Inspekce klimatizačních zařízení - II část
Směrnice evropského parlamentu a rady 2002/91/ES zavazuje českou republiku k provádění inspekcí klimatizačních zařízení. Fakt, že se spotřebou energie klimatizačních zařízení legislativa zabývá, lze hodnotit velmi pozitivně, neboť energii spotřebované na chlazení a klimatizaci budov nebyla doposud v naší republice pozornost věnována. Bohužel příprava legislativních i technických podkladů pro realizace inspekcí naráží ve většině zemí na značné technické problémy.
Klimatizační systémy
Klimatizace slouží k zajištění požadovaných parametrů vnitřního prostředí. Mezi základní požadavky osob patří tepelná pohoda a zajištění kvalitního vzduchu (tj. s minimální koncentrací škodlivin). Požadavky technologie (výroba, laboratoře, skladování, ...) mohou být ještě náročnější, ale ve většině případů je i zde v klimatizovaném prostoru požadováno dodržení teplot, vlhkostí a zajištění odvodu škodlivin. Tepelná pohoda osob je závislá především na teplotě vzduchu, případně na kombinaci teploty vzduchu, vlhkosti a účinné teploty okolních ploch. Z toho vyplývají základní nároky na funkci klimatizace, kterými je přívod čerstvého vzduchu, odvod škodlivin, ohřev, chlazení a úprava vlhkosti vzduchu. To vše současně s příslušnou regulací, která zajistí dodržování požadovaných hodnot (a ostatních parametrů).
V našich klimatických podmínkách je vytápění budov nezbytné a tak se pojem klimatizace často spojuje především se systémy pro chlazení vzduchu. Laickou veřejností pak bývají jako klimatizační zařízení označována i taková zařízení, která zajišťují pouze chlazení.
Základní rozdělení klimatizačních zařízení je založeno především na látce, která zajišťuje přívod tepla či chladu do prostoru. Klimatizační systémy se tedy dělí na vzduchové, vodní, chladivové a kombinované.
Vzduchové systémy
U vzduchových systémů zajišťuje veškeré funkce klimatizace upravený vzduch přiváděný do prostoru. Vzduch je upravován v centrální jednotce, která zajišťuje směšování venkovního a cirkulačního vzduchu, ohřev v zimním období a chlazení v období letním, vlhčení (odvlhčování není v klimatických podmínkách ČR pro kancelářské prostory běžné). Pro snížení spotřeby energie jsou vzduchové systémy často osazeny zpětným získáváním tepla. Centrální klimatizační jednotka kromě toho obsahuje ještě filtry a ventilátory.
Vzduchové systémy se následně podle způsobu regulace a uspořádání dělí na jednozónové a vícezónové, jednokanálové a dvojkanálové.
Vzduchové systémy se v hojné míře využívají tam, kde jsou požadovány vysoké průtoky čerstvého vzduchu. Typické jsou aplikace jednozónového jednokanálového vzduchového systému v restauracích, divadlech kinech a jiných shromažďovacích prostorách. Vzduchové systémy je třeba použít i tam, kde jsou požadavky na přesné dodržení teplot vlhkostí a koncentrací v klimatizovaném prostoru.
Vodní systémy
U vodních systémů je energie prováděna do klimatizovaných prostor chladicí, či topnou vodou. Základními koncovými prvky vodních systémů jsou vzduchové cirkulační jednotky s ohřevem či chlazením (označované z angličtiny Fan-Coil). Tyto systémy jsou velmi rozšířené a pro nově stavěné administrativní budovy jsou téměř standardem.
Přívod čerstvého větracího vzduchu a odvod škodlivin musí zajistit doplňkové větrání, většinou nucené se základní úpravou vzduchu.
Chladivové systémy
Chladivové systémy využívají přímo oběhu chladiva. Ve vnitřní jednotce je osazen výměník (výparník) a cirkulační ventilátor, ve venkovní jednotce kompresor a výměník (kondenzátor) a ventilátor. Veškerá energie je do prostoru přiváděna chladivem. Nejznámější jsou malé klimatizační jednotky s jedním vnitřním a jedním venkovním dílem (split), které se často osazují dodatečně, a to především při rekonstrukcích v případě požadavku na chlazení prostor. Existují však i velmi složitější chladivové systémy s proměnným průtokem chladiva, které se používají pro chlazení, případně topení, většího počtu prostor či celé budovy. Podobně jako u vodních systémů musí přívod čerstvého větracího vzduchu a odvod škodlivin zajistit doplňkové větrání.
Kombinované systémy
Kombinované systémy jsou kombinací vzduchových a vodních systémů, případně chladivových a vzduchových systémů. Odvod teplené zátěže zajišťuje částečně centrálně upravený vzduch, který je individuálně v každé místnosti doupraven vodním či chladivovým výměníkem.
Do klimatizačních systémů jsou, díky své chladicí funkci, zahrnovány i sálavé systémy, chladicí stropy, stěny podlahy. I pro ně je nutné zajistit větrání doplňkovým systémem.
Alternativní (nízkonergetické chlazení)
Do této kategorie patří systémy hledající alternativu k běžnému kompresorovému chlazení, a jejichž použití by mělo být vést k nižší spotřeby elektrické energie.
Cíle, rozsah a metodika inspekce
Podle článku 9 Směrnice evropského parlamentu a rady 2002/91/ES by měly být zavedeny pravidelné inspekce klimatizačních systémů se jmenovitým výkonem větším než 12 kW s cílem snížit spotřebu energie a omezit emise oxidu uhličitého. Inspekce by měla zahrnovat posouzení účinnosti klimatizace a velikosti zařízení v porovnání s požadavky na chlazení budovy.
A právě tato skutečnost představuje základní problém inspekcí klimatizačních zařízení. Inspekce nemá být jen kontrolou funkce a ověřením účinností. Inspekce má posoudit i vhodnost systému, jeho provozování s ohledem na potřeby budovy.
Hledáme-li minimální spotřebu energie při zajištění požadovaných parametrů prostředí, je třeba posoudit jak vlastní klimatizační zařízení, tak jeho provozování a regulaci v kontextu s budovou a požadavky na vnitřní prostředí.
To nelze provést žádným jednoduchým výpočtem či testem. Systém budova, klimatizace, regulace má řadu vstupních parametrů, které výrazně ovlivňují jak spotřebu energie tak parametry vnitřního prostředí.
Proto pokud by kontrola opravdu měla zajistit určitou optimalizaci, vyžadovala by zpracování řady studií, výpočtů, počítačových simulací, měření a testování. Takové posouzení by však bylo nesmírně časově i finančně náročné a nelze ho proto pro každou budovu s klimatizací se jmenovitým výkonem nad 12 kW provést.
Zejména z tohoto důvodu zatím neexistuje jednotný názor na metodiku provádění inspekcí klimatizačních zařízení.
Rozsah působnosti a metodika kontroly
V prvním konceptu pro kontrolu (inspekci) klimatizačních systémů zpracovaném v rámci projektu Phare CZ2003/004-338.02.02 je rozsah působnosti definován takto:
"Tento dokument popisuje společnou metodiku pro kontrolu klimatizačních systémů určených pro chlazení, případně i vytápění a větrání vnitřních prostor v budovách především z hlediska spotřeby energie. Kontrola by měla posoudit následující body:
- původní navrženou koncepci systému a jeho regulace vzhledem k typu a provozu budovy
- shodu systému s originálním řešením (projektem) a následné úpravy, skutečné požadavky vzhledem k současnému stavu budovy
- správné fungování systému
- funkci a nastavené hodnoty různých ovládacích/regulačních prvků
- funkci a montáž různých komponent
- příkon a výsledný energetický výkon.
Záměrem není provádět úplný audit klimatizačního systému, nýbrž správně vyhodnotit jeho funkce a vliv na spotřebu energie, a následně doporučit možná zdokonalení systému, nebo navrhnout alternativní řešení."
Metodika kontroly (inspekce) je popsána takto:
Kontrola klimatizačních systémů bude probíhat v následujících krocích:
- Seznámení se a posouzení původní dokumentace systému (projektová dokumentace, energetické studie a posudky zpracované v rámci projektu).
- Seznámení se s dokumentací změn systému či budovy (projektová dokumentace změn, evidence změn v provozu budovy či klimatizačního systému).
- Seznámení se s dokumentací uvedení do provozu, revizí a posudků (protokoly uvedení zařízen do provozu, revize, energetické studie, měření, posudky a audity zpracované během provozu).
- Seznámení se se záznamy měření spotřeby energie pro chlazení budovy a klimatizačního systému
Z posouzení této dokumentace jednoznačně vyplyne vhodnost či nevhodnost navrženého systému a jeho regulace vzhledem k typu budovy a jejího provozu. Jestliže dokumentace není k dispozici, je třeba sestavit minimální soubor příslušné dokumentace včetně energetického posouzení (energetický audit, energetická studie).
Dalším krokem kontroly je:
- Prohlídka (vizuální kontrola) jednotlivých částí klimatizačního systému a ověření jejich shody s původním projektem či dokumentací změn (zdroje chladu, výměníky, ventilátory, systém měření a regulace).
- Ověření funkce klimatizačního systému a jeho komponent (zdroje chladu, výměníky, ventilátory)
- Ověření provozu a regulace klimatizačního zařízení (záznamy měření a regulace, ověření parametrů vnitřního prostředí).
V případě, že existuje důkaz režimu pravidelného servisu a údržby prováděných uznávanými kompetentními organizacemi a jsou zachyceny výsledky tohoto servisu a údržby, lze výše popsané body kontroly výrazně zjednodušit a zredukovat.
V případě, že se zařízení neshoduje s projektovou dokumentací, jsou pochybnosti o funkci zařízení a jeho provozu je možné přistoupit k měření parametrů jednotlivých součástí klimatizačního systému, systému měření a regulace a parametrů vnitřního prostředí.
Závěrem kontroly je jednoznačná zpráva obsahující závěry jednotlivých kroků kontroly, jejich zhodnocení a doporučení změn k doplnění podkladů, odstranění nedostatků a zlepšení provozu klimatizačního systému.
Závěr
Kontrola (inspekce) klimatizačního zařízení prováděná v rozsahu a podle výše popsané metodiky, by splňovala požadavky směrnice 2002/91/Es. Je však otázkou, jak důkladně by mělo být k jednotlivým krokům přistupováno, jak detailní řešení bude požadováno.
Při přílišném zjednodušení se z kontroly stane jen další zbytečný byrokratický krok, pro detailní řešení zase chybí prostředky, čas a i dostatečný počet odborníků.
Navíc v naší republice nebyla a stále není spotřebě energie pro chlazení věnována dostatečná pozornost. Naprosto chybí sledování této spotřeby, a to jak u provozovatelů budov (není nařízeno oddělené měření spotřeby energie pro chlazení a provoz klimatizace), tak centrální sběr a vyhodnocování dat.
I výpočet spotřeby energie pro chlazení je velmi obtížný a uspokojivé výsledky lze získat v podstatě pouze z počítačových simulací, nebo metodikou svou složitostí se simulaci blížící.
Věřím, že naši zákonodárci přistoupí k implementaci inspekce klimatizačních systémů rozumně. Při nynější úrovni znalostí nemůže dle mého názoru v České republice vzniknout kvalitní vyhláška, která by definovala metodiku inspekcí klimatizačních zařízení tak, aby nadměrně nezatížila vlastníky a provozovatele budov a při tom výrazně přispěla ke nížení spotřeby energie. Jsem přesvědčen, že je třeba ještě několika let výzkumu, zkušebních inspekcí, sběru a analýzy dat i některých zahraničních zkušeností podpořených jak granty, tak legislativou (například povinné měření spotřeby energie pro chlazení a klimatizaci budov), než bude moci vzniknout smysluplná a účinná legislativa pro inspekci klimatizačních systémů.
Tento článek není návodem ani detailním rozborem. Dovolil jsem si spíše určitou úvahu doplněnou základním rozdělením klimatizačních zařízení a velmi stručným výtahem k metodice inspekcí klimatizačních zařízení. Řada informací s tímto tématem souvisejících se již do tohoto článku nevešla. Lze očekávat, že především problematice optimalizace chování systému klimatizace a jeho interakci s budovou a případně nízkoenergetickým alternativám ke kompresorovému chlazení bude věnován článek samostatný.
