Lovosická 775 P9  190 00   M 607660843            centrotherm@seznam.cz

PROFESSIONAL HEATING

 Vývoj otopných soustav   Tvorba projektových podkladů    Projektujeme vytápění správně ?       Projekt uspoří víc než zateplení ?    Orientační ceny

=CRA=CENTROTHERM a SPOLEČNOST PRO TECHNIKU PROSTŘEDÍ odborná sekce 12 - projektování a inženýrská činnost, doporučují TERMOhydraulické řešení otopných soustav a sítí.                                                 TERMOhydraulika pro 21.století.

 Z čeho vznikla hodnota Kv ?       Panelové domy - renovace       Náprava funkce otop.soustav       Termostatické ventily správně    Návratnost investic

 TERMO-hydraulické řešení sítí   Nová otopná tělesa Slant/Fin   Stáhněte si otopové křivky    Levné projekty vytápění   Převody a pomůcky         HOME

 

Vytápění - projektování - vývoj - výzkum

 Aktivní úspory tepla termohydraulickým řešením pro 21. století
 VI. díl - Význam a začlenění aktivních úspor tepla
 J.V.Ráž, Dis.

V ČR byl boj o úspory tepla odstartován zákonem č.406/2000 Sb., který řešil aktivní úspory tepla regulační technikou, až na výjimky navrhovanou klasickými postupy, v horších případech i bez nich. Touto regulační technikou můžeme dnes nově vyvinutými postupy celkové aktivní úspory tepla i dodatečně zvýšit.

Úspory, dosažené volbou paliva a systému, lze dále zvyšovat pasivně - úpravami stavebních konstrukcí, nebo aktivně – činností regulační techniky a celkovou účinností regulačních procesů.

Pasivní úspory tepla zateplením
50% potřeby tepla na vytápění
Náklady cca 210000/ b.j.,
návratnost cca 30 let.

100%

AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA
klasickou regulační technikou
10 - 15% potřeby tepla na vytápění
Náklady cca 3000/ b.j.,
návratnoat cca 2 roky.

Pasivní úspory tepla
jsou závislé na nefyzikálních faktorech,
jako jsou například momentální ceny
paliv nebo stavebních prací a proto
mají proměnné hodnoty i časově
nestálý společenský význam.

AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA
TERMOhydraulikou
až 40% potřeby tepla na vytápění
Náklady cca 2500/ b.j.,
návratnost cca 7 měsíců při plném
využití tepelných zisků.

 AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA  pro stávající  otopné soustavy dodatečně aplikovanou
 
TERMOhydraulikou:
Náklady cca 800/ b.j., návratnost cca 2 měsíce, působnost ihned.

 AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA regulační technikou nepodléhají momentálním cenovým relacím,
 vztahují se ke všem způsobům vytápění a jejich společenský význam je stálý.
 Z každé jednotky jakýmkoliv způsobem vyrobeného tepla lze ušetřit až 40%, které v našich
 klimatických a sociálních podmínkách odpovídají dané úrovni tepelných zisků.
 Dosahuje se jich regulačními procesy.

 Obr.1 Hodnoty aktivních a pasivních úspor tepla.

Význam aktivních úspor tepla termohydraulikou
Z hlediska enviromentální strategie a společenského významu jsou aktivní úspory tepla prioritní především tím, že jsou téměř beznákladové a lze je okamžitě uplatnit na všech (i stávajících) otopných soustavách a rozvodných sítích, bez ohledu na stav zateplení budov. Termohydraulicky vyřešené soustavy a rozvodné sítě jsou připraveny ihned přejít na stav po zateplení budov bez dalšího vyvažování a seřizování armatur.

Zatímco pasivní úspory tepla vycházejí ze státní cenové politiky a statického fyzikálního působení teplotních polí, aktivní úspory tepla řeší složitější dynamiku řídicích a řízených veličin regulace ve vytápění   a proto se jejich vývoj „opozdil“. Narozdíl od relativně malého počtu modernizací a lokálně uplatněných tepelných čerpadel, solárních kolektorů i dalších progresivních technologií, jsou však aktivní úspory tepla připraveny působit celoplošně, v celé oblasti stávající i nově budované hromadné bytové výstavby, včetně rozvodných sítí CZT a zdrojů tepla – a to je obrovské PLUS, nedosažitelné žádnými jinými inovacemi a prostředky.

Typickou rozporuplnou částí oboru je právě CZT, které na jedné straně umožňuje omezit exhalace z lokálních zdrojů,vyčlenit je z hustě obydlených oblastí,aplikovat vysoce účinná opatření pro zajištění čistoty
ovzduší a zajistit maximální komfort, ale na druhé straně je výrazně limitováno cenou vyráběného   a distribuovaného tepla. Z obr.1 vyplývá, že při překročení ceny 500 Kč / GJ se CZT stane nejdražším způsobem vytápění, které ale přitom zásobuje teplem téměř všechny objekty hromadné bytové výstavby.

Je proto zřejmé, že boj o úspory tepla vyžaduje vedle osamocených progresivních projektů ještě celoplošně působící inovaci a hlavně prostředek, který na základě nových poznatků o regulaci změní nepříznivý poměr mezi úrovní tepelných zisků (40%) a 10% až 15% úspor tepla instalovanou regulační technikou.

Aktivní úspory tepla TH v objektech hromadné bytové výstavby – celoplošné působení u poloviny všech bytových domů
V Evropě je na Centrální Zásobování Teplem připojena zhruba polovina všech bytů. V Polsku 53%, na Islandu 85%, v Dánsku 51%, na Slovensku 40%, v Rumunsku 31%, v Estonsku 52%, ve Švédsku 42%, ve Finsku 50%, atd. .
V Čechách je to asi 1 505 000 bytů, které ročně spotřebují cca 60 200 000 GJ tepelné energie, což při průměrné ceně 400,-Kč/GJ v roce 2008 představuje cca       24 080 000 000,-Kč. Kdyby se regulační technikou podařilo zpracovat 40% reálně působících tepelných zisků z oslunění, vaření, koupání, provozu elektrospotřebičů  a pobytu osob, přineslo by to úspory nákladů na vytápění 9 632 000 000,-Kč, což je termohydraulickým řešením dnes reálné. Rozhodně je to přinejmenším dostatečným motivem k tomu, aby investoři, dodavatelé, distributoři i finální spotřebitelé tepla byli o této důležité možnosti informováni a aby jim byla nabídnuta.
Finanční úspory přitom nejsou jediným efektem a je zde ještě neméně významný vliv na životní prostředí i další vlivy, které termohydraulika umožňuje řešit, například zavedením nízkoteplotních parametrů po zateplení budov a dalšími opatřeními, kterými se prodlouží životnost všech otopných zařízení, odstraní hlučnost, zavzdušňování soustav, poruchové provozní stavy, apod. .

Aktivní úspory tepla TH v samostatných objektech
Aktivní úspory jsou výsledkem nového řešení regulačních procesů ve vytápění a proto nejsou závislé na velikosti nebo druhu otopných soustav. Uplatňují se všude, kde je nositelem tepla voda při libovolných parametrech. Lze je tedy stejně dobře využít jak při navrhování městských napáječů, tak například i v etážovém vytápění. Všechny úspory v obr.1 lze tím dnes zvýšit o dalších 25% až 30%.

Nejlevnější energie je energie nevyrobená
Plné využití tepelných zisků regulační technikou při zkoordinované funkci regulace znamená, že takto využitá tepelná energie nemusí být vůbec vyrobena. Nemusí být se ztrátami dopravována ke spotřebitelům, kteří ji nevyužijí, ale která už nevratně zatížila životní prostředí i finanční náklady dodavatele tepla. Teď si možná řekneme, že stejnou funkci plní i klasicky navržená regulační technika, ale mýlili bychom se.
Klasicky navržená regulační technika sleduje pouze část z mnoha parametrů, ovlivňujících ekonomiku provozu vytápění, nezajišťuje zkoordinovanou funkci obou složek celkové kombinované regulace a důležitou oblast kvantitativní regulace na prahu tepelných spotřebičů neřeší vůbec. Proporcionální pásmo prvků kvantitativní regulace tak není plně využíváno k regulaci, ale většinou pouze k nedostatečné kompenzaci neekonomických zkratových průtoků, vyplývajících z termického nevyvážení soustav a sítí.
V našem seriálu proto hovoříme o způsobech navrhování a seřizování regulační techniky, kterými jsou řešeny vztahy mezi řídicími i řízenými veličinami regulačních procesů a ekonomické regulační procesy jsou provozní funkcí regulační techniky skutečně zajištěny.

Termohydraulické aktivní úspory tepla působí na počátku i v koncových bodech soustav a sítí
Klasické hydraulické nebo hydronické řešení a vyvažování působí pouze na počátku tzv. „chráněných okruhů“ a nejdůležitější regulační procesy uvnitř těchto okruhů neřeší. Jenže průtoky celými dynamickými  soustavami i rozvodnými sítěmi, jsou řízeny právě aktivní činností regulačních prvků v koncových bodech, ležících mimo oblast působení klasických návrhových a vyvažovacích metod.
Vlastní tepelná pohoda, jako hlavní cíl řešení oboru vytápění, pak už je vysloveně záležitostí koncových bodů soustav, které klasickými postupy neřešíme. Termohydraulika funkci i úspory v koncových bodech řeší a pomáhá tak k zajištění nové úrovně i kvality vytápění.

Termohydraulika  řeší zásadní rozdíly mezi statickými a dynamickými soustavami
Nové řešení respektuje funkční specifika dynamických soustav, které se zásadně liší od soustav statických. Především tím, že funkční podmínky (hydraulické poměry) zde nejsou dány pouhým seřízením hydraulických odporů, ale tepelným působením v okolí teplotních čidel, které klasickými postupy neřešíme. Návrhem dynamické soustavy pouze z hlediska seřízení hydraulických odporů, nemůžeme zaručit její správnou funkci, ani ekonomiku jejího provozu, protože dynamické soustavy se podle hydraulických zákonů nechovají. Můžeme se spolehnout jen na předpoklad, že překročení vnitřní teploty o 2°C od nastavení hlavice přeruší přívod teplonosné látky do spotřebiče, takže průtoky mohou být vlastně „libovolné“, teoreticky mohou kolísat od maxima až k nule a je otázkou, proč vlastně hydraulické výpočty provádíme když se vztahují k podmínkám, které v reálném provozu nedokážeme zajistit. V reálné praxi pak řada firem „opustila projektování úplně“ a instalovala regulační techniku pouze „podle dimenzí a předpočítaných tabulek průtoků“, takže pomalu infiltruje názor, že se vytápění projektovat nemusí.

Na otázku, zda může nevyprojektovaná dynamická soustava fungovat, musíme říci ANO. Jakákoliv soustava bude „fungovat“ s rezervami nadbytečného výkonu čerpadel a protože voda v potrubí při omezovaném nebo dokonce přerušovaném průtoku nadměrně chladne, tak i při zbytečně vysoké teplotě vody na počátku rozvodné sítě. Ale nebude to funkce ekonomická a dodavatele tepla bude nutit ke stálému zvyšování cen, které v konečných důsledcích tržně působí proti jeho zájmům a snahám,  nabízenou službou se na trhu co nejvíce uplatnit. V mnoha případech se pak již dnes objevují tendence „odpojování spotřebitelů od rozvodných sítí“ a další přirozené reakce na nepřirozený stav, kterým je nerespektování rozdílů mezi statickými a dynamickými soustavami při klasickém projektování.
Musíme proto tuto situaci řešit a obor vytápění takové možnosti dnes má.

Náš seriál má ukázat, jak vývoj oboru vytápění pokročil ve prospěch dodavatelů i spotřebitelů tepla   a jak termohydraulické aktivní úspory tepla mohou ekonomiku vytápění i životní prostředí úplně změnit.

Ve 21. století disponuje obor vytápění sofistikovanými prostředky
Umožňuje přejít od předurčených hodnot k parametrickému řešení optimálních pracovních podmínek, při kterých může regulační technika pracovat ekonomicky, v oblasti nejvyšší účinnosti regulačních procesů a s nejvyšší mírou energetického využití tepelných zisků. Termohydraulické aktivní úspory tepla regulační technikou se tak staly nástrojem přímého řešení ekonomických vlastností dynamických soustav.

Aktivní úspory tepla se dnes přímo projektují
I když rozhodují o nejdůležitějších vlastnostech otopných zařízení, jsou řešeny ve zlomku finančních nákladů, spojených s jejich vybudováním nebo rekonstrukcí. Za zlomek nákladů můžeme dnes úplně změnit jak ekonomiku vytápění, tak jeho vliv na životní prostředí a můžeme přitom nadále využívat všech stávajících zařízení, bez nároků na jejich výměnu. To vše jsou obrovské výhody, stejně jako zachování všech pracovních postupů a vazeb na ostatní profese, bez nároků na zvláštní přístrojové vybavení, nebo montážní práce. V takové situaci se obor vytápění ocitl poprvé a  musíme toho racionálně využít ve prospěch všech.

V rámci osvěty bychom měli napravit pošramocené představy o regulaci vytápění, které se zrodily z nepochopení základních principů regulačních procesů, ignorují vztahy mezi řídicími a řízenými veličinami   a místo tepla za „řízenou veličinu“ považují průtok. Řídit průtok,  nebo teplo, jsou opravdu dvě velmi různé věci a je proto optimistické, že je dnes obor vytápění může důsledně rozlišovat a řešit.

Vžitá kritéria klasického hodnocení „správnosti“

Při klasickém hodnocení „správné funkce vytápění“ se nejvíce opíráme o naměřené „hydraulické parametry“, kterým přisuzujeme značnou důležitost a váhu, i když jejich skutečný vliv na funkci soustav je malý, jak ukazuje Tab. 1.

 
 Průměrné parametry soustavy při tp = 90°C konst. ,  měřitelné přístroji - nominální otopná plocha
Diferenční tlak na vstupu
do objektu (%)
Průtok G (%) Tepelný výkon soustavy (%) Vratná voda tz (°C) Teplotní spád Dtm (K)
20 44,72 79,61 54,35 35,65
40 63,25 89,40 61,71 28,29
60 77,46 94,43 65,61 24,39
80 89,44 97,67 68,15 21,85
100 100,00 100,00 70,00 20,00
120 109,54 101,78 71,42 18,58
140 118,32 103,19 72,56 17,44
160 126,49 104,37 73,50 16,50
200 141,42 106,20 74,99 15,01
500 223,61 112,29 79,97 10,03
1000 316,23 115,59 82,70 7,30
5000 707,11 120,27 86,60 3,40
10000 1000,00 121,42 87,58 2,42

Tab.1  Závislost výkonu a pracovních parametrů soustavy na vstupním diferenčním tlaku.
Autorská poznámka: V rámci zákona 406/2000 Sb. bylo zjištěno, že žádná z "hydraulicky vyvážených" soustav pro cca 5000 uživatelů nepracovala v reálném
provozu se správnými teplotními parametry vratné vody, i když klasicky projektované průtoky byly vyvažováním zajištěny. Kontrolními výpočty soustav pak bylo
prokázáno, že při hydraulickém vyvážení na klasicky projektované průtoky hlavní (teplotní) parametry být dodrženy fyzikálně nemohou a hydraulická kritéria
hodnocení "správnosti" funkce otopných soustav nemohou být v praxi používána, není-li soustava projektována
TERMOhydraulicky.

V rozsahu diferenčních tlaků 20% až 10 000% na vstupu do otopné soustavy se ve skutečnosti její tepelný výkon mění jen cca od 80% do 120% a vyvažováním
toho proto moc nezmůžeme. Většina soustav pracuje s nesprávnými průtoky, dokonce aniž bychom to na jejich funkci nějak poznali.
Většina montážních firem vám potvrdí, že "ať nastavíte regulační techniku jakkoliv, soustava funguje". To však jen potvrzuje, že taková soustava pracuje se
zbytečnými energetickými rezervami a tedy neekonomicky. Při ekonomickém provozu by totiž taková soustava musela nejen reagovat na chybné seřízení 
regulačních prvků, ale musela by pracovat i se správnou teplotou vratné vody dle otopové křivky, aby kvalitativní regulace mohla být plně účinná a skutečně šetřit
teplo.
Vliv nesprávných průtoků na dosažené vnitřní teploty místností může být dokonce tak malý, že teploty místností při nich nevybočí z legislativou povolených tolerancí (např. 20+/-1,5°C) a soustavy s průtoky například v rozsahu 50% až 500% mohou být z hlediska vnitřních teplot považovány za „bezchybné a správné“. Nesprávné průtoky jsou však přímo destrukční pro účinnost regulačních procesů a tím i pro ekonomiku celého vytápění. Asi si řeknete, že právě proto se vyvažuje, ale nikoliv. Nesprávně  pochopená a chybně aplikovaná „teorie hydraulického vyvažování“, využívaná někdy dokonce jako „prostředek k nápravě funkce vytápění“ takovým prostředkem není a ekonomiku vytápění nezajišťuje, protože klasickým projektováním určené a vyvažované průtoky jsou fyzikálně chybné. Jenže tyto průtoky
chybné být nesmějí, protože teplotní parametry nastavené otopové křivky se váží k průtokům správným a nejsou-li průtoky správné, pak je chybná nastavená 
otopová křivka. Teď si možná řeknete, že "otopovou křivku přece optimalizuje inteligentní regulátor" a tím jen otevřete další otázky, které zodpovíme později.
Nesprávně aplikovaná vžitá kritéria klasického hodnocení "správnosti" jsou  příčinou, že za "správné" mohou být považovány i projekty se zcela 
chybnými průtoky teplonosné látky, destrukčními pro efektivnost regulačních procesů a tedy pro úspory tepla regulační technikou. Investor pak
platí i takové projekty, které  nikdy zaplaceny být neměly, protože nenaplňují hlavní smysl projektování oboru.
 
  
Jsme přesvědčeni, že investoři, dodavatelé i distributoři tepelné energie, potřebují v této oblasti  účinnou pomoc. V oboru potřebujeme jasně definovat kritéria správnosti projektování dynamických otopných soustav a nemarnit finanční prostředky za neúčinné postupy, které úspory tepla nejen neřeší, ale dokonce  je
často znemožňují. Vyvážením fyzikálně chybných průtoků jsou totiž v soustavách a sítích nesprávné pracovní podmínky trvale stabilizovány.Plně si uvědomit
všechny společně působící vlivy je obtížné a pro projektanta "pracujícího pouze hydraulicky" dokonce nemožné. Nebo jste už viděli klasické projekty s vyřešenými 
individuálními otopovými křivkami, s číselnými hodnotami směšovacích poměrů, se zajištěnou aktivací teplotních čidel, s garantovaným přiřazením tlakových ztrát 
k hodnotám řídicích teplot, s hodnotami seřízení regulačních i vyvažovacích armatur na průtoky s garantovaným přenosem tepla ke spotřebičům, atd. ? Neviděli ?
Tak jak můžete vědět, že zakoupený projekt všechny tyto společně působící vlivy vyřešil a soustava bude správně a ekonomicky fungovat ?

Termohydraulika se proto při hodnocení správné funkce soustřeďuje na celý komplex sledovaných parametrů, v nichž dominují parametry teplotní a hodnoty seřízení regulační techniky, včetně seřízení teplotních čidel a průběhů otopových křivek. Kritéria správnosti projektování dynamických soustav přitom nejen definuje, 
ale současně pomáhá odstraňovat funkční problémy v klasicky projektovaných stávajících otopných soustavách. Důležitá je také pomoc projektantům při stanovení 
optimálních pracovních podmínek otopných soustav po zateplení budov.

Na základě jakých vstupních dat vzniká tak výrazná odlišnost výstupů termohydraulického řešení ?
Vstupní data dimenzionálních výpočtů potrubí, armatur a jejich seřízení, jsou prakticky shodná s daty klasického řešení. Rozdíl je jen v tom, že do výpočtu vstupují požadované tepelné výkony spotřebičů tepla (W) a nikoliv průtoky (kg h-1).  Takto vlastně obor vytápění  dimenzovat kdysi začal (prof. Rietschel), dříve  než se objevily Gregorovy, Laboutkovy, Suchánkovy nebo Rážovy výpočtové tabulky s hmotnostními průtoky.

Jediným vstupním datem „navíc“ je v termohydraulice požadovaná teplota vzduchu vytápěné místnosti pro základní seřízení termostatické hlavice se zajištěným zdvihem kuželek TRV, pro který výrobce uvádí závislost nastavení „předregulace“ TRV na požadované hodnotě „Kv“. Termohydraulickým řešením je pak zajištěn základní výchozí stav,
při kterém projektované tlakové ztráty nastanou při projektovaných vnitřních teplotách místností, což u klasického řešení dynamických soustav možné není. Při klasickém řešení proto projekt neobsahuje takové údaje, při kterých nastanou projektované (a projektem garantované) funkční vlastnosti díla. Má-li projekt plnit svůj  hlavní smysl a účel, pak tento stav je potřebné změnit jak to učinila termohydraulika, protože projekt s nezaručenou funkcí správný není a poctivou práci i snažení drtivé většiny kvalitních odborníků a projektantů vytápění anuluje.
U správně projektované dynamické soustavy musejí projektované tlakové ztráty a hydraulické poměry nastat při projektovaných vnitřních teplotách
místností a klasické projektování takové výpočty projektantům neumožňuje. Klasický projekt proto hodnoty správného seřízení regulační techniky 
ani obsahovat nemůže a vytvořeným dílem (klasickým projektem) nejsou investorovi garantovány funkční vlastnosti. ...

95% až 98% všech otopných soustav a rozvodných sítí však bylo řešeno, projektováno a osazeno regulační technikou  výhradně "klasicky".
Z odborného hlediska a hlavně v zájmu energetických úspor je proto nutné, aby investoři, projektanti i legislativci tyto důležité informace znali, bez ohledu na to,
zda je nám to příjemné, nebo nikoliv. Cílem jsou úspory tepla a těm je potřebné naši práci přizpůsobit.

Teplotu vzduchu „tv“ je potřebné určit poměrně přesně, proto se zpřesnění týká i výpočtu tepelných ztrát místností, kde jsou volená vstupní data (např. okolní teploty v nevytápěných místnostech, charakteristické číslo budovy „B“, místnosti „M“, atd.) nahrazena vypočtenými hodnotami, přičemž výpočet budovy probíhá v iteračních cyklech. Teplota vzduchu na obou stranách stavebních konstrukcí je fyzikálně správnější než přirážka na vyrovnání vlivu chladných stěn, která byla z výpočtu tepelných ztrát odstraněna už v roce 1981, na základě ZN schváleného hlavním autorem  Ing. Dr. Jaromírem Cihelkou.
Na první pohled někdy „drastické“ rozdíly výstupních dat jsou tedy jen výsledkem fyzikálně správných výpočtů a respektování základních fyzikálních vztahů. Korekce průtoků pak odpovídá úbytku tepelné energie na trase a podmínce zachování střední teploty topné vody pro zajištění účinnosti kvalitativní regulace, i pro dosažení zkoordinované funkce obou složek celkové kombinované regulace vytápění. Těmto požadavkům je následně přizpůsobeno vyvážení směšovacích okruhů i seřízení vyvažovacích armatur a návrh všech akčních členů regulace je proveden tak, aby regulačním procesem byla linearizována řízená veličina   (tj. regulovaný tepelný výkon) a nikoliv průtok. V souhrnu pak tyto úpravy znamenají tolik potřebnou revoluční změnu funkčních i ekonomických vlastností vytápění.

Celkově termohydraulické výpočty obsahují jen několik nově zavedených vztahů, jinak pracují s běžnými vztahy, ve kterých jen nahrazují dříve volená data vypočtenými hodnotami. Řeší však vzájemné relace mezi řízenou veličinou (tepelným výkonem) a dvěma řídicími veličinami (okamžitou vnější teplotou a multivalentními vnitřními teplotami), do nichž se promítají
tepelné zisky a proto mohou být řešeny jako úspory tepla.

Výstupní data termohydraulických výpočtů jsou pak pouze výsledkem naplnění základní energetické rovnosti, uvedené již v příspěvku „Princip termohydraulického řešení dynamických soustav“, kterou by měl splňovat návrh
každé (i klasické) otopné soustavy. Tato rovnost žádné „tajuplnosti“ neobsahuje, naopak obsahuje jen vztahy známé a pro oživení si ji připomeňme, neboť je kritériem správnosti řešení a projektování oboru vytápění obecně:



V této rovnosti člen A  vyjadřuje vztah mezi okamžitými energetickými nároky na vytápění Qcj a okamžitými řídicími teplotami (tvj , tej), kterým se v členu B musejí rovnat okamžité teplotní parametry topné vody (tpj , tzj) i výkon otopného Tělesa QTj a současně i přenos tepla od zdroje ke spotřebiči, vyjádřený členem C.

V klasické projektové praxi byly výpočtové vztahy původně určeny pro „ruční výpočty“ statických soustav, proto byly do krajnosti zjednodušeny a naplnění základní energetické rovnosti neřeší.  Dynamické soustavy jsou však svou funkcí i ekonomickým provozem zcela závislé na aktivaci teplotních čidel tepelným působením vlastní otopné soustavy a proto v nich přenos tepla i vzájemné vztahy řídicích a řízených veličin, řešeny být musejí.

Termohydraulika tedy vznikla jako „vynucené zpřesnění výpočtových postupů“, bez kterého nelze zajistit správnou funkci dynamických soustav, ani plnou výtěžnost aktivních úspor tepla z tepelných zisků.
Vstupní data jsou prakticky shodná s klasickým řešením, ale vyloučením zjednodušujících konstant a pouhých předpokladů klasického výpočtu, získáváme úplným řešením fyzikálních vztahů zcela jiná data výstupní, která se výrazně přibližují, často až ztotožňují, s naměřenými hodnotami v reálné praxi.
Ale termohydraulika není záležitostí jednoduché úpravy několika vzorečků, protože složitost spočívá v celkové provázanosti dat a vzájemného působení řídicích a řízených veličin, řešeného v iteračních cyklech a proto nelze termohydrauliku publikovat pouze jako „jednoduchou úpravu vzorečků“, jak jsme na to zvyklí z hydraulických řešení a z běžně publikovaných článků. 
V rámci našich příspěvků se snažíme o maximálně transparentní popis vyvinuté a praxí ověřené metody, ale vymezená plocha příspěvků má informační charakter. Má informovat o možnostech a přínosech  aplikací termohydrauliky, ale nemůže obsáhnout celou tématiku ve všech souvislostech a návodech   k řešení, které by se na plochu našich příspěvků rozhodně nevešlo, ani kdybychom ji zmnohonásobili. Přesto se zde snažíme, aby si čtenář mohl z našeho popisu utvořit alespoň ucelený a srozumitelný obraz. Jednoduchá odpověď na otázku "jak zajistit termohydraulické řešení soustavy" proto zní - v každém bodě naplnit základní 
energetickou rovnost sdílení tepla mezi zdrojem, otopnou soustavou, vytápěným prostředím a venkovním prostředím. Seřízení veškeré regulační techniky pak 
získaným výsledkům přizpůsobit.
Termohydraulické řešení aktivních úspor tepla umožnilo změnit celkovou účinnost instalované regulační techniky ve prospěch dodavatelů i spotřebitelů tepelné energie a přirozeně osloví jen ty z nás, které tématika úspor tepla skutečně zajímá. Vyšší pracnost projektování oboru může být přitom samozřejmě vnímána i negativně, ale ve století výpočetní techniky se domníváme, že za to úspory tepla stojí. Nová metoda není „připravovaným standardem nebo latentní pastí na projektanty“ a neohrožuje ani tvůrce klasického software, který si jistě dál bude řešit obor „po svém“. Uvnitř pracovního týmu jsme se přesvědčili, že termohydraulika má naopak sjednocující vliv, protože dokáže vysvětlit a vyřešit problémy, které se klasickým projektováním vyřešit nedají. Vždy budou odborníci, ortodoxně zastávající klasické metody a postupy, které jim z různých důvodů vyhovují. Minulost nás dlouhá léta učila, že vše  „je a má být stejné“ a to nás ovlivňuje.

Ale v současnosti na trhu už nejsou a nebudou „stejné projekty vytápění“, ani „stejné způsoby vyvažování“, podobně jako nejsou stejné vlastnosti ostatního zboží a získáváme možnost svobodné volby mezi "klasikou"  a stále zdokonalovanou termohydraulikou.

Pro všechny je zde k dispozici metoda, umožňující nejen spolehlivější a úspornější provoz vytápění, ale i odbornou spolupráci při řešení problémů klasického projektování. Termohydraulika pomáhá odstraňovat hluk, snižuje náklady na vytápění a přispívá ke zlepšení stavu životního prostředí. Proto považujeme za správné, o těchto možnostech uceleně a pokud možno populárně informovat. Kromě informací nabízíme konkrétní pomoc investorům i projektantům a jsme připraveni 
v rámci možností odpovídat na případné otázky, protože sjednocení přístupů k řešení úspor tepla je důležité. Musíme se oprostit od sebeuspokojení z toho, že 
soustavy "hřejí a proto jsou správné" a musíme se začít ptát za jakou cenu a proč mezi tepelnými zisky a úsporami tepla existuje tak propastný rozdíl.

Termohydraulika je v tomto smyslu sjednocující, protože  už nemusíme pracovat s odhady a předpoklady, které dříve nebylo možné dokázat a proto byly příčinou roztříštěnosti názorů a postojů. Naplněním základní energetické rovnosti se můžeme konečně v názorech a postojích sjednotit a to je i cílem informací, které ve skromnosti předkládáme až poté, kdy se měřením ověřily a praktickým provozem plně osvědčily. Aktivní úspory tepla regulační technikou dnes v praxi spolupůsobí s pasivními úsporami zateplením budov a naplňují enviromentální i ekonomické cíle oboru vytápění.

Kde se termohydraulika ekonomicky příliš neuplatní ?
Kdybyste se zeptali, zda ušetříte více tepla termohydraulikou, nebo když přestanete vytápět, odpověď by byla jednoznačná. Kdybyste nevytápěli, byla by spotřeba
paliva nulová a spotřeba tepla by nebyla snižována regulační technikou, i když by nulová nebyla. K dosažení určité  vnitřní teploty místností by se spotřebovávaly
tepelné zisky a vnitřní teplota v místnostech by byla úměrná jejich působení. V bytě panelového domu se zcela vypnutým vytápěním by ovšem nebyla teplota
shodná s venkovní teplotou, protože byt by byl temperován tepelnými zisky z okolí a o to víc by museli vytápět sousedé.
Termohydraulika (jakož i veškerá regulační technika) spoří teplo tam, kde je základní teplota trvale zajišťována tepelným působením otopné soustavy, tepelné 
zisky působí "navíc" a jejich působením by došlo ke zvýšení teploty, zajišťované otopnou soustavou. Účinnost regulační techniky tedy obecně klesá při 
přerušovaném nebo dokonce občasném vytápění, kdy "není co regulovat". "Úspory tepla" jsou proto vždy relativní, vztažené k nějaké základní vnitřní teplotě 
a "úsporou tepla" proto není snížení energetické náročnosti na vytápění, při současném snížení vnitřní teploty. Právě tím byla dříve veřejnost klamána, když byly
halasně publikovány "úspory tepla" termostatickými ventily 25% v případech, kdy vlivem zvýšeného hydraulického odporu po jejich instalaci "poklesla průměrná 
vnitřní teplota místností z původních 24°C na 20°C". Takové případy neměly být odměňovány "televizní slávou", ale spíše kritizovány, protože pokles vnitřní teploty 
o 4°C sám o sobě znamenal "úsporu tepla" 24% a nákladnou regulační technikou (vyvinutou pro úsporu 40% potřeby tepla v úrovni tepelných zisků) se ve
skutečnosti uspořilo jen 1% tepelné energie. A mohlo to být ještě méně, kdyby průměrný celoroční pokles vnitřní teploty místností (například různými útlumovými
programy) byl ještě větší.
"Útlumové programy" vznikly v době tzv. "energetické krize" ze zoufalé snahy snížit spotřebu energie na vytápění a nedostatkových paliv, ale jejich aplikací je 
snižována vnitřní teplota místností (například v noční době z 20°C na 16°C), takže z hledisky fyzikálního skutečnou úsporou tepla nejsou a naopak účinnost vlastní
regulační techniky snižují.
Fyzikálně zdůvodněné skutečné úspory tepla jsou tedy dosahovány pouze regulační technikou a realizovány regulačními procesy. Termohydraulika se pak 
ekonomicky plně uplatňuje tam, kde regulační procesy probíhají.
Druhým významem termohydrauliky je skutečnost, že hydraulické poměry, hydraulické odpory a seřízení všech vyvažovacích a regulačních prvků určuje pro 
průtoky, odpovídající požadovanému přenosu tepla. Proto je v těchto případech dokonalým nástrojem pro nápravu funkce otopných soustav a pro dokonalé 
hydraulické a termické vyvážení.


Literatura, podklady a hodnocení
J. Cihelka a kolektiv – „Vytápění, větrání a klimatizace“
Galád, Ráž – STP, Komplexní studie zateplování budov  - 2005
Ráž J., Genath B. – SHT „Echte Innenraum – Temperaturregulung mit Thermostatventilen“
Genath – Göke – Petitjean – Ráž – Kopřiva  „Konzultace o funkčních vlastnostech dynamických soustav"
Brož – ČVÚT „Posouzení eliminační termodynamické metody výpočtu otopných soustav“
Galád – „Průběžné hodnocení vlivu pracovních parametrů na funkci dynamických soustav“
Matějček – Ráž „Praktické ověření funkce a montáže termohydraulicky řešené dynamické soustavy“
Čermák – Senft „Vyhodnocení funkce termohydraulicky řešených soustav pro 1179 bytových jednotek“

VII. díl - Funkce a úspornost dynamických otopných soustav

Obr. 2  Základní energetická rovnost ukazuje,
jak správně, nebo nesprávně, projektujeme.
Kritéria správnosti projektování dynamických
otopných soustav se od obecných kritérií 
neliší, ale musejí být naplněna.

Člen A

Člen B

Člen C

 Regulační technikou, instalovanou podle zákona 406/2000 Sb., můžeme ušetřit až dvojnásobné množství tepla.