Teplá voda

Zpětné získávání tepla z odpadní vody

2010-01-18T08:46:52Z

Rekuperační výměník tepla na svodném potrubí

Toto opatření je založeno na principu zpětného získávání tepla z potrubí odpadní šedé vody. odpadní svodné potrubí ze sprch, umyvadel, dřezů, myček a praček je obmotáno měděným výměníkem tepla, do kterého vstupuje studená voda z řadu o teplotě cca 10°C. Šedá voda, které má teplotu cca 30°C předá své teplo na vnitřním povrchu této vodě. Systémy zapojení jsou různé. V některých případech je tato předehřátá voda propojena s okruhem studené vody do sprch a umyvadel přes trojcestné ventily – ve směšovací baterii tak smícháváme menší poměr teplé vody ku studené. Druhá varianta je založena na principu předehřátí studené vody před samotným zásobníkem teplé vody. Tato varianta je však pravděpodobně méně účinná, protože nedochází k předání tepla z šedé vody do studené v době kdy ho potřebujeme a naopak. Rekuperační výměník tepla „DFX pipe“ lze umístit na každou ze svislých stoupaček šedé vody nebo v přízemí objektu svést všechny svody do jednoho a umístit DFX na ležaté potrubí. Tím je garantováno větší množství předané energie šedou vodou (větší četnost). Naopak se zvyšuje pravděpodobnost, že šedá voda bude ztrácet po své trase teplo a v suterénu nebude mít již garantovanou teplotu vody 30°C. Tím se snižuje účinnost daného opatření. Kotek (2008).

Obrázek 1: Aplikace GFX výměníků. Zdroj: www.gfxtechnology.com

Obrázek 2: Realizace výměníku v RD. Zdroj: www.gfxtechnology.com

Obrázek 3: Využití tepla z šedé odpadní vody systémem Fercher.

Zdroj: GFX TM heat - xchanger & water heater booster http://www.gfxtechnology.com/

Lokální rekuperace šedé vody

Výměníky jsou umístěny naležato pod každou ze sprch (sprchový kout se zvýší o 10cm nahoru). Výhoda tohoto opatření je, že se stává aktivním v případě použití samotné sprchy. Při průtoku odpadní vody ze sprchy se předává teplo ve výměníku vodě studené, která nejdříve prochází tímto výměníkem a až poté do samotné směšovací sprchové baterie. Systém se stává aktivní již po 10s sprchování a garantovaný předehřev je z 10°C na 20°C. Kotek (2008).

Obrázek 4: Malý koupelnový výměník SAKAL. Zdroj: www.sakal-ovt.cz/

Centrální jímka šedé vody jako zdroj pro tepelné čerpadlo voda voda

Pro dostatečně velký objekt, který bude produkovat velké množství odpadní „šedé“ vody je možno instalovat jímku na šedou vodu jako zdroj tepla pro tepelné čerpadlo.

Jedním z úskalí tohoto opatření je, že nemůžeme splaškovou vodu ochladit pod bod mrazu. Pokud bychom nechali tepelnému čerpadlu odebírat teplo z „šedé“ vody bez kontroly teploty, tak se může stát, že jímka zamrzne. Teplo s jímky se tedy odebírá jen při požadovaném průtoku a při požadované „cílové“ teplotě. Při překročení limitní teploty musíme tepelnému čerpadlu umožnit odebírat teplo z jiného zdroje (např. vrt). Popřípadě kombinovat tepelné čerpadlo s jiným zdrojem tepla. Kotek (2008)

Obrázek 5: Tepelné čerpadlo PZP typ voda - voda.

{SHORTLINKS:7}

Instalace úsporných armatur

2010-01-15T16:17:33Z

Významnou roli v množství spotřebované teplé vody hrají výtokové armatury, které jsou v bytech používány. Při instalaci vhodně zvolené armatury, resp. jejího doplňku lze ušetřit značné množství vody při zachování stejného komfortu, v našem případě se jedná o mycí efekt. Jedná se o úsporné, nastavitelné sprchové hlavice, škrtící kroužky a perlátory. Tato opatření, jsou již používána v praxi, nevyžadují vysoké investice, mají vysokou návratnost a jejich provedení je velmi jednoduché.

Při instalaci sprchových hlavic s nastavitelným průtokem je možno ušetřit poměrně značné množství vody viz. tabulka. Kotek (2008)

Tabulka 1: Porovnání množství spotřebované vody při nastavitelné sprchové hlavice.
	spotřeba vody / 5 minut	jednotka
hlavice – nastavení 1	57.7	l
hlavice – nastavení 2	76.9	l

Obrázek 1: Hlavice GROHE s nastavitelným průtokem vody.

Pro omezení průtoku vody ve sprchových bateriích je také možno použít tzv. škrtící kroužek, který se instaluje do sprchové hadice. Ten je možno upravit dle potřeby viz. obrázek.

Obrázek 2: Škrtící kroužek a možnosti jeho úpravy. Zdroj Ideal standard.

Další možností k úsporám vody v bytech je použití perlátorů, perlátor je zařízení na konci vodovodní baterie, které směšuje proud vody se vzduchem, čímž zvětšuje její objem a zároveň díky menším otvorům zvyšuje rychlost vodního proudu. To způsobuje větší účinnost a komfort při menším průtoku vody.

Obrázek 3: Perlátor s vnitřním závitem.

{SHORTLINKS:7}

Domovní zdroj tepla pro přípravu teplé vody

2010-01-15T15:54:14Z

Příprava teplé vody v domovní kotelně, ať již vlastním zdrojem tepla (nejčastěji plynová kotelna), nebo dálkovým zdrojem (domovní výměníková stanice) představuje energeticky a často i ekonomicky výhodnější řešení než dálková dodávka teplé vody. Tepelné ztráty jsou jednak minimalizovány na ztráty v domovních rozvodech a jednak mohou být zpravidla ovlivněny uživateli bytů (bytové družstvo, společenství vlastníků). Funkce cirkulace teplé vody může být omezena na základě dohody mezi uživateli na nezbytně nutnou dobu, navíc u menších panelových domů je možné řídit cirkulaci i podle teploty na referenčním vzdáleném výtoku. Pro účely výpočetního nástroje bylo uvažováno o více možnostech získávání tepla pro přípravu teplé vody v domě. Jedná se o kotelnu na zemní plyn, tepelné čerpadlo vzduch – voda, využívající odpadní vzduch z bytových jednotek, tepelné čerpadlo vzduch – voda.

Kotelna na zemní plyn.

Jedná se o instalaci objektové kotelny na zemní plyn. Kotelna ve většině případů sestává z kaskádového zapojení kondenzačních kotlů. Výhoda kaskádového zapojení spočívá v plynulé regulaci výkonu postupným zapnutím více menších kotlů na zemní plyn. Kotelna obhospodařuje jak vytápění, tak ohřev TV.

V praxi jsou některé případy těchto instalací. Pokud je v dosahu dostatečná přípojka plynu, jedná se o logickou první variantu alternativy k CZT.

Obrázek 1: Plynová kotelna s pohotovostním zásobníkem teplé vody (před a po rekonstrukci), zdroj: Buderus, Systherm.

Tepelné čerpadlo vzduch - voda, využívající odpadní vzduch z bytových jednotek.

Jedná se o instalaci klasického tepelného čerpadla vzduch – voda na větrací šachtu panelového domu, ze které si čerpadlo “přisává“ ohřátý odpadní vzduch odvětraný z bytových jednotek. Tímto se, především v chladnějších obdobích roku, pozitivně ovlivňuje teplotní spád soustavy a tím i topný faktor tepelného čerpadla vzduch - voda.

Obrázek 2: Schema umístění tepelného čerpadla na větrací šachtě.

Tepelné čerpadlo bude umístěno buď na střeše domu, nebo v suterénu, resp. technickém podlaží, na ventilační šachtě.

Tepelné čerpadlo bude ohřívat vodu v centrálním zásobníku teplé vody.

Při použití tohoto systému je nutná návaznost na podtlakový systém větrání bytových jednotek.

Obrázek 3: Možné umístění tepelného čerpadla na vyústění ventilační šachty na střeše panelového domu a použité tepelné čerpadlo Stiebl - Eltron WPL 33..

Centrální ohřev teplé vody tepelným čerpadlem vzduch - voda

Jedná se o instalaci klasického tepelného čerpadla vzduch – voda.

Tepelné čerpadlo bude umístěno buď na střeše domu, v suterénu, resp. technickém podlaží, nebo vně objektu na fasádě.

Tepelné čerpadlo bude ohřívat vodu v centrálním zásobníku teplé vody.

{SHORTLINKS:7,8}

Příprava teplé vody v panelových domech

2010-01-15T15:49:11Z

Příprava teplé vody*(dále jen TV) tvoří významnou část spotřeby energie v budovách. V případě zavádění úspor v panelových domech je úspora energie pro přípravu teplé vody logickým krokem po omezení tepelných ztrát prostupem (zateplování budov, výměna oken) a větráním (využití rekuperace tepla pro bytové větrání), využitím pasivních solárních zisků (zasklení lodžií), rekonstrukci otopné soustavy (instalace termostatických ventilů**, hydraulické vyvážení rozvodů) a zdroje tepla (rekonstrukce výměníkové stanice, instalace nového zdroje tepla v případě odpojení od CZT).

Příprava teplé vody v panelových domech

Pravidla pro dodávku teplé vody jsou dány vyhláškou 194/2007 Sb. [1]. Teplá voda je dodávána celoročně tak, aby měla na výtoku u spotřebitele teplotu 45 až 60 °C, s výjimkou možnosti krátkodobého poklesu v době odběrných špiček spotřeby v zúčtovací jednotce. Tato dodávka je uskutečňována denně nejméně v době od 6.00 do 22.00 hod. Výjimkou může být plánovaná odstávka dodávky teplé vody, která by neměla být delší než 14 dnů a má být dohodou mezi dodavatelem a odběrateli. Odstávka má být oznámena nejméně 10 dnů před započetím.

Způsob přípravy teplé vody v bytových domech obecně je relativně různorodý. Různé koncepce přípravy teplé vody jako

průtokový ohřev na výtoku,
průtokový ohřev v domě,
akumulační centrální ohřev v domě,
akumulační decentrální ohřev v bytech,
centrální příprava v blokové výměníkové stanici nebo blokové kotelně

souvisí s vybaveností bytů, dostupností zdrojů tepla (elektrická energie, plyn, CZT, biomasa) a vykazují různý stupeň účinnosti.

Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

[1] Vyhláška č. 194/2007, kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele spotřeby tepelné energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům.

*Termín teplá užitková voda byl zrušen v souvislosti se zrušením ČSN 86 0616 Jakost teplé užitkové vody k 1.11.2000, ačkoli se technickou veřejností stále běžně používá. Pojmem užitková se vyjadřovala obecná nepitnost vzhledem k ohřevu a možným reakcím při něm probíhajícím.

**Povinnost nasazení termostatických ventilů je dána zákonem o hospodaření energií č. 406/2000 s termínem realizace do

31.12.2006.

Centrální Systémy přípravy a dodávky teplé vody

2010-01-15T15:38:38Z

Centrální zásobování teplem je systém dodávek tepla pro vytápění a ohřev teplé vody, kdy je teplo vyráběno centrálně ve vzdáleném zdroji a následně je poté rozváděno teplárenskými sítěmi odběratelům do větších územních celků, městských čtvrtí, , sídlišť, nebo průmyslových zón. Jako každý zdroj má i centrální zásobování teplem své výhody a nevýhody. Mezi nesporné výhody patří bezpečnost (zdroj je mimo obytný objekt), bezobslužnost (pro koncového uživatele), jeden zdroj emisí, mimo obytnou zonu, odpadávají ztráty při nabíhání technologie. Nadruhou stranu ovšem musíme počítat s vyšší cenou tepla, velkými ztrátami tepla při přenosu od teplárny ke koncovému uživateli (do výměníkové stanice), pokud se zdroj, nebo přenosová soustava nějakým způsobem porouchá, nezůstane bez tepla a teplé vody jen jeden objekt, ale poměrně velký počet lidí. V panelových domech převažuje centrální příprava teplé vody ve výměníkových stanicích, blokových kotelnách nebo domovní stanici / kotelně. Nicméně se lze setkat i se zcela decentrální přípravou teplé vody například v elektrických ohřívačích.

Centrální zdroj tepla (CZT) – Centralizovaná příprava teplé vody

Zdrojem tepla pro dálkové vytápění a přípravu TV je elektrárna (odpadní teplo z chladicích věží), teplárna s parní turbínou, plynovou turbínou nebo kogenerační jednotkou se spalovacím motorem zajišťující kromě tepla i výrobu elektrické energie nebo centrální výtopna zajišťující pouze teplo. Dálkové rozvody (napáječe), které zajišťují přívod tepla na sídliště, jsou vedeny volně venkovním prostředím na nosných konstrukcích, v betonových kanálech v zemi nebo se v současné době dává přednost bezkanálovému uložení předizolovaného potrubí přímo do zemního výkopu. Primární napáječe pracují buď s parou (nad 150 °C), horkou vodou (do 130 °C) nebo otopnou vodou (do 110 °C).

K hydraulickému a teplotnímu oddělení primární napájecí sítě od vlastního zásobování sídliště nebo domu slouží předávací výměníkové stanice (sídlištní, domovní), ve kterých se připravuje otopná voda a teplá voda podle požadavků dodávky.

Centrální zásobování teplou vodou s dálkovými rozvody (čtyřtrubkové soustavy CZT: 2 x ÚT, TV + CV) vykazuje v současné době řadu technických problémů a z hlediska energetické náročnosti představují technologii s nízkou účinností vlivem vysokého podílu tepelných ztrát (stálá cirkulace TV, stav izolací) na celkové potřebě tepla na přípravu TV. Venkovní distribuční sítě centrálního zásobování teplou vodou v řadě oblastí již překročily dobu své životnosti a jsou z velké části v nevyhovujícím stavu. V takových sítích dochází k nekontrolovaným únikům vody (nutnost rekonstrukce potrubí) a tepla (nutnost rekonstrukce tepelných izolací). Vlastní rekonstrukce a částečná náprava stavu je však silně závislá na ekonomické situaci správců venkovních sítí (dodavatelů teplé vody).

Přechod ze čtyřtrubkových soustav centralizovaného zásobování teplem na dvoutrubkovou soustavu s návrhem instalace objektových předávacích stanic je v posledních letech nejvíce používaný způsob modernizace sítí CZT.

Obr. 1 – Stav rozvodů a rekonstrukce v sídlištním CZT

[1] Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

{SHORTLINKS:8}

Vybavení bytů

2010-01-15T15:33:58Z

Podstatou panelové výstavby v minulosti bylo vytvoření mnohonásobně opakovatelného vzorového řešení, umožňujícího hromadnou výrobu jednotlivých součástí. V oblasti rozvodu teplé vody byla tato myšlenka dovedena do důsledku v řešení unifikovaných bytových jader. Společným rysem všech konstrukčních soustav panelových domů je v podstatě shodné koncepční řešení instalací zdravotní techniky (ZTI) s ohledem na použití teplé vody – dřez v kuchyni, vana a umyvadlo v koupelně. Rozdíly mezi jednotlivými konstrukčními soustavami jsou v materiálovém řešení potrubních sítí, v typu bytových jader a jejich vybavení a ve stáří objektů.

V souvislosti s modernizací bytových jader v panelových domech se v současné době mění jejich skladba podle vývoje uživatelských požadavků na komfort osobní hygieny, vybavení a úspory energie (teplé vody). Jde především o instalace nových výtokových armatur (pákové baterie, perlátory), dvojdřezů, druhého umyvadla do koupelny nebo sprchového koutu. Bytová jádra jsou ve stávajících systémech budov v různých stupních přestavby. Starší typy jader jsou méně četné a v dnešní době jsou nejvíce řešeny přestavby bytových jader B6 a B10 [1].

Obrázek 1: Bytové jádro B10-AA (konstrukční soustava VVÚ-ETA) a jedna z možností rekonstrukce.

Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

[1] Koubková I.: Modernizace bytových jader. Portál tzb-info, dostupné na http://www.tzb-info.cz, 2006.

Tepelné ztráty přípravy teplé vody

2010-01-15T15:19:03Z

Tepelné ztráty přípravy teplé vody Q_z,TV jsou dány tepelnými ztrátami vlastní přípravy teplé vody (např. pohotovostního dohřívacího zásobníku teplé vody, průtokového ohřívače, apod.), rozvodu teplé vody a rozvodu cirkulace, pokud je použita. Podrobný výpočet tepelných ztrát přípravy teplé vody stanovuje ČSN EN 15316-3-2 (rozvody TV a CV) [1] a ČSN EN 15316-3-3 (příprava, zásobníky) [2].

Tepelné ztráty zásobníků

U přípravy teplé vody v zásobníkovém ohřívači se stanovují tepelné ztráty detailním způsobem podle ČSN EN 15316-3-3. Postup je relativně pracný, zohledňuje se profil odběru teplé vody, výkon dohřevu, periody dohřevu, stratifikace v zásobníku a její vliv na tepelné ztráty.

Měrnou tepelnou ztrátu zásobníku je možné také určit z údajů výrobce o celkové tepelné ztrátě zásobníku Q₂₄ [Wh/(l.den)] stanovené měřením za periodu 24 h a vztažené k objemu zásobníku v litrech. Udává se především pro elektrické ohřívače vody podle [3] pro potřeby štítkování elektrospotřebičů. V Tabulce 1 jsou uvedeny orientační hodnoty Q₂₄ [Wh/(l.den)] pro jednotlivé třídy energetické náročnosti elektroohřívačů. Tepelná ztráta je stanovena měřením pro vnitřní teplotu náplně 65 °C a teplotu okolí 20 °C. Měrná tepelná ztráta UA zásobníku teplé vody se potom stanoví

kde

V_aku je objem zásobníku pro ohřev TV, v litrech.

Tabulka 1: Hodnoty denní tepelné ztráty zásobníkových ohřívačů pro jednotlivé třídy energetické účinnosti [3].
Třída energetické účinnosti	A	B	C	D	E	F	G
Tepelné ztráty Q₂₄ [Wh/(l.den)]	< 5	5 – 7	7 – 9	9 – 11	11 – 13	13 – 15	>15

Pro jinou nastavenou teplotu v dohřívacím zásobníku nebo jinou okolní teplotu, než pro které je stanovena Q₂₄, je nutný přepočet denní tepelné ztráty dohřívacího zásobníku podle

Tepelné ztráty rozvodů

Stanovení tepelné ztráty rozvodů teplé vody a cirkulace podle ČSN EN 15316-3-2 je podobně komplikované (rozvětvené trasy, různé časové řízení cirkulace, odběrový profil). ČSN EN 15316 stanovuje jednak tepelnou ztrátu při průtoku teplé, resp. cirkulační vody a jednak tepelnou ztrátu vlivem vychladnutí objemu potrubí v čase mimo periodu odběru.

Návrh tloušťky tepelné izolace rozvodů teplé a cirkulační vody se řídí vyhláškou [4], která stanovuje stanovuje minimální požadovaný součinitel prostupu tepla U [W/(m.K)] pro různé rozsahy světlosti potrubí, případně možnost stanovení hospodárné tloušťky izolace optimalizačním výpočtem. Běžná praxe však nesplňuje požadavky, tepelné izolace s větší tloušťkou než 10 mm se instalují zřídka, ačkoli požadavek pro běžná potrubí je výrazně vyšší.

Zjednodušený odhad tepelných ztrát

Pokud by shromáždění požadovaných parametrů pro výpočet tepelných ztrát za účelem dimenzování nebo bilancování energetických přínosů solárních soustav bylo příliš složité a nákladné, je možné použít paušální přirážku z na tepelné ztráty přípravy teplé vody na základě Tabulka 2 [5]. Odhad celkové přirážky z na tepelné ztráty zásobníku a rozvodů přípravy teplé vody však z velké míry závisí na místních podmínkách a zkušenosti posuzovatele.

Není neobvyklé, že v případě centrální přípravy teplé vody a čtyřtrubkového rozvodu pro rozlehlá sídliště panelových domů může hodnota přirážky vlivem cirkulace dosáhnout až 500 % (pětinásobek čisté potřeby tepla na přípravu teplé vody).

Tabulka 2: Přirážka na tepelné ztráty přípravy teplé vody [6].
Typ přípravy TV	z
Lokální průtokový ohřev	0,00
Centrální zásobníkový ohřev bez cirkulace	0,15
Centrální zásobníkový ohřev s řízenou cirkulací	0,30
Centrální zásobníkový ohřev s neřízenou cirkulací	1,00
CZT, příprava TV s meziobjektovými přípojkami, TV, CV	> 2,00

Snížení tepelných ztrát

Tepelné ztráty zásobníků a rozvodů teplé vody, případně cirkulace, je možné snížit řadou úsporných opatření:

minimalizací délky rozvodů teplé vody;
omezením tepelných ztrát rozvodů teplé vody a cirkulace (tepelná izolace);
omezení běhu cirkulace na nezbytně nutnou dobu, případně využití řízení cirkulace na základě teplotních čidel;
u dlouhých a rozvětvených tras rozvodů teplé vody a cirkulace je nutné jejich hydraulické vyvážení, aj.

Celková potřeba tepla na přípravu TV

Celková denní potřeba tepla na přípravu teplé vody Q_p,c [kWh/den] při návrh nebo bilancování solární soustavy pro přípravu teplé vody je potom

Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

[1] ČSN EN 15 316-3-2 Tepelné soustavy v budovách - Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy - Část 3-2: Soustavy teplé vody, rozvody, ČNI, 2008.

[2] ČSN EN 15 316-3-3 Tepelné soustavy v budovách - Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy - Část 3-3: Soustavy teplé vody, příprava, ČNI,2008.

[3] Vyhláška 442/2004 Sb., kterou se stanoví podrobnosti označování energetických spotřebičů energetickými štítky a zpracování technické dokumentace, jakož i minimální účinnost užití energie pro elektrické spotřebiče uváděné na trh, Příloha č. 7 - Elektrické ohřívače vody.

[4] Vyhláška č. 193/2007 Sb., kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu.

[5] TNI 730302 Energetické hodnocení solárních tepelných soustav - Zjednodušený výpočtový postup. ÚNMZ 2009.

[6] ČSN EN ISO 13370 Tepelné chování budov – Přenos tepla zeminou – Výpočtové metody, ČNI Praha 1999

Potřeba teplé vody

2010-01-15T15:06:24Z

Pro určení potřeby tepla pro návrh a bilancování soustavy pro přípravu teplé vody nelze použít hodnot z normy ČSN 06 0320 určené pro návrh zařízení pro přípravu teplé vody [2]. Návrhové hodnoty uvedené v normě jsou určeny pro návrh zdroje teplé vody a její bezpečné zajištění v daném objektu a jsou ze své podstaty výrazně vyšší než běžně dosahované. Pro bytové objekty se podle uvedené normy určuje potřeba teplé vody 82 l/os.den (60 / 15 °C) odpovídající denní potřebě tepla 4,3 kWh/os.den.

Reálné směrné hodnoty potřeby teplé vody v obytných budovách jsou uvedeny v Tabulka 1 vycházejí z evropské normy EN 15316-3-1 [4], případně ze směrnice VDI 2067 [5]. Praktická měření dokládají podobné hodnoty spotřeby teplé vody a vykazují uvedené rozdíly v denní potřebě teplé vody při různém životním standardu, stáří, povolání osob, ročním období, atd.

Průzkum spotřeby energií v domácnostech ENERGO 2004 [6], jehož cílem bylo získání údajů o parametrech, vybavenosti, energetické náročnosti a nákladech na provoz bytu, resp. domácnosti, mimo jiné vyhodnotil měrnou potřebu tepla pro přípravu teplé vody v ČR ve výši 8,4 GJ/byt.rok (včetně zahrnutí tepelných ztrát). Při uvažování průměrné obsazenosti bytů v ČR 2,64 os/byt [7] lze jednoduše odhadnout průměrnou ekvivalentní spotřebu TV okolo 46 l/os.den (60 / 15 °C), ve které již jsou zahrnuty tepelné ztráty přípravy teplé vody (vyjádřené jejím ekvivalentním množstvím). Při porovnání s hodnotami v Tabulka 1: Měrná denní potřeba teplé vody v obytných domech [5]. je patrné, že průměrná hodnota čisté spotřeby teplé vody v ČR (beze ztrát při přípravě a v rozvodu) se pohybuje spíše v nízkém a středním standardu.

Tabulka 1: Měrná denní potřeba teplé vody v obytných domech [5].
Standard	60 °C	45 °C	Tepelná energie
Nízký	10 až 20 l/os.den	15 až 30 l/os.den	0,6 až 1,2 kWh/os.den
Střední	20 až 40 l/os.den	30 až 60 l/os.den	1,2 až 2,4 kWh/os.den
Vysoký	40 až 80 l/os.den	60 až 120 l/os.den	2,4 až 4,8 kWh/os.den

Vyhláška 194/2007 Sb. [1] udává měrné ukazatele spotřeby tepelné energie pro přípravu teplé vody v bytech ve výši 0,17 GJ/m².rok (vztaženo k podlahové ploše) nebo 0,30 GJ/m³ (vztaženo k objemu připravované teplé vody) v zásobované budově a 0,21 GJ/m².rok nebo 0,35 GJ/m³ u přípravy mimo zásobovanou budovu. Pro vlastní ohřev vody z 15 na 60 °C je potřeba 0,19 GJ/m³, tepelné ztráty by se tedy neměly pohybovat na úrovni větší než 60 % (zdroj pro přípravu TV v budově) až 85 % (zdroj pro přípravu TV mimo budovu). Při uvažování průměrné obsazenosti 2,64 os/byt a velikosti bytu 49,5 m²/byt [7] vyplývá z vyhlášky požadavek na max. spotřebu tepla 3,2 GJ/os.rok včetně tepelných ztrát, tedy stejné hodnoty jako získané z průzkumu ENERGO 46 l/os.den teplé vody. Hodnota čisté spotřeby se pak po odečtení uvažované úrovně tepelných ztrát pohybuje okolo 30 l/os.den (při teplotní úrovni 15 / 60 °C).

Spotřebu teplé vody ovlivňuje její cena, tzn. cena energie na její ohřátí a vlastní cena vody (vodné), která začíná být významnou položkou. Instalací měřicí techniky v bytech v 90. letech, kdy uživatel má možnost sledovat svou spotřebu, se projevil psychologický vliv na chování uživatelů v průměru ve výši 40% úspory spotřeby teplé vody.

Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

[2] ČSN 06 0320 Ohřívání užitkové vody - Navrhování a projektování. ČNI, 1998.

[3] ČSN EN 13 203-2 Spotřebiče na plynná paliva k přípravě teplé užitkové vody pro domácnost - Spotřebiče s tepelným příkonem nejvýše 70 kW a s objemem zásoby vody nejvýše 300 litrů - Část 2: Hodnocení spotřeby energie, ČNI 2007.

[4] Beranovský, J., Knápek, J., Šafránek, J., Vašíček, J. (2003): Vícekriteriální hodnocení variant energetických auditů. EkoWATT, ČVUT, ČEA ČR, Praha.

[5] Richtlinie VDI 2067, Blatt 4 - Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen; Warmwasserversorgung, 1982.

[6] Průzkum ENERGO 2004 - Informace o šetření spotřeby paliv a energie v domácnostech, Český statistický úřad, 2005, dostupné na http://www.czso.cz.

[7] Vybrané údaje o bydlení 2008 - Základní ukazatele bytového fondu podle výsledků sčítání z let 1961 – 2001, Ministerstvo pro místní rozvoj, dostupné z http://www.mmr.cz.

{SHORTLINKS:7,24}

Spotřeba tepla na ohřev teplé vody

2010-01-15T15:06:24Z

Vlastní spotřeba tepla na přípravu teplé vody nezávisí pouze na množství vody. Důležitými parametry jsou také teplota studené vody přiváděné vodovodním řadem, požadovaná teplota připravované teplé vody, resp. výstupní teplota na odběrovém místě, tepelné ztráty systému přípravy teplé vody a spotřeba tepla svázaná s tepelnou desinfekcí rozvodů.

Denní množství teplé vody na osobu se stanoví podle Tabulka 1.

Pro výpočet spotřeby tepla na ohřev vody je nutné vždy uvažovat množství vody odpovídající daným teplotním hladinám studené a teplé vody.

Tabulka 1: Měrná denní potřeba teplé vody v obytných domech [1].
Standard	60 °C	45 °C	Tepelná energie
Nízký	10 až 20 l/os.den	15 až 30 l/os.den	0,6 až 1,2 kWh/os.den
Střední	20 až 40 l/os.den	30 až 60 l/os.den	1,2 až 2,4 kWh/os.den
Vysoký	40 až 80 l/os.den	60 až 120 l/os.den	2,4 až 4,8 kWh/os.den

Teplota studené vody

Teplota přiváděné studené vody z vodovodního rozvodu není v průběhu roku stálá a může do určité míry ovlivňovat celkovou spotřebu tepla na přípravu teplé vody a její roční profil. Zpravidla teplota studené vody na vstupu do domu se pohybuje okolo 8 °C v zimním období a okolo 12 °C v letním období. V rozvodech v domě pak během roku kolísá teplota studené vody od 10 °C (zimní období) do 18 °C (letní období). Teplota však závisí výrazně na místních vlivech. Způsob vedení přívodního potrubí, jako například uložení v zemi, vedení rozsáhlých částí potrubní sítě budovou, či venkovním prostředím, pak může ovlivnit výslednou teplotu přivedené studené vody a tedy energetickou bilanci přípravy teplé vody.

Teplota teplé vody

Teplota připravované teplé vody nepřímo ovlivňuje její spotřebu a tepelné ztráty svázané s přípravou teplé vody. Pro bližší pohled na spotřebu teplé vody při jednotlivých úkonech jsou v Tabulka 2 uvedena směrná čísla podle [1]. Ačkoli jako obecný normativ pro vyjádření spotřeby teplé vody se uvažuje teplota 60 °C pro běžné použití jsou požadovány teploty mnohem nižší. Z obecné zkušenosti je jako dostatečně „teplá“ považována voda o teplotě lidského těla (36 až 37 °C), voda o teplotě 40 °C je již vnímána jako příliš teplá. Teplota nad 50 °C může již při krátkodobém působení na lidské tělo způsobit opaření. Na Obrázek 1 jsou uvedeny příslušné teploty vody a časy působení s ohledem na vznik popálenin.

Obrázek 1: Vliv teploty a délka působení na poškození kůže (vznik a rozsah popálenin) [2].

Tabulka 2: Spotřeba a požadovaná teplota vody při úkonech na různých výtocích [1].
Odběrové místo	Spotřeba TV	Požadovaná teplota	Spotřeba TV při 60 °C
Dřez	10 až 20 l	50 °C	8 až 16 l
Vana	130 až 180 l	40 °C	80 až 108 l
Sprcha	30 až 50 l	37 °C	16 až 27 l
Umyvadlo	10 až 15 l	37 °C	5 až 8 l
Mytí rukou	2 až 5 l	37 °C	1 až 3 l

Teplota vody v ohříváku by neměla přesáhnout 55° až 60 °C. Při vyšší teplotě se projeví zvýšení koroze rozvodů vody, tvorba plynů a výrazné usazování vodního kamene na ohřívacím tělese, což má negativní vliv na životnost zařízení v systému přípravy teplé vody.

Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

[1] Richtlinie VDI 2067, Blatt 4 - Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen; Warmwasserversorgung, 1982.

[2] Jirásko. Seminář Rikotherm.

Časové rozložení spotřeby teplé vody

2010-01-15T14:48:40Z

Časový průběh spotřeby teplé vody má své charakteristicky během dne, týdne a roku.

Roční průběh

Pro stanovení reálných hodnot potřeby teplé vody během roku podle Tabulka 1 je nezbytné uvažovat reálnou obsazenost budov, případně roční profil potřeby tepla na přípravu TV, který může mít významný vliv na návrh nebo hodnocení solární soustavy.

Tabulka 1: Měrná denní potřeba teplé vody v obytných domech [2].
Standard	60 °C	45 °C	Tepelná energie
Nízký	10 až 20 l/os.den	15 až 30 l/os.den	0,6 až 1,2 kWh/os.den
Střední	20 až 40 l/os.den	30 až 60 l/os.den	1,2 až 2,4 kWh/os.den
Vysoký	40 až 80 l/os.den	60 až 120 l/os.den	2,4 až 4,8 kWh/os.den

Typickým příkladem je průběh spotřeby teplé vody v bytových domech během roku s letním poklesem. Na Obrázek 1 je uveden orientační profil spotřeby teplé vody v bytových domech během roku.

Obrázek 1: Roční měrný profil spotřeby teplé vody pro bytové domy (procentní rozložení).

Letní pokles potřeby teplé vody a především potřeby tepla na přípravu teplé vody o zhruba 20 - 25 % oproti ročnímu průměru je způsoben vlivem:

školních prázdnin a dovolených uživatelů;

vyšších teplot studené vody v letním období;

různého chování uživatelů v různých obdobích (v letním období převažuje osvěžující sprchování, v zimním období spíše „horká vana“).

Týdenní průběh

Na obr. 2 jsou uvedeny průběhy spotřeby teplé vody z měření na bytovém domě ve Stodůlkách (srpen – říjen 2009). Z průběhů je patrné, že až na výjimky (34. týden) je denní spotřeba vody v době pracovního volna (soboty, neděle) nad týdenním průměrem o cca 5 až 15 %.

Obrázek 2: Týdenní průběh spotřeby teplé vody v bytovém domě (měření v 33. 41. týdnu 2009).

Denní průběh

Na Obrázek 3 jsou uvedeny zjednodušené standardizované profily spotřeby teplé vody podle ČSN EN 13203 [3] a profil stanovený podle dlouhodobých měření [4]. V literatuře lze nalézt velké množství dalších možných průběhů spotřeby teplé vody, případně výpočetní nástroje pro jejich umělé vytvoření (DHWcalc [5]).

Obrázek 3: Typické denní profily spotřeby teplé vody.

[1] Kapitolu zpracoval Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

[2] Richtlinie VDI 2067, Blatt 4 - Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen; Warmwasserversorgung, 1982.

[4] Brož, K.: Zásobování teplem. Skriptum ČVUT v Praze, 2002.

[5] Jordan, U., Vajen, K.: DHWcalc – program to generate domestic hot water profileswith statistical meansfor user defined conditions. Proc. ISES Solar World Congress, Orlando (USA), 2005.