Měření a indikace tepla pro vytápění a příslušné přístroje (III)

Základní požadavky na indikátory.

1. Lineární závislost indikované veličiny na indikovaném teple.
2. Citlivost indikátoru i na malé změny indikované veličiny.
3. Nízké pořizovací náklady.
4. Snadná montáž.
5. Spolehlivost provozu a minimální nutná údržba.
6. Neovlivnitelnost zásahy zvenčí.
7. Pokud možno žádné pomocné zdroje energie.
8. Přesnost odečítání.
9. Malé rozměry.

Z výše uvedených požadovaných vlastností je jednou z nejdůležitějších možnost přesného a objektivního odečítání náměrů indikátorů. Žádoucí je zejména, aby se odečítající osoba nedostala pokud možno do kontaktu s uživateli bytu kvůli možnosti ovlivňování z jejich strany a aby odečet nebyl příliš komplikovaný.

Za ideální považuji možnost, že si odečet budou moci provádět koneční spotřebitelé sami, aniž by museli vpouštět do bytu cizí osoby (zaměstnance firem provádějících odečty a rozúčtování).

Otázky přesnosti při používání indikátorů

Odpůrci využívání indikátorů velmi často argumentují tím, že tyto přístroje jsou značně nepřesné. Je nesporné, že při měření tepla souvisí přesnost měřicího přístroje velice úzce s jeho cenou. Stanovených měřidel se tak používá ve zdrojích tepla, v předávacích stanicích a na vstupu do teplem zásobovaných budov. Pro pouhé rozúčtování nákladů na vytápění je však použití přesných přístrojů kontraproduktivní, s výjimkou horizontálních bytových otopných soustav.

Mluví-li se u indikátorů vytápění o přesnosti, je nutno rozlišovat tyto základní kategorie:

1. přesnost měřicí metody;
2. přesnost použitého indikátoru (reprodukovatelnost jeho údajů);
3. přesnost odečtu a vyhodnocování náměru indikátoru.

Při posuzování přesnosti měřicí metody je nutno si uvědomit, že samy indikátory nemají většinou za cíl měřit množství tepla přiváděného do příslušného bytu či nebytového prostoru z otopné soustavy. Cílem jejich nasazení je ve většině případů zjišťovat poměrnou dobu využití otopného tělesa a působit na spotřebitele tepla, aby si tepelný výkon svých otopných těles odpovídajícím způsobem sami regulovali. Tuto metodu však lze oprávněně používat pouze u otopných soustav s rovnoměrně dimenzovanými otopnými tělesy. To také znamená, že jakýmkoliv změnám tepelně fyzikálních vlastností obvodových konstrukcí budov (např. částečnému zateplení) bude vždy nutno přizpůsobit dimenzi otopných těles.

Proto nemá smysl posuzovat přesnost měřicí metody podle toho, jak se blíží rovnici pro sdílení tepla otopným tělesem. Je však třeba posuzovat např. to, jak výstižně postihne indikátor střední teplotu otopného tělesa (u jednočidlových indikátorů všeho druhu), nebo jak přesně a výstižně stanoví výslednou vnitřní teplotu ve vytápěném bytě (SVMC-70 a LOMEX).

Z hlediska přesného snímání střední teploty otopného tělesa je nutno kriticky hodnotit i jednotlivé typy otopných těles, zvláště rovnoměrnost zatékání topné vody do otopného tělesa. Místo pro určení střední povrchové teploty otopného tělesa se dá poměrně dobře určit u článkových otopných těles (radiátorů litinových a ocelových). Horší problémy však budou s deskovými a panelovými otopnými tělesy.

Z toho důvodu výrobci jednotlivých typů indikátorů přesně určují místa, na něž má být indikátor u jednotlivých typů otopných těles připevněn. Obvykle je tímto místem střed šířky otopného tělesa a 70 % jeho výšky. Přitom zejména výškové umístění indikátoru se vyžaduje dodržet velmi přesně, např. s tolerancí ± 10 %.

Dodržení tohoto požadavku je velice důležité zejména u otopných těles s termostatickými ventily. Za rovnovážného provozu se během dne často stává, že se díky působení termostatického ventilu ohřívá pouze asi 1/3 otopného tělesa, a to ta nejvyšší. Proto je nutno rozmísťovat indikátory na všech otopných tělesech co nejpřesněji do stejné výšky. Ze zkušeností vyplývá, že při správném působení termostatických ventilů dochází k tomu, že otopné těleso bývá v průběhu celého dne odstaveno asi po dobu cca 6 hodin.

Provozní průzkum na některých otopných soustavách v Praze na Jižním Městě však ukázal velice podstatný rozptyl ve výškovém rozmístění odpařovacích indikátorů na jednotlivých otopných tělesech. U jednoho domu tak došlo k umístění indikátorů od cca 45 % až do více než 90 % výšky otopných těles. Lze poměrně snadno dokázat, že uživatelé s nejvýše umístěnými indikátory zaplatí při stejném provozu otopných těles i více než dvojnásobek částky než uživatelé s indikátory umístěnými nejníže. Rozúčtování nákladů provedené za těchto okolností je zcela nepoužitelné.

Bez problémů s typy otopných těles je indikátor VIPA, který se instaluje na vratnou přípojku otopného tělesa bez ohledu na jeho druh. Indikátor má reagovat na teplotu vody vycházející z otopného tělesa a tím nepřímo i na tepelný výkon otopného tělesa. Potíže však jsou u krátkých přípojek otopných těles, kdy je snímaná teplota především výsledkem vedení tepla od vratného stoupacího potrubí. V tomto případě hrozí znevýhodnění konečných spotřebitelů, kteří teplem šetří pomocí přestavování termostatických ventilů. Je nutno si uvědomit, že za normálních poměrů může termostatický ventil odstavit otopné těleso z provozu např. na 6 hodin denně.

Z hlediska měřicí metody by se nejvíce blížil ideálu švédský měřič (indikátor) SVMC-70 nebo Lomex. Tyto přístroje snímají odporovými teploměry teplotu venkovního vzduchu a teploty vnitřní. Hlavním problémem však je, že se vnitřní teplota snímá v jedné referenční místnosti bytu, kterou je ovšem velmi obtížné vybrat. Systém byl původně vyvinut pro švédské byty, kde byl instalován v nevytápěných obytných halách, které sousedily s vytápěnými místnostmi bytu. V našich poměrech je výběr referenční místnosti problematický. Může se pak stát, že se do centrálního počítadla přenášejí přesně změřené rozdíly teplot, jejichž relevance pro rozdělení nákladů je poněkud pochybná. Tuto nevýhodu by odstranilo, pokud by byl odporový teploměr vnitřních teplot instalován v každé vytápěné místnost., což by ovšem systém prodražilo.

Prakticky dokonalou měřicí metodou se může chlubit systém Heikozent, který je vlastně měřičem tepla. Tomu ovšem odpovídá i jeho cena. Proto se příliš nerozšířil.

Mluvíme-li o přesnosti použitých indikátorů, máme tím na mysli reprodukovatelnost údajů u několika přístrojů stejného typu, které byly vystaveny přesně stejným vnějším podmínkám. Z tohoto hlediska je možno hodnotit jako nejméně přesné indikátory odpařovací s průměrnou nepřesností asi ± 15 %. O něco lepší přesnost vykazují indikátory termočlánkové. Indikátor Calom vykazoval nepřesnost kolem 8 až 10 %. Nejlépe z tohoto hlediska vycházejí indikátory SVMC-70, Lomex a Heikozent.

Velmi důležitou roli hraje přesnost odečtů indikátorů. U indikátorů, kde se odečítá výška kapalinového sloupce na dílky, může vnést velmi podstatnou chybu osoba, která údaj odečítá. U měrných kapalin s malou odpařivostí při počtu 2 - 3 dílků za rok může dosáhnout chyba paralaxou až 30 %.

Podstatně přesnější jsou odečty u elektronických indikátorů, indikátorů VIPA, SVMC-70, Lomex nebo Heikozent.

V souvislosti s rozborem přesnosti indikace a odečtu je nutno hodnotit i ovlivnitelnost systému jako celku. Z tohoto hlediska vychází ze soutěže nejlépe systém VIPA, který by mohl spotřebitel pro sebe výhodně ovlivnit pouze tehdy, pokud by čidlo indikátoru vystavil účinkům tvrdého záření, což je v praxi neuskutečnitelné. Nejzranitelnější je systém SVMC-70 nebo Lomex.

Jiná situace nastane v případě, že bude požadována indikace tepelné energie dodávané do vytápěné místnosti. Tento požadavek se v současné době uplatňuje především tam, kde došlo ke změnám tepelně technických vlastností obvodového pláště budovy (např. částečným zateplením, výměnou oken nebo zasklením lodžií). Pokud nedojde zároveň s tím k změnám a úpravám na otopných tělesech, dostaneme otopnou soustavu s nerovnoměrně dimenzovanými otopnými tělesy. Pak již nelze používat pro rozdělení nákladů na vytápění indikátorů s jedním čidlem, která mohou indikovat pouze poměrnou dobu využití otopných těles. Při takovémto zadání ba bylo nutno vycházet z fyzikálních zákonů dodávky tepla z otopné soustavy do vytápěných prostorů.

Takové úlohy by se mohly zhostit pouze elektronické indikátory se dvěma čidly, z nichž jedno snímá teplotu povrchu otopného tělesa v přesně stanoveném místě, a druhé teplotu okolního vzduchu.

Snímání těchto dvou teplot a uložení jejich střední hodnoty za jisté období do paměti indikátoru dále umožní, aby se ve výpočtovém programu respektovalo i teplo dodávané do vytápěného prostoru mimo otopná tělesa, např. neizolovaným potrubím, zejména stoupacím. Podíl tohoto neindikovaného tepla (někdy nazývaného jako "vnucené teplo") není nikterak zanedbatelný. U vysokých budov se může tento podíl v nejníže položených místnostech se silnými stoupačkami blížit až 100 % potřeby tepla. Toto teplo však nemůže být podchyceno indikátory s jedním čidlem (odpařovacími, elektronickými ani VIPA) protože otopné těleso může být v těchto místnostech trvale mimo provoz.

Metody vyhodnocování náměrů indikátorů a rozúčtování.

V současné době narůstá počet soudních sporů, které se týkají rozúčtování nákladů na teplo pro vytápění a ohřev a dodávku TUV. Společným jmenovatelem žalob, z nichž je část oprávněná a část neoprávněná, je především kvalita poskytovaných služeb v oblasti rozúčtování, zejména pak praktická nemožnost kontroly jejich správnosti, a to nejenom laické, ale i odborné.

Značný podíl na nedorozuměních a oprávněných stížnostech s sebou nese neprůhledné používání korekčních součinitelů, jimiž se v rozúčtování upravují skutečně odečtené hodnoty náměrů indikátorů na otopných tělesech (viz vyhlášku č. 372/2001 Sb., § 4, odst. 3 a 4).

Je neobyčejně obtížní hodnotit výpočtové postupy jednotlivých firem provádějících rozúčtování, protože ty své metody používají jako své "know-how" a odmítají jejich zveřejnění. Přesto je však možné zamyslet se alespoň nad některými výsledky, které jsou poskytovány i konečným spotřebitelům (uživatelům bytů či nebytových prostorů).

Některé firmy např. uvádějí výsledky přepočtů, kdy z údajů indikátorů počítají množství dodaného tepla a teploty v jednotlivých místnostech, jichž by mohlo být za těchto předpokladů dosaženo. Může se tak objevit v jedné zúčtovací jednotce rozmezí tzv. indikovaných vnitřních teplot od +9 °C do + 50 °C. Je na první pohled jasné, že takovýchto teplot nelze dosáhnout ani prakticky ani teoreticky. V tomto případě jde evidentně o chybu výpočtové metody, kterou ovšem nelze konkretizovat bez podrobné známosti výpočtového programu.

Takové podrobnosti pouze čas od času problesknou, dopustí-li se jejich autor či uživatel zveřejnění dílčích výpočtů v odborném tisku. V poslední době tak zveřejnil např. Doc. Ing. Patočka způsob výpočtu součinitelů prostupu tepla otopných těles v systému VIPA. Nesprávným použitím kriteriálních vztahů a dosazením nereálné velikosti součinitele přestupu tepla z topné vody do otopných těles dospívá chybě ve stanovení výkonu otopného tělesa ve výši + 30 %. To se samozřejmě projeví při výpočtu vnitřních teplot v uvažované místnosti, ve velikosti tepelných ztrát této místnosti do venkovního prostoru a případně i u tepla přecházejícího mezi sousedními byty.

Ani sebelepší výpočtový program, jehož výsledkem jsou pěkně vyhlížející tabulky nebo grafy neznamená, že jeho výsledek je správný. Počítač pouze zpracoval výpočtový způsob, který mu byl zadán. Hlavním úkolem zadavatele je však především kritické hodnocení výsledků výpočtů.

Ideální stav by nastal, pokud by se pro rozdělení nákladů nemuselo používat žádných přepočtů náměrů indikátorů. V současné době však ve smyslu vyhl. č. 372/2001 Sb. dochází ke korekcím náměrů i u přesných měřičů tepla instalovaných do horizontálních bytových otopných soustav, na něž je nazíráno jako na pouhé indikátory, pokud má smlouvu o dodávce a odběru tepla uzavřenu s dodavatelem tepla vlastník zúčtovací jednotky. Právě toto ustanovení je flagrantní kolizí s požadavky směrnic EU.

Domnívám se proto, že je nejvyšší čas zabývat se novelou této vyhlášky a promítnutím indikace i do zákona o hospodaření energií.