Úspory tepla se musejí řešit projektováním, klasické metody selhaly

Klasické „hydraulické“ řešení teplo neuspoří

Klasické „hydraulické“ projektování neřeší přenos tepla ke spotřebičům a průtoky určuje chybně. Následné „hydraulické vyvažování“ chybné průtoky stabilizuje a neřeší okruhy otopných těles, ani termickou, ani hydraulickou funkci vytápění. Dalším problémem je praktická neproveditelnost „hydraulického vyvážení“ kvůli různému zdvihu kuželek TRV při měření průtoků. Výsledkem klasického řešení je nereálnost uvedení soustavy do výchozího stavu nastavení regulačních procesů, které jsou jediným prostředkem k dosažení úspor tepla při vytápění. Klasicky projektované a následně „hydraulicky vyvažované“ soustavy ústředního vytápění základní (výchozí) regulační stav nezajišťují a proto teplo výkonovou regulací nespoří.

Po chybách klasického projektování, uvedených v dřívějších článcích, je to dosud největší malér „hydraulického myšlení“, protože na správném vyřešení funkce výkonové regulace zajištěné nákladem 0,36 miliardy korun na 1 PJ úspor, závisí celá efektivita zateplování budov s nákladem přes 12 miliard korun na 1 PJ úspor tepla – podrobnosti jsou uvedeny v odborném článku zde.

Lajdácké zpracování projektů vytápění a používání neúčinných metod budoucnost nemá

Komparací algoritmů a výpočtových metod bylo dokázáno, že klasické postupy zajistit požadované úspory tepelné energie nemohou, protože v jejich rámci nejsou řešeny základní fyzikální podmínky vytápění.

Podmínky úspor tepla lze reálně zajistit jen výpočtem správného seřízení všech prvků soustavy v rámci projektového procesu, který vyřeší termické i hydraulické vyvážení v základním regulačním stavu, bez rušivých faktorů a bez nepřesností vyplývajících z měření „hydraulicky“ určených průtoků, které jsou navíc chybné. Pro kontrolu kvality díla z hlediska vlastníka stavby to jednoduše znamená, že projekt skutečného vytápění se pozná snadno, protože musí vyřešit a určit:

1. Tepelné ztráty izolovaných a neizolovaných potrubí.
2. Průtoky vody ke všem tělesům, korigované o úbytek přenášeného tepla tepelnými ztrátami potrubí.
3. Hodnoty optimálního diferenčního tlaku na patách stoupaček z hlediska hydraulické stability.
4. Dimenzování potrubí stoupaček na korigované průtoky.
5. Nastavení radiátorových armatur na korigované průtoky při optimálním diferenčním tlaku.
6. Zajištění pásma XP, ke kterému se vztahují projektové podklady výrobce TRV, nastavením hlavic NH.
7. Dimenzování ležatých rozvodů na korigované průtoky stoupaček.
8. Hodnotu celkového korigovaného průtoku a diferenčního tlaku na počátku soustavy.
9. Nastavení vyvažovacích a regulačních prvků na patách stoupaček a na počátku soustavy.
10. Požadované teploty vody v závislosti na vnější teplotě.

Vyřešení skutečného vytápění znamená, že v každém bodě soustavy je určeno nastavení každé armatury pro dosažení hydraulické rovnováhy a nastavení teplotního čidla pro zajištění zdvihu kuželky TRV při požadované teplotě vzduchu „tv“ vytápěné místnosti. Celá soustava je tím v základním regulačním stavu trvale vyvážena hydraulicky i termicky (už nikdy žádné další vyvažování nepotřebuje) a nastavení hydraulických odporů radiátorových armatur je provedeno v souladu s projektovými podklady výrobců (projekty vytápění jsou platné).

Kompromisy patří do politiky, ne do techniky, a ke skutečnému řešení jsou podklady nutné

Z deseti uvedených podmínek správné a úsporné funkce vytápění nelze obejít žádnou. Jejich nevyřešení znamená nedostatečné úspory tepla a jejich důsledné vyřešení vyžaduje kompletní přepočet soustavy na základě závazného projektového podkladu, kterým je projekt stávajícího stavu otopné soustavy. Podle §125 Stavebního zákona č. 183/2006 Sb. jej jako vlastníci stavby musíme mít a průběžně jej aktualizovat. Při absenci projektu stávajícího stavu lze jistě najít poctivou firmu, která zaměření a zkreslení stávajícího stavu soustavy do úrovně původního projektu vytápění provede. Na odborníky, kterým stačí obhlídka soustavy, nebo kusé informace a podklady „nepotřebují“ si dávejme pozor, protože potřebné výpočty neprovedou.

Také u vás pobíhal odborník a fotografoval tělesa, armatury, trubky? Je to šarlatánství…

Z vnějšího pohledu vaši soustavu znáte a nepotřebujete platit za projekt, objemově „nafouknutý“ barevnými obrázky něčeho notoricky známého. Odborník nepotřebuje vědět, jak soustava opticky vypadá „z vnějšku“, potřebuje vědět, co se děje uvnitř soustavy a jaké jsou přesné typy instalovaných prvků. Nic z toho vnější pohled na soustavu neposkytuje. Přesný typ armatur někdy z vnějšku dokonce nepozná ani odborník a původní projekt vytápění, v měřítku a s přesnou specifikací veškerého zařízení, je podkladem nutným.

Bez vypracování projektu nikdo nemůže vědět, „kolik to bude stát“

Bez provedení podrobných výpočtů celé soustavy nelze vědět, zda instalované prvky vyhoví požadavkům na pracovní tlak, hydraulickou stabilitu nebo na výkonovou regulaci a dokonce nemůže vědět ani to, zda ve stávajících pracovních podmínkách může soustava vůbec správně fungovat. Nikdo tedy nemůže „vědět předem“, co bude v soustavě potřebné doinstalovat nebo vyměnit, nebo jak se budou muset pracovní podmínky soustavy upravit. Prvky soustavy se navrhují na základě výsledků výpočtů a bez dokončených projektových výpočtů může znát správnou „celkovou cenu úprav soustavy předem“ opět jen šarlatán.

Byli jsme mnohokrát svědky, že v soustavách byly navrženy prvky, kterými zajistit správnou funkci nelze, nebo naopak, že byly zbytečně vyměňovány původní prvky, které mohly dál dobře sloužit. Obor vytápění je náročný a zvyklosti převzaté z jiných oborů – například sdělit celkovou nabídkovou cenu předem, jako u výroby židlí, jsou v oboru vytápění nesmyslné.

Bez vypracování projektu lze celkovou nabídkovou cenu určit jen ve dvou případech – budou-li se všechny armatury měnit za nové, nebo nebudou-li správná funkce, úspornost vytápění a nejnižší pořizovací náklady na úpravu soustavy vůbec řešeny a zákazníkovi garantovány. Takové „dílo“ ovšem smysl nemá a návyk, sdělovat cenu něčeho hotového ještě dříve než se ví, co se bude muset udělat, je v oboru vytápění humorný. Projekt se totiž dělá právě proto, aby se vědělo, co se bude muset se soustavou udělat, a v rámci nabídky lze proto určit pouze cenu projektu, nikoliv cenu celkovou.

Výběrové řízení a kvalita díla

Legislativa vůbec nepočítá s nabídkou unikátních nebo výrazně kvalitnějších služeb. Naivně předpokládá, že každý nabízí jen to, co nabízejí všichni ostatní a orientuje zákazníka na minimální nabídkovou cenu „stejného zboží“. TH srovnatelnou tuctovou službou není. Nabízí prakticky za stejnou cenu skutečné vyřešení úspor tepla při vytápění a naopak musí zákazníky před podsouváním falešných nabídek, označených klamavě jako TH, chránit vysvětlením významu výstupních dat.

Skutečný projekt TH se liší na první pohled:

1. Projekt TH uvádí u každého otopného tělesa konkrétní tepelný výkon, průtok a teploty vody. Je-li u dvou různě umístěných těles se stejným výkonem průtok stejný, nejedná se o TH. Chtějte, aby zpracovatel projektu u každého otopného tělesa tepelný výkon a průtok uvedl (výstupní data výpočtů dokonce požadovaly už dřívější normy). Pak se bezpečně orientujete v tom, co vám vlastně firma prodává.
2. Projekt TH uvádí u každé armatury v soustavě (i u každé termostatické hlavice) její přesné provozní nastavení. Pokud tyto hodnoty chybí, nejedná se o TH.
3. Soustavy seřízené podle projektu TH se už dále „hydraulicky“ nevyvažují, protože jsou nastavením všech prvků už dokonale vyváženy hydraulicky i termicky. Hovoří-li firma o následném „hydraulickém vyvážení nebo vyregulování“, nejedná se o TH.

Degradace vytápění na obyčejnou hydrauliku, přednášenou v sálech, se zle vymstila všem…

1,48 milionu bytů, napojených na CZT, bylo projektováno jako „cirkulační vodovod“, bez vyřešení přenosové schopnosti a výkonové regulace, bez splnění nezbytných podmínek úspor tepla v dynamických otopných soustavách. Instalace bytové regulační techniky (TRV, hlavic a regulačních šroubení) stála přibližně 5,2 miliardy korun. Tato regulační technika měla udržovat stálou vnitřní teplotu a snižovat spotřebu tepla o vliv tepelných zisků, tj. cca o 35 % až 40 % průměrné spotřeby tepla na vytápění v nezateplených domech. Skutečnost, že se reálné úspory tepla po instalaci TRV pohybovaly od −2 % (známý vídeňský experiment) do 15 % jasně ukázala, že očekávaných 40 % se nikdy nezajistí a něco není v pořádku. Ani nemohlo být, protože soustavy byly projektovány pouze hydraulicky a termické parametry soustav nebyly vůbec řešeny. Kompletním zateplením se sníží tepelné ztráty cca o 50 % a při plných úsporách tepla z tepelných zisků 35 %, by měla v zateplených objektech klesnout spotřeba tepla až o 85 % proti nezateplenému stavu.

U klasicky projektovaných soustav se to nikdy nestalo, protože instalovaná regulační technika je používána jako uzavírací a tam, kde spotřeba tepla klesla pod úroveň vlivu zateplení (pod 50 %), bylo falešných „úspor tepla“ vždy dosaženo nedotápěním objektu, někdy i za cenu zničení bytů vlhkostí a plísněmi.

Regulační technika byla totiž instalována, aniž by se změnil způsob projektování otopných soustav, které se její instalací změnily ze soustav statických na soustavy dynamické. Byla instalována do soustav, ve kterých podmínky přenosu tepla a jeho úspor regulačními procesy, nejsou vůbec řešeny! Zhruba 5,2 miliardy korun bylo investováno do něčeho, co nebylo vyřešeno projektovým procesem, co nezajišťovalo primární funkci regulační techniky a co dodnes degraduje investice v řádu miliard, vložených do zateplování budov…

Hydraulika se všem krutě vymstila, ale přesto je pod názvy „Optimální nastavení topných systémů“ a podobnými klamavými slogany lidem podsouvána dál, protože prý platí, že „smyslem podnikání je zisk“. V oblasti projektování je to nehorázný a drzý omyl, protože smyslem projektového řešení oboru vytápění jsou správná funkce a úspory tepla, do kterých jsou investovány miliardy…

A je otázkou, jestli projektant rozhodující o miliardách je vůbec jen „živnostník“ rozhodující jen o svém „zboží“, jestli legislativou určená tříletá praxe je dostatečná, jestli má být legislativa nadřazena výsledkům technických výpočtů, jestli projekt je či není autorské dílo, atd., abychom se v pomateném světě „indigových dětí s trojitou šroubovicí DNA“ nemuseli ptát, zda vůbec platí kauzalita a fyzikální zákony…

Tepelným zdrojem se částečně spoří náklady na výrobu a distribuci tepla, nikoliv teplo

Zdroj musí dodávat tolik tepla, kolik soustava potřebuje. Vzpomínáte na „přímotopy“? Když jsme před nimi varovali, nikdo nevěřil a dnes je nikdo rozumný nemá, protože by se nedoplatil. Kdo dnes v RD topí naplno jen plynem a nepřitápí kamny? Tepelný zdroj teplo nespoří, jen podléhá ekonomickým, politickým a módním trendů své doby. Tepla se vždy musí vyrobit stejné základní množství, proces výroby tepla je nevratný a zátěž životního prostřední skoro stejná. Nepotřebné teplo musíme nevyrábět a k tomu slouží optimalizovaná výkonová regulace na základě vyřešené přenosové schopnosti, popsané v dřívějších článcích.

Z bludného kruhu ven

Vytápění není o množství vody protékajícím trubkami, není o měření nezměřitelných hodnot, ani o výrobcích, které „zajistí požadované průtoky nebo požadované teploty vody“. Vytápění a úspory tepla jsou o tom, zda požadované průtoky a teploty vody jsou správné. Správnost požadovaných pracovních parametrů a správné seřízení všech prvků soustavy může určit JEN PROJEKT a nic jiného.

Astronomické investice do zateplování, do regulační techniky, do vyvažování i do „nového tepelného zdroje“ budou degradovány, nebo dokonce úplně promarněny, bude-li špatně projekt vytápění, který odběr tepla ze zdroje řeší a představuje jen nepatrný zlomek ostatních investic.

Vytápění je o TEPLE a otopné soustavy jsou TERMOHYDRAULICKÉ, nikoliv HYDRAULICKÉ. Projekční postupy a pomůcky, včetně SW, proto nemohou být jen „hydraulické“, chceme-li TEPLO skutečně spořit.

Přeorientovat se z „cirkulačních vodovodů“ na skutečné vytápění s plnými úsporami tepla z tepelných zisků, vyžaduje jen obyčejné logické myšlení a pracovní pomůcky nové generace.

TermoHydraulika krok za krokem, pro každého…

1. Teplota „tv“, na kterou má být nastavena hlavice, teplota „tie“ bez vytápění, atd.

„tie“ je teplota místnosti bez vytápění, „tips“ je průměrná vnitřní povrchová teplota stavebních konstrukcí místnosti a „tv“ je teplota vzduchu v místnosti, jako řídicí veličina lokální kvantitativní regulace pro nastavení teplotního čidla (termostatické hlavice nebo prostorového termostatu).

2. Podílové složky tepelných ztrát, velikost otopného tělesa, modelování teplotních stavů, atd.

„Qop“ je tepelná ztráta místnosti prostupem, „Qv“ tepelná ztráta větráním, „Qc“ celková tepelná ztráta, „i“ je intenzita výměny vzduchu a „QZn“ je podíl vnitřních tepelných ztrát konstrukcí pro výpočet otopové křivky.

3. Teploty vody v závislosti na vnější teplotě (otopové křivky)

4. Teploty vody pro zvolenou vnější teplotu a teploty vody po zateplení objektu

Vypočtené teploty přívodní vody „tp“ a zpětné vody „tz“ musejí garantovat, že ve stávajících průměrech potrubí nedojde k poklesu přenosové schopnosti potrubní sítě vlivem snížení průtoků.

5. Přenosová schopnost potrubních sítí, určení lokálních „tp“, „tz“ a korigovaných průtoků

Korigovanými průtoky je ke spotřebičům tepla přiveden požadovaný tepelný výkon nezávisle na vzdálenosti od tepelného zdroje. Je tím zajištěna aktivace teplotních čidel TRV ke správnému zdvihu kuželky, pro který platí projektové podklady výrobců TRV. Proto projekt vytápění platí a TRV mohou pracovat v oblasti s nejvyšší účinností úspor tepla.

6. Termické vyvážení dynamické otopné soustavy je podmínkou

Správný zdvih kuželek v projektovaných teplotách místností (dodržení proporcionálního pásma XP a platnost výpočtu nastavení armatur v souladu s projektovými podklady výrobce) zajišťuje termické vyvážení otopné soustavy. U všech místností pak platí, že při vzestupu teploty vzduchu o XP se příslušný spotřebič (nebo i celá soustava) od tepelného zdroje automaticky odpojí. Při vzestupu vnitřní teploty o 1 °C TRV spoří cca 25 % a při vzestupu o 2 °C TRV spoří 100 % tepla, bez poklesu vnitřní teploty pod projektovanou hodnotu.

Vyřešením přenosu tepla a korigovaných průtoků vody, dochází k těmto úsporám v celé soustavě, bez ohledu na výšku podlaží nebo vzdálenost od tepelného zdroje.

Znamená to, že nedochází k nechtěnému přetápění místností způsobenému dodavatelem tepla, uspoří se veškeré teplo z tepelných zisků a úspory tepla nenastanou při tzv. „destrukčním vytápění“ s poklesem vnitřní teploty a rizikem zničení bytového fondu vlhkostí a plísněmi.

7. Dimenzování a hydraulické vyvážení horizontální soustavy

8. Seřízení okruhů otopných těles (možnost řešení více armatur zapojených v sérii)

9. Dimenzování a hydraulické vyvážení stoupacích větví

10. Dimenzování a statické hydraulické vyvážení ležatých rozvodů a distribučních sítí

11. Samostatné výpočty vyvažovacích armatur na korigované průtoky

12. Dynamické hydraulické vyvážení ležatých rozvodů a vnějších sítí na korigované průtoky

13. Výpočty 184 typů otopných těles při libovolných teplotách a průtocích

14. Podlahové vytápění

15. Zpracování klimatických údajů a výpočty spotřeb tepla

16. Návratnost investic do úsporných opatření podle vyhlášky č. 480/2012

Od zpracování klimatických údajů po TermoHydraulické seřízení soustav a celkové vyhodnocení

Software je soubor instrukcí, vedoucích k vyřešení problému. Řešení programovaných problémů je přitom známé a SW má svou tržní cenu, kterou lze odvodit. Ale kolik by stál SW, obsahující vyřešení problémů v oboru dříve neznámých a nikdy neřešených? Kolik by stál SW, k jehož vytvoření bylo zapotřebí čtvrt století výzkumu a vývoje oboru? Nikdo by jej nemohl zaplatit a tedy ani mít. Proto jsme se rozhodli jinak.

Nové pomůcky jsou „učebnicí“ TH, která počítá konkrétní zadání, a její aplikační možnosti značně přesahují vymezený prostor článku. Všechny rovnice, výpočtové postupy a databáze vstupních dat, jsou záměrně volně přístupné uživateli, aby přesně věděl „co počítá a proč“. Je to přesně opačný přístup než u běžného komerčního SW, ve kterém je vše „utajeno“ a uživatel nemá k odbornému růstu příležitost. „Open Source R“ je světově nová forma „Otevřeného Zdroje“, s nejvyšší edukativní a informační hodnotou. Uživateli je v něm záměrně zpřístupněn nejen programový kód, ale i veškeré know-how a nejcennější výsledky výzkumu a vývoje zdarma, abychom z oboru vytápění odstranili mýty a chyby hydrauliky, které nás stojí miliardy.

Co s čím (ne)souvisí, je znalostí, která rozhoduje o odbornosti…

Potřebujeme odborníky, kteří budou řešit skutečné vytápění a ne „cirkulační vodovody“. Potřebujeme skutečné úspory tepla, které klasickým projektováním a seřizováním pouhých (navíc chybně určených) průtoků, zbytnělou legislativou, „diagnostikou“ založenou na měření chybných parametrů při neznalosti parametrů správných, různými audity, posudky, průkazy, neustálými změnami předpisů a dalšími planými postupy dosavadní praxe, vůbec zajistit nelze.

Špatně projektovanou otopnou soustavu žádný „Facility management“ nenapraví a správně projektovaná soustava jej k ničemu nepotřebuje, protože funguje a spoří teplo zcela automaticky sama, takže peníze ušetříme všichni.

Spolupráce odborníků

Paradigma TH je příležitostí ke spolupráci odborníků, kteří budou zákazníkům poskytovat služby na kvalitativně vyšší úrovni a zároveň posílí svou odbornou erudici. Spolupracovat lze jakýmikoliv formami, třeba i založením společného podniku pro nabídku komplexních služeb, od pořízení projektových podkladů, až po seřízení soustav na úsporný provoz.

Pole působnosti je obrovské, protože TH spoří teplo v zateplených i nezateplených budovách a každý může spořit hned. Po vyřešení přenosové schopnosti a po termickém vyvážení je soustava nezatepleného objektu již připravena pro stav po zateplení a znova se seřizovat nemusí. Asi 800 000 dosud nezateplených bytů lze okamžitě uvést do stavu maximálních úspor tepla při vytápění a v zateplených objektech lze klasicky řešené soustavy přeregulovat, aby se účinnost zateplení výrazně zvýšila. Nabízejí se tedy široké možnosti, které rozhodně stojí za spolupráci i na širší základně, než jakou představuje spolupráce jednotlivců a malých firem. Jednotlivci i firmy mohou navázat kontakt dotazem nebo námětem na adrese centrotherm@seznam.cz.

Závěr

Nové řešení oboru vytápění umožňuje odstranit veškeré nedostatky a plně kontrolovat efektivnost provedených úsporných opatření v oblasti zateplování budov i seřizování otopných soustav. Dosažení plných úspor tepla je možné jen vyřešením přenosové schopnosti a výkonové regulace. Ani jednu z těchto podmínek nelze vyřešit klasickými metodami. Úspory tepla se proto musejí řešit projektem a nikoliv čekat, že samovolně nastanou tam, kde ničím řešeny nejsou. Řešení úspor tepla spočívá ve způsobu projektování, které představuje nejmenší položku investic do úsporných opatření. Přesměrujme naši pozornost od neúčinných metod a nesmyslných organizačních struktur současné praxe na správné projektování oboru vytápění a ušetříme miliardy.