Protokol o seřízení otopné soustavy

Autor příspěvku popsal v plné nahotě situaci, kdy dodavatel prací na otopné soustavě, případně zpracovatel vyžadovaného regulačního protokolu, není schopen z naprosto objektivních důvodů zadaný úkol splnit.
Pokud je projektová dokumentace, a z ní vzešlé požadavky na hydraulické zaregulování otopné soustavy přenesené jako podklad pro zpracování regulačního protokolu, vyprojektována na původní otopnou soustavu a ve skutečnosti došlo např. k zateplení objektu, není pak v lidských silách dodržet pomocí nastavení regulačních armatur požadované průtoky jednotlivými částmi otopné soustavy, což by mělo být smyslem hydraulického zaregulování. Jak již bylo několikrát v našem časopise zmíněno, je možné na stávající otopné soustavě přijatelného stavu dosáhnout pouze změnou teplotních parametrů otopné vody tak, aby byl zachován původní průtok a reálné tepelné ztráty kryté otopnou soustavou byly v souladu se střední teplotou otopné vody, a tím i přenášeným tepelným výkonem příslušných otopných těles.

Recenzent: Zdeněk Číhal

Úvodem

bych rád poznamenal, že nepoužívám pojem „zaregulování“ otopné soustavy, jelikož vůbec nevystihuje proces a smysl činností, které je třeba provést vždy, aby byla soustava uvedena do takového provozního stavu, který zaručuje optimální a hospodárnou funkci soustavy podle projektu. Jde například o instalaci nové otopné soustavy, či po její rekonstrukci a technologických úpravách (třeba po zateplení budovy, ap.).

Pojem „regulace“ vyjadřuje soustavný proces, kterým jsou upravovány parametry vstupující do procesu tak, aby byly výstupní parametry soustavně na úrovni podle požadavků stanovených v projektu = potřebou objektu.

Otopná soustava je vybavena pasivními prvky, které se pouze nastavují (jejich nastavení se v průběhu regulace nemění) a aktivní prvky, které proces aktivně regulují (jsou opatřeny pohony pro aktivní nastavování podle okamžité situace). Aby proces regulace správně fungoval, musíme pasivní i aktivní prvky nastavit podle projektu na určené, tzv. výchozí hodnoty tak, aby mohly aktivní prvky průběžně regulovat celý proměnlivý proces, například teplotu otopné vody na výstupu z deskového výměníku, či na výstupu ze směšovací jednotky.

Aby regulace správně fungovala, musíme nejdříve všechny prvky nastavit, tedy seřídit, stejně jako automobil, či hodinky, atd. Při pouhém seřízení ještě nic neregulujeme. Toto je důvod, proč používám a rozlišuji pojmy seřízení a regulace. Proces trvalé regulace je podmíněn správným seřízením (nastavením potřebných hodnot, například omezovačem průtoku, tlaku, atd.).

Protokol o seřízení otopné soustavy

je vyžadován například jako podklad pro přiznání a vyplacení dotace, třeba v programech „zelená úsporám, či jiných případech“. Není cílem popisovat, kde všude a proč je takový protokol zapotřebí.

Vycházím z toho, že je protokol obecně vyžadován, například po zateplení objektu, kdy dochází i k podstatnému snížení tepelných ztrát a přitom bývá zachována stávající otopná soustava minimálně v rozsahu s již instalovanými tělesy a potrubními rozvody.

Protokol má v zásadě prokázat nejen to, že se změnami v otopné soustavě někdo po technických úpravách otopné soustavy zabýval, ale zejména to, že bylo dílo nejen provedeno podle projektu, ale že také podle něj funguje a soustava splňuje projektované předpoklady (parametry otopné vody jako jsou teploty a průtoky, ap.). O samotném formátu a formálních náležitostech takového protokolu asi není třeba diskutovat. Zákazník (do značné míry neznalý fyzikální podstaty problematiky zateplování a seřizování otopných soustav) se proto obrací na odbornou firmu, aby takový protokol připravila.

Teorie a praxe protokolu

Například po uvedení otopné soustavy do provozu (na základě projektu na zdokonalení otopné soustavy po zateplení) montážní firma prokazuje investorovi shodu naměřených veličin s hodnotami podle projektu. Někdy si investor přizve odborný dozor, který nekompromisně vyžaduje prokázání shody projektu s měřením na místě.

Bohužel se montážní firmy často dostávají do konfliktní situace, jelikož z různých fyzikálních příčin nemohou tuto rovnost měřením prokázat. Prostě to v běžné praxi není technicky dost dobře možné, jelikož se zpravidla jedná o otopnou soustavu, která má i stovky těles a i více jak desítky bytů, tedy možností, jak měření narušit nejen lidským faktorem, ale i vnějšími okrajovými podmínkami v době měření.

Nebudu rozebírat jednotlivé příčiny, ale připomenu, že na výsledek má vliv například chladnutí otopné vody po „cestě“ k nejvzdálenější stoupačce a tělesu, což ovlivňuje zatékání vody do těles, které neodpovídá projektovaným hodnotám, značná část uživatelů ani netuší, že se nějaké měření koná a polohu hlavice si upravuje jak chce (třeba v kuchyních a ložnicích bývá hodně těles uzavřeno) a ten, kdo měří také netuší kde a kolik uživatelů do měření neúmyslně zasáhne. Dalším faktorem jsou jakékoliv tepelné zisky, které při správném nastavení hlavic pracují automaticky = ovlivnění průtoků tělesem a stoupačkou. Značný vliv má na měření také příkon z oslunění okny na jedné straně budovy. Noční měření může být také značně zkreslené, pokud se v soustavě uplatňují tzv. noční útlumy a uživatelé velmi často na noc omezují vytápění. Velmi podstatnou příčinou nezdaru měření bývají nadměrné otopové křivky, které poskytují podstatně vyšší příkon, než odpovídá potřebě tepla = rychlejší dosažení teploty v místnosti a automatické omezování průtoku vody tělesem a stoupačkou, což je pro osobu provádějící měření naprosto „neznámou“ veličinou, atd., atd.

Není výjimkou, že se na přípojce stoupačky výsledky po sobě jdoucích 2 měření liší. Stačí, aby někdo otevřel nebo uzavřel termostatický ventil, anebo v průběhu měření vysvitlo Slunce a celou stranu budovy ozářilo (než se měřicí souprava či přístroj postupně přenese například mezi 20 a více stoupačkami nějakou dobu trvá).

Mohu přidat i malou poznámku o tom, že když všechny strany nezdaru zjistí, že nelze rovnost hodnot měření a tabulky z projektu docílit z různých objektivních příčin, začnou přemýšlet jak tu lákavou dotaci přesto získat. Najdou se totiž odvážlivci, kteří protokol o seřízení záhadným způsobem (možná se mýlím) přesto vypracují. Výsledky v protokolu nakonec ani nejde pořádně ověřit, jelikož žádný protokol neobsahuje popis kvalitativních okrajových podmínek, za kterých byly hodnoty naměřeny, aby je bylo možné opakovat.

Uvedu příklad z nedávné minulosti, kdy TDI (technický dozor investora) neústupně trval na splnění souladu protokolu s projektem.

Posuďte sami

Při prvním nahodilém měření na přípojkách stoupaček nastavených podle projektu se tlakový rozdíl pohyboval pod 1 kPa až téměř k nule, při nastavení omezovače diferenčního tlaku na 10 kPa. Přitom podle projektu měly být hodnoty prakticky nad 3 kPa. Z toho vyplynulo, že je průtok podstatně menší, než projektovaný.

Tab. 1 • Naměřené průtoky (okamžité hodnoty)
Mx ... průtok v m³·h^–1, Px ... výkon v kW, Tzx ... teplota změřená přívod °C, DTpzx ... teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou °C

Projekt v rámci zateplení objektu byl vypracován na instalovanou otopnou soustavu s tím, že předepisoval průtok otopné vody ve výši 15,85 m³·h^–1. V tab. 2 jsou uvedeny projektované hodnoty, které by měly být nastaveny na přípojkách stoupaček.

V průběhu doby přípravy měření bylo vícekrát odečítáno z kalorimetru, že je průtok i během relativně krátké doby proměnlivý. Co však bylo podstatné, že průměrný ­průtok byl cca 5,5 m³·h^–1 a ne 15,85 m^3·h^–1. Průtok je v průměru 34,7 %. Naměřené hodnoty v čase jsou v přiložené tab. 1. Venkovní teplota byla –2 °C.

Současně bylo ověřováno, zda je výkon dostatečný pro vytápěný objekt. Ukázalo se, že uživatelé nemají problémy s vytápěním v bytech. Přestože bylo vytápění v bytech v pořádku, byly hodnoty diferenčních tlaků na nahodile vybraných přípojkách stoupaček mimo hodnoty dané projektem!!! Jak již bylo zmíněno pod 1 kPa.

Kde je příčina, že provozní podmínky nesplnily projektované hodnoty? Kdo se dopustil chyby? Dodavatel díla, nebo projektant, či měl nesmyslné požadavky TDI??? Projektant v dobré víře vyprojektoval dílo na instalovanou otopnou soustavu, montážník splnil technické zadání podle projektu, jehož cílem bylo: „montáž a nastavení patních regulátorů jednotlivých stoupaček a výměnu regulátorů tlakové diference.“ Pro seřízení byly v projektu přiloženy tabulky dimenzí a hodnot nastavení. Projektované hodnoty jsou shrnuty v přiložené tab. 2, kde je rovněž přiložen přepočet nastavení na reálné průtoky.

Konflikt byl po pracném dokazování nakonec uznán jako neřešitelný a dodavatelem bylo odmítnuto ­vypracování fiktivního protokolu o „zaregulování“. Byl zpracován pravdivý protokol o nastavení seřizovacích armatur podle zadání v projektu a investorovi bylo doporučeno, aby nechal provést komplexní přepočet otopné soustavy na stav po zateplení. Přitom bylo konstatováno, že za těchto okolností není otopná soustava ani optimální a ani ekonomická...

Výsledky tlakových ztrát armatur, nastavení hodnot otáček a průtoků jsou porovnatelné z výsledné tab. 2 pro projektovanou soustavu. Výsledky z tab. 2 byly pro lepší porovnání seřazeny do grafu 1, ve kterém jsou nastavení pro projektované vyšší hodnoty a níže pro skutečné hodnoty po přepočtu na reálné hodnoty.

Zásadním problémem je fakt, že jsou za tohoto stavu prakticky všechny armatury pro tak malý průtok silně předimenzovány, a proto vychází jejich nastavení na tak malé hodnoty otáček, že se podle křivky výrobce pohybuje tolerance nepřesností přes 10 % (viz ilustrativní graf 2).

Co teď s tím?

Správné by bylo použít nastavení od 2.0 do 3.5. Již instalované armatury nahradit novými by bylo naprosto neekonomické, a proto se musí upravit teplotní parametry = snížit teplotní hodnoty (otopová křivka) tak, aby bylo možné zvýšit průtoky a tím se dostat do příznivější pozice na hydraulické charakteristice již instalovaných seřizovacích armatur na přípojkách stoupaček.

Tab. 2 V levé části projektované hodnoty a v pravé pod N0 je nastavení podle projektu pro celkový průtok 15,85 m³·h^–1. Pod N1 je nové nastavení pro změřený celkový průtok 5,42 m³·h^–1 (splňuje podmínku TDI). Při malých hodnotách N1 je již nastavení často metastabilní, spíše již nestabilní, jelikož působením termohlavic a osob zpravidla klesají v určitých situacích průtoky i pod hodnoty M1.

Závěr

V souvislosti s tímto případem vzniká otázka, jak se na první pohled pozná, že v praktických podmínkách vytápěného objektu není fyzikálně možné docílit požadované shody projektovaných a naměřených hodnot příslušných veličin? Je to velice triviální metoda i pro laiky, jelikož stačí pozorovat na fakturačním kalorimetru průtok (sám nebo po dohodě s dodavatelem tepla) a pokud průtok i při naprosto dostatečném vytápění nedosahuje projektované hodnoty v průběhu různých částí dne či měsíce, nelze při projektovaném nastavení armatur naměřit projektované tlakové ztráty na seřizovací armatuře!!!

V takovém případě je třeba provést nový přepočet otopné soustavy na bázi fyzikálně správných parametrů na stav po zateplení a výpočtový teplotní stav a parametry musí být stanoveny výpočtem a nikoliv tzv. odborným odhadem (například měli jsme 80/60 a nyní po zateplení si zvolíme 75/55). Tento postup je cestou do pekla. Fyzikálně správné parametry jsou ty, při kterých je rovnováha mezi teplotními a hydraulickými vlastnostmi pro každý konkrétní objekt. Tento postup je cestou, kterou nám vytvořila příroda.

---

Heating System Adjustment Protocol

The author of the article describes a situation where the heating system works supplier, or the contractor of the required regulatory protocol, is not able to fulfill the assigned task for an absolutely objective reasons.

If the project documentation (and related requirements for the hydraulic regulation of the heating system, transferred as a basis for the processing of the regulatory protocol) is designed for the original heating system and in fact, for example, building thermal insulation was done, it is not possible to meet required flows (by setting the control valves) through individual parts of the heating system, which should be the purpose of hydraulic regulation.

Keywords: heating system, regulation protocol, hydraulic regulation, flow, heating water parameters, heat loss, heat output