Hodnocení energetické náročnosti ohřívačů a zásobníků teplé vody
Inovativní přistup hodnotí míru skutečně efektivně využité energie (v teplé vodě) u nejrůznějších typů zásobníkových ohřívačů – tím jsou postaveny na jednotnou hodnotící základnu. Tento přistup je značně odlišný oproti dnes v tuzemsku zavedenému hodnocení energetické náročnosti ohřívačů, dle nějž jsou sledovány a hodnoceny pouze tepelné ztráty v klidovém stavu.
Ohřívače vody a zásobníky teplé vody (TV) byly mezi prvními produktovými skupinami, pro které EK zadala zpracování přípravné (ověřovací) studie. Práce na jejím vzniku započaly pro obě skupiny výrobků současně v roce 2006 a první návrh na možnou podobu ekodesign požadavků byl v konzultačním fóru projednán na počátku roku 2008.
S ohledem na problematičnost některých návrhů proběhlo jednání tohoto fóra od té doby dvakrát a nakonec dalo vzniknout pracovnímu návrhu nařízení, jehož poslední podoba připravená Komisí a rozeslaná k připomínkám pochází z června 2010 [17].
Tento návrh byl však opět předmětem velkého množství připomínek jak ze strany asociaci reprezentující zájmy průmyslu (např. sdružení CECED, EURELECTRIC, Eurocommerce ad.), tak i řady členských zemí. I kvůli tomu doposud nebyl odsouhlasen Výborem (přestože tak bylo v roce 2011 plánováno) ani samozřejmě vydán EK jako oficiální nařízení.
Spolu s přípravou standardů minimální energetické efektivnosti byly započaty přípravy na definici systémů energetického štítkování, které rovněž z pochopitelných důvodů zatím nedospěly ke konečnému výsledku.
Rozsah platnosti
Poslední pracovní návrh nařízení ze strany EK vymezuje platnost dále definovaných požadavků na ohřívače vody, které:
- jsou připojeny k externímu zdroji pitné či užitkové vody
- vytvářejí a přenášejí teplo pro možnou dodávku teplé pitné či užitkové vody o určité teplotě a množství v jistých časových intervalech
- slouží „pouze“ pro přípravu a dodávku teplé vody, nikoliv současně tepla pro vytápění
- a jsou osazeny jedním či více zdroji tepla, za které je považováno:
- spalování plynných či kapalných fosilních paliv
- využití Joulova efektu v elektroodporových prvcích
- sluneční termická energie
- teplo okolního prostředí (získávaného tepelnými čerpadly)
Předmětem regulace nemají být naopak například ohřívače využívající biopaliva (jakékoliv formy) či pevná paliva (fosilní i obnovitelné), dále ohřívače využívající teplo dodávané systémy dálkového vytápění a rovněž komponenty či polosestavy techniky na ohřev vody jiného typu než mající podobu zásobníkového ohřívače osazeného tepelným výměníkem či hořákem a kontrolními prvky.
Jinými slovy, požadavky nejsou určeny pro průtokové ohřívače či samostatné akumulační nádoby (neobsahující zdroj tepla). U této druhé skupiny však jsou navrhovaným přepisem limitovány tepelné ztráty vyvolané prostupem stěnami nádoby (viz níže).
Zaváděné požadavky na energetickou efektivnost
Požadavky na energetickou efektivnost ohřívačů vody byly formulovány na základě denních odběrových profilů. Celkem navrhované nařízeni obsahuje 10 profilů (od 3XS až po 4XL) lišících se množstvím spotřebované teplé vody, časem resp. intervaly, kdy je během dne využívána, a rovněž teplotou, s jako voda opouští spotřebič.
Výsledkem těchto profilů je odlišná celková denní spotřeba teple vody a rovněž užitečná energie v ní dodaná (tzv. Qref v kWh/den).
Pro každý tento profil zařízení obsahuje směrnou hodnotu celkové energetické účinnosti, kterou se rozumí podíl užitečné energie dodané v teplé vodě (Qref ) v poměru k energii spotřebované na její přípravu (ať už spálením paliva, odběrem elektřiny z distribuční sítě či získáním tepla ze slunečního záření). Do čitatele i jmenovatele jsou přitom připočítávány i distribuční ztráty spojené s dodávkou teplé vody do místa jejího faktického odběru (návrh nařízení je nicméně nevyčísluje a konstatuje pouze potřebu jejich stanoveni spolehlivou, přesnou a opakovatelnou metodou).
Navrhované hodnoty energetické efektivnosti pro každý tento odběrový profil se v čase mají přitom postupně zpřísňovat (viz tabulku).
Výrobci budou povinni splněni tohoto požadavku ověřit tím, že na daném výrobku otestuji (spolehlivou, přesnou a ověřitelnou metodou) maximální odběrový profil, pro který je daný typ ohřívače určen, a spolu s dalšími údaji jej deklarují v technické specifikaci výrobku.
Jakákoliv spotřeba elektrické energie je přitom ve výpočtu přepočítávána na primární energii za pomoci koeficientu (navrženo 2,5). Navíc, nařízení obsahuje možnost korekce celkové spotřeby primární energie koeficientem 0,93 v případě využití „chytré“ regulace, jejíž účinnost v této minimální výši musí výrobce prokázat.
Kromě těchto požadavků pak současně bylo nařízením navrhováno omezit max. velikost vodního zásobníku pro zátěžové profily XXS a XS na 15 resp. 36 litrů a rovněž definovat přípustné tepelné ztráty u zásobníků teplé vody pokud jde o prostup tepla jeho stěnami. Ty jsou mimochodem dnes předmětem národního systému energetického štítkování v případě elektrických ohřívačů. Navržen byl pro tyto účely výpočtový vzorec:
kde
- V
- je objem zásobníku v litrech
Platnost těchto směrných hodnot tepelných ztrát je stanovena do tří let od vstupu samotného nařízení v platnost.
Dále nařízení navrhuje určité limity na emise oxidů dusíku vznikajícího u ohřívačů osazených vlastním zdrojem tepla v podobě hořáku.
Termíny splnění
Pracovní návrh odkládá závaznost výše definovaných požadavků o jeden, tři respektive až pět let od vstupu nařízení v platnost. Samotné nařízení může být pravděpodobně přijato v průběhu roku 2012, jeho platnost však spíše bude zvolena až od počátku roku 2013.
Tabulka: Navrhované hodnoty min. energ. efektivnosti ohřívačů vody v % pro jednotlivé typy odběrových profilů a jejich závaznost od okamžiku přijetí nařízení v platnost
Očekávané dopady
Na výše popsaný pracovní návrh nařízeni EK byla podána celá řada připomínek, a to zejména ze strany členských zemí EU. Věcné argumenty upozorňují zejména na skutečnost, že navrhované hodnoty směrných čísel minimální energetické efektivnosti nemusí splnit elektrické zásobníkové ohřívače (bude-li u nich spotřeba elektřiny přepočítávána na primární energii přes jednotný koeficient 2,5).
Právě ony jsou dnes v několika zemích EU vč. České republiky páteří systému vyrovnávání odběrového diagramu elektrizační soustavy za pomoci centrálně řízené dálkové regulace (u nás nazývané jako systém HDO).
Tato argumentace je nepochybně racionální, zejména při představě masivní postupné náhrady dnes využívaných bojlerů průtokovými elektrickými ohřívači (které by si vyžadovaly i 10násobný příkon a ohrožovaly by vysokou soudobosti již v jinak exponovaných časech).
Ekonomická pozitiva plynoucí z nižšího zatížení zdrojů a přenosových kapacit v období odběrových špiček (vč. nižšího rezervovaného výkonu u konečných zákazníků) tak mohou v konečném důsledku převýšit přínosy z případného omezení zásobníkových elektrických ohřívačů v celonárodním měřítku. Přitom i případná záměna ohřívačů tohoto typu za jiné než průtokové a využívající elektrickou energii nemusí nijak snížit tepelné ztráty prostupem a navíc si bezpochyby bude vyžadovat další vícenáklady na instalaci.
Proto je ze strany navrhovatele snaha zvýhodnit ta provedení ohřívačů, která budou osazena „chytrou“ regulací. Její podstatou je schopnost ohřívače přizpůsobit teplotu vody během dne podle očekávaného charakteru odběru (tj. měnit její teplotu). Tuto „znalost“ regulace získá na základě empirických poznatků z předchozího období. Ohřívače na bázi systému HDO (a jemu podobných) jsou však řízeny centrálně dle požadavků provozovatele elektrizační soustavy a tuto funkci nemohou přirozeně vykonávat.
Na druhou stranu lze vyzdvihnout inovativní přistup hodnocení energetické náročnosti, kdy hodnocena je míra skutečně efektivně využité energie (v teplé vodě) u nejrůznějších typů zásobníkových ohřívačů – tím jsou postaveny na jednotnou hodnotící základnu.
Tento přistup je značně odlišný oproti dnes v tuzemsku zavedenému hodnocení energetické náročnosti ohřívačů, dle nějž jsou sledovány a hodnoceny pouze tepelné ztráty v klidovém stavu (bez jakéhokoliv odběru), a to jen u elektrických zásobníkových ohřívačů. Tím je tak opomíjen aspekt přiměřenosti velikosti zásobníku tomu, jakým způsobem je pak ve skutečnosti využíván.
Lze tedy předpokládat, že finální podoba nařízení se ještě bude měnit. Jeho přijetí však bude mít na trh v příštích letech v každém případě zásadní dopad.
Zdroj: Informační brožura a SEVEn: Přehled implementace směrnice o ekodesignu a požadavků na energetickou efektivnost vybraných skupin výrobků.
Innovative approach evaluates the extent of the energy used quite effectively (in hot water) for the various types of storage heaters - that are based on uniform assessment base. This approach is very different compared to today introduced inland evaluation of energy performance heaters, according to which they are monitored and evaluated only heat loss at a standstill.
