výpočet tepelných úspor

Přepočet spotřeby paliva a průměrné teploty - představení nové výpočetní pomůcky

Datum: 4.7.2005
Autor: Ing. Ladislav Tintěra

Představení nové výpočetní pomůcky pro hodnocení otopného období.
Jak energeticky náročné bylo právě ukončené otopné období 2004/05? Pomůcka je určena provozovatelům budov, energetickým auditorům a projektantům vytápění. Výpočet vychází ze současných předpisů pro bytové domy a upozorňuje na odlišnosti, které mohou nastat při hodnocení spotřeby tepla v rodinných domech.

Denostupňová metoda je jedním ze způsobů jak určit spotřebu tepla pro vytápění. Vychází ze záznamů o teplotách v průběhu roku. Teplotní údaje lze však použít i pro řadu dalších úloh od přepočtu spotřeby tepla na standardní podmínky, přes dimenzování zdroje tepla ze známé spotřeby paliva až po vyhodnocení kvality regulace dodávky tepla.

S problematikou přepočtu spotřeby tepla se setkávají jak provozovatelé budov, tak energetičtí auditoři i projektanti. Základem všech výpočtů jsou lépe či hůře dostupná meteorologická a klimatická data o venkovních teplotách.

Klimatická data jsou dlouhodobé průměry teplot v délce 30 nebo 50 let. Bývají dostupná jako roční nebo měsíční řady průměrných teplot venkovního vzduchu. Uvádí je odborná literatura i veřejně přístupné zdroje.

Meteorologická data jsou údaje za konkrétní rok (například 2004). Jejich získání vyžaduje obvykle jisté fyzické úsilí nebo finanční náklady. Uživatelé je získávají vlastním měřením, nebo nákupem od odborných meteorologických pracovišť - ČHMÚ apod. Veřejně dostupné informace o teplotách v topném období v odborné literatuře vycházejí vesměs s velkým časovým zpožděním a jsou již zpracovány do výstupních sestav, které nemusejí vždy uživatelům vyhovovat.

Počet denostupňů je součin dnů vytápění a rozdílu teplot vnitřního a venkovního vzduchu za určité období.

D° = d * (tis - tes)

kde:
Počet dnů vytápění (d) se obecně stanoví pro každou budovu individuálně tak, že vytápět se začíná při takové venkovní teplotě, kdy tepelné ztráty budovy převýší vnitřní a venkovní tepelné zisky. V legislativní praxi je ale počátek i konec vytápění stanoven vyhláškou č. 152/2001 Sb. Mezní teplotou, od níž se začíná vytápět, je 13°C a předpis stanovuje řadu podmínek podle průběhu venkovních teplot. Otopné období je čas, kdy jsou zdroje tepla uvedeny do stavu pohotovosti k dodávce tepla spotřebitelům, začíná 1. září a končí 31. května. Dodávka tepla se zahájí v otopném období, když průměrná denní teplota venkovního vzduchu v místě poklesne pod +13 °C ve dvou dnech po sobě následujících a podle vývoje počasí nelze očekávat zvýšení této teploty nad +13 °C pro následující den. Průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu je čtvrtina součtu venkovních teplot v 7, 14 a ve 21 hodin, přičemž teplota měřená ve 21 hodin se počítá dvakrát. Vytápění se omezí nebo přeruší v otopném období tehdy, jestliže průměrná denní teplota venkovního vzduchu v příslušném místě nebo lokalitě vystoupí nad +13 °C ve dvou dnech po sobě následujících a podle vývoje počasí nelze očekávat pokles této teploty pro následující den. Při následném poklesu průměrné denní teploty venkovního vzduchu pod +13 °C se vytápění obnoví.

Je třeba důrazně upozornit na oblast působnosti vyhlášky č. 152/2001 Sb. - vyhláška se vztahuje na ústřední vytápění v bytech a nebytových prostorách bytových budov nájemních a družstevních i bytových budov s byty ve vlastnictví osob a dále na vytápění provozních prostor v budovách nebytových. Nevztahuje se na budovy, v nichž jsou všechny byty v užívání jediné právnické nebo fyzické osoby, která je vlastníkem budovy - tedy zejména na rodinné domy.

Vnitřní teplota (tis) je teplotou vzduchu ve vytápěném prostoru. Pro dimenzování zařízení je stanovena technickými normami, pro provoz vyhláškami z oblasti hygieny a hospodaření energií. Vnitřní teplota je vztažnou hodnotou a musí se u denostupňových údajů uvádět - např. D°(20) = 3500. Při stanovení průměrné teploty vnitřního vzduchu, která se do výpočetní pomůcky zadává, je potřebné respektovat účel výpočtu. Při návrhu zařízení, nebo při výpočtu spotřeby tepla v technické zprávě projektu vstupují normové - návrhové hodnoty. Naopak - při vyhodnocení skutečné spotřeby tepla je třeba zadat vnitřní teploty podle skutečnosti. A to zvláště tehdy, kdy překračují hodnoty návrhové. Při porovnávání skutečné a návrhové spotřeby tepla jsou potřeba údaje oba.

Venkovní teplota (tes) je průměrná teplota venkovního vzduchu. U průměrných denních teplot nejde o aritmetický průměr celodenní řady naměřených teplot. Stanovuje se jako čtvrtina součtu venkovních teplot měřených v 7, 14 a 21 hodin s tím, že hodnota teploty ve 21 hodin se bere dvakrát. Jde o zvláštnost vyplývající z metodiky meteorologických porovnání a historického vývoje.

Období - používá se buď topné období (září až květen) pro provozní hodnocení, nebo kalendářní rok (leden-prosinec) pro fakturaci.

Přepočet spotřeby paliva pomocí denostupňů
Pro porovnání spotřeby paliva ve dvou časových úsecích (např. v letech) se použijí buď hodnoty počtu meteorologických denostupňů v obou letech, nebo se navíc provede srovnání s klimatickým normálem.

Relativní porovnání
spotřeba (úroveň 2004) = spotřeba (2003) * (D°2004/D°2003)

Spotřeba paliva z roku 2003 se přepočítá na úroveň následujícího roku vynásobením poměru denostupňů. Pak teprve lze porovnat přepočtenou spotřebu se spotřebou roku 2004.

Absolutní přepočet
spotřeba (úroveň NORMÁL) = spotřeba (2003) * (D°NORMÁL/D°2003)

Spotřeba paliva v roce 2003 se přepočítá na úroveň klimatického normálu vynásobením poměru denostupňů. Způsob poskytuje absolutní výsledky a přepočtené hodnoty lze použít pro další srovnávání např. s jinými roky nebo i jinými budovami.