Tepelná čerpadla a poměrové měření tepla
Tepelná čerpadla představují specifický zdroj tepla pro vytápění i chlazení pro jednotlivé byty a rodinné domy, případně pro celé bytové domy. Není cílem tohoto příspěvku uvádět všechny možné kombinace od vytápění jednoho bytu, až po zpravidla bivalentní vytápění celého bytového komplexu.
Společným jmenovatelem všech zdrojů tepla je dodávat teplo pro zajištění přijatelných teplotních podmínek v určitém ohraničeném prostoru. To je také smyslem a cílem oboru vytápění. Z tohoto základního cíle se odvíjí vztah mezi dodaným teplem a teplotou prostředí, charakterizovaný tepelně technickými vlastnostmi obvodového pláště, cenou tepla a požadavkem na uváděné teplotní podmínky. Specifičnost podmínek tepelných čerpadel je v tom, že na rozdíl od všech tepelných zdrojů spalujících k získání tepla převážně fosilní paliva, získává tepelné čerpadlo teplo nebo chlad ochlazováním nebo ohříváním nízkoteplotního zdroje, který je levný, dosažitelný v každé lokalitě a čase v průběhu celého roku.
Problémy jednotlivých způsobů měření a indikace
S ohledem na technické, ekonomické a právní podmínky provozu tepelných čerpadel je možné zhodnotit použitelnost jednotlivých způsobů měření a indikace uvedených ve vyhlášce č.237/2014 Sb. § 7a následovně:
- Pracovní měřidla stanovená k měření spotřeby tepla jsou nejméně vhodná nejen pro měření s instalací tepelných čerpadel, ale všeobecně pro rozdělování nákladů na vytápění bytů. Představa, že relativně přesně změřené teplo, dodané do vytápěné místnosti (bytu), je použitelné pro určení úhrady za vytápění, je fatálním pochybením vycházejícím z mylné představy laiků, ale i odborníků s akademickým titulem. Často proklamovaná porovnání s měřením vody, plynu a všech měřených nebo vážených komodit se zcela vymyká jakékoliv možnosti srovnání. Podstata pochybení je v tom, že na rozdíl od všech uvedených měření a vážení, není teplo dodávané do jednotlivých bytů vázané na konkrétní medium. To znamená, že uzavřením regulačního nebo termostatického ventilu dodávka tepla do vytápěné místnosti nekončí, ale je závislá jen na vzájemném vztahu mezi teplotami sousedních místností oddělených stěnou o nenulové tepelné vodivosti. Prostupy tepla (kladné i záporné) mezi místnostmi téhož bytu nejsou s ohledem na úhradu za vytápění problematické. Problematické jsou však neměřené prostupy tepla mezi vzájemně sousedícími byty, zejména mezi energeticky náročnějšími okrajovými byty a byty středovými. Z praxe jsou známé výsledky přímých měření dodaného tepla, lišící se stonásobnými rozdíly mezi byty.
- Indikátory instalované na otopných tělesech podle norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835, nazývané radiátorová metoda jsou s ohledem na technické podmínky vycházející z co nejnižších teplot vytápěcí vody a na dovolené mezní teploty obtížně použitelné i pro poměrové měření v nízkoenergetických a zateplených domech. Z toho vyplývá i obtížná použitelnost pro vytápěcí systémy s tepelným čerpadlem. Důsledkem problematických spouštěcích teplot indikátorů dochází k nízkým, až nulovým náměrům, jejichž fyzikální nezdůvodnitelnost je kompenzována přičítáním a odčítáním určitého počtu náměrů k nepřekročení mezních hodnot, které nebyly nikým důvěryhodně odvozeny. Pro relativně nízké teploty, vyplývající z technických a ekonomických podmínek provozu tepelných čerpadel je použitelnost radiátorové metody problematická.
- Indikátory instalované na odtokové trubce z otopného tělesa se jen zdánlivě liší místem montáže od indikátorů umístěných na otopném tělese, ale rozdíl je zcela zásadní. Tento systém nazvaný též modifikovaná denostupňová metoda s indikátory VIPA (dále jen MDM VIPA) je nejen bez omezení použitelný i pro podlahové, stěnové i stropní vytápěcí systémy, ale je použitelný pro poměrové měření při libovolné aplikaci tepelných čerpadel. Jedinou podmínkou pro realizaci je shoda mezi jmenovitými tepelnými ztrátami vytápěné místnosti a jmenovitým tepelným výkonem otopného tělesa. Tato podmínka však platí pro všechny metody poměrového měření a platí od samotného vzniku centrálního vytápění bytů. Z následujícího krátkého výčtu technických, ekonomických a právních skutečností vyplývá všeobecná použitelnost tohoto systému nejen pro klasické poměrové měření a rozpočítávání, ale i při aplikaci tepelných čerpadel:
- Nemohou být indikovány nulové náměry, ale vždy jen náměry odpovídající reálné teplotě odtokové trubky.
- Rozsah povoleného maximálního a minimálního náměru a rozúčtování není nutno předepisovat vyhláškou.
- Teplo předávané otopným tělesem do místnosti nemůže být bezplatně získáváno sousedním bytem.
- Nevyžaduje nezdůvodnitelné přičítání a odčítání indikovaných dílků.
- Náměr je přímo ukazatelem ekonomického nakládání uživatele bytu s teplem.
- Umístění indikátorů na odtokové potrubí vylučuje chybné náměry radiátorové metody v důsledku posunu místa střední teploty otopného tělesa v závislosti na průtoku.
- Podíl základní a spotřební složky se může odvíjet od vzájemného souhrnného podílu společných prostor a bytů. Nemusí být zneužíván pro odstranění nezdůvodnitelného rozdílu náměrů indikátorů.
- Systém umožňuje měření v plném rozsahu venkovních teplot, včetně zateplených a nízkoenergetických domů.
- Přístroje se snímačem teploty vnitřního vzduchu ve vytápěném prostoru a teploty venkovního vzduchu ve dnech vytápění představují denostupňovou metodu, používanou od samého začátku centrálně vytápěných domů k porovnávání a hodnocení spotřeby paliva jednotlivých domů s redukcí na energetickou náročnost zimního období. Použití této metody na určení podílu bytu na vytápěcích nákladech domu má stejné výhody jako modifikovaná denostupňová metoda s výjimkou problematických náměrů při současném vytápění a dlouhodobém větrání.
Základní způsoby poměrového měření tepla
Poměrové měření ze své podstaty vytváří systém rozdělující celkové náklady na vytápění domu na jednotlivé byty, případně až na jednotlivé místnosti. Kritériem pro určení podílu bytu na celkových vytápěcích nákladech domu je velikost bytu (podlahová plocha) a dosahovaná teplota (metoda TQC), nebo dodané teplo (metoda TQD). TQC znamená, že při stejné teplotě místnosti je stejná (konstantní) úhrada za vytápění, TQD představuje rozdílnou (diferencovanou) úhradu za vytápění podle rozdílné energetické náročnosti. Pro podmínky v ČR, kde energetická náročnost bytu (místnosti) zpravidla není započítávána do ceny bytu, nebo výše nájemného, je vhodná metoda TQC. Bez ohledu na volbu systému rozúčtování je použitelnost poměrového měření při užití tepelných čerpadel limitována teplotními podmínkami na otopných tělesech v závislosti na technických a ekonomických podmínkách provozu tepelných čerpadel. Současně je doporučováno zateplení domu pro dosahování co nejnižší teploty vytápěcí vody. Z toho vyplývají požadavky na schopnost měření a indikace při libovolně nízké provozní teplotě vytápěcí soustavy.
Kroky po instalaci tepelného čerpadla
Objekty, které uvažují o nahrazení původního zdroje tepelným čerpadlem se nevyhnou úvahám, jak se tato změna podepíše na kvalitě a hodnověrnosti náměrů a následně celkového rozúčtování společných nákladů na vytápění. Změna technologie centrálního zdroje tepla tak může přinést nečekané problémy na které jsme se snažili v tomto příspěvku upozornit.
Dům s tepelným čerpadlem v Kostelci nad Černými lesy, autor AC Heating
Systém měření a výpočtu úhrady za vytápění pomocí poměrových indikátorů - indikátor VIPA C, VIPA CT, VIPA EC.