Měření spotřeby TeV – historie, popis a porovnání s MPM 22-07

Vzhledem k tomu, že jsme si vědomi problematičnosti měření spotřeby TV v objektech, dovolili jsme si svým nápadem a následnou realizací přispět k řešení tohoto problému. 

Předem bych chtěl poukázat na to, jaké jsme si vytyčili cíle pro dále popisované měření:

1) měření použitelné ve stávajících dvoutrubkových rozvodech TV
2) co nejnižší pořizovací cena
3) co nejnižší provozní náklady
4) jednoduchost zapojení (co nejméně komponentů)
5) dodržení přesnosti měření požadované pro vodoměry na TV v rozmezí od Qt po Qmax
6) nezávislost měření na elektrické síti

Jaká cesta je možná a jakou se ubírat dál:

a) levná varianta
Zcela logicky při dvoutrubkovém rozvodu lze uvažovat, že jednoduchost měření spotřeby je v tom, že dáme jedno měřidlo do přívodního a druhé měřidlo do vratného potrubí. K výpočtu spotřeby bychom pak použili rozdíl těchto dvou naměřených hodnot. Toto měření má však své úskalí a to v tom, že při stálém průtoku a povolené chybě samotných měřidel, dochází k matematicky vykazovanému nárůstu spotřeby vody, ač není vůbec odebírána, anebo naopak, k snížení spotřeby (výrobě) vody.

Pár příkladů proč toto měření nelze použít:

1) měření bez jakýchkoliv úprav pomocí stanovených měřidel s pouhým odpočtem rozdílů na stupnicích
hodinový průtok 15 m3 a sečtená povolená chyba vodoměrů (přívod +3% a vratná –3%) je +6% 
hodinový nárůst při nulovém odběru matematicky spočítané chyby je 0,9 m3
v obráceném případě bude při nulovém odběru matematicky spočítaný hodinový odběr  - 0,9 m3
V ročním zúčtování za spotřebovanou TV jsou pak takto vnesené chyby obrovské.

2)měření s upraveným pásmem diference
V praxi to znamená, že tam kde je diferenční měření byť s rozdílem 0,3 %, tak při nulovém odběru a trvalém průtoku 1 m3/h v ročním součtu může být náměr zkreslen až o 262 m3.

b) ne vždy uskutečnitelná varianta
Zabudování na každé odběrné místo v objektu vlastní měřidlo a používat ke stanovní spotřeby součet jejich naměřených hodnot (bytové vodoměry).

c) cenově náročnější varianta
Na patu objektu dát měření odběru do objektu s vlastním okruhem rozvodů TV a pro zajištění stále teplé vody v okruhu objektu zabudovat výměník s oběhovým čerpadlem a s měřením spotřeby dodaného tepla pro vlastní ohřev cirkulující vody v objektu.

Návrh řešení:
Protože z výše uvedených variant, na kterou se dá navázat tak aby splňovala všech šest výše vytyčených cílů, nám nejvíce vyhovovala varianta a), začali jsme ji řešit.

Začlenili jsme k dvěma průtokoměrům ještě matematický člen s vyhodnocovačem spotřeby, který zajišťuje (při určitém nastavení obou průtokoměrů s dodržením metrologických předpisů), aby se začala vykazovat spotřeba pouze v případě skutečného odběru TV. Tím jsme zamezili, aby docházelo k uvedenému případu v bodě a) a to nechtěného načítání, nebo odčítání v době, kdy je nulový odběr.  Zároveň jsme dosáhli i toho, že do skutečné spotřeby se započítává pouze absolutní chyba přívodního vodoměru.  (Blíže v popise samotného matematického členu s tím co všechno zvládá“ Patentově chráněno“.)
Tímto vskutku progresivním řešením, jsme dosáhli nízké ceny celkové sestavy měření spotřeby TV, minimálních zásahů do stávajících rozvodů a tím i jednoduchého uvádění do provozu a zároveň i zminimalizovali provozní náklady.
Vzhledem k tomu, že měřidlo funguje pouze v době odběru TV a kopíruje pouze chybu měřidla v přívodním potrubí, splňuje i metrologické požadavky na přesnost měření pro systémy měření TV. U této sestavy nedochází ani ke zvýšené chybě měření v době rozběhu vodoměru tak jako u ostatních variant, protože pracují v rozsazích nad Qt.
I přes výše uvedený odstavec je nutné zdůraznit, že se vložením matematického členu jedná o sestavu složenou z průtokoměrů „měřidel splňujících požadavky zákona č. 505/1990 Sb., o metrologii, ve znění pozdějších předpisů“ a matematického členu k usnadnění výpočtu spotřeby TV v objektu a nikoliv o stanovené měřidlo jako celek jak nám někteří možní odpůrci tohoto způsobu měření chtějí vnucovat. Nutno dodat, že i toto měření slouží pouze k přesnějšímu poměrovému rozdělení nákladů na výrobu odebrané TV, stejně jako např. bytové vodoměry varianty b) tak i systém měření varianty c), neboť v optimálním případě tím „nejpřesnějším“ a skutečným fakturačním měřidlem odebraného množství vody v tomto řetězci je vodoměr na SV na vstupu do ohřívačů TV.
Další výhodou uvedeného systému měření je možnost připojení nástavbových částí, kterými lze dále zjišťovat tepelné ztráty na rozvodech v objektu, nebo množství tepla dodaného do spotřebované TV.
Jak jste jistě z výše uvedeného poznali, naše měření není diferenčním měřením.
Měření využívá registrace obousměrného průtoku a vyhodnocuje zrychlení průtoku na průtokoměru v přívodním potrubí při odběru.
U sestavy našeho měření nedochází k započítávání diferenčních náměrů při nulovém odběru v čase a lze konstatovat, že při nulovém odběru je tento náměr skutečně nulový.

Zároveň lze konstatovat, že na rozdíl od diferenčního měření, kdy je potřeba aby měřidla měřili v co nejužším pásmu diference (což produkuje velké nároky jak na průtokoměry, tak na zkušební zařízení a zároveň průběžné kontroly v době provozu), není na tomto pásmu naše měření vůbec závislé (stačí provádět pouze bilanční kontroly, tak jako u všech měřidel, které se na našem trhu dodávají). V případě zpochybnění měření může pověřený technik provést kontrolu měření na místě jak vizuální kontrolu tak spuštěním zabudovaného testu. Tento test lze, jako kontrolu provádět např. při odečtech.
Následně platí i to, že pokud není požadavek na přesnost zkušebního zařízení a zároveň měřidel tak velká, je ověřování a nastavování samotných průtokoměrů značně jednoduší a časově méně náročné a tím přirozeně i levnější. Velmi významnou výhodou tohoto systému měření je skutečnost, že je zcela nezávislý na elektrické síti, neboť je napájen z baterie s šestiletou životností.

V neposlední řadě musíme poukázat na to, že stále platí dle zákona, že měření se umísťuje tam, kde dojde k nedohodě mezi dodavatelem a odběratelem a vždy je potřeba mezi dodavatelem a odběratelem se na způsobu měření dohodnout. Vždy to představuje změnu smlouvy.

Jsme si vědomi, že určitá část odborné veřejnosti, proti výše uvedené možnosti měření bude skeptická, ale je třeba si uvědomit, že technický vývoj jde dál. Tak jako nám např. pomáhá již dnes matematický člen k přesnému měření spotřeby tepla, ač se to zdálo možná před 50 lety někomu nemožné, tak i zde nám může pomoci šikovný nápad a matematika v elektronické podobě.   

Poznámka:
Ty, kteří chtějí porovnávat expertizu MPM s naším výrobkem, je potřeba upozornit, že je to stejné jako by chtěli porovnávat naftový motor dle podkladů pro benzinový.
Každý přece využívá jinou techniku. Pro upřesnění - MPM hovoří pouze o expertize na dvou měřicích metodách a to 1) měření s výměníkem a 2) pomocí diferenčních průtokoměrů „proto jsou zde tak velké nároky na samotné měřidlo a zkušebnu“.

Jak již MPM 22-07 uvádí v Odst. 1: expertiza uvedených metod měření dodaného množství teplé vody vychází z výsledků úkolu programu rozvoje metrologie a zapracovává odborné stanovisko Českého metrologického institutu. Expertiza vychází z výsledků pouze uvedených metod a tudíž není „Směrnicí pro přípustné metody ….“ pouze vyjadřuje stanovisko k uvedeným metodám. V opačném případě by uvedené MPM muselo mít název „Směrnice pro přípustné metody měření dodávek centrálně připravované teplé vody pro účely § 78 odst. 6 zákona č. 458/2000 Sb.
Odst. 2: V metrologické expertize jsou uvedeny podmínky pro správnost měření při použití v expertize uvedených metod.

Pro objasnění – „Smlouvy o dodávce tepla“:
Dodávka tepla se podle zákona uskutečňuje na základě smlouvy. Ten, kdo drží licenci na výrobu nebo rozvod tepelné energie, má za povinnost smlouvu o dodávce tepelné energie uzavřít za předpokladu, že má od odběratele nezbytné technické údaje, dodávka tepla je v souladu s územním energetickou koncepcí a tepelná přípojka resp. rozvodné a odběrné tepelné zařízení splňuje požadavky na hospodárnost, bezpečnost a spolehlivost dodávky tepla. Zákon jasně stanoví nezbytné náležitosti smlouvy o dodávce tepelné energie, mezi které patří mj. způsob rozdělení nákladů za dodávku tepelné energie na jednotlivá odběrná místa při společném měření odebraného tepla na přípravu teplé vody pro více míst. Ve smlouvě má být rovněž zakotven způsob ověřování a získávání údajů pro rozdělování nákladů. Pokud jsou z odběrného místa zásobovány teplem nebo teplou vodou další objekty, které mají různé vlastníky, musí smlouva o dodávce tepelné energie obsahovat i způsob rozdělení nákladů mezi tyto objekty.
Stejně jako v případě elektřiny a plynu dává zákon držiteli licence na rozvod tepelné energie některá oprávnění k cizím nemovitostem a právo ve vymezených případech přerušit nebo omezit dodávku tepla odběratelům.
Zákon č. 670/2004 Sb. stanovil, že při dodávce teplé vody společně připravované pro více odběrných míst musí držitel licence zajistit do 30. prosince 2009 měření dodaného množství teplé vody v každém odběrném místě pro poměrné rozúčtování nákladů na teplo pro přípravu teplé vody. Novela zákona tento termín mění na 1. září 2011. Dojde-li však k dohodě o způsobu rozdělení nákladů na jednotlivá odběrná místa mezi odběrateli a dodavatelem, povinnost instalovat měření není, tzn. že podle zákona ani nevzniká.

Průběh vývoje a realizace systému měření TV:
1994 – stanovení cílů a principu měření
1995 – poprvé byla provedena instalace měření TV v celém okruhu VS - Klášterec
1996 – Zápis užitného vzoru na Úřadu průmyslového vlastnictví
2002 – provedeno posouzení měřícího systému a jeho aplikace na ČVUT, fakulta stavební, KTZB
2005 – přihlášení na patentovém úřadě
2008 – udělení patentu Úřadem průmyslového vlastnictví pod číslem 299501

Posouzení shody s MPM 22-07:
Toto posouzení je vydáno na základě požadavku odběratelů.

Typ měřidla: Systém měření teplé vody (SM TV).
Výrobce:       KKS-SMS spol. s r.o.

Měřidlo splňuje bod „1.  Zadávací podmínky metrologické expertizy“ v celém rozsahu bodů 1.1 až 1.3

Tento systémem měření není do expertízy MPM 22-07 zapracován. Vzhledem k tomu nelze provést posouzení dle bodu 2. Metoda A „Přímé měření proteklého množství teplé vody do samostatného cirkulačního okruhu“ ani bodu 3. Metoda B „Zjišťování spotřeby teplé vody pomocí dvou vodoměrů diferenční metodou jako integrál rozdílu“.

Jak již MPM 22-07 uvádí v prvním odstavci, expertiza uvedených metod měření dodaného množství teplé vody vychází z výsledků úkolu programu rozvoje metrologie a zapracovává odborné stanovisko Českého metrologického institutu. Expertiza vychází z výsledků pouze uvedených metod, a tudíž není „Směrnicí pro přípustné metody ….“ pouze vyjadřuje stanovisko k uvedeným metodám. V opačném případě by uvedené MPM muselo mít již uvedený název „Směrnice pro přípustné metody měření dodávek centrálně připravované teplé vody pro účely § 78 odst. 6 zákona č. 458/2000 Sb.
Odst. 2: V metrologické expertize jsou uvedeny podmínky pro správnost měření při použití v expertize uvedených metod.

Princip SM TV:
Dodané množství teplé vody se stanovuje nepřímou diferenční metodou průtoků na vstupu a výstupu cirkulační smyčky v závislosti na skutečném odběru TUV indikovaném v přívodní větvi. (Nevyužívá tedy diferenční metodu jako integrál rozdílu proteklého množství teplé vody na vstupu a výstupu cirkulační smyčky.)

Popis činnosti:
Měření odebraného množství teplé vody je realizováno pomocí dvou průtokoměrů se snímači průtoku instalovanými na vstupu a výstupu cirkulační smyčky do objektu (v odběrném místě). Stanovení odběru množství teplé vody je realizováno v elektronické (vyhodnocovací) jednotce pomocí matematického členu (patentově chráněno) do nenulovatelného součtového registru vyhodnocovací jednotky jako dodané množství teplé vody. 

Vzhledem k principu měření není možné aplikovat požadavky na diferenční měření, uvedené v MPM 22-07, zejména v bodech 3.3.4; 3.4.2; 3.5.2; 3.5.5 a 3.6

Bližší popis měření viz.:
Komplexní měřící systém centralizovaného zásobování teplou užitkovou vodou (CZ TUV).
Posouzení měřícího systému a aplikace MÚO TUV společnosti KKS-SMS, s.r.o. Chomutov
Zpracovatel: Doc. Ing. Vladimír Jelínek, CSc.
ČVUT, fakulta stavební,
Katedra technických zařízení budov
Praha, 31.07. 2002
(Kromě knihovny ČVUT možno k nahlédnutí i v naší firmě. Pro kopírování nevlastníme autorská práva.)