Hľadáte lacnejšiu alternatívu ako centrálny zdroj tepla

Voľba alternatívneho zdroja tepla môže priniesť významnú úsporu prevádzkových nákladov predovšetkým v oblastiach s vysokou cenou tepla zo systému CZT.

Pri hľadaní úspor tepla v budove by ste si ako prvý mali nechať vypracovať rozbor súčasnej spotreby, platieb za energiu a skontrolovať, či sú ceny optimálne. Niekedy je totiž možné zmeniť tarifu, znížiť platbu za inštalovaný príkon, respektíve platby za základnú zložku tepla. Pri elektrine a plyne možno ušetriť aj prechodom k inému dodávateľovi. V tejto fáze sa dajú nájsť relatívne malé úspory peňazí, ale na ich dosiahnutie často postačuje niekoľkominútové jednanie s dodávateľom energie.

Nezávislá štúdia

Ďalej sa odporúča nechať si vypracovať štúdiu, ktorá zhodnotí energetický a ekonomický prínos použitia jedného zdroja tepla. Dôležité je zohľadniť všetky investičné náklady vrátane nákladov na odpojenie od CZT, ako aj všetky prevádzkové náklady. Štúdia nemá hodnotiť len jediné riešenie, vždy je potrebné mať k dispozícii porovnanie viacerých variantov. Štúdia by mala byť nezávislá. Ak ju vypracuje napríklad dodávateľ tepelných čerpadiel, len ťažko bude objektívna. Dôležité je zohľadniť nielen prevádzkové náklady (nejde len o náklady na palivo), ale aj prínos pre obyvateľov bytového domu (napríklad možnosť využitia výhodnejšej sadzby pri odbere elektriny).

V štúdii je veľmi dôležité zohľadniť aj spôsob financovania, použitie úveru môže ekonomiku projektu výrazne zhoršiť. Môžete uvažovať o použití EPC (Energy Performance Contracting – Projekty energetických úspor), kde úspory financuje tretia osoba, vlastnú investíciu potom spláca z dosiahnutých úspor. V tom prípade si takúto štúdiu spracováva firma EPC sama. Firmu EPC je preto vhodné vybrať skôr, ako sa pustíte do samotných riešení.

Vykurovanie a príprava teplej vody v panelovom bytovom dome v Jablonci nad Nisou – plynové tepelné čerpadlo (nainštalované jednotky – 4× plynové absorpčné tepelné čerpadlo GAHP-A, 2× plynový kondenzačný kotol, tepelný výkon – 215 kW), foto: Robur

Výber dodávateľa

Na základe výsledkov štúdie možno následne vybrať zodpovedajúcu technológiu. Dodávateľská firma zvyčajne zabezpečí projekt a pomôže s vybavením stavebného povolenia, ak je potrebné. Nevyhnutnosťou je kvalitná zmluva o dielo. V rámci výberového konania je vhodné dôkladne špecifikovať dopyt, aby boli ponuky porovnateľné. Môžete vyžadovať pomerne podrobnú špecifikáciu (napríklad vykurovací faktor tepelného čerpadla pri vonkajšej teplote 0 °C a výstupnej teplote +55 °C), alebo napríklad výrobky so značkou Energeticky šetrný výrobok, prípadne inou ekoznačkou.

Vždy je potrebné zabezpečiť, aby nový zdroj tepla spolupracoval s vykurovacím systémom domu. Štandardne realizovaná vykurovacia skúška neoverí správanie počas reálnej zimy. Je teda vhodné žiadať od dodávateľa, aby zabezpečil vyregulovanie vykurovacej sústavy na základe skúseností z reálnej prevádzky. Oplatí sa najmenej rok (radšej však trvalo) sledovať skutočnú spotrebu energie a porovnávať, či zodpovedá počasiu. Na začiatku sa vďaka tomu správne vyreguluje systém, neskôr sa tak odhalia prípadné problémy. Zároveň je potrebné obyvateľom domu vysvetliť odlišnosti oproti pôvodnému stavu, pretože nový zdroj tepla sa môže správať inak, ako boli zvyknutí. Pozornosť je ďalej potrebné venovať harmonogramu prác, ktorý by mal obsahovať časovú rezervu. Ocitnúť sa na začiat­ku vykurovacej sezóny bez zdroja tepla by bolo veľmi nepríjemné, bez ohľadu na prípadnú pokutu pre dodávateľa.

Dodávka paliva

Palivo vrátane elektriny a plynu možno nakupovať od rozličných dodávateľov. Užitočné sa javí aj vyhlásenie výberového konania na dodávateľa paliva. V prípade viacročnej zmluvy si treba dôkladne prečítať ustanovenie o zmene ceny. Ceny na trhu sa menia a oplatí sa ich sledovať.

Investičné náklady

Orientačné zriaďovacie ceny alternatívnych zdrojov vykurovania a prípravy teplej vody vztiahnuté na tepelnú stratu budovy sú zhrnuté v tabuľke 1. Investičné náklady na jednotlivé zdroje sú porovnané v prípade inštalácie do nezatepleného a zatepleného panelového bytového domu. Orientačné ceny zostavené podľa konkrétnych cenových ponúk z roku 2010 zahŕňajú kompletnú inštaláciu vrátane regulácie, stavebných úprav, bivalentných zdrojov v prípade tepelných čerpadiel a akumulačných nádrží. Rozpätie cien je dané jednak veľkosťou zdroja (čím väčší výkon, tým nižšia je merná cena zdroja v €/kW), jednak rozptylom cenových ponúk. Ceny však nezahŕňajú aditívne náklady ako vyhotovenie novej prípojky plynu či navýšenie ceny elektrickej prípojky na tepelné čerpadlo ani náklady spojené s kompletným odpojením sa od CZT. Z porovnávaných zdrojov predstavuje najlacnejšiu alternatívu CZT voľba plynovej kotolne.

Tab. 1 Merné orientačné zriaďovacie náklady na jednotlivé zdroje tepla v panelových domoch s tepelnou stratou do a nad 40 kW v cenových podmienkach z roku 2010

Uvedené ceny sú iba orientačné, v každom prípade možno odporučiť energeticko-ekonomickú optimalizáciu, ktorá rozhodne o ďalšom postupe. Zvyčajným výsledkom optimalizačných výpočtov je, že pred prípadnou výmenou tepelného zdroja je ekonomicky výhodné najskôr znížiť spotrebu tepla na vykurovanie (teda budovu zatepliť, vymeniť okná a pod.) a potom nadimenzovať zdroj tepla na vykurovanie. Tak sa predíde zbytočnému predimenzovaniu zdroja a s tým spojeným vyšším nákladom na jeho zakúpenie a prevádzku.

Z ekonomického hľadiska možno výhodnosť investície do jednotlivých zdrojov porovnať na základe kumulovanej finančnej úspory, ktorá sa dá dosiahnuť napríklad 40 rokov po inštalácii nového zdroja (tab. 2 a 3). Táto finančná úspora sa rovná úspore prevádzkových nákladov (po odpočítaní vstupných investičných nákladov) reinvestíciou do jednotlivých komponentov pri uvažovanom medziročnom náraste cien energie 3 %. Z hľadiska finančnej úspory je v prípade nezateplených panelových bytových domov najvhodnejšia investícia do plynového tepelného čerpadla. V porovnaní s tepelnými čerpadlami je lacnejším riešením kotolňa s kaskádou kondenzačných kotlov na zemný plyn, ktorá však prináša najmenšiu úsporu prevádzkových nákladov.

Tab. 2 Orientačná úspora nákladov a priemerná prostá návratnosť výmeny zdroja tepla v nezateplenom dome pri cene tepla zo systému CZT 17,50 €/GJ

Presunutím zdroja tepla priamo do budovy sa odstránia straty potrubným vedením od centralizovaného zdroja tepla k bytovému domu. Aj napriek tomu sa však nemusí investícia do nového zdroja vrátiť v podobe úspory prevádzkových nákladov, a to predovšetkým v lokalitách s lacnejším teplom zo systému CZT (do 18,20 €/GJ). Výnosnosť investície do nového zdroja sa pri každej budove líši, a preto je nevyhnutné si pred zamýšľanou realizáciou nechať spracovať energeticko-ekonomickú štúdiu výmeny zdroja.

Tab. 3 Orientačná úspora nákladov a priemerná prostá návratnosť výmeny zdroja tepla v zateplenom dome pri cene tepla zo systému CZT 17,50 €/GJ

S čím súvisí výber zdroja tepla?

Rekonštrukcia obvodového plášťa a okien

Veľkosť zdroja tepla závisí od tepelnotechnickej kvality budovy, teda od toho, či je budova zateplená, či má vymenené okná, či je nainštalovaný vetrací systém s rekuperáciou a podobne. S výkonom zdroja tepla však veľmi súvisí jeho cena, teda zriaďovacie náklady. Logicky možno teda odporučiť rozvrhnutie rekonštrukčných prác tak, aby sa najskôr vykonali práce na samotnej budove (maximálne zníženie tepelnej straty) a až potom sa inštaloval nový zdroj tepla.

Výmena vzduchu, vetranie a rekuperácia

Spôsob vetrania zásadne ovplyvňuje potrebu tepla a tým aj veľkosť zdroja. Pokiaľ sa vetrá oknami, závisí od správania každého užívateľa, na aký režim otvárania okien je zvyknutý. Niektorí ľudia v snahe ušetriť za teplo nevetrajú takmer vôbec a žijú tak v nezdravom vnútornom prostredí. Pri častom a zdraviu vyhovujúcom režime otvárania okien je spotreba tepla pomerne veľká. Preto je potrebné zvoliť taký zdroj, ktorý dodáva lacnejšie teplo. Zároveň je potrebný zdroj s väčším výkonom, ktorý bude mať aj vyššie investičné náklady. Najvýraznejšie sa to prejavuje pri inštalácii tepelného čerpadla, kde sú investičné náklady pomerne vysoké (437 až 982 €/kW). Je preto vhodné vykonať optimalizačný výpočet, ktorý porovná súčet investičných a prevádzkových nákladov v priebehu 20 až 40 rokov.

Pri vetraní s použitím rekuperácie je spotreba tepla menšia, možno teda akceptovať aj vyššiu jednotkovú cenu tepla. Aj napriek tomu môže byť konečná faktúra za energiu v absolútnych číslach nižšia ako pri vetraní oknami a použití zdroja s nízkou cenou tepla. Pri vetraní rekuperáciou môže byť vhodné nemeniť zdroj tepla na vykurovanie, ale ponechať napríklad existujúcu prípojku CZT aj napriek vyššej cene tepla. Nižšia faktúra samozrejme ešte neznamená ekonomickú úsporu. V každom prípade je vhodné vykonať porovnanie (optimalizačný výpočet), ktoré určí z dlhodobého hľadiska ekonomicky najlepší variant.

Mikrokogeneračná jednotka s jednovalcovým motorom na zemný plyn s výkonom Pe = 5,5 kW a Pe = 12,5 kW s internetovou riadiacou jednotkou a 800-litrovým akumulačným zásobníkom teplej vody, foto: LichtBlick

Izolácia zásobníkov, rozvodov a armatúr

Podľa existujúcej legislatívy by návrh izolácie rozvodov mal vychádzať z optimalizačného výpočtu. Ten by mal stanoviť správnu hrúbku izolácie s ohľadom na cenu tepla, ktorú izolácia ušetrí. Je zrejmé, že čím je teplo drahšie, tým potrebnejšie je rozvody dobre izolovať. Teda ak sa zvolí investične nenáročný zdroj tepla (napríklad elektrokotol), ktorý však produkuje drahé teplo, je potrebné počítať s vyššou investíciou do izolácie rozvodov. Legislatíva aj zdravý rozum vyžadujú izolovať aj armatúry (ventily, rozbočky a pod.). V praxi sa však armatúry izolujú len výnimočne, čo je dané predovšetkým lenivosťou dodávateľa. Straty v rozvodoch samozrejme zväčšujú požiadavku na výkon zdroja tepla, čo opäť prináša vyššie investičné náklady. Je zvyčajne lacnejšie izolovať rozvody ako obstarať výkonnejší zdroj tepla.

Straty v rozvodoch budú nižšie, ak sa zníži teplotný spád. Niektoré zdroje si na efektívnu prevádzku vyžadujú nižšiu teplotu, napríklad tepelné čerpadlo alebo kondenzačný kotol. Pri výmene zdroja tak môžu klesnúť straty v rozvodoch, aj napriek tomu, že sa nenavýši hrúbka tepelnej izolácie. Podobný prístup by mal platiť aj pri izolácii zásobníkov – čím drahšie teplo, tým lepšia izolácia. Bežné zásobníky teplej vody a akumulačné nádrže sú však dodávané už s určitou hrúbkou izolácie. Dodatočné izolovanie často neprichádza do úvahy, predovšetkým ak je zásobník umiestnený v interiéri. Elektrické ohrievače sú označené energetickým štítkom, na ktorom sa okrem iného uvádza, koľko kWh tepla sa stratí počas 24 hodín.

Výmena a rekonštrukcia vykurovacích telies

Väčšina pôvodných vykurovacích sústav bola navrhnutá na teplotný spád 90/70 °C. Súčasné predpisy vyžadujú, aby teplota vykurovacej vody bola maximálne 70 °C. Pri použití kondenzačného kotla je žiaduce, aby teplota vykurovacej vody neprekročila 60 °C, pri použití tepelného čerpadla by nemala byť vyššia ako 45 °C. Existujú aj vysokoteplotné tepelné čerpadlá s teplotou výstupnej vody až 80 °C. Pri prevádzke s vysokou teplotou však majú nízky vykurovací faktor, približne 1,5.

Výkon vykurovacích telies závisí od teplotného spádu, takže pri rekonštrukcii zdroja by bolo správne prepočítať výkon telies na iný teplotný spád, prípadne nainštalovať telesá s väčšou teplovýmennou plochou, čo však zvyšuje investičné náklady. Zvyčajne sa však zateplením zníži potrebný výkon zdroja, teplovýmenná plocha je dostačujúca a zníženie teplotného spádu je naopak žiaduce. Úplne nevyhnutné je nové hydraulické vyváženie sústavy a jej regulácia, inak nebude systém pracovať správne.

Plynová kotolňa, foto: Buderus

Správna prevádzka zdroja tepla

Väčšina zdrojov tepla má v súčasnosti veľmi komfortnú a úplne automatizovanú reguláciu. V prípade panelových bytových domov nemožno očakávať, že by nová kotolňa potrebovala kuriča. Aj napriek tomu je potrebné, aby kotolňu obsluhoval niekto, kto veľmi dobre pozná jej fungovanie a rovnako tak aj potreby domu. V ideálnom prípade by mala byť obsluha zainteresovaná aj na nízkej spotrebe tepla v dome. Aj moderný a účinný zdroj tepla, ak je zle nastavený a regulovaný, bude pracovať neefektívne a dodávať drahé teplo.

Pri výbere nového zdroja tepla je teda potrebné prihliadnuť aj na spôsob, akým sa bude v budúcnosti prevádzkovať – zmluvný servis jedenkrát za rok väčšinou nestačí. Niektoré zdroje, ako napríklad kogeneračné jednotky, si vyžadujú pomerne častý dohľad a pravidelný servis. Tieto náklady sa premietajú do ceny tepla a nemožno ich podceňovať.

Meranie a regulácia

Vo väčšine prípadov je v celej budove jeden zdroj tepla. Vyregulovať dodávku tepla v jednotlivých bytoch nie je vždy jednodu­ché. Spotreba tepla v jednotlivých bytoch sa stanovuje rôzne spoľahlivými metódami. Ak sa do každého bytu nainštaluje vlastný zdroj tepla (plynový alebo elektrický kotol, tepelné čerpadlo a pod.), je meranie spotreby v každom byte jednoduché a prehľadné. Podobne je jednoduchšie nastaviť individuálnu reguláciu v každom byte zvlášť. Nevýhodou sú vyššie investič­né náklady a záber miesta v byte.

Cena elektriny

V súčasnosti platí, že pokiaľ sa byt vykuruje tepelným čerpadlom, celá domácnosť má k dispozícii pomerne lacnú elektrinu v nízkej tarife počas 22 hodín denne. Tým sa môžu znížiť náklady na osvetlenie a ďalšiu spotrebu elektriny v domácnosti asi na polovicu v porovnaní s použitím bežnej tarify. Podobne aj pri elektrickom vykurovaní možno využívať lacnú elektrinu aj pre chladničky, osvetlenie a všetky ostatné elektrické spotrebiče v domácnosti. Pri bežnej spotrebe v domácnosti 2- až 3-tisíc kWh ročne ide už o významný prínos.

Text | Karel Srdečný, Jiří Beranovský, EkoWATT CZ

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov.