávají jak provozovatelé budov, tak energetičtí auditoři i projektanti. Základem všech výpočtů jsou lépe či hůře dostupná meteorologická a klimatická data o venkovních teplotách.

Klimatická data jsou dlouhodobé průměry teplot v délce 30 nebo 50 let. Bývají dostupná jako roční nebo měsíční řady průměrných teplot venkovního vzduchu. Uvádí je odborná literatura i veřejně přístupné zdroje.

Meteorologická data jsou údaje za konkrétní rok (například 2004). Jejich získání vyžaduje obvykle jisté fyzické úsilí nebo finanční náklady. Uživatelé je získávají vlastním měřením, nebo nákupem od odborných meteorologických pracovišť - ČHMÚ apod. Veřejně dostupné informace o teplotách v topném období v odborné literatuře vycházejí vesměs s velkým časovým zpožděním a jsou již zpracovány do výstupních sestav, které nemusejí vždy uživatelům vyhovovat.

GRAF - průběh venkovních teplot pro aktuální rok a pro dlouhodobý normál 30ti let

Řada odborníků i ostatních zájemců by proto zajisté uvítala dostupnost meteorologických údajů s malým časovým zpožděním, s větší podrobností a velkou variabilitou výstupních údajů. Portál TZB-info se proto rozhodl zpřístupnit v sekci Tabulky a výpočty programovou pomůcku Výpočet denostupňů. Ta stanovuje na základě výpočtu z denních venkovních teplot potřebné charakteristiky topného období. Údaje jsou uvedeny pro meteorologickou stanici Praha-Karlov. Základní databáze teplot začíná v roce 1991 a doplňuje se po měsících. V polovině dalšího měsíce jsou již tedy k dispozici údaje za měsíc předcházející.

Počet denostupňů je součin dnů vytápění a rozdílu teplot vnitřního a venkovního vzduchu za určité období.

D° = d * (t_is - t_es)

kde:
Počet dnů vytápění (d) se obecně stanoví pro každou budovu individuálně tak, že vytápět se začíná při takové venkovní teplotě, kdy tepelné ztráty budovy převýší vnitřní a venkovní tepelné zisky. V legislativní praxi je ale počátek i konec vytápění stanoven vyhláškou č. 152/2001 Sb. Mezní teplotou, od níž se začíná vytápět, je 13°C a předpis stanovuje řadu podmínek podle průběhu venkovních teplot.

Vnitřní teplota (t_is) je teplotou vzduchu ve vytápěném prostoru. Pro dimenzování zařízení je stanovena technickými normami, pro provoz vyhláškami z oblasti hygieny a hospodaření energií. Vnitřní teplota je vztažnou hodnotou a musí se u denostupňových údajů uvádět - např. D°(20) = 3500.

Venkovní teplota (t_es) je průměrná teplota venkovního vzduchu. U průměrných denních teplot nejde o aritmetický průměr celodenní řady naměřených teplot. Stanovuje se jako čtvrtina součtu venkovních teplot měřených v 7, 14 a 21 hodin s tím, že hodnota teploty ve 21 hodin se bere dvakrát. Jde o zvláštnost vyplývající z metodiky meteorologických porovnání a historického vývoje.

Období - používá se buď topné období (září až květen) pro provozní hodnocení, nebo kalendářní rok (leden-prosinec) pro fakturaci.

Přepočet spotřeby paliva pomocí denostupňů
Pro porovnání spotřeby paliva ve dvou časových úsecích (např. v letech) se použijí buď hodnoty počtu meteorologických denostupňů v obou letech, nebo se navíc provede srovnání s klimatickým normálem.

Relativní porovnání
spotřeba (úroveň 2004) = spotřeba (2003) * (D°2004/D°2003)

Spotřeba paliva z roku 2003 se přepočítá na úroveň následujícího roku vynásobením poměru denostupňů. Pak teprve lze porovnat přepočtenou spotřebu se spotřebou roku 2004.

Absolutní přepočet
spotřeba (úroveň NORMÁL) = spotřeba (2003) * (D°NORMÁL/D°2003)

Spotřeba paliva v roce 2003 se přepočítá na úroveň klimatického normálu vynásobením poměru denostupňů. Způsob poskytuje absolutní výsledky a přepočtené hodnoty lze použít pro další srovnávání např. s jinými roky nebo i jinými budovami.

Výpočetní pomůcka Výpočet denostupňů v sekci Tabulky a výpočty slouží jako datový základ pro uvedené výpočty.
O použitých algoritmech výpočtu pojednává pokračování tohoto článku.