Kontroly systémů vytápění a větrání nad 70 kW. Určení účinnosti spalovacích zdrojů tepla
Účinnost spalovacího zdroje při povinné kontrole systému vytápění a větrání podle zákona o hospodaření energií lze měřit pouze v průběhu topné sezóny a řádně kalibrovaným analyzátorem spalin.
Pravidelnou kontrolou systému vytápění a kombinovaného systému vytápění a větrání si musí projít až na pár výjimek všechny budovy, u kterých je součet jmenovitých výkonů všech instalovaných zdrojů tepla nebo přípojných výkonů odběrného místa soustavy zásobování tepelnou energií vyšší jak 70 kW. Tak to stanoví § 6a zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií, který je implementací Směrnice Rady EU o energetické náročnosti budov. O této povinnosti i výjimkách pro některé budovy jsme již psali dříve.
Zjišťování účinnosti spalovacích zdrojů
Náležitosti kontroly systému vytápění jsou definovány v prováděcí vyhlášce č. 38/2022 Sb. V případě, že zdrojem tepla pro systém vytápění budovy je spalovací zdroj, je součástí kontroly systému vytápění také ověřování účinnosti tohoto zdroje. Podle vyhlášky se účinnost spalovacího zdroje ověřuje přímou metodou, jestliže však není možné použít přímou metodu, ověří se účinnost spalovacího zdroje tepla nepřímou metodou v rozsahu podle přílohy č. 2 k vyhlášce.
Přímá metoda
Stanovení účinnosti spalovacího zdroje tepla přímou metodou spočívá ve stanovení poměru množství tepla předaného teplonosné látce k množství tepla přivedeného do kotle palivem a vzduchem ve stejném časovém úseku. Je to metoda vhodná pro kotle na plynná a kapalná paliva, u kterých lze poměrně přesně stanovit výhřevnost paliva i jeho hmotnostní tok. Ovšem za předpokladu, že lze také poměrně přesně definovat množství tepla předaného teplonosné látce. U pevných paliv se hodnoty jejich výhřevností pohybují v poměrně velkém rozmezí (značně závisí na obsahu vody, který může ovlivnit skladování paliva) a složitější bývá i stanovení hmotnostního toku paliva s požadovanou přesností. Dodavatelé pevných paliv nejsou povinni deklarovat skutečné vlastnosti paliva (především výhřevnost), ale pouze doložit dodržení limitních požadavků na kvalitu paliva dle vyhlášky č. 415/2012 Sb.
Nepřímá metoda
Metodika stanovení účinnosti nepřímou metodou dle vyhlášky vychází z předpokladu, že u malých a středních spalovacích zdrojů tepla je při kontrole běžnými analyzátory jedinou reálně měřitelnou ztrátou ztráta citelným teplem spalin (komínová ztráta), která je u spalovacích zdrojů současně ztrátou nejvýznamnější. Souběžně s měřením komínové ztráty se provádí jako doplňkové měření koncentrace CO ve spalinách, které má deklarovat přijatelnost nastavení spalovacího procesu. Koncentrace CO je indikátorem velikosti plynného nedopalu, tedy kvality spalování.
Stanovení celkové účinnosti
Celkové ztráty spalovacího zdroje jsou stanoveny jako součet komínové ztráty zjištěné měřením a ostatních dílčích ztrát, zahrnutých do konstantního parametru Z. Vypočtená celková ztráta musí být nižší, něž vyhláškou stanovená ztráta referenční. Použití navržených konstantních parametrů Z je možné za předpokladu, že zjištěná koncentrace CO ve spalinách je nižší, než vyhláškou stanovená koncentrace referenční. Při stanovení hranice referenčních koncentrací se vycházelo z předpokladu, že u moderních kotlů na pevná paliva s emisemi CO do 1000 mg/m3 nepřekročí ztráta plynným nedopalem 0,5 % a u kotlů na plyn a kapalná paliva je při emisích CO do 200 mg/m3 plynný nedopal zanedbatelný. Aby byl vyloučen vliv tepelných ztrát sáláním z povrchu kontrolovaného spalovacího zdroje, je součástí kontroly také měření teploty povrchu zaizolovaných částí zdroje, které dle vyhlášky nesmí překročit teplotu prostředí o 30 °C.
Účinnost spalovacího zdroje tepla se stanovuje nepřímou metodou podle vztahu:
kde je
- ξ
- komínová ztráta zjištěná měřením, vztažená k výhřevnosti paliva [%]
- Z
- parametr [%] vyjadřující součet ostatních ztrát, jehož hodnota je
Z = 3 % pro plynná a kapalná paliva
Z = 6 % pro pevná paliva.
Měření pouze v průběhu otopné sezóny kalibrovaným analyzátorem
Metodika dle vyhlášky stanoví, že měření může být provedeno pouze v průběhu otopné sezóny při jmenovitém výkonu spalovacího zdroje, nebo výkonu blížícímu se výkonu jmenovitému. U spalovacích zdrojů tepla napojených na komín s přirozeným tahem podle harmonizované technické normy ČSN 73 4201 nesmí být v době měření venkovní teplota vyšší než 5 °C.
Měření se provádí podle metodiky předepsané výrobcem analyzátoru spalin, který musí být řádně certifikován a v době měření musí mít platné kalibrační osvědčení.
Referenční hodnoty
Naměřené hodnoty se přepočítávají na jednotku [mg.m−3] pro referenční obsah kyslíku O2ref = 3 % pro plynná a kapalná paliva, a O2ref = 10 % pro pevná paliva.
Vypočtené hodnoty komínové ztráty ƞ a naměřené koncentrace CO se srovnávají s referenčními hodnotami ƞref a COref
pevná paliva: ƞref = 83 %, COref = 1000 mg.m−3
K tomu, aby spalovací zdroj vyhověl, musí platit pro stanovenou účinnost ƞ ≥ ƞref , a současně, že změřené CO ≤ COref .
Lze použít měření z pravidelné kontroly zdroje, ale…
Měření podle přílohy č. 2 vyhlášky se nemusí provádět, pokud jsou k dispozici údaje získané z jiných měření provedených v souladu s požadavky přílohy, které nejsou starší dvou let. Znamená to například, že pokud bylo u plynových kotlů provedeno v rámci pravidelné servisní prohlídky měření nastavení spalovacího procesu, lze tyto údaje použít pro potřeby kontroly systému vytápění. Je ovšem potřeba si dát pozor na to, že dle vyhlášky je nutné vedle komínové ztráty mít změřené také koncentrace CO ve spalinách, což se u servisních prohlídek často neprovádí, popřípadě se tento údaj neuvádí v protokolu ze seřízení kotlů.
Součástí měření účinnosti kotlů je i měření povrchové teploty jejich zaizolovaných částí
The efficiency of the combustion source during the mandatory inspection of the heating and ventilation system according to the Energy Management Act can only be measured during the heating season and with a properly calibrated flue gas analyzer.