Energetická účinnost budov - IUSES

Transkript

Energetická účinnost budov
Studentská příručka
Edice
CZ 1.0 - září 2009
Aktualizované verze ke stažení na webu projektu IUSES www.iuses.eu .
Prohlášení
Tento projekt je financován s podporou Evropského společenství.
Tato publikace vyjadřuje pouze názory svých autorů a Evropské společenství nenese žádnou zodpovědnost za
použití informací zde obsažených.
Autoři:
Sergio García Beltrán (CIRCE), Lucie Kochova (Enviros s.r.o.), Giuseppe Pugliese (CIRCE),
Petr Sopoliga (Enviros s.r.o.)
Překlad a úpravy:
Dana Tondlová, Lucie Kochová, Vlasta Švejnohová (Enviros s.r.o.)
Layout
Fabio Tomasi (AREA Science Park)
O této příručce a projektu IUSES
Tato příručka byla vytvořena v rámci projektu IUSES –Intelligent Use of Energy at School,
financovaného Evropským společenstvím pod Programem - Intelligent Energy Europe.
Partnery projektu jsou: AREA Science Park (Italy) CERTH (Řecko), CIRCE (Španělsko),
Clean Technology Centre - Cork Institute of Technology (Irsko), Enviros s.r.o. (Česká
republika), IVAM UvA (Nizozemí), Jelgava Adult Education Centre (Lotyšsko), Prioriterre
(Francie), Science Centre Immaginario Scientifico (Itálie), Slovenski E-forum (Slovinsko),
Stenum GmbH (Rakousko), University “Politehnica” of Bucharest (Rumunsko), University of
Leoben (Rakousko), University of Ruse (Bulharsko).
Poznámka k autorským právům
Tato kniha může být volně kopírována a distribuována za podmínky, že budou vždy zmíněni
její autoři, a to i v případě využití pouze její části. Učitelé, školitelé a jakýkoliv další uživatel
nebo distributor musí vždy citovat autory, projekt IUSES a Program Intelligent Energy Europe.
Kniha může být také svobodně přeložena do dalších jazyků. Překlad musí obsahovat citaci
autorských práv a přeložený text musí být zaslán koordinátorovi projektu
([email protected]), který ho opublikuje na webové stránce projektu IUSES, kde bude
umístěn volně k distribuci.
I
Klíč k symbolům
Definice: označuje definici
s vysvětlením co znamená termínu
Pamatuj: označuje něco důležitého,
podnět nebo zásadní informaci. Tyto
piktogramy sledujte pozorně!
Učební látka: toto je vždy na začátku
každé kapitoly a vysvětluje, co se v dané
kapitole naučíte.
Pokus, cvičení nebo činnost: Tento
piktogram označuje něco, co máte udělat
na základě prostudované látky
Webový odkaz: Ukazuje internetovou
adresu, kde můžete získat více informací
Odkaz:
pochází
Označuje, odkud informace
Případová studie: když uvádíme
konkrétní příklad nebo reálnou situaci
Klíčové body: toto je souhrn (většinou
s odrážkami) toho, co jste se naučili,
většinou na konci kapitoly
Otázka: označuje náš dotaz, vyžadující
vaši odpověď, nachází se zejména
na konci kapitoly
Úroveň 2: označuje detailnější oblast
II
IUSES — Příručka k budovám
OBSAH
1. ÚVOD ..........................................................................................................................3
1.1.
KONCEPCE BUDOV............................................................................................3
1.2.
TYPOLOGIE BUDOV ..........................................................................................4
2. STRUKTURA BUDOV ..................................................................................................7
2.1.
KONCEPT: A BUDOVA JAKO DÝCHAJÍCÍ KRABICE .........................................7
2.2.
OBÁLKA BUDOVY..............................................................................................9
2.2.1.
Izolace a stavební materiály........................................................................10
2.2.1.1.
Použití tepelných izolací: Obecné příklady........................................12
Okna, prosklené plochy a dveře.................................................................12
2.2.2.
2.2.2.1.
Klasifikace oken ........................................................................................13
2.3.
NÁVRH BIOKLIMATICKÉ BUDOVY .................................................................14
2.3.1.
Pasivní solární prvky...................................................................................16
2.4.
TYPY A NÁPADY PRO LEPŠÍ UŽÍVÁNÍ BUDOVY ..............................................18
2.5.
CVIČENÍ/OTÁZKY ...........................................................................................19
3. KLIMATIZACE .........................................................................................................24
3.1.
VYTÁPĚNÍ ........................................................................................................24
3.1.1.
Vnitřní mikroklima a pohoda.....................................................................24
3.1.2.
Systémy vytápění .........................................................................................25
3.1.3.
Typy teplonosné látky.................................................................................26
3.1.3.1
Horká voda............................................................................................26
3.1.3.2
Horký vzduch........................................................................................26
3.1.4.
Energetické zdroje ........................................................................................26
Fosilní paliva .........................................................................................26
3.1.4.1
3.1.4.2
Elektrická energie.................................................................................27
3.1.5.
Obnovitelné zdroje........................................................................................27
3.1.5.1.
Biomasa ..................................................................................................27
Tepelná čerpadla .......................................................................................28
3.1.5.2.
3.1.5.3.
Solární energie..........................................................................................30
3.1.6.
Solární energie .............................................................................................30
Otopné prvky ...............................................................................................32
3.1.7.
3.2.
CHLAZENÍ - KLIMATIZACE.............................................................................34
3.2.1.
Úvod .............................................................................................................34
3.2.2.
Jak pracuje klimatizační zařízení? .............................................................36
3.2.3.
Energetický štítek .........................................................................................37
3.2.4.
Různé varianty klimatizačních soustav.....................................................38
3.2.5.
Tipy a nápady, jak používat klimatizační zařízení .................................39
3.3.
CVIČENÍ / OTÁZKY..........................................................................................40
4. PŘÍPRAVA TEPLÉ (UŽITKOVÉ) VODY .....................................................................42
4.1.
DRUHY SPOTŘEBIČŮ NA OHŘEV VODY ..........................................................42
1
4.1.1.
Elektrické akumulační ohřívače ....................................................................... 43
4.1.2.
Elektrické průtokové ohřívače ......................................................................... 43
4.1.3.
Plynové (přímo ohřívané) průtokové ohřívače.................................................... 43
Plynové (přímo ohřívané) akumulační ohřívače............................................... 43
4.1.4.
4.1.5.
Plynové (nepřímo ohřívané) akumulační ohřívače ........................................... 43
Další možnosti ................................................................................................ 43
4.1.6.
4.2.
TIPY A RADY, JAK UŠETŘIT VODU A ENERGII ............................................... 44
4.3.
SOLÁRNÍ OHŘÍVAČE VODY ............................................................................ 45
4.4.
CVIČENÍ / OTÁZKY ......................................................................................... 45
5. OSVĚTLENÍ .............................................................................................................. 47
5.1.
DENNÍ SVĚTLO ................................................................................................ 48
5.2.
UMĚLÉ OSVĚTLENÍ......................................................................................... 48
Světelné zdroje............................................................................................. 49
5.2.1.
5.2.2.
Svítidla .......................................................................................................... 50
5.2.3.
Spotřeba energie .......................................................................................... 50
5.3.
CVIČENÍ / OTÁZKY ......................................................................................... 51
6. ELEKTRICKÉ A ELEKTRONICKÉ PŘÍSTROJE A ZAŘÍZENÍ (A SOLÁRNÍ PV systémy)... 53
6.1.
PŘEHLED......................................................................................................... 53
6.1.1.
Hlavní tipy, jak ušetřit energii................................................................... 57
6.2.
ELEKTRICKÉ SPOTŘEBIČE ............................................................................. 57
6.2.1.
Ledničky: ...................................................................................................... 57
6.2.2.
Pračky: ......................................................................................................... 58
6.2.3.
Myčky nádobí .............................................................................................. 59
6.2.4.
Domácí elektronická zařízení - přístroje pro zábavu a domácí kancelář60
6.3.
CVIČENÍ / OTÁZKY ......................................................................................... 62
6.4.
FOTOVOLTAICKÁ ENERGIE............................................................................ 65
Proces přeměny slunečního světla na elektřinu ¨ ................................................ 65
6.4.1.
6.4.1.
Použitelnost fotovoltaických technologií .................................................... 67
Kolik elektřiny může PV systém vyrobit?................................................ 68
6.4.2.
6.5.
CVIČENÍ / OTÁZKY ......................................................................................... 72
7. CVIČENÍ – MONITOROVÁNÍ SPOTŘEBY ENERGIE – ENERGETICKÝ AUDIT
domácnosti/školního zařízení................................................................................ 75
2
1. Úvod
Učební látka: V této kapitole se naučíte:
Co je to budova
Jaké typy budov rozlišujeme


1.1 Koncepce budov
Definice: Budova je člověkem vytvořená konstrukce sloužící k ochraně nebo
zastřešení pro jakékoliv využití nebo k trvalému obývání. Je plně uzavřena vnější
obálkou (to znamená vnější zdi, střecha, podlaha), která vytváří její vnitřní
mikroklima.
Budovy se vyskytují v široké škále tvarů a funkcí a během svého vývoje se přizpůsobovaly
množství různých faktorů – jako jsou dostupné stavební materiály, podnební podmínky, ceny
pozemků, vlastnosti podloží, specifické využití a estetické důvody.
Budovy slouží řadě společenských potřeb – primárně jako ochrana před vnějšími vlivy a jako
hlavní životní prostor zajišťující soukromí, k uskladnění osobních věcí a k pohodlnému žití a
práci.
Budova jako přístřeší představuje fyzické oddělení lidského obydlí na uvnitř (místo, kde je
pohodlí a bezpečí) a venku (místo, které může být nevlídné a nebezpečné). První obydlí na Zemi
postavené relativně blízkým předchůdcem člověka bylo vybudováno pravděpodobně před
500,000 roky naším předchůdcem, Homo erectus.
Vytvořit požadované vnitřní mikroklima je velice energeticky náročné. To znamená, že výstavba
a provoz budov má obrovský přímý i nepřímý dopad na životní prostředí. Budovy nejen
spotřebovávají zdroje jako je energie a suroviny, ale také vytvářejí odpad a potenciálně
nebezpečné atmosférické emise. Tím jak postupně narůstá ekonomika a populace, designéři a
návrháři budov čelí zásadní výzvě - uspokojit potřeby u nových a renovovaných objektů tak, aby
byly dostupné, bezpečné, zdravé a produktivní při minimálním dopadu na životní prostředí.
Moderní odpověď na tuto výzvu volá po integrovaném, synergickém přístupu, který zahrnuje
všechny fáze životního cyklu budovy. Tento "udržitelný" přístup podporuje zvýšený závazek
vůči ekologickému hospodaření a ochraně přírody a má za výsledek optimální vyvážení přínosů
nákladových, environmentálních, společenských a lidských, při naplnění poslání a fungování
konkrétního objektu nebo infrastruktury.
Hlavní cíle udržitelného návrhu jsou předejít vyčerpání zdrojů energie, vody a surovin; prevence
ekologického znehodnocení způsobeného budovami a infrastrukturou prostřednictvím jejich
životního cyklu; a vytvořit prostředí, které je obyvatelné, pohodlné, bezpečné a produktivní.
1.2 Typologie budov
Abychom v této knize oddělili obytné budovy od ostatních budov a jiných staveb, které nejsou
určeny pro nepřetržitý pobyt osob, nazýváme tyto dále jako neobytné stavby nebo jednoduše
stavby.
Budovy můžeme rozdělit podle účelu, k němuž byly vybudovány:
3
1) Obytné budovy – dům s bytovými jednotkami, dvoudomek, řadová zástavba, chata, zámek,
jurta, iglú, statek, družstevní dům, kolej.
Vyfotil Michael Gardner
2) Vzdělávací a kulturní budovy – škola, gymnázium, univerzita, střední škola, knihovna,
muzeum, galerie, divadlo, koncertní hala, opera.
3) Komerční stavby – banka, kancelářská budova, hotel, restaurace, tržiště, obchod, nákupní
centrum, sklad.
4) Správní budovy – radnice, konzulát, soud, parlament, policejní stanice, pošta, požární
zbrojnice.
4
5) Průmyslové budovy – pivovar, továrna, slévárna, těžební zařízení, elektrárna, pila
6) Zdravotnická zřízení – nemocnice, poliklinika, ordinace
7) Zemědělské budovy – např.: stodola, kurník, skleník, silo, mláto, stáje, chlévy, mlýny
Vyfotil Lars Lentz
8) Vojenské budovy – kasárna, kryt, pevnost, tvrz, opevnění
9) Parkování a sklady – garáže, skladiště, hangár
10) Náboženské budovy – kostel, katedrála, kaple, mešita, klášter, synagoga, chrám
11) Sportovní objekty – stadion, bazén, tělocvična, hřiště
Existuje mnoho druhů budov a také existuje mnoho variant požadavků na tyto budovy. Všechny
typy těchto budov mají vytvořit vhodné vnitřní mikroklima pro účely, ke kterým byly
vybudovány. Pro všechny typy budov jsou požadavky různé, např. ve skladišti potřebujete nižší
vnitřní teplotu a podstatně nižší vlhkost než uvnitř plaveckého bazénu.
5
Webové odkazy
http://en.wikipedia.org/wiki/Building
http://www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/thermal/buildings/configuration/
building_orientation.html
http://lonicera.cz/awadukt_thermo/
http://www.vsekolembydleni.cz/clanek.php?id=166
http://www.passivehouse.co.uk/
6
2.
Struktura budov
Důležitá role obálky budovy a jak může být energií plýtváno (včetně “principů
přenosu tepla”)
Přehled nejběžnějších stavebních a izolačních materiálů
Základní pojetí bioklimatického designu budov
2.1 Koncept: A budova jako dýchající krabice
Na budovu může být pohlíženo jako na krabici, která chrání svůj obsah před klimatickými vlivy
jako jsou venkovní teplota, vítr, déšť, atd.
Vnitřní pohodlí, nemluvě o subjektivním pojetí, závisí převážně na dvou faktorech: vnitřní
teplotě a vlhkosti. Je patrné, že horšího pohodlí se dosahuje, když vysoká teplota s vysokou
vlhkostí působí společně.
Povrch budovy, obálka, pracuje jako výměník s vnějšími klimatickými změnami, čerpající teplo
ze slunečních paprsků a uvolňující teplo do prostoru (větrání a nedostatečně izolovaná obálka).
Obálka, mimo svého úkolu obalit a chránit budovu, by měla dovolit budově dýchat, aby se
předešlo zvýšení vnitřní vlhkosti a dosáhlo správného vyvážení mezi teplotními zisky a
ztrátami*.
Obr.1 Energetická rovnováha budovy
Tato speciální fotografie (infračervený snímek pořízený termovizní kamerou*) ukazuje teplotní
podmínky budovy, s jasnějšími oblastmi (žlutá), které jsou teplejší, zatímco tmavší místa
(červená/modrá) jsou oblasti chladnější. Nejjasnější body ukazují, kudy nejvíce uniká teplo.
Na tomto obrázku například má povrch stěn teplotní rozdíl (teplotu) 6,1 ºC v tepelném mostě
u podlahy (Sp2 = 6.2ºC). Na zdi je to 1,1ºC (Sp1).
7
Obr.2 Termovizní snímek budovy
Jak je vidět na obrázku, teplo uniká okny a teplotními mosty způsobenými napojením stropů na
stěnu.
Obr.3 Termovizní snímek budovy
Proč se to objevuje?
Definice: Výše je popsán fyzikální fenomén
známý jako “Přenos tepla”. V souladu s tímto,
“Teplo vždy plyne od teplejšího do
studenějšího prostoru”.
To znamená, že v zimě se teplo uniká přímo z vytápěných
obytných prostor do vnějšího prostředí a do přilehlých
nevytápěných podkroví, garáží a sklepů – všude kde je
rozdíl v teplotě. Během léta se teplo proniká zvenku
dovnitř do domu.
K udržení pohodlí musí být ztráta tepla v zimě nahrazena
otopným systémem a naopak teplo získané v létě musí být
odejmuto klimatizací. To znamená ztrátu obrovského
množství energie ve většině budov. V Evropě připadá
70% průměrné energetické spotřeby domácností na
Obr.4 Rozdíl teploty a přenos tepla
udržování domova na příjemné teplotě. Obvykle se pro
otopné systémy používá elektřina a zemní plyn, a elektřina pro téměř veškeré chladící systémy.
Vytápění budovy představuje největší spotřebu energie v zimním období. Je-li spotřeba tepla
redukována izolacemi, rekuperací tepla, speciálními okny, pasivními solárními systémy a dalšími
8
prostředky, může být systém vytápění postupně zjednodušen a energetické požadavky na
vytápění se zmenší, čímž se zároveň zmenší účet za energie a sníží se emise CO2.
Koncept BOX
Principy přenosu tepla
Pamatuj: Teplo je vždy přenášeno z teplejší do studenější oblasti prostřednictvím tří
mechanizmů:
Obr.5 Přenos tepla



Přenos tepla vedením (kondukcí) se objevuje v pevné hmotě, když mají její molekuly
rozdílnou teplotu. Teplejší molekuly přenášejí energii (teplo) na chladnou stranu materiálu.
Například, lžička ponořená do šálku horké kávy vede teplo skrze své držátko až k ruce,
která ji drží. V budovách se přenos tepla vedením uskutečňuje především skrze zdi a okna.
Konvekce je přenos energie prouděním tekutin a plynů. Teplý vzduch stoupá a je
nahrazován studeným vzduchem načerpaným zvenčí. Ve vícepodlažních budovách*
s nevhodným vnitřním rozdělením může toto vytvářet mocné a nehospodárné proudy.
Přenos tepla zářením (radiací) se uskutečňuje tam, kde je energie dopravována
elektromagnetickými vlnami*. Na rozdíl od jiných mechanismů vyzařování nepožaduje
přenosné médium k rozšiřování. Radiace do budov se vyskytuje především skrze prosklená
okna a dveře, ale nejsou-li dobře zaizolovány zdi, záření dopadající zvenku může ohřívat
vnitřní plochy přenosem tepla.
2.2 Obálka budovy
Většina energetických ztrát v budově vzniká z důvodu nedostatečně izolované obálky, která se
sestává ze zdí, podlah, střechy, dveří a oken. Následující obrázek ukazuje odkud většinou
probíhá přenos tepla, např. vnější zdi a sousedící nevytápěné prostory.
Pamatuj: Vhodné konstrukční prvky a izolační materiály umožňují snížit potřebu
vytápění nebo chlazení tím, že poskytují efektivní odolnost vůči prostupu tepla, anebo
řečeno jednoduše, lépe udrží vnitřní teplotu.
Barva venkovní fasády je také důležitá vzhledem ke svým vlastnostem při odrazu nebo
pohlcování slunečního světla. Bílé a světlé barvy působí jako reflektor, zatímco černá a tmavé
tóny sluneční svit absorbují.
9
Obr.6 Energetické ztráty v běžné budově
2.2.1 Izolace a stavební materiály
Definice: Izolace jsou všechny materiály s vysokou odolností
vůči teplotnímu proudění.
Některé běžně používané materiály pro domácí izolace mohou být
roztříděny dle typu:

Rostlinné: korek, dřevěné lýko, len, sláma, atd.

Minerální: skleněné vlákno, minerální vlna, keramzit, karbidy kovů,
pěnové sklo, atd.

Syntetické materiály: pěnový polystyren, polyuretan a fenolové
pěny, PVC, atd.
Mimo to jsou izolační materiály dostupné v řadě forem. Kromě pevných izolací existují: koberce
ve formě balíků nebo rolí, lehce foukaná vlákna, pěnová a nástřiková izolace, atd.
Mohou být použity společně, čímž se zvýší izolační vlastnosti,
ale to vyžaduje profesionální instalaci a správné nakombinování.
Dobrá izolace může snížit přenos tepla zdmi, střechou, okny,
atd., spolu s následujícími výhodami:

Šetří energii, protože snižuje energetické ztráty během
chladných dnů a umožňuje menší chlazení a nižší teplotu
během horkých letních dnů.
10
Zvyšuje pohodlí eliminací efektu “studených zdí”* vznikajícího na vnějších zdech a oknech
(teplotní rozdíl mezi povrchem zdi a teplotou v místnosti by neměl být větší než 4°C).

Snižuje riziko kondenzace*, která může způsobit poškození na izolaci budovy a stavebních
materiálech, změnu barev a nezdravé životní podmínky. Riziko kondenzace narůstá při
nižších okolních teplotách.

Zabraňuje náhlým teplotním výkyvům, chrání budovu před vznikem trhlin a teplotní
rozpínavosti.

Zlepšuje akustiku budovy.
Izolační materiály jsou většinou klasifikovány podle teplotního odporu (označováno hodnotou
R), která určuje odolnost materiálu vůči prostupu tepla (viz odstavec 2.2.1.2). čím větší je
odolnost, tím větší je izolační účinnost.
Tepelně izolační vlastnosti závisí pochopitelně na typu materiálu, jeho tloušťce a jeho hustotě.
Pro názornost se podívejme na srovnání mezi 10cm silnou tepelnou izolací a ostatními
stavebními materiály.

Graf 1. Srovnání materiálů
Pamatuj: V zimě ztrácí každý čtvereční metr neizolované zdi energii srovnatelnou se 3 až
6 litry nafty (ve vazbě na naftu, která je teoreticky spotřebovaná pro vytápění prostor bez
izolace). S dobrou izolací jsou tyto ztráty sníženy na jednu šestinu. Zdvojením tloušťky
izolace na zdi bez otvorů z 45mm na 90mm můžeme ušetřit kolem 30% energie.1
Pro jakoukoliv budovu starší 20 let nebo nedostatečně zaizolovanou lze doporučit úpravu a
zlepšení tepelně izolačních vlastností, čímž se dá snadno dosáhnout 50% úspor energie na
vytápění a klimatizaci.
Společně s izolací je pro dosažení vysoké úrovně pohodlí za nízké náklady nezbytný správný
výběr stavebních materiálů, ačkoliv se to spíše týká budov nově stavěných nebo je-li potřeba
zásadní renovace.
Například, dutá keramická cihla má velice dobré izolační vlastnosti (neboli vysoký tepelný
odpor) a ostatní materiály jako tepelný jíl mají vlastnosti dokonce ještě lepší.
Obr.7 Příklad duté cihly s výbornými izolačními vlastnostmi
1
Obr.8 Příklady cihel z jílu
Energetický standard budovy je většinou měřen podle energie na vytápění a chlazení (kWh) na každý čtvereční metr
podlah budovy (m2) během jednoho roku. Proto když mluvíme o energetických ztrátách nebo úsporách ve vztahu k izolaci,
vztahujeme je na tu energii (vyjádřeno v kWh nebo v ekvivalentu spotřebované nafty), která by byla spotřebována nebo
ušetřena na vytápění a chlazení.
11
Tyto cihly mají vnitřní strukturu vzdušných chodeb, což pomáhá dosáhnout dobré tepelné a
akustické izolace.
Pro shrnutí, jako doplnění stavebních materiálů je důležité použít vrstvu izolačních materiálů,
aby bylo dosaženo nižší spotřeby energie a většího pohodlí.
2.2.1.1 Použití tepelných izolací: Obecné příklady
1.
Zaizolování fasády (zdi a okna):
Aplikací tepelně izolačního materiálu na vnější nebo vnitřní zdi nebo vstřikováním izolace
do zdiva a výměnou oken a skel lze přispět k výrazným úsporám energie.
2.
Izolace střechy, podlahy a stropu:
Aplikací tepelně izolačního materiálu mezi krokve* nebo položením izolace na podlahy či
stropy, které jsou v kontaktu s nevytápěnými prostory, lze docílit značných úspor energie.
3.
Izolace teplovodního potrubí:
Obalením teplovodního potrubí tepelně izolačním materiálem lze omezit tepelné ztráty při
distribuci teplé vody.
2.2.2 Okna, prosklené plochy a dveře
Pamatuj: Toto jsou nejslabší části obálky budovy zodpovědné v průměru za jednu
třetinu tepelných ztrát domácností v zimě a ztrát při chlazení v létě.
Je to způsobeno únikem vzduchu, prostupy a tepelnými mosty* podél rámů
výplní, a také vedením tepla skrze materiály ve výplních. Běžná okna většinou
špatně těsní a těmito netěsnostmi uniká značné množství tepla.
Okna a skleněné povrchy, které tvoří důležitou část povrchu budovy, zabraňují
tepelným ztrátám podobně jako ostatní části obálky, ale mají ještě jinou
důležitou úlohu: poskytují přirozené denní světlo a díky slunečnímu svitu
umožňují získávat teplo do vnitřních prostor (především v chladných zemích
nebo během zimního období).
Pamatuj: Podobně venkovní dveře jsou zodpovědné v průměru za 10% tepelných ztrát
domácností.
Obvykle je zapotřebí je usadit a utěsnit těsněním* především v jejich spodní části nebo použít
pryžové těsnění k zamezení úniku vzduchu. Jsou-li dveře již staré, je dobré je nahradit novými,
vyrobenými z některých dobře tepelně izolujících materiálů (dřevo, dvojitý hliník vyplněný
izolační pěnou nebo těsnící clonou, atd).
V této oblasti jsou kritické dva kroky:

Vhodný tvar a správná pozice oken a skleněných výplní;

Výběr energeticky efektivních oken (která jsou vysoce odolná proti proudění tepla).
1.
2.
Velká okna by měla být situována na jižní straně, čímž umožní
zimnímu slunci zahřát vnitřní prostory. Naopak během léta, kdy
je potřeba ochránit se před horkým letním sluncem, by se mělo
používat vhodné zastínění oken, roleta, žaluzie, clona či veranda
před oknem. Naopak okna situovaná na severní straně domu by
měla být menší velikosti, aby se zabránilo prostupu chladného
vzduchu od severu.
Existuje několik stupňů účinnosti u oken, většinou odvislých od
12
materiálu rámu a vlastností skla. Na příklad okno s hliníkovým nebo
ocelovým rámem umožňuje velký prostup tepla (nízký tepelný odpor),
zatímco dřevěný rám je lepší, protože dřevo lépe izoluje. Podobně systém
s dvojitým sklem nebo dvojitým oknem snižuje tepelné ztráty až o 50% ve
srovnání s jednoduchými skly a snižuje únik vzduchu, kondenzaci vlhkosti
a vytváření námrazy.
2.2.2.1 Klasifikace oken
Okna jsou klasifikována pomocí koeficientu prostupu tepla hodnotou U. Zapamatujte si, že U je
převrácenou hodnotou R (tepelný odpor), a že čím nižší je hodnota U, tím lepší je energetická
účinnost okna (U=1/R).
Pamatuj: Dvojitě zasklená okna mají až o 75 % nižší hodnotu U než okna jednoduchá.
Nejúčinnější dvojitě zasklená okna umožňují až kolem 80 % prostupu slunečního světla
a hodnotu U mají kolem 2,0 Okna s hodnotou U 1,0 nebo nižší se někdy nazývají
„superokna“. Mnoho komerčně dostupných vysoce účinných oken může obsahovat
vícečetné vrstvy skel, nízko emisivní vrstvu (low-e – nízký prostup záření), výplň
prostor mezi sklem a izolací inertním plynem.
Obrázek ukazuje typickou hodnotu U u různých typů oken:
Obr.9 Klasifikace oken: Hodnota U různých typů oken
2.3 Návrh bioklimatické budovy
Energeticky účinný model domu zahrnuje více
než všechna výše uvedená technická řešení a
pravidla návrhu domu a jeho realizací lze zvýšit
energetické úspory, zajistit zdravé vnitřní
prostředí, snižovat emise skleníkových plynů
z fosilních paliv, a také snižuje náklady na chod
domácnosti.
Navíc energeticky účinný koncept také zahrnuje prvky dobře známého „Bioklimatického návrhu
budov“, čímž zajišťuje pohodlný domov po celý rok.
13
Definice: Bioklimatický návrh budov sestává z přizpůsobení stavby podmínkám
jednotlivých ročních období a získání co největšího pohodlí při minimálním
použití přídavných energetických zdrojů. V bioklimatickém návrhu je hlavním
poskytovatelem energie slunce.
Není to nový obor. Nejpůvodnější architektura následovala bioklimatické zákony, když zdroje
tepla či chladu byly drahé a omezené.
Obr.10 Hlavní bioklimatické aktivní a pasivní prvky
Definice: Bioklimatické prvky jsou často klasifikovány jako pasivní a aktivní.

Aktivní solární systémy jsou určeny k zachycení solární energie mechanickými
a/nebo elektronickými systémy: solární kolektory (pro ohřev vody či vytápění)
a fotovoltaické panely (pro výrobu elektřiny), jak bude popsáno v další
kapitole.

Pasivní solární návrh maximalizuje užitek ze slunce za použití standardních
konstrukcí, při zapojení minimální nebo žádné technické pomoci. Přirozený
pohyb tepla a vzduchu nebo jen optimální využití slunce, na příklad při využití
denního světla a tepla, udržují příjemnou teplotu.
14
Obr.11 Aktivní a pasivní solární prvky v budově.
2.3.1 Pasivní solární prvky
Jak ukazuje nákres výše, pasivní solární systémy jsou většinou
dále rozděleny na tři hlavní typy v závislosti na metodě, kterou
získávají solární energii; jsou to:



Přímý solární zisk
Nepřímý solární zisk
Izolační systémy
Systémy přímého solárního zisku jsou v zásadě sestaveny z proskleného povrchu na jižní straně,
který chytá sluneční energii (teplo) do prostoru vytvořeného mezi vnitřní stěnou s skleněným
povrchem. Vnitřní stěna (tzv. termální hmota) je složena z vhodných materiálů schopných zachytit a
uchovávat sluneční teplo a vydávat jej během noci. Může být dosaženo teploty až do 27°C.
Prosklení budovy je většinou nejdůležitějším faktorem při získávání energetických úspor.
U budov s prosklenými povrchy orientovanými na jih a tvořícími
60% fasády, se dosahuje úspor díky přímému solárnímu zisku
v rozpětí 15% - 40% v závislosti na izolačních materiálech.
Nevýhodou je, že tentýž povrch požaduje o 55% více chlazení
během léta. Proto se většinou umisťují žaluzie a stromy kolem
takovéto budovy. Poskytují stín v létě a solární zisky v zimě.
Větrání průvanem je také velice důležitý faktor (dokonce důležitější
než tepelná izolace), chceme-li předejít používání klimatizace v létě.
15
Systém nepřímého solárního zisku využívá stejné materiály a principy u návrhů jako systém
přímého solárního zisku, ale umisťuje termální hmotu ( např. vnitřní stěnu) mezi slunce a
prostory, které se mají vyhřát.
S prvky systému pasivního nepřímého solárního zisku je možné dosáhnout až 70°C
(připomeňme si, že přímým solárním ziskem dostaneme pouze 27°C). Tyto systémy jsou proto
obrovskou zásobárnou energie. Vysoké teploty jsou dosahovány pomalu a pomalu se ztrácejí
vzhledem k teplotnímu zpoždění šesti až osmi hodin. Během letních měsíců se používají žaluzie,
aby se zabránilo přehřátí.
Tyto systémy ovlivňují celkový vzhled budovy, takže je doporučeno s nimi počítat již při návrhu
budovy.
Mezi několika typy nepřímých solárních systémů je nejběžnějším prvkem Trombeho stěna.
Obr.12 Princip fungování Trombeho stěny.
Sluneční záření je sbíráno a lapáno mezi velké vnější okno a termální hmotu (zeď) a ohřívá
vzduch mezi. Speciálním prvkem jsou zde průduchy umístěné v horní a spodní části zdi. Vrchní
průduch umožňuje proudění teplého vzduchu do místnosti, zatímco chladný vzduch odchází ze
spodních průduchů (připomeňme si, že teplý vzduch se drží nahoře, protože je lehčí než vzduch
studený).
Termální hmota (zeď) dále absorbuje a ukládá teplo a vyzařuje jej zpět do místnosti poté, co
slunce zašlo. Do průduchů mohou být umístěny klapky, aby se zabránilo úniku teplého vzduchu
během noci.
Samostatné prvky, jako jsou skleníky a zimní zahrady (především u rodinných domů a větších
staveb), představují dodatečný prostor pro zajímavá architektonická řešení. V některých
klimatech mohou také nabídnout ochranu proti nepříznivému počasí za přijatelných nákladů.
Tyto systémy vycházejí z kombinace systémů přímého a nepřímého solárního zisku. Jsou
vytvořené z velkých prosklených objemů (daleko větších než u Trombeho stěny) obklopujících
termální hmotu (vnitřní stěnu budovy). Princip fungování je podobný jako u Trombeho stěny.
Obr. 13 Princip fungování zimní zahrady
Jaké jsou výhody?
Nová budova, která je navržena a zkonstruována podle bioklimatických kritérií se může stát
soběstačnou z pohledu energetické potřeby. Nicméně toto jsou výjimečné případy a nelze je
aplikovat na většinu projektů.
16
Pamatuj: Každá budova může dosáhnout energetických úspor do výše 60% zavedením
bioklimatických technologií – bez extra nákladů a při zachování konečné estetičnosti
projektu.
Energetický standard budovy je většinou měřen podle spotřeby energie na vytápění a chlazení
(kWh) na každý čtvereční metr vytápěné podlahové plochy budovy (m2) většinou během
jednoho roku.
Tabulka 3 ukazuje na příkladu srovnání mezi spotřebou běžného domu a domu bioklimatického.
Jak je vidět, úspory mohou být až do výše 67%.
Nároky
Tradiční
návrh
(kWh/m2)
Teplá voda
Solární zisky
Vnitřní zisky
Plynné emise
Střecha
Stěny
Okna
Větrání
Podlaha
Celkem
20
-24
-28
13
32
51
30
47
28
169
Bioklimatický
návrh
(kWh/m2)
20
-57
-28
10
10
20
37
31
13
56
Tab.3 Spotřeba běžné versus bioklimatické budovy
Každá budova v závislosti na použitých materiálech má svoji vlastní hodnotu energetické
náročnosti. K získání odhadu energetické náročnosti budovy a určení energetické náročnosti na
jeden čtvereční metr musíte násobit tuto hodnotu vytápěnými podlahovými plochami budovy.
Případová studie: Na příklad, je-li vytápěná podlahová plocha 240 m2 (příklad v
poznámce) a energetická náročnost je 169 kWh/m2 (jak je vidět v tabulce),
získáme: 240 m2 x 169 kWh/m2 = 40,56 kWh (což je přibližná energetická
náročnost celé budovy).
2.4 Tipy a nápady pro lepší užívání budovy
Návrh budovy, materiály její obálky, použitá okna a dveře jsou rozhodující pro dosažení
pohodlné životní úrovně. Vzhledem k tomu, že největší část energetické spotřeby se váže na
vytápění a chlazení (více než 50%) a s ohledem na dlouhou životnost budovy se musí věnovat
pozornost všem těmto konstrukčním oblastem, aby vynaložené náklady byly opravdu efektivní.
Následujte typy uvedené níže - zvýšíte energetickou účinnost a uspoříte peníze.
Obálka a izolace
Dobrá tepelná izolace by měla být vždy plánována již během přípravy projektu nové nebo
přestavované budovy.

U již stojících budov je změna konstrukce se záměrem vylepšit izolaci většinou obtížná a
ne vždy ekonomicky výhodná. Nicméně i u starších budov v rámci přestavby

17


nezapomínejte, že tepelná izolace může způsobit významné energetické a finanční úspory.
Tepelné ztráty můžete snížit použitím dvojskel (u oken) a zaizolováním zdí. Energetická
náročnost může být zredukována až na polovinu (50%).
Pamatujme si, že tmavé povrchy absorbují více slunečního záření.
Ujistěte se o těsnosti obálky, zaplňte otvory a trhliny všude, kde se objeví úniky vzduchu.
Dveře a okna

Nemůžete-li vyměnit starší dveře a okna, je zde několik možností, které můžete udělat pro
zlepšení jejich účinnosti:

Rozhrnujte závěsy a žaluzie na jižních oknech, aby mohlo slunce svítit dovnitř.

Nepoužívejte závěsy nebo zatemnění přes okna a lesklé povrchy během zimních dnů, protože
okna umožňují prostup denního světla a umožňují přísun slunečního tepla (solární zisk).

Ujistěte se, že dveře těsní a mají ve spodní části dveřní těsnění, které zabraňuje úniku vzduchu
ven. Použití těsnících pásek a těsnění dveří a oken může zásadně snížit únik vzduchu.

Zavírejte okna a dveře, když máte spuštěné topení nebo klimatizaci, aby se předešlo ztrátám.
Návrh a systémy bioklimatických budov

Návrh budovy a konstrukčních prvků většinou patří do výstavby budov nebo rozhodnutí ke
kompletní přestavbě; nicméně i „náctiletí“ by se o toto měli zajímat.

Je třeba pochopit tři zásadní cíle:

Znalosti a vědomosti o správném návrhu, materiálech a použitých technologiích mohou být
pro vás užitečné, když si sami budete vybírat svůj domov nebo můžete poradit svým
rodičům nebo např. řediteli vaší školy;

Existují drobné, nízkonákladové úpravy, které mohou být snadno realizovány, jako třeba
utěsnění prasklin, přidání vnitřních pohyblivých závěsů (např. Benátské závěsy), instalace
stropního větráku, využití rostlin pro stínění, atd.

Existují také netechnická opatření, dokonce ta nejjednodušší, která mohou přinést našim
budovám energetické zisky bez dodatečných nákladů, jako je zajištění rozumného provozu
budovy a jejích systémů, správné používání oken (prostup slunce během zimy, zastiňování
a noční větrání během léta), a logické používání spotřebičů, jako třeba nepřidávat tepelnou
zátěž budově (např. nevařit během nejteplejší části dne).
2.5 Cvičení/Otázky
1.
2.
Jaký je směr přenosu tepla?
a) Od teplejšího ke studenějšímu □
b) od studenějšího k teplejšímu □
Jaké barvy jsou podle vás nejlepší pro absorbování slunečního světla a které jej odrážejí?
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3.
Vyjmenujte tři z nejběžnějších izolačních
................................ ..................................
4.
Které ze stavebních řešení by bylo nejlepším izolantem?
10 cm tepelné izolace □ nebo 20 cm dutá cihla □
5.
Přijdete na materiály, které by nebyly dobrými izolanty?Proč?
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
18
materiálů:
..........................................
6.
Kde se objevuje nejvíce ztrát způsobených únikem vzduchu?
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
7.
Co je možné udělat, aby se zamezilo únikům vzduchu?
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
8.
Kde na budově by měla být umístěna velká okna?
Jižní strana □ Severní strana □
9.
Jaký prostředek nebo systém by mohl být použit k ochraně oken před sluncem během
letního období?
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
10.
Jaký typ okna vykazuje nejvyšší účinnost a jakou hodnotu U by měl mít?
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
11.
Vyberte, jsou-li následující techniky solárně aktivní (A) nebo pasivní (P)
Fotovoltaické panely
[ ] [ ]
Zimní zahrady
[ ] [ ]
Systémy nepřímého solárního zisku
[ ] [ ]
12.
Pokuste se definovat “bioklimatickou budovu” a určete co by mohlo být považováno za
její hlavní zdroj energie.
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
13.
Co je nevýhodou solárních pasivních prvků během léta? A jak může být toto snadno
vyřešeno?
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
14.
Označte funkce termální hmoty (vnitřní střeny) u pasivního solárního systému:
Absorpce a uskladnění tepla
□
Ochrana proti proměnlivosti počasí
□
Vyzařování tepla poté, co zapadlo slunce
□
Umožnění proudění vzduchu
□
15.
Podle měření energetické spotřeby budovy (kWh/m²), a za předpokladu, že vaše škola má
energetickou náročnost přibližně 150 kWh/m² ročně:
Uveďte (nebo odhadněte) vytápěnou plochu školy (m²) = ...............
Vypočítejte celkovou energetickou spotřebu (kWh) = ................
Klíč
1.
2.
3.
4.
5.
a).
Černé a tmavé tóny jsou sluneční pohlcovače, zatímco bílá a světlejší tóny působí jako zářiče.
Lýko, skleněné vlákno, minerální vlna, jíl, polystyren, atd.
10 cm tepelné izolace.
Hliník a kovy, protože jsou to vodící materiály.
19
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Kolem rámů oken, skleněných ploch a dveří.
Je možné je utěsnit a ucpat těsnící páskou nebo těsněním a tím zabránit úniky vzduchu.
Jižní strana.
Zastínění žaluziemi, roletami nebo závěsy přes okno.
Takzvaná “superokna”. Mají dvojí sklo, jsou vyplněna vysoce izolujícím plynem a mají
neviditelnou vrstvu, která propouští pouze záření o specifické vlnové délce se součinitelem
prostupu tepla 0,2 nebo méně (hodnota U).
1) Aktivní 2) Pasivní 3) Pasivní
(Definice v kapitole).
Nevýhodou je, že povrch pohltí hodně tepla, čímž se zvyšuje vnitřní teplota. Proto je běžné
umisťovat zastínění a stromy kolem budovy. Poskytují stín během léta a solární zisky
během zimy. Velice důležitým faktorem je také podporování křížového větrání.
Pohlcování a ukládání tepla – Vyzařování tepla po západu slunce.
Příklad: vytápěná podlahová plocha (m²) = 2,500.
Celková spotřeba energie (kWh) = 150 kWh/m² × 2,500 = 375,000 kWh za rok.
Významový slovník
Termovizní kamera: také nazývaná infračervená kamera, je zařízení, které vytváří obrázek
pomocí infračerveného záření. Je podobná běžné kameře, která vytváří obrázek za pomoci
viditelného světla. Je schopna odhalit teplotní rozdíly na povrchu objektu.
Tepelný zisk: nárůst množství tepla obsaženého v prostoru působením přímého slunečního
záření, prostupem tepla zdmi, okny a jinými povrchy budovy a teplo vydávané lidmi, osvětlením,
zařízením a jinými zdroji.
Tepelná ztráta: pokles množství tepla obsaženého v prostoru způsobený prostupem tepla zdmi,
okny, střechou a jinými povrchy budovy a z infiltrace teplého vzduchu z budovy.
Solární tepelný zisk: teplo dodané do prostoru přenosem a pohlcováním solární energie.
Vícepodlažní budovy: budovy postavené s více různými patry.
Elektromagnetické vlny: vytváří se, když se elektrické pole spojí s polem magnetickým a šíří se
prostorem jako nositel energie z jednoho místa na druhé.
Efekt studené zdi: chladivé nepohodlí pociťované osobou v budově, kdy její/jeho tělo vyzařuje
teplo na chladný povrch nebo na neizolované zdi.
Kondenzace: je změna fyzikálního stavu skupenství látky z plynné fáze do fáze kapalné. Na
příklad vodní pára kondenzuje jako tekutina po kontaktu se studeným povrchem lahve.
Krokev: jeden z několika rovnoběžných šikmých nosníků podpírajících střešní plášť
Proklad: dřevěná lišta nebo tyč používaná k oddělení vrstev v průduchu, čímž zlepšuje cirkulaci
vzduchu.
Střešní taška: tenká plochá deska z pálené hlíny používaná na zastřešení.
Kelvinova stupnice: je jednotka měření teploty, stupně jsou stejně veliké jako stupně Celsia, dvě
referenční hodnoty pro Celsia - bod mrazu vody (0°C) a bod varu vody (100°C) odpovídají
273.15°K a 373.15°K.
Pěnový polystyren: je plastový materiál, který má díky své struktuře speciální vlastnosti. Skládá
se z jednotlivých buněk s nízkou hustoto. Pěnový polystyren je je extrémně lehký a unese
několikanásobek svojí váhy ve vodě.
20
Skleněné vlákno: je materiál vyrobený z extrémně jemných vláken skla.
Tepelný most: vzniká, když se setkají materiály, které jsou špatnými izolanty a vytvoří se spára
kudy uniká teplo. Mosty je nutné odstranit a přestavět s minimálním křížením úseků nebo
s materiály, které mají lepší izolační vlastnosti, nebo s doplňkovými izolacemi.
Těsnění: měkký, polopevný pružný materiál, který bývá vložen do nepohyblivých spár a prasklin
budovy, čímž zabraňuje proudění vzduchu dovnitř a ven z budovy.
Těsnící pásky: materiál, který zabraňuje prostupu vzduchu kolem dveří a oken. Používá se u
rámů k utěsnění pohyblivých částí, když jsou zavřené.
Webové odkazy
http://www.energysavingcommunity.co.uk/
http://www.proudcities.gr/
http://www.eurima.org/
http://www.energytraining4europe.org/
http://www.need.org/
http://apps1.eere.energy.gov/consumer/your_home/designing_remodeling/index.cfm/
mytopic=10250
http://www.cres.gr/kape/energeia_politis/energeia_politis_bioclimatic_eng.htm
Odkazy
VV. AA.: Guía práctica de la energía para la rehabilitación de edificios. El
aislamiento, la mejor solución’ (Practical Guide for the Energy Reform of Buildings.
The insulation, the best solution), Instituto para la Diversificación y Ahorro de la
Energía (IDAE), Asociación Nacional de Industriales de Materiales Aislantes
(ANDIMA), 2008.
Hlavní body:
 Návrh budovy, materiály použité na její obálku, použitá okna a dveře jsou zásadní při
dosažení příjemných životních podmínek. Protože největší část energetické spotřeby
budovy je tvořena vytápěním a chlazením (více než 50%), a vzhledem ke dlouhé
životnosti budovy musí být věnována pozornost všem těmto aspektům, chceme-li být
opravdu efektivní z pohledu nákladů.
 Dobrá izolace může snížit prostup tepla zdmi, střechou, okny, atd. a přinést
následující výhody: Uspoří energii a zvýší pohodlí.
 V souladu se zákonem o přenosu tepla platí, že teplo se vždy přesouvá z teplejšího
do studenějšího místa.
 Okna, prosklené plochy a dveře jsou nejslabším bodem obálky budovy a jsou
zodpovědné v průměru za jednu třetinu ztrát domácností při vytápění v zimě a při
klimatizaci v létě.
Každá budova může dosáhnout energetických úspor až do výše 60% při zavedení
bioklimatických metod – bez zacházení do mimořádných nákladů a stále si
zachovávat konečnou estetiku projektu.
21
3.
Klimatizace

Co to je tepelná pohoda a jak se jí dá dosáhnout

Principy systémů vytápění

Jaké obnovitelné zdroje energie bývají využívány pro vytápění

Principy systémů chlazení

Jak správně využívat systémy vytápění a chlazení a šetřit energii
3.1 Vytápění
3.1.1 Vnitřní mikroklima a pohoda
Hlavním úkolem vytápění je udržovat tepelnou pohodu ve vnitřních prostorech.
Definice: Tepelná pohoda je jedním z nejdůležitějších faktorů, které utvářejí
optimální vnitřní prostředí pro lidi. Jsou to podmínky, kdy je zachována tepelná
rovnováha mezi člověkem a jeho okolím. To znamená, že teplo, které člověk vytváří,
je odváděno pryč z těla.
Snadno změníte tepelné proudění z vašeho těla změnou oblečení (zvýšením tepelného odporu
těla) nebo aktivitou (se zvýšenou fyzickou aktivitou narůstá tepelná produkce těla).
Pamatuj: Základní kriteteria spojená s tepelnou pohodou jsou vnitřní teplota (je to
teplota vzduchu ovlivněná vyzařováním okolních povrchů), vlkost a rychlost proudění
vzduchu.
Pro různé aktivity existují doporučené hodnoty teploty vzduchu poskytující tepelnou pohodu.
Nicméně při krátkodobém pobytu v prostorách, kde není požadovaná teplota, lidé většinou
nepohodlí nepociťují, protože rozdíly mezi vytvořeným a odnímaným
teplem jsou vyvažovány vnitřním termoregulačním systémem v těle.
Tento termoregulační proces má spojitost s věkem, zdravotním
stavem, výživou a aktivitou dané osoby a je ovlivněn teplotou,
vlhkostí a rychlostí proudění ve vnitřním prostředí.
Je ověřeno, že tepelná pohoda má větší vliv na subjektivní pocit
pohodlí a na pracovní aktivitu než znečištění vzduchu nebo rušivý
hluk. Některé studie potvrdily, že člověk dosahuje 100% pracovní
výkon (fyzicky lehčí práce) v teplotě 22°C. Při 27°C výkon klesá na
75% a při 30°C je výkon na pouhých 50% maxima.
Vlhkost je těsně spojená s teplotou. V zimě klesá relativní vlhkost na 20% a méně. Slizniční
povrchy dýchacího ústrojí tak vysychají, obranyschopnost organismu klesá a škodlivé látky
mohou proniknout do dýchacího ústrojí.
Nicméně tepelná pohoda závisí na řadě jiných faktorů, např. na teplotě okolních povrchů. Tyto
povrchy vyzařují do obytného prostoru teplo a mohou být pozitivní nebo negativní. Lidé jsou na
radiaci velice citliví. I když má člověk pocit teplotní neutrality, některé části jeho těla mohou být
vystaveny podmínkám, které působí tepelnou nepohodu. Tato lokální tepelná nepohoda nemůže
být odstraněna zvýšením či snížením teploty v daném prostoru. Je nezbytné odstranit příčinu
lokalizovaného přetápění nebo chlazení.
22
Pamatuje: Obecně vzato, lokální tepelná
nepohoda může být rozčleněna pod
následující čtyři skupiny:
1. Místní (konvekční) ochlazování těla způsobené
průvanem
2. Ochlazování nebo zahřívání částí těla radiací. Tento
jev je známý jako problém radiační asymetrie.
3. Studené nohy a přehřátá hlava současně, způsobené
velkými vertikálními teplotními rozdíly.
4. Horké nebo studené nohy způsobené nepříjemnou
teplotou podlahy.
Pamatujte, že pouze až když jsou přezkoumány jak lokální tak obecné teplotní parametry, může
být posuzována kvalita tepelného prostředí.
Tab. 1 – Doporučení pro tepelnou pohodu v zimě
Místnost
Obytný pokoj
Kuchyň
Kuchyňský kout
Koupelna
Koupelna se záchodem
Záchod
WC
Šatna
Spíž
Hala, schodiště
Teplota vzduchu
(°C)
18-22
Intenzita výměny
vzduchu (h-1)
3
Plyn 3
Elektřina 3
0,5
1
1
15
24
24
16
18
18
15
10-15
Množství vzduchu
(m3 . h-1)
3 na 1 m2 podlahy
150
100
60
60
25
-
Relativní vlhkost vzduchu musí být mezi 30-60%
Rychlost proudění vzduchu – v zimě max. 0,15 m.s-1; v létě max. 0,25 m.s-1
Pamatuje: Doporučená teplota pro dlouhodobý pobyt lidí je 19-24 °C. Pro malé děti,
starší lidi a nemocné nebo podvyživené lidi by měla být teplota vyšší - kolem 23-24 °C.
3.1.2 Systémy vytápění
Existují různé typy standardních systémů vytápění. Můžeme je rozdělit podle zdroje, umístění
zdroje, typu teplonosné látky, teploty teplonosného média, typu otopných ploch apod.
23
Lokální vytápění znamená, že zdroj tepla (např. krb) je umístěn v prostoru, který se má vytápět.
Ústřední topení je často používáno v chladnějším klimatu, kde vytápí rodinné domky i veřejné
budovy. Takový systém obsahuje kotel, pec nebo tepelné čerpadlo k ohřevu vody, páry nebo
vzduchu, vše umístěné v centrálním prostoru jako je kotelna v domku nebo strojovna ve velké
budově. Ve velkých městech je často používáno dálkové vytápění.
3.1.3 Typy teplonosné látky
Typickou teplo nosnou látkou je horká voda nebo vzduch, ale mohou být použity i jiné nositele
jako je elektřina, pára, atd.
3.1.3.1 Horká voda
Tento systém může být nízko nebo vysoko teplotní. Tradiční teplovodní systém s radiátory je
velice rozšířen v Evropě, protože je optimální pro stavby z cihel či kamene s přirozeným
větráním, což bylo v minulosti nejběžnější. Tento tradiční systém je také optimální pro pevná
fosilní paliva, která nejsou příliš flexibilní.
Pamatuje: Tento systém může být také použit u nízkoenergetických staveb, ale zde
existují určité rozdíly mezi tradičním systémem a systémem pro nové budovy. Výkon
radiátorů je podstatně nižší, takže systém reaguje více flexibilně na změny vnitřních
tepelných zisků.
3.1.3.2 Horký vzduch
Systém vytápění horkým vzduchem v obytných budovách není na rozdíl od kancelářských nebo
průmyslových budov v Evropě příliš často používán. Hlavním důvodem jsou klimatické
podmínky, historický vývoj a vazba systému vytápění na konstrukci budovy. Tepelným
nositelem je v tomto systému vzduch. Ve srovnání s vodou má vzduch nižší tepelnou kapacitu,
takže je horší nositel tepla než voda.
Pamatuje: Moderní koncepce tohoto systému je spojení vytápění vzduchem a větrání.
To je výhodné hlavně v dobře utěsněných budovách s nízkou energetickou náročností.
Na rozdíl od cirkulačního systému je zde kontrolovaná dodávka čerstvého vzduchu,
která zajišťuje hygienickou výměnu vzduchu.
3.1.4 Energetické zdroje
3.1.4.1 Fosilní paliva
Pevná fosilní paliva jako je černé uhlí, hnědé uhlí, antracit a koks byla obvykle používána
v minulosti.
Pamatuje: Vytápění pevnými fosilními palivy je jedním z hlavních zdrojů znečištění
vzduchu. Spalování těchto paliv vytváří emise síry, dusíku, oxidů uhlíku, prachové
emise, emise organických a anorganických sloučenin a jiné.
V minulosti byly tyto zdroje těžce regulovatelné a nebyly pružné. Také efektivnost spalování
byla nízká a množství emisí bylo vysoké. Moderní kotle mají vyšší efektivitu a produkují méně
emisí. Měli bychom ale mít na zřeteli, že fosilní paliva jsou neobnovitelný zdroj a jejich zásoba
je omezená.
V některých zemích jsou oblíbená tekutá fosilní paliva.
24
Pamatuje: Současným nejpoužívanějším fosilním palivem je plyn. Plyn má mnoho
výhod ve srovnání s ostatními fosilními palivy. Při spalování plynu místo pevných
fosilních paliv je vytvářeno podstatně méně škodlivin – emise prachu a oxidu siřičitého
(SO2) jsou téměř bezvýznamné, a také obsah oxidu uhelnatého (CO) je podstatně nižší.
Jediný problém je, že při spalování plynu vznikají oxidy dusíku (NOx), ale v současnosti se
vytváří emisí NOx o 10% méně oproti hodnotám v minulosti. Evropská norma rozděluje topidla
do pěti skupin podle obsahu emisí NOx. Plyn, jako i jiná uhlíková paliva, je zdrojem oxidu
uhličitého (CO2), který je v současnosti považován za látku nejvíce zodpovědnou za skleníkový
efekt.
3.1.4.2 Elektrická energie
Elektrické topení patří k nejpohodlnějším způsobům topení z pohledu instalace, obsluhy, tepelné
pohody a časové odezvy. Elektřina je také dostupná všude. Nicméně dnes cena elektřiny stoupá,
takže je tento typ vytápění vhodný především pro dobře izolované budovy, kde je spotřeba
energie nízká. Také bychom neměli zapomínat, že pro výrobu elektřiny jsou většinou spalována
fosilní paliva.
3.1.5 Obnovitelné zdroje
3.1.5.1 Biomasa
Definice: Biomasa je organická hmota. V souvislosti
s energetikou se většinou jedná o dřevo a dřevní odpad,
slámu, zrní a jiné zemědělské přebytky. Biomasa může také
obsahovat biologicky rozložitelné odpady (jako je hnůj,
kejda, apod.), které mohou být spalovány jako palivo.
Základní technologie zpracování jsou suchý
proces – hoření,
zplyňování a pyrolýza; a mokrý proces – biochemická transformace,
jako je fermentace na metan, etanol a výroba bio-vodíku. Do specifické
skupiny patří mechanicko-chemická transformace - lisování a úprava
oleje, např. biopalivo.
Pamatuje: Dřevo a sláma jsou, za předpokladu správného
spalování, paliva environmentálně nejpřátelštější. Jediné
zplodiny vznikající při spalování jsou oxidy dusíku a některé
pevné škodliviny. Kysličník uhličitý je spotřebováván
rostlinami při růstu, takže s těmito emisemi nevzniká
problém. Dřevo neobsahuje téměř žádnou síru, ve slámě je
kolem 0,1%, takže také tyto emise jsou velice nízké.
Spalování a zplyňování
Spalitelné plyny jsou získávány ze suché biomasy při vysoké teplotě. Je-li přítomen vzduch,
biomasa hoří normálně. Při vysokých teplotách za nepřítomnosti vzduchu dochází k suché
destilaci biomasy, přičemž vznikají hořlavé plyny. Výkon může být snadno kontrolován, emise
jsou nižší a efektivita vyšší než při přímém spalování biomasy.
Biomasa je velice složité palivo, přestože podíl schopný zplyňování je vysoký (dřevo - 70%,
25
sláma - 80%). Vzniklé plyny mají rozdílné teploty hoření, takže velice často hoří palivo pouze
částečně. Hlavní podmínkou správného spalování je vysoká teplota, efektivní provzdušňování a
dostatečné množství místa pro spálení celého paliva ve vhodném spalovacím zařízení.
Hodnota dřeva jako paliva a ostatních rostlinných paliv se liší podle typu dřeva nebo rostliny a
závisí také na vlhkosti. Energetická hodnota v 1 kg suchého dřeva je kolem 5,2 kWh, ale v praxi
nelze vysušit dřevo úplně a vlhkost je kolem 20 % váhy suchého dřeva. Takže energetická
hodnota tohoto dřeva klesá na 4,3 – 4,5 kWh/kg.
V současnosti spalují biomasu nejen obytné budovy, ale také elektrárny nebo teplárny. Kotel
v rodinném domku palivo nejprve zplyňuje a pak pálí. Tento systém lze velice dobře kontrolovat
a je srovnatelný s plynovými kotli. Nevýhodou je manipulace s palivem a jeho skladování.
Problémem může být také doprava a zásobování – to závisí na lokalitě. Z technického pohledu
není biomasa příliš vhodná pro malé nízkoenergetické stavby, protože je zde problém s nízkým
výkonem a regulací. Také by zde měla být nainstalována ochrana proti nízkoteplotní korozi.
Velice užitečné je využití akumulace a kombinace s ohřevem teplé vody pro domácnost.
Kotle v rodinných domcích většinou spalují dřevěné špalky, brikety, dřevěné pelety nebo odpad.
Bioplyn
Bioplyn se získává z organických látek (hnůj, kompost, kejda) v uzavřených nádržích bez
přítomnosti vzduchu. Biomasa je zahřátá na 37 – 60°C v zařízení na bioplyn a bakterie
přeměňují biomasu na bioplyn.
Fermentace
Etanol lze vyrábět z cukrové řepy, zrní, kukuřice, ovoce nebo brambor. Teoreticky můžeme
vyrobit 0,65l stoprocentního etanolu z 1kg cukru. Tento čistý etanol je velice dobré palivo pro
vznětové motory.
3.1.5.2 Tepelná čerpadla
V současnosti se tepelná čerpadla začínají pozvolna stávat běžným
zdrojem tepla. Vzrůstající cena energie pomáhá v šíření tepelných
čerpadel do obytných (především rodinných) domů.
Definice: Tepelné čerpadlo je elektrické zařízení, které
umožňuje vytápění i chlazení. Přeměňuje přirozeně
získané teplo z vody, půdy nebo vzduchu na vyšší
teplotu, která může být využita pro vytápění.
Jak funguje tepelné čerpadlo
Pamatuje: Hlavní částí tepelného čerpadla je chladící okruh s elektrickým
kompresorem. Další části jsou dva tepelné výměníky – výparník a kondenzátor.
Výparník přijímá teplo s nízkým potenciálem zvenku (vzduch, půda, voda) takže vnější prostředí
se stává chladnější a teplo je přenášeno kompresorem ke kondenzátoru. V kondenzátoru je teplo
vypouštěno do prostředí s vyšší teplotou (otopný systém, ohřev vody pro domácnost) a toto
vnitřní prostředí se ohřívá. Tepelný výkon čerpadla je součet elektrické energie kompresoru a
nízkopotenciální energie z vnějšího prostředí.
26
Topný faktor se většinou pohybuje mezi 2,5 a
3,5. To znamená, že z 1kWh elektrické energie
můžeme získat od 2,5 do 3,5kWh tepelné
energie. Ve specifických případech můžeme
získat i více – kolem 4 až 5kWh. Tepelné
čerpadlo je účinné, když teplotní rozdíl mezi
jednotlivými prostředími je velký. Takto
využívá 60-70% přirozené energie z vnějšího
prostředí. Tepelné čerpadlo produkuje mnohem
méně emisí než vytápění elektřinou.
Zdroje nízkopotenciální energie pro tepelná čerpadla
1. Voda
Použít můžeme jak vodu podzemní tak povrchovou.
Podmínkou je, že musí být čistá, musí obsahovat málo solí a
nejnižší teplota musí být vyšší než +8°C. Vody musí být také
dostatečné množství. Při využití podzemní vody by měly být
vyhloubeny dvě studny – jedna pro sběr a druhá pro
vsakování.
Použitá voda nesmí být vypouštěna do
kanalizace nebo odtoku, protože by se ekologicky více
hodnotná podzemní voda stala vodou povrchovou s nižší
kvalitou.
2. Geotermální energie
Teplo ze země může být snadno využito
potrubním absorbérem. Teplo je
získáváno nepřímo – musí zde být jako
prostředník - médium mezi výparníkem
a půdou (většinou chladící médium).
Absorbér je vyroben z plastového
potrubí, které je instalováno vertikálně
ve
studnách
nebo
horizontálně
v povrchovém sběrači. Výkon je regulován délkou potrubí.
3. Vzduch
Vnější vzduch s nízkým potenciálem tepla proudí skrze
výparník. Tento zdroj je snadno dostupný, neomezený a
neovlivňuje vnější prostředí, protože teplo získané ze vzduchu je
odváděno zpět ven tepelnými ztrátami obálky. Nicméně se
změnami vnější teploty vzduchu kolísá také výkon tepelného
čerpadla.
27
3.1.5.3 Solární energie
3.1.6 Solární energie
Změna klimatu, znečištění ovzduší a celkově alarmující stav životního prostředí, způsobený
hlavně trvalým využíváním fosilních zdrojů energie, vyvolávají rostoucí znepokojení a vedou
k vytváření nových alternativ v zásobování energiemi, známých jako obnovitelné zdroje energie.
Pamatuje: Jedním z obnovitelných zdrojů energie je solární energie, jejímž zdrojem je
jednoduše slunce; je dostupná, nevyčerpatelná, máme ji zdarma a lze ji použít různými
způsoby.
Co je solární energie?
Každý den vysílá slunce formou záření ohromné množství energie. Slunce je, jako ostatní
hvězdy, velkou koulí tvořenou plyny, většinou atomy vodíku a helia, které se nepřetržitě spalují
nebo lépe řečeno dochází k jejich slučování, nazvanému jaderná fúze. Jednoduše řečeno, atomy
vodíku se ve slunečním jádru za extrémně vysoké teploty a tlaku slučují a vytvářejí helium.
Sloučením čtyř jader vodíku vznikne atom helia, který obsahuje méně hmoty než předchozí čtyři
jádra vodíku. Právě tato ztráta hmoty je proces, kdy se do vesmíru vysílá zářivá energie, první
zdroj života na planetě Zemi.
Obr.14 Energie slunečního záření
Zemi zasáhne pouze malá část vyzařované energie, jeden díl ze dvou bilionů, zbytek se rozptýlí
do vesmíru. Asi 15 % slunečních paprsků z tohoto malého dílu se odrazí zpět do vesmíru, dalších
30 % způsobuje odpařování vody, která se ukládá v atmosféře a způsobuje déšť a dále ji rovněž
absorbují rostliny, půda a oceány, takže solární energie díky mechanismu fotosyntézy umožňuje
růst rostlin. Pouze zbývající část lze použít k zabezpečení našich energetických potřeb, přesto je
toto množství energie ohromné.
Jak můžeme solární energii využít?
Pro využití solární energie máme řadu možností doma, ve škole a v budovách obecně.
Zde jsou tři hlavní způsoby:
1.
Pasivní teplo: spočívá ve využívání tepla získaného přirozeně slunečním zářením. Jeho
hlavní použitelnost je při projektování budov, v kterých je zapotřebí méně přídavného
vytápění (viz kapitola o projektování budovy).
28
2.
3.
Solární tepelná energie: tam, kde používáme solární energii k zajištění teplé vody pro
domácnosti nebo plavecké bazény nebo též do otopných soustav (viz kapitola o vodě).
Fotovoltaická energie (PV): přímá přeměna solární energie na elektřinu sloužící k pohonu
přístrojů a osvětlení. Fotovoltaický systém potřebuje k výrobě elektřiny denní světlo – není
omezen pouze na přímé sluneční záření.
Pamatuje:
Účinné
systémy
používají různé typy solárních
kolektorů
a
mohou
být
doplňkovým zdrojem vytápění –
podíl jejich používání závisí na
zeměpisné šířce, době a intenzitě
slunečního svitu. Vždy se jedná o
systém, který akumuluje teplo,
většinou ve vodní nádrži, ale i
bazénu nebo štěrkovém zásobníku,
Akumulovaná energie se poté
obvykle použije pro vytápění nebo
hlavně pro ohřev užitkové vody.
Zpravidla ale delší akumulace
znamená vyšší náklady.
Solární systém musí být spojen s dalším zdrojem
tepla (např. plynovým kotlem, elektrickým
bojlerem atd.) pro případ, kdy je málo slunečního
svitu (zamračeno, noc atd.). V létě může být
nositelem tepla voda, ale při celoročním provozu
je třeba použít nemrznoucí kapalinu.
Maximální účinnost systému je zajištěna při
vhodné kombinaci solárního panelu, akumulátoru
tepla a provozní teploty otopného systému. Velmi
důležitá je regulace systému. K hlavní části
soustavy a regulačnímu systému je připojena řada
čidel. Jakmile čidlo na solárním panelu
zaznamená, že teplota panelu přesahuje teplotu
nádrže, regulační zařízení zapne čerpadlo a teplo
z panelu se přenese do zásobníku. Když teplota
v nádrži dosáhne teploty panelu, čerpadlo se
vypne. Tím se zabrání tepelným ztrátám.
3.1.7 Otopné prvky
Definice: Hlavním úkolem otopných prvků je dodávat do vnitřního prostoru dostatek
tepla a vytvořit tepelnou pohodu. Jeho množství lze regulovat podle typu, velikosti a
způsobu instalace topného prvku.
29
Pamatuj: Otopné prvky (radiátory nebo průduchy)
by měly být umístěny v nejchladnější části místnosti,
běžně u oken, aby se minimalizovalo nebezpečí
kondenzace a vyrovnalo se konvekční proudění
vzduchu, které vznikne v místnosti v důsledku
rozdílných měrných hmotností teplého a chladného
vzduchu (zejména v okolí teplého radiátoru a
chladných skel v oknech). (viz obrázek).
Jestliže jsou průduchy těles namířeny směrem od oken
s cílem zabránit „plýtvání“ teplem, je tento projektový záměr
zmařen. Proudění studeného vzduchu může významně
přispívat k pociťování většího chladu, než je průměrná
teplota v místnosti. Je proto důležité kromě správného
rozvržení otopné soustavy kontrolovat, zda nedochází
A – podlahový konvektor
k průniku vzduchu zvenku v důsledku špatné izolace.
Když je naopak prvek začleněný do povrchu vnitřního B – intenzivní zóna podlahového vytápění
prostoru (např. podlahové vytápění), chladný vzduch od okna C – podlahové vytápění
klesá dolů k podlaze a vytváří nepříjemné konvekční proudění
o rychlosti cca 0,3 – 0,5 m/s. Pro zamezení tohoto
nepříjemného proudění vzduchu je zapotřebí zintensivnit podlahové vytápění u okna nebo
nainstalovat podlahový konvektor.
Druhy otopných prvků
1. Radiátory
Je chybou se domnívat, že pro nízkoteplotní otopné soustavy lze
používat pouze vytápění podlahou nebo stěnou. V nízkoenergetické
budově lze rovněž použít moderní radiátory, aniž by byl jakýkoli
problém s objemem radiátoru. Je však důležité pečlivě vybrat
vhodný typ otopného tělesa. Radiátor přenáší teplo radiací a
prouděním vzduchu.
Článkové radiátory se skládají z několika článků a jsou vyrobeny
z různých materiálů – obvykle z ocelových plechů, litiny nebo
hliníku. Tyto druhy radiátorů mají velmi dobré hydraulické
parametry. Obsah vody a váha jsou vysoké, takže radiátor nereaguje
dost rychle. To může být nevýhoda v případě, že se používá
flexibilní zdroj vytápění a automatická regulace.
Článkové radiátory se vyznačují dlouhou životností – u některých
typů činí až 80 let, aniž by zkorodovaly.
Deskové radiátory jsou dnes typy otopných těles. Tvoří je hladké
nebo vlnité ocelové plechy (od 1 do 3).
Pamatuj: Ve srovnání s článkovými radiátory obsahují deskové radiátory pouze 1/3
vody, takže reagují rychleji a lze je snadno regulovat pomocí termostatického ventilu
Trubkové otopné těleso se většinou instaluje v koupelně, na WC nebo v hale. Tvoří ho několik
30
malých svařených ocelových nebo měděných trubek Vypadá většinou
velmi esteticky a je dostupné v mnoha tvarech, velikostech a barvách. Lze
jej instalovat v místnosti jako oddělovací stěnu. Tento druh topného prvku
je ideální pro sušení prádla, ale jeho výkon není dostatečně velký,
aby vytopil velký prostor. Dokonce i v koupelnách se někdy doporučuje
použít jej pouze jako další zdroj tepla.
2. Konvektory
Konvektor je topný prvek, který přenáší
teplo prouděním vzduchu. Skládá se
z výměníku a krytu s mřížkou na horní
ploše. Lze jej umístit na stěnu, zabudovat
do podstavce nebo do podlahy. Zabudovaný
konvektor má malý výkon, takže je nutno
k jeho zvýšení instalovat ventilátor.
3. Podlahové vytápění
Definice: Podlahové vytápění je velkoplošné radiační vytápění.
Existují dva druhy podlahového vytápění – horkovodní nebo
elektrické.
Používání tohoto otopného prvku je vyžaduje nižší provozní teplotu
soustavy, aby se v místnosti udržela tepelná pohoda, takže lze pro ohřev
vody používat nízkopotenciálního zdroje jako jsou tepelná čerpadla, kondenzační kotle nebo
solární panely.
4. Systém stěnového vytápění
Systém stěnového vytápění má stejné provedení jako podlahové vytápění, ale jeho používání
není tak běžné. Investiční náklady jsou vyšší, ale tento způsob má pár výhod. Vytváří ideální
klima; je přizpůsobitelné při projektování a používání a vytváří nové možnosti, jak vytápět staré
domy.
Při používání běžné otopné soustavy vysílají vnější stěny do místnosti chlad. Při stěnovém
vytápění naopak vnější stěna vyzařuje do vnitřního prostoru teplo. Pro vytápění proto
potřebujeme nízkou teplotu otopné vody, kdy lze využít nízkopotenciálního zdroje. Na rozdíl od
podlahového vytápění teplota stěny není omezena. Konstrukční provedení je podobné
podlahovému vytápění.
3.2 Chlazení - klimatizace
3.2.1 Úvod
Klimatizační soustava umožňuje udržet během teplejšího období v budovách příjemnou teplotu.
Zvolit si požadovanou teplotu, kterou chceme mít v našich domovech, je luxus relativně nedávné
doby. Díky významnému snížení cen ochlazovacích zařízení v průběhu posledních několika let
se jejich používání v obytných budovách stále více rozšiřuje.
31
Ve většině případů se v budovách nepoužívají centrální
soustavy, které jsou mnohem účinnější, ale klimatizační
jednotky jsou instalovány v jednotlivých bytech.
Pamatuj: Důsledkem používání klimatizačních
jednotek nastává v létě prudké zvýšení účtů za
elektřinu
u průmyslových závodů, hotelů,
nemocnic, administrativních budov, škol atd.
Spotřeba energie domácností v mnoha teplejších
evropských oblastech je kvůli rozšířenému
používání těchto ochlazovacích systémů v létě
vyšší než v zimě.
Před tím, než vysvětlíme, jak klimatizační jednotka pracuje
a jaká je její typologie, je nutno zamyslet se nad těmito
otázkami.
Co je tepelná pohoda?
Definice: Definovat tepelnou pohodu je velmi obtížné, neboť při
rozhodování o tom, kdy se budou lidé cítit v pohodě, je třeba vzít v
úvahu celý okruh faktorů. Nejběžněji používaným ukazatelem
tepelné pohody je teplota vzduchu, ačkoli pociťování tepelné pohody
ovlivňují další faktory, jako je vlhkost a pohyb vzduchu.
Pohoda prostředí nastává, když lidé, kteří v něm pobývají, nepociťují ani chlad,
ani horko, protože se ve vytvořených podmínkách cítí příjemně.
Proč definovat pohodu?
U klimatizačního zařízení je zapotřebí nastavit provozní teplotu, obvykle pomocí dálkového
ovládání, při jejímž překročení se spustí ochlazování. Je proto žádoucí zvolit přiměřenou teplotu,
protože v případě příliš nízké teploty bude zařízení pracovat velmi dlouho, a v případě příliš
vysoké teploty bude zařízení pracovat pouze krátkou dobu a nebude proto dostatečně ochlazovat.
Často patřičně neuvážíme potřebnost ochlazovacího zařízení nebo jeho výkon a spotřebu.
Definování pohody tudíž umožní zvolit na termostatu vhodnou teplotu.
Co je větší tepelná pohoda?
Následující příklad objasňuje to, co bylo řečeno:
Teplota jednoho letního dne v městě, kde žiji, v 15:00 hod. je
38°C. Kdy člověk pociťuje větší tepelnou pohodu?
A) Při vstoupení do budovy a jejím opuštění při vnitřní
teplotě 18ºC?
B) Při vstoupení do budovy a jejím opuštění při vnitřní
teplotě 24ºC?
Při variantě A) zažije tělo prudký tepelný skok o 20ºC, kdežto
při variantě B) je tento skok pouze 14ºC.
Podle definice tepelné pohody je v tomto případě mnohem
větší pohoda při nastavení klimatizace na 24ºC.
32
Pamatuj: V létě by mělo být nastavení teploty na klimatizačním zařízení takové, aby
při vstoupení do budovy člověk nepociťoval chlad. Přestože vám klimatizační zařízení
umožňuje zvolit teploty pod 18 °C, provozní teplota v létě musí být mezi 23ºC a 25ºC.
A ...k čemu to je dobré?
Zvolení přiměřené teploty pro nastavení klimatizace má čtyři hlavní výhody:

Zvýší se tepelná pohoda;

Sníží se počet hodin, kdy je zařízení v provozu, tudíž spotřebujeme méně energie;

Nižší spotřeba energie znamená nižší účet za elektřinu;

Mít v domě příliš nízkou teplotu není zdravé; dochází k prudkým tepelným skokům, které
jsou příčinou většiny lehkých letních nachlazení.
3.2.2 Jak pracuje klimatizační zařízení?
Definice: Úkolem každé chladicí nebo klimatizační jednotky je
přenos tepla z jednoho místa na druhé, spojený s určitým
množstvím energie, tzn. se spotřebou elektřiny.
Jde o výměnu, kdy se teplo z vnitřku domu absorbuje a dopraví na
povrch, kde se uvolní.
K této činnosti používá chladicí zařízení nosné médium, známé jako „chladivo“,
s odpovídajícími fyzikálními parametry. Jde o speciální látku, která při nízké teplotě přechází
z kapalného skupenství do plynného. Během této přeměny odebírá z vnitřku domu teplo.
Chladicí soustava se skládá ze čtyř základních částí (kompresoru, kondenzátoru, expanzního
ventilu a výparníku), v nichž nepřetržitě cirkuluje chladicí kapalina.
Základní soustava je rozdělena do čtyř částí, jak je znázorněno na obrázku.
Kroky 4–1: Chladivo prochází výparníkem (umístěným uvnitř), kde odebírá teplo z teplejšího
prostoru (vnitřní prostor budovy), který se ochlazuje.
Tato absorpce tepla způsobí odpařování chladiva, což
znamená, že se mění na plyn (jak bylo řečeno dříve,
přechází do plynného skupenství a absorbuje teplo).
Kroky 1–2: Když chladivo odchází z výparníku (jako
nízkotlaká pára), je kompresorem stlačeno na vyšší tlak
a teplotu. Kompresor při tom spotřebovává elektřinu.
Kroky 2–3: Chladivo o vyšším tlaku a teplotě dále
prochází kondenzátorem (umístěným venku), kde
v důsledku kontaktu s chladnějším médiem, jakým je
venkovní vzduch, zkondenzuje, čímž dojde k přenosu
tepla z chladiva do chladnějšího okolí.
Kroky 3–4: Pomocí expanzního ventilu se nakonec sníží
vyšší tlak a teplota chladiva, které zkondenzuje a
přechází do výparníku.
Výparník je samozřejmě umístěný uvnitř budovy a Obr.15.: Základní schéma kompresorové
chladicí soustavy
kondenzátor mimo ni.
Jaká je jejich účinnost?
Zájem o racionální využívání energie v posledních letech vedl výrobce klimatizačních zařízení
k jejich výraznému zdokonalení s ohledem na jejich energetickou účinnost.
33
Účinnost klimatizačních zařízení se označuje koeficientem energetické účinnosti (EER - Energy
Efficiency Ratio). Ten definuje účinnost jako podíl toho „co získáme“ k tomu „co musíme
vložit“. To „co získáme“ je odvedení tepla z vnitřního prostoru a co „musíme vložit“ je elektřina
spotřebovaná kompresorem.
Čím vyšší je EER, tím je klimatizační zařízení účinnější.
Stupnice
energetické
účinnosti
EER
A
3.20 < EER
B
3.20 ≥ EER > 3.00
C
3.00 ≥ EER > 2.80
D
2.80 ≥ EER > 2.60
E
2.60 ≥ EER > 2.40
F
2.40 ≥ EER > 2.20
G
2.20 ≥ EER
Tabulka 4: Míra energetické účinnosti
Z toho důvodu mohou mít starší klimatizační zařízení EER cca 2,2, zatímco u nových jednotek
může činit cca 3,5. Při srovnání těchto dvou zařízení, jelikož množství odčerpaného tepla je
stejné, to znamená, že zařízení s nižším EER spotřebuje o 60 % energie víc než zařízení s vyšším
EER při provedení stejné práce (3.5/2.2 = 1.60).
3.2.3 Energetický štítek
V souvislosti s cílem šetřit spotřebu energie a snížit tím emise CO2 reguluje
Evropská unie energetické štítkování všech klimatizačních zařízení.
Štítek energetické účinnosti vypovídá o energetické
spotřebě klimatizačních zařízení. Jsou odstupňovány
do tříd A – G, kdy A představuje označení
nejlepšího zařízení, které je ke koupi a G to nejhorší
(viz obrázek).
Na energetickém štítku je rovněž uvedena
předpokládaná roční spotřeba energie v kWh.
Zařízení označená vyšší třídou mohou být zpočátku
trochu nákladnější, ale zařízení ve třídě G spotřebují
při normálních provozních podmínkách až o 50 %
víc elektřiny než klimatizační jednotky třídy A.
3.2.4 Různé varianty klimatizačních soustav
Před tím, než si pořídíte klimatizační soustavu, se musíte ujistit, že ji opravdu potřebujete.
Klimatizační zařízení jsou ve srovnání s ventilátory dost nákladná a co je nejdůležitější,
spotřebují velké množství elektřiny.
Jste si jisti, že tepelné pohody nemůžete dosáhnout použitím levného ventilátoru?
Pamatuj: Ventilátory v mnoha případech vytvoří pocit stejné pohody jako klimatizace.
S jejich pomocí lze vnímat teplotu o 3°C až 5°C nižší než je skutečná teplota a mají
nižší spotřebu (obvykle méně než 10 % spotřeby klimatizačních zařízení).
34
Jestliže jste se nakonec rozhodli, že klimatizaci potřebujete, vyberte si takovou soustavu, která
bude odpovídat vašim potřebám. Zde uvádíme hlavní varianty klimatizačních soustav.
Kondenzátor
Výparník
Rozdělený systém =
SPLIT systém
Pokojové klimatizační jednotky
Používají se spíše k ochlazování jednotlivých místností než celé budovy. Jejich provoz je
lacinější než centrálních jednotek, ale jejich účinnost je zpravidla nižší.
Nejběžněji používané jsou rozdělené systémy, tzv. SPLIT systémy (viz obrázek), což znamená,
že spirálové vinutí (výparník) je umístěný uvnitř objektu a kondenzátor venku.
Oba komponenty jsou vzájemně propojeny potrubím, kterým cirkuluje chladivo.
Pokud jsou výparník i kondenzátor spojeny do jednoho celku, systém se nazývá „kompaktní
soustava“ nebo také „kombi“.
Centrální klimatizační jednotky
Centrální klimatizační jednotky používají přívodní a vratné potrubí rozvedené po celé budově,
kterým cirkuluje ochlazený a později ohřátý vzduch.
Většina centrálních klimatizačních jednotek jsou rozdělené systémy (viz výše).
Tepelná čerpadla
Tepelné čerpadlo může sloužit jako topné zařízení i jako klimatizace. V zimě čerpá tepelné
čerpadlo teplo z venkovního vzduchu a potrubím ho uvádí do oběhu uvnitř budovy.
V létě jde o obrácený proces, kdy čerpá teplo z vnitřku budovy a odvádí ho do ovzduší. Tyto
systémy mohou přinést značné úspory energie, protože pracují jako topná zařízení i jako
klimatizační jednotka.
Pamatuj: V létě může používání klimatizace zvýšit váš celkový účet za elektřinu o
minimálně 50 %.
3.2.5 Tipy a nápady, jak používat klimatizační zařízení
Zde nabízíme tipy, jak zvýšit energetickou účinnost a ušetřit peníze.

Klimatizaci zapínejte jen v nezbytných případech:

Ventilátor ve většině případů zajistí stejný pocit pohody jako klimatizace.

Zabraňte zbytečným přílivům tepla, např. z přílišného osvětlení, příliš horkého
zařízení atd. Zhasínejte světla a vypínejte zařízení, pokud se nepoužívá.

Rolety a markýzy jsou vhodné prostředky k zabránění dopadu slunečních paprsků
v létě do místnosti (viz kapitola o oknech dále v textu).

Vhodné dimenze a správné používání vaší klimatičtí jednotky:
35
Ochlazovaná plocha (m2)
(KW)
9 – 15
15 - 20
20 - 25
25 - 30
30 - 35
35 – 40
40 – 50
50 – 60
Chladicí výkon
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
3
3.6
4.2
Tabulka 5: Orientační tabulka pro stanovení výkonu klimatizačních jednotek
Pamatuj: Indikativní hodnoty, jako je stavební materiál, orientace a rozvržení budovy
významně ovlivňují potřeby ochlazování. Pokud například je ochlazovaný pokoj hodně
slunný nebo se nachází v podkroví, měli bychom zvýšit hodnoty chladicího výkonu
uvedené v tabulce o 15 %. Jestliže se v prostoru nacházejí přístroje vydávající teplo,
např. v kuchyni, chladicí výkon se zvýší o 1 kW.






Nastavte vhodnou hladinu tepelné pohody (mezi 23°C a 25°C, přičemž vhodnější
tepelná hladina je 25°C) a nainstalujte regulační zařízení (termostaty), sloužící
k regulaci klimatizační soustavy podle požadované teploty. Při každém stupni pod
hladinou tepelné pohody se zvýší spotřeba energie o 8 %.
Při puštěné klimatizaci mějte zavřené dveře i okna.
Velmi důležitá je dobrá izolace, aby se zabránilo unikání chladu (řiďte se stejnými
pokyny, jaké jsou uvedeny v odstavci Otopné soustavy a přečtěte si odstavec Izolace)
Zajistěte, aby byl chladný vzduch v prostoru dobře rozveden, zabraňte tomu, aby v
prostoru proudil příliš teplý nebo příliš chladný vzduch (v blízkosti oken, dveří atd).
Jestliže má vaše klimatizační jednotka nastavitelné mřížky, namiřte je ke stropu,
protože studený vzduch padá dolů.
U nové klimatizační jednotky věnujte pozornost energetické třídě, kdy A představuje
nejlepší zařízení a G to nejhorší.
Správná instalace a údržba vašeho zařízení:

Umístěte kondenzační jednotku mimo místnost do dobře větraného prostoru a mimo
dosah slunečního záření.

U pokojových klimatizací umístěte soustavu do prostoru okna nebo ke stěně poblíž
středu místnosti a na nejstinnější místo v domě.

Klimatizační zařízení vždy po několika měsících vyčistěte a zkontrolujte. Špinavé
filtry a spirály mohou zabraňovat normálnímu proudění vzduchu a omezit tepelné
absorpční schopnosti výparníku a tím snížit účinnost soustavy. Tím lze dosáhnout
úspor 3% až 10 %.
3.3 Cvičení / otázky
1.
Co může způsobit místní tepelnou nepohodu?
..................................................................................................................................................
2.
Jaké teplonosné látky se často používají v otopné soustavě?
..................................................................................................................................................
36
3.
Vysvětlete, jak pracuje tepelné čerpadlo.
..................................................................................................................................................
4.
Proč by měl být topný faktor tepelného čerpadla vyšší než 1?
..................................................................................................................................................
5.
Vyjmenujte části solárního tepelného systému:
..................................................................................................................................................
6.
Jaké jsou tři hlavní faktory ovlivňující tepelnou pohodu?
– ........................ – ........................... – ............................
7.
Na kolik stupňů by v létě měla být nastavena provozní teplota klimatizační jednotky, aby
se dosáhlo tepelné pohody a zabránilo se náhlému tepelnému skoku? .....................
8.
Ve které části klimatizační soustavy se spotřebovává elektřina? (Zatrhněte správnou odpověď)
Kompresor □
Výparník □
Kondenzátor □
Klíč
1.
Ochlazování nebo ohřívání částí těla sáláním. Zima na nohy a teplo na hlavu současně.
Horko nebo zima na nohy.
2.
Horká voda nebo vzduch
3.
Viz text v této kapitole
4.
Tepelný výkon čerpadla je součet elektrické energie kompresoru a nízkopotenciální
energie z vnějšího prostředí. Topný faktor je tepelný výkon vydělený elektrickým
výkonem motoru kompresoru.
5.
Kolektor, regulační zařízení, čerpadlo, sluneční nádrž, topné těleso, čidla
6.
Teplota vzduchu, vlhkost a pohyb vzduchu.
7.
23–25 ºC.
8.
Kompresor.
Webové odkazy
http://www.rerc-vt.org/solarbasics.htm
http://www.price-hvac.com/media/trainingModule.aspx
http://www.idae.es/
Odkazy
Greg Pahl: Natural Home Heating: The Complete Guide to Renewable Energy
Options, Chelsea Green Publishing, 2003
ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI), GA, ASHRAE, 2001, Atlanta.
Moran, M. J. and H. N. Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics: SI
version, John Wiley & Sons, Inc., 2006.
VV. A. A.: Guía Práctica de la Energía. Consumo Eficiente y Responsable
(Practical Guide for Energy: Efficient and Responsible Consumption), Instituto para
la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), 2007, Madrid.
37
Klíčové body:








Tepelná pohoda je jedním z nejdůležitějších faktorů, který lidem zajišťuje
optimální vnitřní prostředí.
Nejlepším způsobem, jak zajistit tepelnou pohodu, aniž by se zvyšovala spotřeba
energie, je řídit se doporučeními – zejména co se týče výše teploty – nepřetápět
nebo příliš neochlazovat
Existuje několik možností a kombinací tepelného zdroje a topných prvků. Je
důležité vybrat optimální kombinaci a odpovídající regulaci.
Existují možnosti, jak efektivně využívat obnovitelné zdroje energie- solární
energii, biomasu, tepelná čerpadla.
V létě klimatizace prudce zvyšuje účty za energii průmyslových budov, hotelů,
nemocnic, ústavních budov, škol atd. v mnoha teplejších evropských oblastech.
Úkolem chladicí nebo klimatizační soustavy je převádět teplo z jednoho místa na
druhé, což je spojeno s určitým množstvím práce, tzn. se spotřebou elektřiny. Jde
o výměnu, kdy teplo se absorbuje z vnitřku domu, (ochladí se) a přenese na
povrch, kde se uvolní.
Provozní teplota klimatizační jednotky v létě musí být mezi 23ºC a 25ºC (lepší
tepelná hladina je 25°C). Při každém stupni, který je pod hladinou komfortní
teploty, spotřebujete o 8 % více energie.
Ve většině případů vytvoří ventilátory stejný pocit tepelné pohody jako
klimatizace. S jejich pomocí lze vnímat teplotu o 3 °C až 5 °C nižší než je
skutečná teplota a mají nižší spotřebu elektřiny
38
4.
Příprava teplé (užitkové) vody
Příprava teplé (užitkové) vody obvykle tvoří druhou nejvyšší položku domácnosti ve spotřebě
tepla. Výše spotřeby závisí na zvycích odběratelů a v každé zemi i domácnosti je rozdílná.
Pamatuj: Minimální spotřeba je cca 40litrů na osobu a den, což jsou cca 2kWh. Průměrná
spotřeba je cca 3,4 – 4kWh na osobu a den (toto číslo zahrnuje ztráty při rozvodu).
V domech s ústředním topením se obvykle pro přípravu teplé vody používá stejný zdroj.
V domech s místním vytápěním se nejčastěji používá elektřina.
Pamatuj: Potrubí by mělo být co nejkratší a dobře zaizolované, aby se zabránilo
tepelným ztrátám. Teplota vody by měla být cca 45-55°C.
Během otopné sezóny se obvykle teplá voda připravuje spolu s vytápěním. V létě by její příprava
měla být oddělená, protože celý výkon otopného zařízení není zapotřebí. Zejména účinnost
starých otopných zařízení může klesnout na 40 %, moderní otopná zařízení lze přepnout na letní
režim, takže jejich účinnost může být i více než 80%.
Tabulka 1: Kolik pitné vody denně požadujeme/ spotřebujeme?
Mytí rukou
Každodenní
hygiena
Jídlo (1 osoba)
Sprchování
Koupání
Mytí rukou
3-6l
37 °
0,1 - 0,2 kWh
9 - 12 l
37 °
0,3 - 0,4 kWh
4-7l
30 - 50 l
150 - 180 l
3-6l
60 °
37 °
27 °
37 °
0,3 - 0,5 kWh
1,0 - 1,7 kWh
5,0 - 6,0 kWh
0,1 - 0,2 kWh
4.1 Druhy spotřebičů na ohřev vody
Existuje několik zařízení na přípravu teplé vody – průtokové ohřívače vody nebo akumulační
ohřívače vody s přímým nebo nepřímým ohřevem. A všechny lze rozdělit podle zdroje energie.
Přímý ohřev znamená, že voda je v kontaktu se zdrojem ohřevu (elektřina, plamen atd.).
Nepřímý ohřev znamená, že se voda na spotřebu ohřívá pomocí výměníku tepla.
Akumulační ohřívače jsou nejstarším zařízením na přípravu vody. Nepravidelná spotřeba a
příprava se řeší akumulací. Při používání neregulovatelného ohřívače na pevná paliva je
zásobník dokonce nezbytný. Výpočet odpovídající velikosti zásobníku záleží na době ohřevu
vody, pak za pomoci tohoto časového údaje vypočtete příkon zásobníku. Tento druh kotle má
nízký odběr za dlouhý časový úsek. Jeho nevýhodou je, že tepelná ztráta může být dosti vysoká
(nové typy mají ztrátu vytištěnou na energetickém štítku).
Jestliže používáte průtokový ohřívač, voda protéká teplosměnnou plochou a ohřívá se. Průtokové
ohřívače nejsou vhodné pro místa, kde dochází k časté spotřebě teplé vody v malém množství
(např. při mytí rukou). Teplota se při průtoku mění a to může být někdy problém. Tento typ
ohřívačů naopak má vysoký odběr za krátkou dobu. Tento typ je však dost citlivý na tvrdou
vodu.
39
4.1.1 Elektrické akumulační ohřívače
Elektrický ohřev je obvykle přímý ohřev. Voda se v tomto typu zařízení většinou ohřeje v noci,
kdy je elektřina lacinější. Jejich výhodou je tedy nižší cena za elektrickou energii a také nižší
příkon spotřebiče. Do zásobníku lze namontovat topnou spirálu připojenou na topný systém,
takže v zimě lze vodu ohřívat laciněji pomocí zdroje vytápění (např. kotle). Tomuto druhu
zařízení se říká kombinovaný („kombi“) kotel. Jeho nevýhodou je omezené množství vody, které
lze ohřát. Při spotřebování vody z celého zásobníku se musí čekat dost dlouhou dobu (někdy až
do druhého dne), než se ohřeje nová.
4.1.2 Elektrické průtokové ohřívače
Tento typ se obvykle umisťuje nad umyvadlo. Při používání tohoto typu zařízení je teplá voda
k dispozici stále. Jeho nevýhodou naopak je, že instalovaný výkon tohoto ohřívače je dost
vysoký. Potřebujete proto větší elektrický jistič, a to znamená vyšší náklady.
4.1.3 Plynové (přímo ohřívané) průtokové ohřívače
Tento typ ohřívače byl dříve běžný. Dnes se obvykle používají plynové akumulační ohřívače.
Hlavní výhodou tohoto typu je jednoduchá konstrukce a provoz a také malé rozměry. Jeho
účinnost je naopak nízká a teplota vody při průtoku kolísá.
4.1.4 Plynové (přímo ohřívané) akumulační ohřívače
Tento typ eliminuje nevýhody průtokového ohřívače. Výkon hořáku může být nižší, teplota
nezávisí na průtoku a účinnost je vyšší i při odběru pouze malého množství vody. Je však větší a
cena je vyšší. Ve srovnání s elektrickým ohřívačem plynový ohřívač může být v provozu celý
den; má vyšší výkon, takže může být menší. Tento ohřívač vody lze rovněž připojit ke zdroji
vytápění. Na trhu také existuje řada ohřívačů se zabudovaným zásobníkem.
4.1.5 Plynové (nepřímo ohřívané) akumulační ohřívače
Jsou připojeny k plynovému otopnému zařízení a
vodu
ohřívají
pomocí
výměníku
tepla
instalovaného uvnitř nádrže. Toto řešení je
vhodné, pokud kromě plynového ohřevu
používáte ještě další zdroj.
4.1.6 Další možnosti
Zásobník
s výměníkem tepla
představuje
univerzální systém ohřevu vody a lze u něj
používat jakýkoli další zdroj energie, např. fosilní
paliva, biomasu, dřevo, solární energii, tepelná
čerpadla atd. Rovněž lze využívat geotermální
energii. Poslední dobou se používají protiproudé výměníky tepla, ale většinou se dává přednost
akumulaci energie ve vodě. Při používání solárního systému nebo tepelného čerpadla je
akumulace nezbytná.
4.2 Tipy a rady, jak ušetřit vodu a energii
Platit účty není příjemné, zejména když ceny stále rostou. Je proto lepší ušetřit energii a vodu.
Uspoříte vlastně dvakrát – vodu a také energii potřebnou k ohřevu. Příprava teplé vody obvykle
představuje cca 25 % spotřeby energie.
40
Pamatuj: Prvním krokem je zabránit jakémukoli úniku teplé vody v důsledku
netěsností. Odkapání 10 kapek vody za minutu představuje 40 litrů za týden.
Dalším krokem je snížit spotřebu. Tady existuje řada možností. Sprchujete se nebo se koupete?
Krátká sprcha je lacinější, protože spotřeba vody se rovná pouze jedné třetině spotřeby vody
při koupeli. Vodu lze ušetřit i používáním sprchové růžice na mytí rukou nebo nádobí, protože
je voda obohacená vzduchem a má vyšší průtok. Při použití úsporné sprchové růžice ve sprše
můžete uspořit dalších 30 – 35% pitné vody. Používáním pákové baterie, která snižuje čas
regulace teploty, lze ušetřit téměř 20% energie nutné k ohřevu vody. Jestliže se budete řídit
těmito zásadami, můžete ušetřit 30 – 40% energie potřebné k ohřevu vody, což je cca 7 – 10%
spotřeby energie domácnosti jedné rodiny. A to není malá částka.
Podívejte se proto podrobně na možné úspory:
Směšování vody
Velkou ztrátu vody a energie představuje směšování vody z kohoutku. Než smícháte vodu na
vyhovující teplotu, vyteče ohromné množství vody zcela bez užitku. Existuje proto jednoduchý
trik: pusťte nejdříve horkou vodu a počkejte, dokud nepoteče. Pak pusťte studenou, která má
teplotu cca 20°C, protože se ohřála v potrubí a smíchejte je. Po chvíli poteče ze zdroje studená
voda (10°C) a teplotu sníží. Jestliže si jenom myjete ruce, tak to nevadí, jestliže se sprchujete,
jednoduše zvýšíte teplotu. Po umytí nejdříve zavřete teplou vodu. Může to vypadat jako banalita,
ale v domácnostech s malými dětmi se bezpočtukrát dlouze směšuje voda. Když ušetříte decilitry
nebo litry vody při každém mytí, můžete dosáhnout úspory několika kubických metrů vody za
rok.
Páková baterie
Problém se směšováním vody částečně řeší používání pákové baterie. Jestliže používáte tento typ
baterie, musíte zjistit, při jaké pozici páky teče přiměřeně teplá voda. Při mytí nádobí je vhodné
několikrát vodu zavřít, připravit si další část nádobí a vodu opět pustit.
Další tip: s krátkou pákou vám nepůjde regulovat tok vody plynule. Páka při regulaci obvykle
poskakuje, takže je vhodnější koupit si baterii s delší pákou. Ideálním řešením je používat
v celém bytě termostatický kohout, protože jednoduše nastavíte teplotu vody a pak průtok.
Teplotou vody pak není potřeba se zabývat.
Instalace kratšího vodovodního potrubí
Přemístěním ohřívače ze sklepa do koupelny nebo na nejbližší možné místo můžete snížit
tepelné ztráty v potrubí. Koupelny se dnes staly reprezentativní částí bytu a architekti tam
nechtějí ohřívač umísťovat, ale lze jej jednoduše schovat do skříňky.
Změňte vaše zvyky
Ve srovnání s koupelí můžete krátkým sprchováním ušetřit téměř 70% vody. Není nutné vzdát se
úplně relaxační koupele, pouze je dobré tento zvyk omezit. Pro napuštění vany je potřeba
150litrů vody, kdežto na osprchování potřebujete 50litrů.
Omezte plýtvání
Obvykle s vodou plýtváme a necháváme ji odtékat do odpadu, protože při mydlení rukou, čištění
zubů, šamponování vlasů, holení atd. nezavíráme kohoutek. A zde je další klasický příklad
obvyklého plýtvání. Běžně si myjeme ruce ve velmi malém množství vody, pustíme teplou vodu,
ale z kohoutku vyteče voda o teplotě 20°C, a když začne téct opravdu teplá voda, obvykle
kohoutek zavřeme a horká voda zůstane v trubkách a ochladí se. Snažte se proto mýt si ruce
studenou vodou, protože ta také zůstala v trubkách a je ohřátá na 20°C. Dalším tipem, jak snížit
41
plýtvání vodou, je používání rukavic na špinavou práci a používání kalíšků při čištění zubů nebo
při holení.
4.3 Solární ohřívače vody
Pamatuj: Tento způsob přípravy užitkové teplé vody patří mezi nejběžnější způsoby
využití solární energie. Hlavní výhodou je, že solární energie je dostupná, provoz tohoto
systému téměř nic nestojí a lze jej instalovat dodatečně.
Investiční náklady jsou však dost vysoké, takže doba návratnosti je dlouhá a fungování celého
systému závisí na slunečním svitu, který je nepředvídatelný.
Tyto aktivní solární systémy akumulují zachycenou sluneční energii v zásobnících (což mohou
být vodní nádrže, ale též bazény nebo štěrkový zásobník) a tato akumulovaná energie se použije
obvykle pro ohřev užitkové vody nebo pro vytápění. Pravidlem ale je, že delší akumulace
znamená vyšší náklady. Solární systém musí být napojen na další zdroje ohřevu (např. plynový
kotel, elektrický kotel atp.) pro případ, kdy není žádný nebo jen malý sluneční svit (je noc,
zataženo atd.). V létě může být nositelem tepla voda, ale během celoročního provozu je nutno
používat nemrznoucí kapalinu.
Pamatuj: Výhody přípravy teplé vody solárním systémem:

Zajišťuje 50% až 70% vaší celoroční potřeby teplé vody

Pravděpodobná životnost 20 – 30let

Díky solárnímu ohřevu vody budou vaše účty za teplou vodu za rok poloviční

Teplá voda je v létě téměř zcela zajištěna solárním systémem

Funguje, i když je zataženo

Jednoduché plánování a instalace
1.
Jaká je přiměřená teplota teplé užitkové vody?
..................................................................................................................................................
2.
Kdy se spotřebuje méně vody?
□ Koupání ve vaně
□ Sprchování
3.
Jaké množství teplé užitkové vody lze ročně připravit pomocí solárního systému?
..................................................................................................................................................
Klíč
1.
cca 45-55 °C
2.
Sprchování
3.
50 % až 70 % spotřeby vody za rok.
42
Odkazy
Greg Pahl: Natural Home Heating: The Complete Guide to Renewable Energy
Options, Chelsea Green Publishing, 2003
Webové odkazy
http://www.engineeringtoolbox.com
http://www.rerc-vt.org/solarbasics.htm
http://www.diydoctor.org.uk/projects/domestic_hot_water_systems.htm
Klíčové body:






Příprava teplé užitkové vody tvoří obvykle druhou nejvyšší položku ve spotřebě
tepla domácnosti
Minimální spotřeba je cca 40litrů na osobu a den, což jsou cca 2kWh. Průměrná
spotřeba je cca 3,4 – 4kWh na osobu a den.
V létě se ztráty z potrubí přeměňují v nežádoucí vnitřní zisky, což je
problematické. Abyste zabránili tepelným ztrátám, mělo by potrubí být co
nejkratší a dobře zaizolované. Teplota by měla být cca 45-55°C.
Prvním krokem je zabránit únikům teplé vody v důsledku netěsností. 10 kapek
za minutu představuje 40litrů za týden.
Krátké sprchování představuje úspory, protože se spotřebuje pouze jedna třetina
vody ve srovnání s koupelí. Spotřebu vody může ušetřit rovněž používání
sprchové růžice při mytí rukou nebo nádobí, protože je voda obohacena
vzduchem a tím se vytvoří vyšší průtok.
Je zde vhodná příležitost k efektivnímu využití obnovitelných zdrojů energie –
zejména sluneční energie.
43
5. Osvětlení

Jak je světlo pro lidi důležité

Jak využívat denního a umělého světla

Jaké jsou zdroje umělého osvětlení

Co je světlo, jak ho změřit a doporučení pro jeho intenzitu v budovách
Abychom viděli a mohli pracovat, potřebujeme vhodné osvětlení.
Hlavním požadavkem na vnitřní prostor (z tohoto hlediska) je
vizuální pohoda.
Definice: To znamená, že osvětlení prostředí musí
uspokojovat fyziologické, psychické a estetické
potřeby člověka.
Osvětlení zahrnuje jak využití zdrojů umělého světla, jako jsou lampy, tak přirozeného osvětlení
interiérů denním světlem.
Pamatuj: Pro člověka je denní světlo velmi důležité. Bez každodenní stimulace denním
světlem by lidský zrak mohl degenerovat. V budovách, kde lidé žijí a pracují, slouží
během dne denní světlo (pronikající okny, světlíky atd.) jako hlavní zdroj osvětlení
Pokud nelze využít denního světla, je možné použít
smíšené osvětlení nebo v nejhorším případě pouze světlo
umělé.
Pamatuj: Používání denního světla během
dne rovněž snižuje spotřebu energie a tím
náklady.
Umělé osvětlení je obvykle nutné k zajištění potřebného osvětlení prostoru. Umělé osvětlení
představuje hlavní složku spotřeby energie na osvětlení a představuje významnou část veškeré
spotřebované energie na světě.
Nejběžnějším zdrojem umělého osvětlení je dnes elektřina, ale
v minulosti se používalo též plynové osvětlení, svíčky nebo olejové
lampy a tyto zdroje se v určitých situacích používají stále.
Správné osvětlení může ovlivnit lepší provedení
práce nebo zvýšit estetický účinek; ačkoli
v důsledku osvětlení může docházet k plýtvání
energií a nepříznivým vlivům na zdraví. Vnitřní
osvětlení tvoří druh zabudovaného příslušenství
nebo zařízení a klíčovou součást interiérového
designu.
Osvětlení
rovněž
může
být
neodmyslitelnou součástí zahradní architektury.
44
5.1 Denní světlo
Zdrojem denního světla jsou přímé sluneční paprsky nebo rozptýlené sluneční světlo na obloze.
Intenzita a barva denního světla se v průběhu dne a roku mění a záleží rovněž na zeměpisné šířce
a povětrnostních podmínkách. Denní světlo patří k hlavním faktorům životního prostředí a má
obrovský vliv na fyzický a psychický stav člověka. Existují proto určité požadavky ohledně jeho
množství a kvality, stanovené v normách a doporučeních.
Kvantitativním kritériem je úroveň intenzity denního světla, zatímco jeho kvalita je
charakterizována světelným tokem a směrem světla, rovnoměrností osvětlení a jasem. Oslnění je
způsobeno vysokým jasem nebo vysokým odrazem světla, např. u střešních oken orientovaných
na oblohu. Je proto nutné regulovat přímé paprsky denního světla ve vnitřním prostoru. Existuje
mnoho způsobů regulace světla. Měli byste si vybrat ty prostředky, které vám nejvíce vyhovují a
jsou úsporné.
 Pevné okenní kryty – jsou umístěny na vnější straně oken (např.
stříšky/markýzy)
 Pohyblivé okenní kryty – (např. okenice, pohyblivé stříšky/
markýzy) dají se nastavit podle potřeby a umístit do obou poloh.
Na vnějších stranách rovněž eliminují zisky ze slunečního svitu.
5.2 Umělé osvětlení
Pro umělé osvětlení se používají zdroje umělého osvětlení v době, kdy denní světlo není
dostupné. Moderní zdroje umějí vytvořit takové osvětlení vnitřního prostoru, které je podobné
dennímu světlu.
Pamatuj: Intenzita světla by měla odpovídat zrakové aktivitě. Měla by být nižší pro
běžné činnosti a vyšší při zrakově náročné činnosti. Osvětlení by také mělo vytvořit
vyhovující a příjemné prostředí.
Osvětlení se obvykle rozděluje na centrální a místní.
Při projektování osvětlení existuje základní pravidlo
– světlo musí dopadat tam, kde je ho zapotřebí (např.
na podlahu, na pracovní místo atd.). Důležitý je také
způsob osvětlení, které může být přímé, polopřímé,
smíšené nebo nepřímé. Přímé osvětlení je takové,
kdy světlo dopadá dolů na pracovní místo nebo
podlahu. Jde o vyzařované světlo jedním směrem,
takže je velmi úsporné, ale vznikají při něm tmavé stíny s ostrými okraji a oslňuje. Také strop a
horní část stěny zůstávají tmavé.
Polopřímé osvětlení znamená, že zdroj nevyzařuje světlo pouze dolů, ale také na strop nebo
stěny. Místnost se zdá komfornější. Světlo, které se odráží od stropu, vrhá lehčí stíny a oslnění je
přijatelnější. Polopřímé osvětlení je optimální a používá se nejčastěji.
45
Smíšené osvětlení vyzařuje světlo všemi směry, takže
všechny povrchy (podlahu, strop, stěny) osvětluje stejně.
Nepřímé osvětlení znamená, že všechno světlo dopadá na
strop a horní část stěn. Světlý strop vypadá jako zdroj
o nízké intenzitě, takže je celá místnost osvětlená
stejnoměrně bez oslnění. Nevýhodou tohoto způsobu
osvětlení jsou jeho vysoké světelné ztráty způsobené
odrazy.
5.2.1 Světelné zdroje
Existují dvě hlavní skupiny zdrojů – tepelné a luminiscenční. U tepelných zdrojů (slunce, běžná
žárovka) dojde k vyzařování světla při zahřátí na velmi vysokou teplotu. U luminiscenčních
zdrojů (fluorescenční žárovka) vzniká světlo luminiscencí.
Zde uvádíme přehled technických údajů, které
charakterizují zdroj, který určuje množství a kvalitu světla:
 napětí (V)
 příkon (W)
 světelný tok (lm)
 měrný výkon (lm/W)
 teplota (K)
Žárovky jsou nejčastějším a nejnehospodárnějším zdrojem světla. Pouze cca 3 – 4%
přivedené energie se přemění na světlo, zbytek je odpadní teplo. Výhodou je nízká cena
a snadná aplikace bez nutnosti instalace dalších příslušenství. Barevné vyzařování je
velmi příjemné a blíží se dennímu světlu. Životnost je poměrně krátká, cca 1000 hodin.
Příkon se pohybuje od 15 do 200W a měrný výkon od 6 do 16lm/W.
Halogenové žárovky představují poměrně nový zdroj. Díky svému
tvaru se přednostně používají k dekorativnímu a intimnímu
osvětlení. Měrný výkon je vyšší, pohybuje se od 11 do 25lm/W. I
životnost je delší, cca 2000 – 3000 hodin. Tyto žárovky se vyrábějí
ve 2 typech, pro nízké napětí (12V) s příkonem od 5 do 75W a pro
síťové napětí s příkonem od 60 do 2000W. Ze všech zdrojů mají
nejvyšší index barevnosti. Mějte na paměti, že jsou vhodné k
používání při nízkém napětí, teplota tohoto zdroje je vysoká a ohřívá okolí.
Nejběžněji používané jsou dnes zářivky. Patří mezi zdroje pro nízké
napětí. Světlo vyzařují působením UV záření na vrstvu luminoforu,
který pokrývá vnitřní stranu zářivky. Zářivky se vyrábí v mnoha
barevných odstínech od růžové po čiré. Index barevnosti je poměrně
velký. Měrný výkon je vyšší, od 35 do 60lm/W. Životnost je
poměrně velmi dlouhá, 5000 – 8000 hodin. Časté rozsvěcení a
zhasínání však jejich životnost zkracuje.
Existují obavy týkající se negativního působení zářivek na lidský
organismus (bolest hlavy, suché oči, vypadávání vlasů atd.), ale
výzkum prokázal, že tyto obavy jsou zbytečné.
Rozlišujeme dva druhy zářivek: lineární a kompaktní. Lineární zářivky se vyrábí v délce 60, 120
a 150cm a s indukčním stabilizátorem (INDP) se startérem s pojistkou na 230V nebo bez startéru
46
s elektrickým stabilizátorem (ELP). Tyto zdroje mají cca 10 krát delší životnost a 5 krát vyšší
výkon než běžné žárovky. Kompaktní zářivky patří do skupiny nejmodernějších zdrojů. Některé
typy těchto zdrojů se vyrábí se stejným závitem jako běžné žárovky, takže je můžete snadno
vyměnit. Životnost je cca 8 krát delší a výkon cca 6 krát vyšší než žárovky.
Tabulka 1: Kolik energie lze ušetřit výměnou žárovek za zářivky?
Druh zdroje nahrazujícího žárovku
Úspory
Lineární zářivka Ø 38 mm s INDP
62 %
Lineární zářivka Ø 26 mm s INDP
72 %
Kompaktní zářivka s INDP
76 %
Kompaktní zářivka s ELP
79 %
Lineární zářivka Ø 26 mm s ELP
82 %
Lineární zářivka Ø 16 mm s ELP
88 %
Procentuální vyjádření nespotřebované energie.
5.2.2 Svítidla
Důležitou součástí osvětlení jsou rovněž svítidla. Různé zdroje vyžadují
různá svítidla, například svítidla na lineární zářivky mají jiný tvar a
konstrukci než svítidla na žárovky. Svítidla se skládají ze světelné části a
konstrukční části. Světelnou část může tvořit rozptylovací stínítko (které
rozptyluje světlo), odrazové zrcadlo (které odráží světlo) nebo refraktor
(který světlo láme). Svítidlo je charakterizováno účinností, což je poměr
mezi světelným tokem svítidla a světelným tokem zdroje. Svítidla, která
vyzařují směrem dolů, mají nejvyšší účinnost. Společným problémem
svítidel je, že jejich nezakrytý zdroj oslňuje. Zdroje by měly být zakryté, aby na ně z běžných
úhlů nebylo vidět. Správný výběr svítidla vede k vyšší pracovní výkonnosti, pocitu pohody,
lepšímu vidění a zdraví.
5.3.3 Spotřeba energie
Na umělé osvětlení se na celém světě spotřebuje značná část elektrické energie. V domácnostech
a kancelářích připadá na osvětlení 20 až 50 procent celkové spotřeby energie. A co je
nejdůležitější, v některých budovách může přes 90 procent spotřebované energie na osvětlení
tvořit zbytečný výdaj v důsledku nadměrného svícení. Náklady na takovéto osvětlení mohou být
značné. Náklady na svícení jediné 100W žárovky používané pouze 6 hodin denně mohou činit
přes 28 € ročně (výpočet je stejný jako u jakéhokoli elektrického přístroje). Osvětlení tudíž dnes
představuje významnou část spotřeby energie, zejména ve velkých kancelářských budovách, kde
se energie k osvětlení využívá mnoha způsoby.
Existuje několik obecně použitelných postupů, jak minimalizovat energetické nároky budov:
 Specifikovat požadované osvětlení pro dané prostory.
 Analyzovat kvality osvětlení vedoucí k zamezení nepříznivého působení světla
(například oslňování nebo nevhodné barevné spektrum).
 Při projektování osvětlení vzít v úvahu prostorové dispozice a interiérovou strukturu
(včetně výběru interiérových povrchů a rozvržení prostoru)
 Rozvrhnout dobu, kdy bude osvětlení během dne zapotřebí. Tím se nebude
spotřebovávat energie zbytečně.
Výběr instalace a druhů svítidel s nejlepší dostupnou technologií (BAT) pro úsporu
energie.
47
Pamatuj:
 Výchova uživatelů budovy k využívání osvětlovaciho zařízení co nejúčinnějším
způsobem.
 Údržba osvětlovacích systémů, aby se minimalizovalo plýtvání energií.
 Využívání denního světla – některé supermarkety se staví s mnoha plastovými
bublinovými střešními okny, čímž se v řadě případů zcela odstraní potřeba používat
během dne na mnoho hodin umělé osvětlení.
1.
Jaká jsou kvantitativní a kvalitativní kritéria světla?
..................................................................................................................................................
2.
Proč je nutné regulovat přímé paprsky denního světla ve vnitřním prostoru?
..................................................................................................................................................
3.
Co je přímé osvětlení?
..................................................................................................................................................
4.
Které technické údaje charakterizují zdroj?
..................................................................................................................................................
Klíč
1.
Kvantitativní kritérium je hladina intenzity denního světla, kvalita je definována světelným
tokem a směrem světla, rovnoměrností osvětlení a jasem a oslněním.
2.
Příčinou oslnění je vysoký jas nebo vysoký kontrast, proto je nutné regulovat přímé
paprsky denního světla.
3.
Světlo dopadá na pracovní místo nebo na podlahu.
4.
napětí (V), příkon (W), světelný tok (lm), měrný výkon (lm/W), teplota (K).
Odkazy
Fetters, John L.: The Handbook of Lighting Surveys & Audits, CRC Press, 1997
Webové odkazy
http://www.iesna.org/
http://www.enlighter.org/
http://www.newbuildings.org/ALG.htm
http://www.lrc.rpi.edu/
http://www.homeenergy.org/archive/hem.dis.anl.gov/eehem/97/970109.html
http://www.lightingmanual.com/
http://www.vgklighting.com/
48
Klíčové body:

Potřebujeme správné osvětlení, abychom viděli a abychom mohli pracovat.
V budovách, kde lidé žijí a pracují, je třeba během dne využívat denního světla
(procházejícího okny, světlíky atd.) jako hlavního zdroje osvětlení.

Intenzita světla (osvětlenost) by měla odpovídat zrakové aktivitě. Měla by být
nižší při základní činnosti a vyšší při zrakově náročné činnosti To je úzce spjato
s elektrickým příkonem a spotřebou zdrojů umělého osvětlení, s vyšší intenzitou,
vyšším příkonem, vyšší spotřebou.

Výměnou žárovek za zářivky lze ušetřit 60 – 80 % energie

Nejjednodušším a nejzřejmějším způsobem, jak eliminovat nadbytečnou
spotřebu energie, je zhasínání po dobu nepřítomnosti osob v místě a vypínání
přístrojů, pokud nepracují.
49
6. Elektrické a elektronické přístroje a zařízení (a solární PV systémy)

Jednotky měření elektřiny a jak je vypočítat

Jak zjistit informace z energetických štítků používaných v Evropě na
elektrických přístrojích

Přehled parametrů hlavních přístrojů používaných v domácnostech a jak jejich
správným používáním ušetřit energii.
6.1 Přehled
V našich domovech jsme obklopeni všemi druhy elektrických a elektronických přístrojů, které
pravidelně používáme k uspokojení našich potřeb. Pokládáme je za tak základní součást našeho
života, že občas zapomínáme, že je jejich používání spojeno s náklady na energii.
Na provoz elektrických přístrojů v typické evropské domácnosti připadá cca 8% spotřeby
energie.
Pamatuj: Procentuální podíl je mnohem vyšší, jestliže zmíníme spotřebu elektřiny
domácnosti. Spotřeba všech elektrických přístrojů a osvětlení představuje cca 55%
elektřiny používané domácnostmi.
Mezi přístroje je zahrnuto šest velkých spotřebičů elektřiny (ledničky, mrazáky, pračky, myčky
nádobí, televize a sušičky) a řada malých přístrojů.
Mezi hlavní spotřebiče jsou zahrnuty:

Ledničky a mrazáky

Pračky a sušičky prádla

Myčky nádobí

Ohřívače vody

Vysoušeče vlasů

Pokojová klimatizace

Elektrické trouby
Kromě pořizovací ceny, která je
obyčejně hlavním kritériem při výběru
spotřebiče, by se měly vzít vážně
v úvahu provozní náklady během jeho
životnosti, což jsou náklady na
elektřinu (utility bill) každý měsíc po mnoho let (v závislosti na životnosti přístroje) vyplývající
ze spotřeby elektřiny přístroje. Typy s vysokou účinností mají obvykle vyšší pořizovací cenu, ale
jejich provozem se ušetří významné množství energie (a tím i peněz).
Víte, co je energetický štítek?
Jedním z hlavních cílů používání energetických štítků v EU je snaha
pomoci domácnostem rozhodovat se při nákupu na základě
informovanosti o energetické spotřebě přístrojů. Je to rovněž pobídka
pro výrobce, aby zvýšili energetickou účinnost svých produktů.
Energetický štítek je povinný pouze pro určité skupiny výrobků,
žárovky, automobily a většinu elektrických spotřebičů (např. ledničky,
kotle, myčky, jak je uvedeno výše). Ostatní přístroje, které mají obecně
50
nižší výkon, nejsou energetickým štítkem označeny. Jako např.: opékače topinek, vysoušeče
vlasů, žehličky, mixéry atd.
Definice: Energetický štítek je nálepka, poskytující jasnou a snadno poznatelnou
informaci o energetické spotřebě a výkonnosti výrobků a musí být viditelně
připevněna na nových přístrojích vystavených k prodeji.
Důležitou součástí energetického štítku je stupnice klasifikačních tříd energetické
účinnosti, která uvádí jednoduchý rejstřík složený z kódu písmen a barev od
nejúčinnější zelené a písmene A po červenou s písmenem G s nejnižší účinností.
Číslo uvádějící energetickou účinnost uvádí jednotky spotřeby
elektřiny v kWh, umožňující srovnání jednotlivých typů.
Každé písmeno, které se na stupnici vzdaluje od písmene A, vyjadřuje
vyšší energetickou spotřebu o cca 12 – 15% než písmeno předchozí.
Můžeme tedy říci, že například pračka ve „třídě A“ spotřebuje až o
24% energie méně než pračka, která přinese stejný užitek a je ve třídě
C a až o 36% méně než pračka ve třídě D.
Pouze v případě chladicích spotřebičů (ledničky, mrazáky atd.) jsou
shora dva řádky navíc, označující třídu A+ a A++, které vyjadřují ještě
nižší relativní spotřebu.
Pokud tedy uvážíte, že praktická životnost domácího elektrického spotřebiče je více než deset
let, je výše energetických úspor, kterých lze dosáhnout, velmi důležitá.
Jak odhadnete spotřebu elektřiny přístroje? Kolik elektřiny přístroj spotřebuje?
Prvním krokem k tomu, aby vaše domácnost byla méně energeticky náročná, je potřeba
uvědomit si, kde spotřebováváte energii. Tím, že se zaměříte na oblasti, kde spotřebováváte
nejvíce energie, můžete značně ovlivnit snížení vašeho účtu za elektřinu.
K tomu, abyste to mohli udělat, je užitečné znát následující dvě základní koncepce!!
1. Elektrický výkon/příkon
Spotřeba elektřiny přístroje na prvním místě závisí na jeho „elektrickém
příkonu“ neboli wattovém příkonu, což je maximální množství energie
čerpané přístrojem. Informaci o příkonu ve wattech najdete na spodní nebo
zadní části většiny přístrojů nebo na výrobním štítku.
Obvykle je vyjádřený ve wattech (W) nebo kilowattech (kW)
(zapamatujte si, že 1 kilowatt (kW) = 1000 wattů)
pokud tedy máte příkon 500 wattů, znamená to 0,5 kW (získáno 500/1000).
Zde je pár příkladů s uvedením rozmezí příkonu různých elektrických přístrojů; mějte na paměti,
že se mohou značně lišit podle typu, velikosti a pracovních podmínek.
51
Přístroj
Příkon
Přístroj
Příkon
Kávovar (4/10 šálků)
700–1200
Klimatizace (pokojová)
1000 +
Opékač topinek
1000
Akvárium
50–1210
Mixér/hnětač
300
Odvlhčovač
800
Mikrovlnná trouba
700 - 1500
Elektrická dečka
200
Žehlička
750 - 1200
Ohřívač vody (150 litrů)
Pračka
900
CD přehrávač
45005500
30
Sušička prádla
-
Osobní počítač + monitor
120 - 160
-
Laptop
50
Stolní ventilátor
2000
5000
1200
1500
20 - 250
Televize (25” / 19”)
150 - 80
Stropní ventilátor
10 - 50
Rádio (stereo)
50 - 300
Vysavač
1200
Fritéza
1200
Vysoušeč vlasů
1000 +
Lednička
200 - 800
Myčka
Tabulka 6: Typický příkon různých přístrojů
2. Spotřeba elektřiny
Jestliže sledujete televizi (nebo ji máte jen puštěnou, aniž byste ji sledovali!) po dobu 1 hodiny,
spotřebujete elektřinu ve výši 150 watthodin
Pamatuj:
Jinými slovy, spotřebu
vypočtete, když vynásobíte příkon časem.
1000 watthodin se rovná 1 kilowatthodině (1000
Wh = 1 kWh).
Je však důležité si zapamatovat, že vzhledem
k tomu, že u řady přístrojů jsou různé možnosti
nastavení (např. hlasitost u rádia, zvolená teplota
na klimatizační jednotce), odpovídá skutečná výše
spotřebované elektřiny danému nastavení.
Znamená to, že jestliže přístroj není puštěný na svůj maximální wattový výkon (například není
nastavena maximální teplota při puštění klimatizace), spotřeba elektřiny se nerovná přesně
příkonu za časovou jednotku, ale je nižší. Výsledek získáme vynásobením tzv. “koeficientem
náročnosti”*, což je číslo rovnající se 1 (chod přístroje při maximálním wattovém výkonu) nebo
menší (pokud je wattový výkon nižší).
Výpočet spotřeby:
Teď už víte, že pro měření spotřeby elektřiny přístrojů se používá jednotka
zvaná „kilowatthodina“ (kWh).
Při předběžném vypočtení spotřeby elektřiny přístroje můžete postupovat
následovně:
1. Podívejte se na jeho příkon (na štítku je informace o jeho instalovaném
příkonu ve wattech nebo kilowattech).
52
2.
3.
Odhadněte, kolik hodin* denně se používá (například televize 3 hodiny, lednička 24
hodin).
Vynásobte příkon počtem hodin, kdy je přístroj v provozu (za den).
Vzorec je:
Příkon (kilowatty) x čas (hodiny provozu za den) = energetická spotřeba (kWh)
4.
5.
Pak vynásobte denní spotřebu počtem dní, kdy je přístroj v provozu za týden, měsíc nebo
rok (záleží na tom, za jaké období chcete spotřebu sledovat)
Na závěr můžete vypočítat roční, měsíční nebo denní náklady na provoz přístroje tak, že
vynásobíte spotřebu elektřiny (kWh) cenou za jednotku kWh (tj. 9 až 32 centů€/kWh).
Vzorec je:
Spotřeba energie (kWh) x cena za elektřinu (centy€ / kWh) = náklady (€).
Ukázkové výpočty:
Případová studie:
 Žehlička:
Spotřeba elektřiny = (850 wattů × 1 hodina/den × 3 dny/týden × 4 týdny/měsíc) ÷
1,000*
= 10.2 kWh/měsíc
Náklady = 10.2 kWh × 13 centů€/kWh = 132.6 centů€/měsác
(.........× 12 měsíců/rok = 1,591 centů€/rok = 15.91 €/rok).

Osobní počítač a monitor:
Spotřeba elektřiny = (120 + 160 wattů × 4 hodiny/den × 365 dní/rok) ÷ 1000* =
408.8 kWh
Náklady = 408.8 kWh × 13 centů/kWh = 5,314 centů€/rok = 53.14 €/rok.
*Zapamatujte si, že 1000 Wh = 1 kWh. Ve výše uvedených vzorcích se výsledek
vydělil 1000 kvůli převodu watthodin (Wh) na kilowatthodiny (kWh), což je
vhodnější způsob, jak vyjádřit spotřebu elektřiny. Všimněte si: kdyby byla
v příkladu spotřeba elektřiny vyjádřena ve wattech, výsledek by byl = 10.200 Wh
(u žehličky) a 408.800 (u počítače s monitorem). Pracovat s dlouhými čísly by
bylo nepříjemné!!
Všimněte si, že: cena za elektřinu v evropských zemích se liší. Zjistěte cenu ve
vaší zemi z účtu za elektřinu (utility bill) !!
Údaje na účtu za elektřinu (utility bill)
Na účtu za elektřinu (utility bill) lze obvykle vidět, jaký poplatek se
účtuje za kilowatthodiny, které spotřebujete a rovněž kolik
kilowatthodin (kWh) jste spotřebovali. Vynásobením těchto dvou
činitelů a připočtením dalších prvků (daní, administrativních nákladů
atd.) získáte částku, kterou máte zaplatit.
53
Pamatuj: Průměrná místní sazba v Evropě je 20 centů€ (cca 5,2Kč) za kWh
s kolísáním od 9 centů€/kWh (v Bulharsku) po 32 centů€/kWh (v Dánsku). Typická
evropská domácnost spotřebuje cca 4,500 kWh ročně, což představuje roční náklady ve
výši €900 (cca 23 500Kč).
6.1.1 Hlavní tipy, jak ušetřit energii
Je třeba dodržet dvě jednoduché zásady:

Při nákupu elektrických spotřebičů buďte pozorní. Kupujte energeticky účinné výrobky (ve
třídě A) a navykněte si sledovat elektrický příkon/výkon.

Pracujte s nimi efektivně: snažte se přístroje nepoužívat, pokud to není nutné a vypínejte
je, pokud je nepotřebujete.
Pamatuj: Mnoho přístrojů dál čerpá malé množství energie i po vypnutí. Tato „fiktivní
zatížení“ se vyskytují u většiny elektrických přístrojů, jako jsou videorekordéry,
televize, stereo přehrávače, počítače a kuchyňské spotřebiče.
Většina fiktivních zatížení zvýší spotřebu energie přístroje o několik watthodin. Těmto zatížením
lze zabránit vytažením přístroje ze zásuvky nebo použitím multizásuvky s jednotným
vypínačem, pomocí které se přeruší přívod elektřiny do všech spotřebičů.
6.2 Elektrické spotřebiče
6.2.1 Ledničky:
Ledničky jsou dnes v domácnostech nezbytným spotřebičem, který umožňuje kvalitnější
uchování potravin.
Pamatuj: Jelikož jde o přístroje, které jsou v provozu 8,760 hodin ročně (tj. po celý
rok), jejich spotřeba je v domácnosti nejvyšší.
Ačkoli mají tyto spotřebiče relativně nízký příkon, tím, že jsou v provozu mnoho hodin,
spotřebují více energie než jiné přístroje s větším příkonem.
Nicméně, mějte na paměti, že za velkou spotřebu ledničky stojí kompresor (podívej se na
kompresorový chladící sytém v kapitole o klimatizaci), který neběží po celý čas provozu, ale
(závisí na nastavené teplotě) během dne přepíná mezi „zapnuto“ a „vypnuto“. V příkladu níže je
odhadnuto, že je kompresor zapnutý cca 1800 hodin ročně.
Klimatizace:
Lednička:
Elektrický příkon = 2 kW
Elektrický příkon = 0,35 kW
Hodiny provozu= 300 hodin/rok
Hodiny provozu lednička = 8 760 hodin/rok
Spotřeba elektřiny = 2 x 300 = 600 Hodiny provozu kompresor = 1 800 hodin/
rok
kWh/rok
Spotřeba elektřiny = 0,35 x 1 800 = 630
kWh/rok
Jak vidíme, lednička spotřebuje více energie než klimatizace, jejíž příkon je 6krát vyšší.
Všimněte si, že k dosažení skoro stejné spotřeby energie (600kWh) lednice běží 1800h zatímco
klimatizace jen 300h.
54
Jak již bylo zmíněno, chladicí spotřebiče (ledničky, mrazáky atd.) jsou na energetickém štítku
klasifikovány dvěma dalšími úrovněmi energetické účinnosti, A+ A+ A B C D E F G
tj. třídou A+ a A++, které vyjadřují ještě nižší relativní
<3 <42 <55 <75 <90 <10 <11 <12 >1
spotřebu.
0
0 0 5 25
Spotřeba nové ledničky se štítkem třídy A+ činí přinejmenším
42 % spotřeby elektřiny běžných typů (třída D nebo E) a nová lednička označená štítkem A++
dokonce méně než 30 %.
U chladicích spotřebičů je velmi důležité zabránit ztrátám chladu, protože ztracený chlad budou
muset znovu vyrobit.
Hlavní příčiny ztráty chladu jsou:

Izolace: prostup tepla materiálem, který tvoří stěny ledničky.

Potraviny: přenos tepla z potravin (protože uložené potraviny mají zpočátku vyšší teplotu,
než jaká je v lednici).

Těsnění ve dveřích (těsnicí manžeta): prostup tepla panelem, který zajišťuje neprodyšnost

Otvírání dveří: přenos tepla dovnitř v důsledku otvírání dveří.
8%
9%
Otevírání dveří
15%
Dveřní těsnění
Jídlo
Izolace
68%
Graf 2 . Příčiny ztrát chladu
Tipy na úsporu energie při provozu ledničky a mrazáku:

Při nákupu nové lednice pátrejte po informacích na energetickém štítku a vyberte třídu A+
nebo A++.

Vyberte novou lednici, která má správnou velikost pro potřeby vaší domácnosti. Čím je
větší, tím vyšší spotřebu energie má.

Nevkládejte dovnitř teplá jídla.

Při rozmrazování zmražených potravin je nechte rozmrznout v lednici a ne venku, protože
lednice chladnější teplotu ze zmražených potravin zužitkuje.

Zajistěte, aby těsnění ve dveřích lednice bylo neprodyšné. Vyzkoušejte ho pomocí listu
papíru, který zavřete do dveří. Jestliže půjde papír snadno vytáhnout, potřebuje těsnění
vyměnit.

Dveře otvírejte na co možná nejkratší dobu.

Neumisťujte ledničku na žádné teplé místo ani tam, kde není dostatek větrání.

Neudržujte v lednici nebo mrazáku příliš nízkou teplotu. Doporučená teplota pro
uchovávání čerstvých potravin v lednici je 5°C a v mrazáku -18°C.

Ledničku a mrazák s ručním odmrazováním pravidelně odmrazujte, námraza snižuje jejich
energetickou účinnost. Námraza může být maximálně 3mm silná.
55
6.2.2 Pračky:
Jde o základní spotřebič, který se nachází v téměř všech evropských
domácnostech. Četnost jeho používání závisí na zvycích uživatelů, ale
podle odhadu je v provozu průměrně třikrát až pětkrát týdně. Po ledničce
a televizi je to spotřebič, který má v evropských domácnostech větší
spotřebu energie než kterýkoli jiný.
Pračka pere prádlo za použití teplé vody a pracího prostředku na základě
otáčivého pohybu bubnu.
Pamatuj: K nejvyšší spotřebě energie nedochází při zátěži pohybem, ale při ohřevu
vody elektrickým odporem, kdy spotřebuje cca 85 % své celkové energie.
Dalším důležitým faktorem spotřeby je spotřeba vody, která může činit cca 30-50litrů.
Na energetickém štítku praček jsou vyznačeny tyto informace: účinnost praní, účinnost ždímání,
spotřeba vody a energie během jednoho cyklu.
Rady pro jejich používání:

Kupte pračku s energetickým štítkem skupiny A.

Perte při zcela naplněné pračce. Pokud je pračka naplněná pouze částečně, použijte
odpovídající nastavení na množství vody nebo raději počkejte, až budete mít dostatečné
množství špinavého prádla.

Pro praní používejte studenou vodu nebo nastavte nízkou teplotu vody, kdykoli je to
možné. 30°C by mělo stačit!!!

Nepoužívejte sušení – to udělá slunce.

Nové dvouteplotní přístroje pracují se dvěma zdroji vody, teplým a studeným. Teplá voda
se odebírá z domovního rozvodu ACS, která je předehřátá a tím dochází k nižší spotřebě
energie
6.2.3 Myčky nádobí
Tento spotřebič se používá stále více podle toho, jak stoupají naše
požadavky na pohodlí a jak klesá množství volného času rodiny.
Jedna ze čtyř rodin v Evropě má myčku nádobí a používá ji téměř
každý den, čímž se tento spotřebič dostává mezi přístroje s nejvyšší
spotřebou energie.
Pamatuj: Podobně jako u pračky připadá cca 70–80% použité elektřiny na ohřev vody.
V současné době existují zařízení s mnoha možnostmi nastavení programů, které umí zvolit
režimy mytí při střední výkonnosti a nižší teplotě, což vede ke snížení spotřeby energie.
Tipy na její používání:

Při nákupu nové myčky nádobí se zajímejte o třídu na energetickém štítku!

Při pouštění myčky dbejte na to, aby byla plná, ale ne přeplněná.

Nastavte ohřívač vody ve vaší domácnosti na nižší teplotu.

Nechte nádobí uschnout na vzduchu; po posledním opláchnutí nechte dveře myčky
56
otevřené, aby nádobí uschlo rychleji.
6.2.4 Domácí elektronická zařízení - přístroje pro zábavu a domácí kancelář
Jde o spotřebiče, jejich používání je stále rozšířenější a které jsou denně
v provozu stále více hodin. Každý rok se objevují výrobky s dokonalejším
vybavením a tím nabízejí atraktivnější zábavu.
Pamatuj: Spotřeba energie elektronickými zařízeními často probíhá
bez povšimnutí. Přitom odhadem 10% až 15% veškeré elektřiny
spotřebované v evropských domácnostech lze přičíst provozu
elektronických přístrojů. .
Převážnou část spotřebují systémy domácí
zábavy a domácího kancelářského vybavení.
Malé elektrické spotřebiče, včetně přenosných
přístrojů s nabíječkami baterií přestavují
významnou zátěž, nikoli proto, že by spotřeba
jednotlivých přístrojů byla velká, ale proto, že
jich je mnoho a jsou v provozu mnoho hodin.
Do této skupiny patří:
televize a domácí kina, videorekordéry a DVD přehrávače, kombinované
jednotky (televize/video; televize/DVD přehrávač), domácí rádia,
počítače, video herní konzoly atd.
Režimy spotřeby
Všechny tyto výrobky mají zabudované různé provozní režimy. Jedním z nich je režim stand-by
(pohotovostní režim), který lze zapnout a vypnout pomocí dálkového ovladače. Jde o zdánlivé
vypnutí, protože přístroj v režimu stand-by spotřebuje zhruba 10 až 15% energie z normálních
podmínek. Doporučuje se proto přístroj zcela vypnout, pokud ho nechcete používat.
Provozní režimy jsou uvedeny níže:
Tabulka 7: Provozní režimy
Režim
Popis
Příklady
Aktivní
(v provozu)
Přístroj vykonává svou základní funkci.
Televize vysílá obraz a/nebo zvuk. Video
nahrává nebo přehrává pásku. Tiskárna
tiskne dokument.
Aktivní standby
Přístroj je připraven k použití, ale nevykonává
svou základní funkci. Uživateli signalizuje, že je
zapnutý.
DVD přehrávač je zapnutý, ale nepřehrává.
Nabíjení bateriového přístroje.
Pasivní standby
Přístroj je vypnutý/standby.
Uživateli signalizuje, že je vypnutý, ale lze jej
zapnout dálkovým ovladačem nebo vykonává
okrajovou funkci.
Mikrovlnná trouba není v provozu, ale
hodiny na ní jdou.
CD přehrávač je vypnutý, ale lze jej
zapnout dálkovým ovladačem.
Vypnuto
Reproduktory počítače jsou vypnuté, ale
v zásuvce.
Přístroj je vypnutý a nevykonává žádnou funkci.
Uživatel ho nemůže zapnout dálkovým ovladačem. Televize není v provozu a nelze ji zapnout
dálkovým ovladačem.
57
V následující tabulce jsou uvedeny běžné elektronické přístroje a průměrná energetická spotřeba
v každém režimu a za rok (v pořadí od energeticky nejnáročnějších po přístroje s nejnižší
energetickou náročností). V posledních dvou sloupcích jsou uvedeny náklady na relativní roční
spotřebu energie při nejnižších a nejvyšších cenách za elektřinu v Evropě.
Výrobek
Pasivní
standby
nebo
vypnuto
(watty)
Aktivní
standby
(watty)
V provozu
(watty)
Průměrná
roční
spotřeba
energie
(kWh)
Roční
náklady na
energii
(Euro)
Roční
náklady na
energii
(Euro)
EU nižší cena
(0,09 €/kWh)
EU vyšší cena
(0,32 €/kWh)
Domácí zábava
Plazmová TV (<40")
3
-
246
441
39,69
141,12
Digitální videorekordér
37
37
37
363
32,67
116,16
Digitální kabelová TV
26
26
26
239
21,51
76,48
Satelitní kabelová TV
12
11
16
124
11,16
39,68
LCD televize (<40")
3
-
70
77
6,93
24,64
Video herní konzola
1
-
24
16
1,44
5,12
DVD
1
5
11
13
1,17
4,16
Stolní počítač
4
17
68
255
22,95
81,6
Laptop
1
3
22
83
7,47
26,56
LCD monitor
1
2
27
70
6,3
22,4
Modem
5
-
6
50
4,5
16
Bezdrátový router
2
-
6
48
4,32
15,36
Tiskárna
2
3
9
15
1,35
4,8
Fax
4
4
4
26
2,34
8,32
Multifunkční tiskárna/
skener/kopírka
6
9
15
55
4,95
17,6
Elektrické nářadí
4
-
34
37
3,33
11,84
Bezdrátový telefon
2
3
5
26
2,34
8,32
Elektrický kartáček na
zuby
2
-
4
14
1,26
4,48
MP3 přehrávač
1
-
1
6
0,54
1,92
Mobilní telefon
0
1
3
3
0,27
0,96
Digitální
kamera
0
-
2
3
0,27
0,96
Domácí kancelář
Nabíjecí přístroje
fotoaparát/
Tabulka 8: Elektronické přístroje a průměrná spotřeba energie
58
Napájecí adaptér
Elektronické výrobky pro svou činnost využívají stejnosměrné nízké
napětí. Z toho důvodu potřebují napájecí adaptér, který přeměňuje střídavé
napětí 120 (230)V přiváděné ze zásuvky. Některé větší přístroje, jako je
televize, stereo a set-top box mají přívod elektřiny zabudovaný. Další
přístroje používají napájecí adaptéry, známé jako „zásuvkové zdroje“,
které stále více zaplňují naše zásuvky.
Pamatuj: Tyto zdroje energie spotřebovávají elektřinu, ať už je
nebo není přístroj zapnutý a dokonce i když je přístroj odpojený.
To, že zásuvkový zdroj spotřebovává energii, poznáte tak, že po
chvíli, kdy ho zapojíte do zásuvky, je teplý na dotek.
Tipy a rady:
Zde je pár kroků, které můžete podniknout, abyste ve vaší domácnosti minimalizovali spotřebu
energie, kterou mají elektronické přístroje:

Vytahujte je ze zásuvky. Nejjednodušší a nejzřejmější způsob, jak eliminovat ztráty
energie, je vytahovat přístroje ze zásuvky vždy, když se nepoužívají. Zkontrolujte, zda ve
vaší domácnosti nezůstal nějaký přístroj nebo napájecí zdroj, který právě není v provozu, v
zásuvce

Používejte multizásuvku s vypínačem. Připojte domácí a kancelářské elektronické přístroje
do jedné multizásuvky s vypínačem. Díky tomu snadno vypnete přívod elektřiny do
přístrojů.
Týká se především počítačů:

Pokud počítač nepoužíváte, byť i krátkou dobu, vypínejte monitor.

Používejte černý spořič obrazovky, protože spotřebuje nejméně energie.

Pamatujte na to, že u svého počítače musíte umožnit řízení spotřeby energie (nízká
spotřeba během „režimu spánku“). Jde o standardní vybavení operačních systémů
Windows i Macintosh. Kliknutím myší nebo na klávesnici počítač během pár vteřin
jednoduše „probudíte“.
1.
Jaký je podíl elektrických přístrojů na spotřebě energie a elektřiny v běžné domácnosti (v
%)? ...........................................
2.
Jaké informace přinejmenším poskytuje energetický štítek v zemích EU? Jaké písmeno a
jaká barva se používají k označení nejúčinnější třídy?
..................................................................................................................................................
3.
Jaký typ spotřebičů má navíc dvě energetické třídy (A+ a A++)?
..................................................................................................................................................
4.
Napište, jaký příkon (vyjádřený v kW) mají následující přístroje. Použijte tabulku
s uvedením příkonu různých přístroů:

Mixér/hnětač =.....................

Vysavač =..................
59
5.
Výpočet spotřeby elektřiny. Doplňte do mezery:
6.
Jaké množství elektřiny spotřebují následující přístroje, pokud bude každý z nich
v provozu 2,5 hodiny?
Příkon (W)
X
Čas (h)
=
1100
100
600
800
150
X
X
X
X
X
4
10
4
4
4
=
=
=
=
=
Elektřina
(kWh)
X
X
X
X
X
X
Cena
(centy€/
kWh)
15
15
15
15
15
=
Náklady
=
=
=
=
=

Mixér/hnětač = kWh.....................

Vysavač = kWh..................
A pokud budou v provozu půl hodiny denně během 12 dní v měsíci?

Mixér/hnětač = kWh/měsíc.....................

Vysavač = kWh/měsíc..................
7.
Kolik elektřiny přibližně spotřebuje typická evropská
domácnost? ..........................................; a kolik za to zaplatí? .............................................
8.
Který spotřebič používaný v domácnosti má nejvyšší spotřebu (v průměru) za rok? A proč?
..................................................................................................................................................
9.
Jaké je vhodné místo pro umístění ledničky? (Škrtněte špatnou odpověď nebo odpovědi)
V blízkosti pečicí trouby □
V malé skladovací místnosti bez oken □
Na kterémkoli místě vzdáleném od zdrojů tepla □
10.
V jaké fázi svého provozu spotřebovávají pračka a myčka nádobí nejvíce elektřiny?
..................................................................................................................................................
11.
Označte následující tvrzení písmeny S (správně) nebo CH (chybně):
Při otvírání dvířek pečicí trouby během pečení nedochází ke ztrátám energie........
Malé domácí přístroje jsou označeny energetických štítkem.......
Některé malé domácí přístroje mají velký příkon........
12.
Jaká spotřeba elektřiny připadá v průměru
v domácnostech EU (v %)? ............................
13.
Zjistěte alespoň dva elektrické nebo elektronické domácí přístroje, které i při nižším
příkonu mají během roku vysokou spotřebu elektřiny:
– ............................
– ...............................
Vysvětlete proč: .........................................................................
14.
Jaká je průměrná cena za kilowatthodiny pro obyvatele vaší země?
..................................................................................................................................................
60
na
domácí
elektronické
přístroje
Klíč
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
V uvedeném pořadí 8% a 35%.
Spotřebu energie v kWh a stupnici klasifikačních tříd energetické účinnosti.
Chladicí spotřebiče jako jsou ledničky a mrazáky.
Mixér/hnětač = 300 W
Vysavač = 1 200 W.
....................
Mixér/hnětač = 300 W × 2.5 h = 0,75 kWh.
Vysavač = 1 200 W × 2,5 h = 3 kWh.
Mixér/hnětač = 300 W × 0,5 h × 12 dní = 1,8 kWh/měsíc.
Vysavač = 1 200 W × 0,5 h × 12 dní = 7,2 kWh/měsíc.
4 500 kWh ročně. Průměrné náklady jsou € 900 ročně.
Lednička, kvůli délce provozu (8 760 hodin za rok).
V blízkosti pečicí trouby – V malé skladovací místnosti bez oken.
Při ohřevu vody, který se provádí elektrickým odporem a dochází ke spotřebě 85%
celkového množství energie.
Ch – Ch – S.
Přibližně 10 % –15 %.
Lednička – televize kvůli dlouhé době provozu během roku
(Údaj platný v dané zemi).
Slovníček
Koeficient náročnosti: poměr (a) maximálního skutečného výkonu systému k (b) maximálnímu
skutečnému příkonu, který by byl spotřebován, jestliže by celé zatížení systému bylo aktivováno
ve stejnou dobu.
Webové odkazy
www.energystar.gov/
http://www.energysavingtrust.org.uk/
http://www.energylabels.org.uk/eulabel.html
http://www.energysavingcommunity.co.uk/
Odkazy
VV. AA.: Guía práctica de la energía. Consumo Eficiente y Responsable (Practical
Guide for Energy. Efficient and Responsible Consumption), Instituto para la
Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), 2007.
61
Klíčové body:

Nákupní cena elektrických a elektronických přístrojů je obvykle hlavním
kritériem při jejich výběru. Typy s vyšší energetickou účinnosti mívají většinou
vyšší nákupní cenu, ale jejich provozem dochází k významným úsporám
energie (a tím i peněz)

Spotřeba elektřiny přístroje především závisí na jeho „elektrickém příkonu“
neboli „wattovém příkonu“, což je maximální množství energie čerpané
přístrojem za jednotku času. Spotřeba přístroje se získá vynásobením příkonu
dobou provozu přístroje.

Energetický štítek je nálepka, poskytující jasné informace o energetické
spotřebě a výkonu výrobků. Například stupnice klasifikačních tříd energetické
účinnosti, která poskytuje jednoduchý index složený z kódu písmen a barev od
zelené s písmenem A, značící nejúčinnější třídu po červenou s písmenem G,
která má účinnost nejnižší..

Nejvyšší spotřebu elektřiny u takových spotřebičů, jako jsou pračky a myčky
nádobí, představuje ohřev vody, který se odehrává pomocí elektrického
odporu, přičemž dochází ke spotřebě 70% až 85% z celkové spotřeby energie.

Domácí elektronické přístroje a zábavní a kancelářské domácí přístroje a
vybavení se používají stále více hodin denně. Jejich spotřeba často zůstává bez
povšimnutí, přitom na ně připadá odhadem 10% až 15% celkové spotřeby
elektřiny v evropských domácnostech.

Nejjednodušším a nejzřejmějším způsobem, jak eliminovat ztráty energie, je
odpojovat přístroje, které nejsou v provozu, ze zásuvky.
62
6.4 Fotovoltaická energie

Základy o solární energii a jak se přeměňuje na elektřinu

Hlavní typy fotovoltaických článků

Základní dimenzování fotovoltaického systému
6.4.1. Proces přeměny slunečního světla na elektřinu ¨
Slovo “fotovoltaický” tvoří dvě slova: „foto“ z řeckého základu slova photos, které znamená světlo, a
„voltaický“, což je odvozenina od „voltu“, jednotky používané k měření elektrického napětí.
Definice: Fotovoltaické systémy (PV systémy) používají
k přeměně solárního záření na elektřinu články. Článek tvoří
jedna nebo dvě vrstvy polovodivého materiálu.* Když na
článek dopadá světlo, vytvoří se mezi vrstvami elektrické
pole, které způsobí tok elektřiny. Čím je světlo intenzivnější,
tím větší je tok elektřiny.
V současnosti přemění komerční PV
články na elektřinu pouze 6% až 15 %
zářivé energie. To je nicméně dobrý
výsledek, ačkoli to tak možná nevypadá, a
díky důležitým pokrokům dosaženým
v minulých letech ve vědeckému výzkumu,
zejména v oblasti nových materiálů, které
dovedou docílit fotovoltaické přeměny, se v této technologii skrývají velké
možnosti.
Nejběžnějším polovodivým materiálem, používaným na fotovoltaické články, je
křemík, prvek, který se nejběžněji nachází v písku. Jeho dostupnost jako suroviny
není ničím omezena; křemík je druhým nejhojněji se vyskytujícím prvkem
v zemské kůře. Fotovoltaický systém nepotřebuje ke svému provozu jasný
sluneční svit. Elektřinu může vyrábět, i když je zataženo. Následkem odrazu
slunečního světla lze dokonce ve dnech, kdy je lehce zataženo, dosáhnout větších energetických
zisků než během zcela jasných dnů.
Jak PV článek pracuje?
Nejdůležitější částí fotovoltaického systému jsou články, které tvoří základní stavební seskupení
celku sbírajícího sluneční světlo – a moduly, které spojují velké množství článků do celku (a
v některých případech měniče, používané k přeměně vyrobené elektřiny do podoby, která je pro
každodenní používání vhodnější).
63
Obr.15 Činnost solárních článků
Bez ohledu na velikost vyrobí typický křemíkový PV článek stejnosměrné napětí cca 0,5 – 0,6
voltů. Výroba proudu (a energie) PV článkem závisí na jeho účinnosti a velikosti (ploše) a je
úměrná intenzitě slunečního světla zasahujícího plochu článku
Pamatuj: Například za špičkových podmínek slunečního svitu vytvoří typický PV
článek o ploše 16 cm2 špičkový výkon cca 2 watty. Kdyby intenzita slunečního svitu
byla 40% špičkových podmínek, vytvořil by tento článek cca 0,8 wattu. 2 watty však
nestačí pro pohon žádného elektrického přístroje. Stovky článků, vytvářející PV modul,
někdy též nazývaný panel, který je v provozu delší dobu, však vyrobí zajímavé
množství elektřiny, které se může pohybovat od 10 wattů do 300 wattů v závislosti na
použité technlogii, a dokonce více, jestliže se spojí dohromady více modulů
(nazývaných soustava panelů)
Obr. 16 Prvky fotovoltaického systému
Například typický komerčně dostupný 160-wattový PV modul by mohl mít plochu 1.2
m2 (1.5 m x 0.8 m).
64
Výroba článku
Existuje několik druhů dostupných technologií, rozlišených hlavně podle druhu suroviny tvořící
článek a způsobu stavby modulů. Zde jsou ty nejběžnější:
PV články jsou zpravidla vyráběny z krystalického křemíku dvěma hlavními způsoby: z tenkých
plátků nařezaných z jediného krystalu křemíku (monokrystalu) nebo z bloku křemíkových
krystalů (polykrystal); jejich účinnost se pohybuje mezi 12% až 17%. To je nejběžnější
technologie, která se na současném trhu podílí devadesáti procenty.
Obr.17 Druhy PV článků
Dalším dostupným typem je technologie tenkého filmu. Moduly jsou vytvořeny nanesením
extrémně tenkých vrstev fotocitlivých* materiálů na laciný podklad jako je sklo, nerezavějící
ocel nebo umělá hmota. Technologie tenkého filmu vede k nižším výrobním nákladům ve
srovnání s materiálově náročnou technologií využívající krystalický křemík. Technologie je na
jedné straně cenově výhodná, na druhé straně však má nižší účinnost (mezi
5% a 13%).
Existuje několik dalších druhů fotovoltaických technologií vyvinutých
v současné době, které se začínají používat nebo jsou zatím ve stádiu
výzkumu, jako například flexibilní články, založené na podobném
výrobním postupu jako technologie tenkého filmu, kdy je aktivní
materiál nanášen na plastovou fólii a článek pak je flexibilní.
V posledních letech dosáhl vědecký výzkum v oblasti technologie PV
článků významných pokroků, kdy bylo dosaženo 40 % účinnosti díky
technologii multijunction solárního článku, který tvoří různé prvky
(galium, indium, arzenik a germanium), kvůli vysokým výrobním nákladům však
jeho používání není dostupné.
6.4.1 Použitelnost fotovoltaických technologií
Fotovoltaickou technologii lze upotřebit několika způsoby.





První a pravděpodobně technicky nejvyspělejší aplikace byly vyvinuty
pro kosmické lodě;
Již dobře známý je pohled na solární kalkulačky, hračky, osvětlení a
telefonní budky na solární napájení a mnoho dalšího spotřebního
zboží s využitím solárních článků.
Tam, kde není dostupný elektrický rozvod, se používají k rozvodu
elektřiny do odlehlých oblastí, jako jsou vzdálené telekomunikační
stanice, horské boudy, rozvojové země a venkovské oblasti, ostrovní
systémy
Stále častěji lze také vidět střední a velké elektrárny, umístěné ve
venkovských oblastech, tak zvané systémy připojené na síť
Naším hlavním zájmen zde je podat informaci o budovách, které integrují fotovoltaické
systémy.
65
Tyto fotovoltaické systémy mohou pokrývat střechy a fasády, přispívají
tedy ke snížení množství energie, které budova spotřebuje. Nejsou
hlučné a lze je velmi esteticky zakomponovat do budovy.
Evropská legislativa týkající se budov zkoumá možnosti, jak zajistit, aby
se obnovitelné zdroje energie povinně využívaly ve veřejných a obytných budovách. Tento krok
urychluje rozvoj ekobudov a energeticky pozitivních budov (E+ budov), kde se otvírají možnosti
pro lepší integraci PV systémů do zastavěného prostředí.
S ohledem na funkčnost se tyto systémy obvykle připojují k místní
elektrické síti, díky které je každé nadbytečné množství elektřiny
přivedeno a prodáno do veřejné sítě. Elektřina se pak přivádí ze sítě
v době, kdy nesvítí slunce. Pro přeměnu stejnosměrného proudu
vyrobeného systémem na střídavý proud* pro pohon elektrických
přístrojů se používá měnič.
6.4.2 Kolik elektřiny může PV systém vyrobit?
V závislosti na umístění solárního zařízení je dostupné větší či menší množství energie, a proto
lze vyrobit větší či menší množství elektřiny.
Odpověď tedy záleží na několika faktorech a je třeba vzít v úvahu tyto hlavní hlediska:
1.
2.
3.
množství energie, které je dostupné v určitém místě; sluneční záření a počet hodin
slunečního svitu;
správné umístění a sklon modulů;
technologie používající fotovolatické moduly.
1.
Energie, kterou slunce vysílá, se měří pomocí „slunečního záření“, které je definováno
jako sluneční energie, která dopadne na jednotku plochy (vyjádřeno ve wattech nebo kW
na kilometr čtvereční).
Vynásobením dat slunečního záření (výkon) počtem hodin slunečního svitu daného místa
(dobou trvání) získáme množství slunečního záření (energie). Jinými slovy záření označuje
množství sluneční energie (kWh) vyzářené na metr čtvereční plochy (kWh/m2) během
daného času. Například tím, že vynásobíme sluneční záření průměrným počtem hodin
slunečního svitu za den v daném místě (nebo hodiny/den), získáme množství denního
záření ( kW·h/m²·den).
Následující mapa graficky vyjadřuje celoroční sluneční záření v Evropě.
2.
Dalším zásadním hlediskem je odpovídající umístění PV modulů
s ohledem na slunce, aby se docílilo co nejdelší doby ozáření.
Čím více hodin přímého slunečního záření se získá, tím více
elektřiny se vyrobí.
Při umisťování modulů je třeba vzít v úvahu tři hlediska:

Orientace: systém na solární energii by měl být orientován
co možná nejvíce na jih (pokud se nacházíte na severní
polokouli).

Sklon (úhel): PV moduly by měly mít takový sklon, který umožňuje kolmé natočení
k polednímu slunci. Ten zpravidla odpovídá zeměpisné šířce místa. V Evropě se
pohybuje optimální úhel sklonu PV modulů pro optimální energetický zisk za rok
mezi 26 ° na jihu Řecka a 48° nebo ještě více na severu Evropy. Důvodem je, že na
jihu Evropy dopadá sluneční svit poměrně kolmo, takže aby se využilo co nejdelší
66
doby záření, je sklon modulů téměř vodorovný. Oproti tomu na severu je to naopak,
dráha slunce je nižší s ohledem na horizont, a proto musí být sklon modulů svislejší.
Stejný mechanismus se týká ročních období: slunce stojí v létě výš než v zimě.
Obr.18 Polohy Slunce

3.
Zastínění: v nejvyšší míře zabránit zastínění způsobenému budovami, horami
nebo stromy. V důsledku jakéhokoli zastínění se snižuje výroba elektřiny.
Třetí krok se týká použité technologie, protože jak už bylo uvedeno dříve, existuje několik
variant podle materiálového složení PV článků. Klíčový faktor zde představuje „účinnost
přeměny“, která může dosáhnout až 17 % u lepší komerčně dostupné technologie. To
znamená, že na elektřinu lze přeměnit malou část přijatého záření.
V dnešní době jsou pro každou zemí dostupné solární mapy a používání interaktivních
aplikace. Zahrnují všechny výše uvedené faktory a podávají obsáhlý odhad týkající se
maximálního množství elektřiny, které lze na určitém místě vyrobit. Díky těmto nástrojům
můžeme získat informace o našem regionu a místních možnostech a jsme tudíž schopni
vypočítat, jaké množství elektřiny by se dalo vyrobit daným solárním zařízením.
Jedním z uvedených nástrojů je Fotovoltaický geografický informační systém (PVGIS)
dostupný online ve velmi příznivém a nezvyklém provedením. Navštivte webovou stránku
Joint Research Centre a zjistěte, kolik solární energie zasáhne vaši oblast (http://
re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/).
67
Počítejme společně...
Případová studie: Na následující mapě (ze systému PVGIS) je znázorněno
množství elektřiny, které lze pomocí fotovoltaických systémů vyrobit
v evropských regionech .
Bere již v úvahu: množství slunečního záření, průměrný počet hodin slunečního
svitu a další faktory, jako je účinnost přeměny fotovoltaické technologie,
optimální orientaci a sklon modulů a ztráty v důsledku zastínění.
Stručně řečeno, umožňuje kvalitní odhad, jaké množství solární energie lze získat
na daném místě.
Obr..19 Fotovoltaický geografický informační systém (PVGIS)
Čím červenější je dané místo, tím vyšší je energetická efektivita. Ve spodní části
mapy se nachází stejně barevně vypracovaná legenda s popisem dvou důležitých
ukazatelů:

Množství dopadajícího záření na metr čtvereční fotovoltaických modulů za
rok vyjádřené v kWh/m2 (globální záření)
68

Potenciální množství solární elektřiny vyrobené instalovaným l kWp
systémem nebo kWh/kWp (solární elektřina).
Data v prvním řádku (globální záření) se týkají pouze záření na jeden metr
čtvereční plochy za rok. Všimněte si, že to neznamená, že 1m2 skutečně
produkuje uvedené množství. Jak již bylo řečeno dříve, ne všechno sluneční
světlo, které dopadne na PV článek, bude přeměno na elektřinu kvůli
technologickým omezením („účinnost přeměny“) a dalším ztrátám.
Data v druhém řádku (solární elektřina) přímo informují o tom, kolik elektřiny by
mohl vyrobit PV systém o výkonu 1kW, instalovaný na daném místě. Hodnota
stanovená odhadem již zahrnuje různé ztráty a technologická omezení.
Teď jen potřebujete prozkoumat vaše město a ověřit si správnou hodnotu......
Příklad:
PV systém o výkonu 1 kW instalovaný na Sardínii (Itálie) dokáže vyrobit
přibližně 1 350 kWh elektřiny za rok (viz mapa).
U systému o výkonu 2 kW to je samozřejmě (1,350 x 2) 2,700 kWh elektřiny za
rok.
Všimněte si, že: To se téměř rovná zatížení připadající na typického evropského
spotřebitele. Průměrný spotřebitel v místě svého bydliště spotřebuje 3 200
kilowatthodin (kWh) elektřiny za rok (průměrná spotřeba v Evropě je 27)

Jak velký bude PV systém?
K získání střešního systému o výkonu 1 kW a uvažované instalaci modulů o
výkonu 200 wattů:
Bylo by zapotřebí cca 5 modulů: (výpočtem z: 1 kW (nebo 1000 W)/200 = 5).
Všimněte si ale, že nikdy není možné modulové soustavy rozdělit, což znamená,
že odpovídající je použít alespoň 6 modulů. Navíc je vždy lepší systém
předimenzovat, protože dochází k různým druhům ztrát.
Nakonec, jestliže je každý modul velký 2 metry čtvereční, bude plocha, pokrytá
PV moduly, 12 metrů čtverečních (což vyplývá z: 2 m2 x 6 modulů)..

1.
Co znamená slovo fotovoltaický?
..................................................................................................................................................
2.
Jak účinné jsou dnes PV články? Vysvětlete, co znamená účinnost přeměny.
..................................................................................................................................................
3.
Vyrábějí PV články střídavý nebo stejnosměrný proud?
..................................................................................................................................................
4.
Odhadněte, kolik elektřiny by dokázal vyrobit PV systém instalovaný ve vaší škole
(použijte, prosím, solární mapu) a vypočtěte, jak by byl velký. Zopakujte již vypracovaný
příklad a upravte jej podle zeměpisné polohy.
69
Zadání:
Instalovat systém o výkonu 5 kW
Zvolené moduly každý o výkonu 160 wattů
Velikost každého modulu 2 metry čtvereční



Klíč:
1.
(Definice).
2.
Účinnost nejběžnějších PV článků se může pohybovat od 5 % do 14 %. Účinnost přeměny
uvádí podíl zářivé energie, který lze přeměnit na elektřinu.
3.
Stejnosměrný proud.
4.
Příklad: škola v Paříži
Solární elektřina přibližně 900 kWh/kWp (podle mapy);
Množství elektřiny, které lze vyrobit za rok = 900 × 5 = 4 500 kWh
Počet modulů = 5 000 W ÷ 160 W = 31,25 (32)
Rozměry PV = 32 × 2 = 64 m².
Slovníček
Polovodič: polovodič je látka, obvykle pevný chemický prvek nebo sloučenina, který může vést
elektřinu (elektrická vodivost) mezi kovy (vodiči) a izolanty (nevodiči). Vede elektřinu jen za
určitých podmínek, čímž se z něj stává vhodné médium pro regulaci elektrického proudu.
Citlivost na světlo (fotosenzitivita): je množství světla, na které objekt reaguje při příjmu
fotonů (slunečního záření), zejména viditelného světla.
Stejnosměrný proud: je trvalý pohyb elektronů z oblasti záporných nábojů do oblasti kladných
nábojů vodivým materiálem, jako je např. kovový drát.
Stejnosměrný proud byl v druhé polovině 80tých let l9.století nahrazen střídavým proudem pro
běžný rentabilní výkon, protože bylo neekonomické přeměňovat jej na vysoké napětí potřebné
pro dálkový rozvod. Metody vytvořené v 60tých letech 20.století tuto překážku překonaly a
vysoké napětí se dnes rozvádí na velmi dlouhé vzdálenosti, ačkoli pro konečnou distribuci musí
být zpravidla přeměněno na střídavý proud.
Odkazy
de Francisco G. A. et al. Energías Renovables para el desarrollo, (Renewable
Energies for Development), Cooperación Internacional, Thomson-Paraninfo, Madrid,
2007.
Webové odkazy
http://www.epia.org
http://www.soda-is.com/eng/index.html
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
http://www.pvsunrise.eu/Pictures.asp
70
Klíčové body:
 Jedním z nejdůležitějších obnovitelných zdrojů energie je solární energie,
jejímž zdrojem je jednoduše slunce; je dostupná zdarma, je nevyčerpatelná a
lze ji využívat různými způsoby.
 Máme mnoho možností, jak využívat solární energii v domácnostech, ve škole
a v budovách všeobecně. Tři hlavní způsoby jsou: pasivní teplo, solární ohřev a
fotovoltaická energie.
 PV články jsou zpravidla vyrobeny z krystalického křemíku třemi hlavními
způsoby: z tenkých plátků nařezaných z jediného krystalu křemíku
(monokrystal) nebo z bloku křemíkových krystalů (polykrystal) nebo
smícháním křemíku s dalšími polovodivými (amorfními) materiály. To je
nejběžnější technologie, která se dnes na trhu podílí devadesáti procenty.
 Maximální výkon typického komerčního PV článku s plochou 16 cm² je pouze
cca 2 watty. Stovky článků, tvořících PV modul, však vyrobí zajímavé
množství elektřiny v závislosti na použité technologii, pohybující se mezi 10 až
300 watty – a toto množství může být ještě vyšší, jestliže se několik modulů
spojí dohromady (a vytvoří soustavu).
 Množství elektřiny, které PV systém dokáže vyrobit, závisí hlavně na třech
faktorech: množství sluneční energie, která zasáhne dané místo; poloha a sklon
modulů a jejich technologie
71
7.
Cvičení – monitorování spotřeby energie – energetický audit domácnosti/
školního zařízení
Stupeň: střední škola
Zaměření: přírodní vědy, matematika, ekonomika, sociální vědy, jazyky, výtvarné umění
Metodika
Při této činnosti budou studenti aplikovat energeticky úsporná opatření, o kterých se naučili v
„Příručce k budovám“ a provedou komplexní energetický audit školy nebo domu, kde bydlí.
Následující činnost by se měla provádět postupně, v šesti níže uvedených krocích a různých dalších
navržených aktivitách, ačkoli každý krok lze pojmout/je přínosný jako samostatné cvičení.
Pro každý krok jsou navrženy tabulky a postupy, ačkoli je možné použít i další tabulky,
schémata, data, fotografie a grafická znázornění
Celou práci lze zpracovat pomocí:

pera a papíru a /nebo

PC (všechny tabulky a výpočtové listy jsou dostupné ve formátu Excel na webové
stránce IUSES a multimediálním DVD).
Studenti mohou při zpracovávání své energetické spotřeby a hledání energeticky úsporných
řešení pracovat jednotlivě, ve dvojicích nebo skupinkách.
Cíl (cíle)
Provést energetický audit, protože při prvním kroku je třeba zhodnotit, jakou má budova
spotřebu energie a posoudit, jaká opatření učinit, aby byla energeticky méně náročná. (Můžete
provést jednoduchý energetický audit sami nebo nechat profesionálního auditora provést
důkladnější audit.)

Odhadnout energetickou potřebu/spotřebu elektrických i tepelných přístrojů;

Vypočítat náklady na energii;

Vědět, co jsou emise CO2 a jak je vypočítat;

Podniknout kroky ke snížení energetických ztrát a spotřeby energie
Souhrn
1.
krok – prověřit všechny zdroje energetické spotřeby (přístroje – osvětlení – vytápění a
chlazení
2.
krok – zaznamenat a vypočítat spotřebu
2a – spotřebu elektřiny
2b – spotřebu paliv
3.
krok – grafické znázornění
4.
krok – výpočet (ekvivalentu) emisí CO2
5.
krok – technická prohlídka budovy
6.
krok – doporučení k dosažení úspor
* doplňující krok – obměny a kombinace s dalšími činnostmi:
72
1.krok
Kontrola všech zdrojů spotřeby energie (přístroje – osvětlení – vytápění a chlazení)
Proveďte soupis všech spotřebičů, které se nacházejí ve vaší škole nebo domácnosti. Dodržuje
při tom (za použití tabulek uvedených níže) dvě hlavních kritéria:

zkontrolovat jednu místnost za druhou (tělocvičnu, jídelnu, učebny – kuchyň, sociální
zařízení, obývací pokoj atd.) a

kontrola poplatků podle druhu spotřeby (elektrické a elektronické přístroje, osvětlení atd.).
Rozdělte je podle druhu spotřebované energie na elektřinu a paliva (zemní plyn, topný olej, uhlí,
dřevo)
Seznam všech elektrických zařízení (přístroje – osvětlení)
Místnost/prostor Název přístroje
Druh (osvětlení;
elektrický a
elektronický přístroj)
Seznam všech zařízení na paliva (vytápění-chlazení atd.)
Místnost/prostor
Název přístroje
Druh
(vytápění a
ochlazování
prostoru; ohřev
vody; vaření atd.
Druh paliva
(zemní plyn,
ropa atd.)
Podle potřeby seznam prodlužte.
2. krok
Zaznamenejte a vypočtěte spotřebu
2a – Spotřeba elektřiny
Udělejte komplexní seznam všech elektrických přístrojů (doma nebo ve škole), potom
zaznamenejte jejich příkon (ve wattech) a odhadněte, jak dlouho jsou používány (dobu, po
kterou jsou v provozu).
Na používání přístrojů, se kterými studenti sami zkušenost nemají, se mohou zeptat svých rodičů
nebo učitelů a společně mohou odhadnout, kolik hodin denně jsou v provozu. V případě, že na
daném přístroji není štítek s uvedením příkonu, použijte informace z této příručky nebo
z příkladů, uvedených níže.
73
Poté vypočítejte spotřebu elektřiny tak, že vynásobíte příkon každého přístroje počtem hodin
provozu. Spotřeba energie (v kilowatthodinách) = příkon (v kilowattech) x doba provozu (v
hodinách).
Na závěr vypočítejte náklady na spotřebovanou energii vynásobením spotřeby cenou za jednotku
elektřiny (jak je uvedeno na účtu za elektřinu). Náklady (€) = €/kWh × kWh.
74
75
2b – Spotřeba paliva
Cílem tohoto cvičení je přepočítat spotřebu paliva na kWh pro lepší pochopení této spotřeby a
pro porovnání se spotřebou elektřiny.
Výši spotřeby paliv získáte nejsnáze přímo z účtů za paliva, nebo se zeptejte rodičů či učitelů.
Důvodem je, že na rozdíl od postupu při zjišťování spotřeby elektřiny (krok 2a) je výpočet
spotřeby paliv zařízení složitější, jestliže se začne od jejich vlastního výkonu (někdy vyjádřeného
v jednotkách kcal/h, atd.).
Přepočtěte spotřebu (množství paliva: kg – m³ u zemního plynu – litry u palivového oleje) na
kilowatthodiny a použijte při tom následující tabulku převodních faktorů (platnou pro nejběžněji
používaná paliva v Evropě).
(Výpočetní tabulka dostupná na záznamovém listu excelu)
Spotřeba paliv
Energetický obsah vybraných paliv pro konečné použití - Převodní tabulka
Jméno:
Předmět měření:
Místo:
Calculated on a Net Calorific Value basis
Converting fuel types to kWh (1)
Druh paliva
Potřebované
Jedn Jedn
množství (za měsíc) otky otky
Zemní plyn (2)
kg
Zkapalněný ropný plyn
(butan/propan)
kg
Černé uhlí
kg
m³
litre
X
Převodní koeficient (1)
(kWh na jednotku)
×
13,1 kWh/kg
9,17 kWh/m³
0
×
12,78 kWh/kg
7,65 kWh/l
0
×
6,65 kWh/kg
Plynový olej
kg
×
11,75 kWh/kg
Dřevo (vlhkost 25%)
kg
×
3,83 kWh/kg
Pelety/dřevěné brikety
kg
×
4,67 kWh/kg
litre
Celkem kWh
0
9,87 kWh/l
0
0
0
CELKEM
(Zdroj: SMĚRNICE 2006/32/ES z 5.dubna 2006 o energetické účinnosti a energetických službách)
(1): Členské státy mohou použít jiné veličiny nejčastěji používané v dané zemi v závislosti na druhu a kvalitě paliva.
(2) 93 % metanu.
Koefiecient hustoty k převodu hmotnostní jednotky:
Zkapalněný ropný plyn
(LPG)
Plynový olej
kg/litr
0,599
kg/litr
0,84
Zemní plyn
kg/m³
0,7
3. krok
Grafické znázornění
Rozdělte všechny zjištěné přístroje a zařízení (nyní máte všechny podle kWh) do souhrnných
skupin podle níže uvedené tabulky. Přepočítejte spotřebu (v kWh) na procentuální podíl.
Potom nakreslete kruhový diagram, abyste graficky znázornili, jaké je rozdělení spotřeby energie
ve vaší škole/domácnosti.
Vepište údaje do kruhového diagramu buď za použití aplikace v excelu nebo ručně.
76
Rozdělení spotřeby energie
(Příklad)
Koláčový graf spotřeby energie
1,90%
3,61%
18,98%
14,80%
Vytápění & ochlazování
Ohřev vody
Osvětlení
6,33%
Vaření
Chlazení
Elektrické přístroje
16,13%
Elektronické přístroje
Standby / ghost power
24,04%
6,33%
7,91%
Ruční graf
77
Další
4. krok
Výpočet (ekvivalentu) emisí CO2
Cílem tohoto cvičení je vypočítat přibližné množství emisí skleníkových plynů ve vztahu k vaší
energetické spotřebě.
Nejvýznamnějším skleníkovým plynem co se týče množství emisí je je CO2. I když pojem
„ekvivalent emisí CO2“ zahrnuje další skleníkové plyny, jako je metan (CH4) a kysličník dusný
(N2O), ve srovnání s CO2 představují tyto plyny pouze malé množství.
V níže uvedené tabulce jsou uvedeny „emisní faktory“ řady paliv (používaných k vytápění
v domácnostech a terciárním sektoru) a rovněž emisní faktor elektřiny odebírané z veřejné sítě.
Emisní faktor = množství emisí na jednotku energie (Joule nebo kWh) nebo na hmotnostní
jednotku (kg, m³, litr).
V případě, že se jedná pouze o CO2, jsou pro zjednodušení výpočtu a pro snazší vložení spotřeby
energie v jednotkách, které používáte, dány faktory pro různé hmotnostní jednotky
U ekvivalentu CO2 je povolena pouze energetická vstupní veličina v kWh.
Všimněte si, že:

Emisní faktor elektřiny závisí na energetické skladbě každé země (tj. skladbě různých
druhů energetických zdrojů používaných k výrobě elektřiny) a každý rok se v každé zemi
může měnit.

Emisní faktory paliv: správný odhad emisí (hlavně u CH4 a N2O) závisí na podmínkách
spalování, technologii a politice kontroly emisí a také na vlastnostech paliv. Byly zde tudíž
zváženy průměrné a nejběžnější faktory.
Jak cvičení provést:
1. Vložte hodnoty vaší energetické spotřeby a použijte jednotku, která je platná ve vaší
zemi.
2. Vynásobte ji odpovídajícím emisním faktorem. Například:
a.
Jestliže je vaše spotřeba energie vyjádřena v kg uhlí, vynásobte ji 1,9220 a
získáte pouze emise CO2;
b.
Jestliže je spotřeba vyjádřena v kWh zemního plynu, vynásobte ji 0,2019 a
získáte pouze emise CO2, a když spotřebu vynásobíte 0,2178, získáte CO2
ekvivalent;
c.
Jestliže je díky předchozímu cvičení 2b veškerá spotřeba energie vyjádřena
v kWh, stačí jen vynásobit ji faktory ve dvou sloupcích s uvedením CO2 a CO2
ekvivalentu na kWh. (Všimněte si, že ve výpočtové tabulce excelu se používá
poslední násobení jako základní nastavení.)
3. Sledujte vaše celkové emise a zapamatujte si, že v grafickém vyjádření se jedna tuna
CO2 přibližně rovná plaveckému bazénu o rozměrech 10 m (šířka) x 25 m (délka) x 2 m
(hloubka).
78
79
Spotřeba energie
X
X
X
X
X
X
Kg
plyn.olej
e
--2,6479
2,9026
1,9220
3,2740
kWh
0,5108
0,2019
0,2271
0,3459
0,2786
----4,8457
--3,8976
litr
paliva
--1,8535
-------
m³
paliva
CO2 v kg na různé jednotky:
--56100
63100
96100
77400
TJ
0,5387
0,2178
0,2440
0,3470
0,2800
na kWh
Ekvival
ent
CO2 v
kg (1)
0
0
0
0
0
Odkazy:
Eggleston, S., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T. and Tanabe, K., Eds., 2006. “2006 IPCC Guidelines for
National Greenhouse Inventories. Volume 2: Energy”,
IPCC National Greenhouse Gas Inventories Programme, Institute for Global Environmental Strategies
(IGES), Hamaya, Japan.

For Net Calorific Values: “DIRECTIVE 2006/32/EC of 5 April 2006 on energy end-use efficiency and
energy services”.

0
0
0
0
0
ekvivale
nt CO2 v
kg
Emise
CO2 v
kg
1) Ekvivalent CO2 zahrnuje další emise skleníkových plynů, jako je CH4 (metan) a N2O (kysličník dusný). Správný odhad emisí CH4 a
N2O závisí na podmínkách spalování, technologii a politice kontroly emisí a také na vlastnostech paliv. Byl zde proto jak
energetický vstup zvážen pouze průměrný faktor týkající se pouze ekvivalentu CO2 na kWh.
Elektřina z veřejné sítě
Zemní plyn
Zkapalněný ropný plyn (LPG)
Uhlí
Plynový olej (pro kotel)
Druh energie
Zde vložte vaši
spotřebu
Emisní faktory vybraných paliv pro konečné použití
(Výpočetní tabulka dostupná na záznamovém listu excelu )
Výpočet ekvivalentu emisí CO2
PŘEMĚNA SPOTŘEBY ENERGIE NA ekvivalent CO2
5. krok
Technická prohlídka budovy... proveďte kontrolu své budovy
Tento krok vám odhalí problémové oblasti, a jestliže je budete řešit, ušetří vám to v budoucnu
významný finanční obnos. Během prováděné prohlídky budovy můžete označit místa, kudy váš
dům nebo škola ztrácí energii. Audit také určí účinnost vašeho systému vytápění a ochlazování a
ukáže vám způsob, jak ušetřit teplou vodu a elektřinu.
Energetický audit vaší domácnosti můžete snadno provést sami. Při provádění auditu vašeho
domova si veďte kontrolní seznam oblastí, které jste kontrolovali a problémů, které jste tam
zjistili. Tento seznam vám pomůže při stanovení priorit při zlepšování energetické účinnosti
zařízení, která používáte.
Úkol pro studenty: identifikujte cokoli, co pomáhá nebo brání úsporám energie v určité budově.
Hledejte „špatné prvky“, které plýtvají energií a penězi.
Záznamový list energetického auditu
Stupeň implementace
Základní normy
Osvětlení
Jestliže je dostatek denního světla nebo pokud se v místnosti nikdo nenachází, je třeba
ZHASÍNAT všechna světla.
Je ZHASNUTO v průchozích (krátkodobě obývaných) prostorách (tj. na chodbách, WC
atd.), pokud není nikdo přítomen?
Jsou instalovány elektronické předřadníky k zabezpečení správných podmínek při
rozsvěcování a provozu svítidel?
Pokud nejsou počítače používány, jsou jejich monitory buď vypnuté, nebo jsou počítače
uvedeny do režimu spánku.
Pokud není periferní zařízení počítačů, jako jsou tiskárny, skenery a další elektronické
příslušenství používáno, je třeba ho vypínat.
V
Impl
začá e,emt rozs
Nula tčích ace áhle
X
X
X
X
X
Veškeré venkovní osvětlení během dne zhasínat.
Veškeré venkovní osvětlení na noc zhasínat.
Přenosná topná tělesa lze používat pouze krátkodobě jako nouzové řešení. Vedení podniku
musí v tom případě jejich používání schválit.
X
Používání malých „barových“ ledniček je zakázáno s výjimkou závažných důvodů
vyžadujících jejich použití
X
X
X
Nakupovat pouze energeticky nejúčinnější zařízení (např. energetický štítek s označením
nejvyšší třídy a s nejvyšším počtem hvězdiček)
Realizovat program koncentrace zařízení, čímž se zajistí, že nedochází k plýtvání s energií
v důsledku používání více zařízení než je zapotřebí (tj .vytažení ze zásuvky a / nebo
odstranění nepotřebných ledniček a snížení počtu počítačových tiskáren propojením)
Jsou používány světelné kontrolní systémy, jako jsou výkonové stabilizátory osvětlení
závislé na slunečním světle (světelné senzory) nebo automatické spínače, pokud se
v prostoru někdo pohybuje (senzory pohybu), nebo jednoduše časové spínače
Osvětlovací tělesa se udržují v čistotě.
Je barva stěn a stropu dost světlá, aby dostatečně odrážela světlo?
Žárovky byly nahrazeny kompaktními zářivkami.
Atd...Pokračujte v seznamu...
80
X
X
X
X
X
X
Vytápění a ochlazování
Po skončení vyučování jsou okna zavřená a závěsy zatažené.
Prostor v blízkosti větracích otvorů na stěnách nebo okenních parapetech se ničím
nezakrývá.
Vstupní dveře do budovy se otvírají jen na nezbytně dlouhou dobu.
Dveře do tělocvičny v budově se vždy zavírají.
Strojový park se pravidelně kontroluje a problémy se ihned nahlašují.
X
X
X
X
X
Neodkapávají kohoutky teplé vody?
Jsou zaizolované stropy? (zeptejte se ředitele nebo kantora)
Není otopné a ochlazovací zařízení (trubky, radiátory, mřížky) zakryto závěsem, nábytkem,
potahem atd.?
X
Jsou okna vybavena stínícími prvky a izolačními závěsy?
X
X
X
Byly všechny otopné kotle zrevidovány a dobře zaizolovány?
Vypínat odsávací ventilátory, jestliže není jejich provoz nutný (tělocvična, WC).
Jestliže je v místnosti horko, větrá se přednostně oknem místo regulace radiátorů pomocí
termostatických ventilů?
X
Mají dveře účinné těsnění?
X
X
Atd. ..pokračujte v seznamu...
Všeobecná informovanost a řízení
Jsou po celé školní budově rozmístěny plakáty vyzývající k úsporám energie (jako např.
„Nenechávejte rozsvícené světlo“ nebo „Zavírejte vstupní dveře, aby se zabránilo úniku
tepla“ atd.) ?
Je účast studentů motivována pořádáním workshopů nebo odměnami?
X
Byl vytvořen nějaký druh energetického nebo environmentálního výboru, složeného ze
studentů a učitelů, zapojených do podporování osvědčených postupů v oblasti úspor
energie ?
X
X
Atd. ..pokračujte v seznamu..
Výše uvedená tabulka zahrnuje pouze omezený seznam bodů k překontrolování, doporučujeme
proto rozšířit podle charakteristiky vaší budovy.
6. krok
Navrhněte doporučení k úsporám energie
Při posledním kroku, poté, co jste provedli sběr dat a informací o využívání energie ve vaší škole
nebo domácnosti, je čas stanovit energeticky úsporná opatření.
Tento krok směřuje k navržení seznamu doporučení, jak technických, tak týkajících se chování a
přístupu, která přispějí ke snížení energetické spotřeby a ztrát. Okruh navržených změn by měl
samozřejmě vyplývat ze slabých míst a nedostatků v oblasti používání energie, zjištěných při
předchozí revizi budovy (krok 5). Cílem by měla být snaha o jejich nápravu. Poté by se mnohá
opatření mohla uvést do praxe.
Postupujte, prosím, následovně:
a.
Navrhněte okruh opatření/změn/zákroků (volně pokračujte v seznamu);
b.
Vypočtěte úspory energie (odhadněte přibližné potenciální úspory v procentech každého
opatření týkající se spotřeby elektřiny a/nebo paliv;
c.
Odhadněte náklady na každé opatření a dobu návratnosti (zjistěte tržní cenu každého
navrženého postupu; poté ji vydělte ekonomickými úsporami a dozvíte se dobu
návratnosti);
d.
Vypočtěte množství ušetřených emisí CO2 (použijte stejné emisní faktory CO2 z tabulky
jako předtím - krok 5).
81
V následující tabulce je uvedeno pouze několik příkladů doporučených opatření. Pokračujte,
prosím, v seznamu podle skutečného stavu vašeho zařízení (školy nebo domácnosti).

Zde vložte data o vaší spotřebě a odpovídající data týkající se emisí a cen podle
druhu používaného paliva a místní ceny za energii. U emisních faktorů a jednotek
použijte stejná data jako v předchozím listě s emisemi CO2.

Pak tato data použijte k vypracování požadovaných výpočtů pro vyplnění níže
uvedené tabulky.
Příklad
Jednotka
Spotřeba
za m ěsíc
Em isní
faktory
(kg CO²eq/.....)
Cena
€/.....
kWh
3500
0,54
0,19
kWh
litr
kg
litr
3200
0,22
0,20
Druh energie
Elektřina (ze sítě)
Paliva pro vytápění
Zemní plyn
Zkapalněný ropný plyn (butan, propan)
Uhlí
Plynový olej
Další paliva
0
0
0
0
Příklad:
Jestliže uvažujete o „výměně žárovek“, druh úspor se týká „elektřiny“;
1.
Úspora energie ovlivní spotřebu elektřiny = 15 % (odhad % úspor) z 3 500 kWh (vaše
spotřeba elektřiny);
2.
Výpočet ušetřených emisí CO2 = vynásobte množství ušetřené elektřiny (525 kWh)
emisním faktorem elektřiny (0.54 kg CO2/kWh – „mění se u každé země“
3.
Ekonomické úspory = množství uspořené elektřiny (525 kWh) x cena za elektřinu (0.19 €/
kWh – “zjistěte místní cenu ”).
Jestliže uvažujete o „vsazení dvojitých oken“, jedná se o opatření k úsporám „tepelné energie“,
proto tedy:
1.
Procentuální podíl úspor se vypočítá pomocí množství spotřebovaného paliva (10% x
30.000 kWh);
2.
Emisní faktor CO2 je emisní faktor zemního plynu (0.2 kg/kWh);
3.
Ekonomické úspory se vypočtou za použití ceny zemního plynu.
NAVRŽENÁ OPATŘENÍ
Druh
opatř.
Úspory
Chování/T v %
echnické
Úspory
energie
Náklady
Doba
Ekonomic
Uspořený
na
návratno
ké úspory
CO2 v
opatření
sti (v
(€/měsíc)
kg/měsíc
(€)
měs.)
Doporučení týkající se
realizace
Vytápění
v případě stavebních
úprav
Vždy, když jsou stávající
okna jednoduchá a
nebyla instalována
nedávno
Zlepšit tepelnou izolaci stěn
T
30%
960,00
192
192
50 000
260,4
Instalace dvojitých oken
T
10%
320,00
64
64
35 000
546,9
Použít těsnění kolem dveří
T
25%
800,00
160
160
1 500
9,4
Vždy
Instalace automatického zavírání
venkovních dveří
T
5%
160,00
32
32
2 000
62,5
Vždy
82
Instalace termoregulačních systémů
(termostatické ventily a časové
spínače)
T
5%
160,00
32
32
1 500
46,9
Vždy
Při vytápění nebo ochlazování prostor
nechávejte okna a dveře zavřené
CH
5%
160,00
32
32
0
0,0
Vždy
Nezakrývejte v zimě okna záclonami
ani závěsy (solární zisky) a na
konci vyučování je zatahujte (zamezení
tepelným ztrátám)
CH
5%
160,00
32
32
0
0,0
Vždy
V zimě nastavte teplotu na WC a na
chodbách na 15ºC a v místnostech na
20-21ºC
CH
5%
160,00
32
32
0
0,0
Vždy, když není
mimořádně studená zima
Vstupní dveře nechávejte otevřené jen
po dobu nezbytně nutnou
CH
2%
64,00
13
13
0
0,0
Vždy
Otopnou soustavu (kotel) zapínejte
hodinu před začátkem vyučování a
vypínejte nejpozději hodinu před jeho
skončením
CH
5%
160,00
32
32
0
0,0
Vždy, když není
extrémně studená zima
Nezakrývejte otopné nebo chladicí
zařízení (trubky, radiátory, mřížky)
záclonami, nábytkem, potahy atd..
CH
2%
64,00
13
13
0
0,0
Vždy, když jsou stávající
okna jednoduchá a
nebyla instalována
nedávno
T
15%
525,00
284
100
800
8,0
Vždy tam, kde se často
nerozsvěcí a nezhasíná
Osvětlení a příslušenství
Vyměnit žárovky za kompaktní zářivky
s nízkou spotřebou
Instalovat regulační systémy osvětlení
(světelné senzory, senzory pohybu
nebo časové spínače), zejména na
chodbách a sociálních zařízeních
T
10%
350,00
189
67
500
7,5
Vždy, hlavně na
chodbách, sociálních
zařízeních a místech, kde
se často rozsvěcí a
zhasíná
Instalovat k zářivkám elektronický
předřadník
T
6%
210,00
113
40
700
17,5
Vždy
Používat multizásuvky. Zapojte domácí
a kancelářské elektronické přístroje
do multizásuvkyse zabudovaným
vypínačem.
T
2%
70,00
38
13
200
15,0
Vždy
Při dostatečném množství denního
světla nebo pokud se v místnostech
nikdo nenachází, je potřeba všechna
světla ZHASÍNAT
CH
4%
140,00
76
27
0
0,0
Vždy
Zajistěte časté čištění osvětlovacích
těles
CH
2%
70,00
38
13
0
0,0
Vždy
V noci musí být všechna světla, včetně
venkovních, ZHASNUTA
CH
10%
350,00
189
67
0
0,0
Vždy
Pokud nejsou počítače používány, je
potřeba jejich monitory buď VYPNOUT
nebo uvést do REŽIMU SPÁNKU
CH
3%
105,00
57
20
0
0,0
Vždy
83
Obměny a kombinace s dalšími činnostmi:

“Zajímat se o energetický štítek” – zkoumat rozdíl mezi energetickou spotřebou nejlepšího
a nejhoršího dostupného výrobku v obchodech.

“Pohotovostní výkon doma /ve škole“ – zjišťovat spotřebu energie při režimu stand-by
doma nebo ve škole.

Uhlíková stopa: Nechte studenty vypočítat uhlíkovou stopu jejich rodiny při použití on-line
výpočetních tabulek např. na www.carbonfootprint.com

Buďte kreativní: Zeptejte se studentů, zda si představí život bez elektřiny. Zkuste strávit
jeden den bez použití elektřiny. Co dělali vaši předci před tím, než byla objevena výroba
elektřiny? Pohled na dobu před pouhými sto lety pomůže dětem otevřít oči.

Kousek historie: Vypracujte dlouhý časový přehled znázorňující, od kdy přibližně jsou
některá elektrická zařízení používána. Začněte žárovkou.

Zařaďte soutěžní prvek: výzva! Dokážete ušetřit 500 wattů za týden? Nechte studenty
vypracovat plán, jak toho docílit, nejlépe za pomoci svých rodičů/učitelů.
84

Energetická účinnost budov - IUSES

Transkript

Podobné dokumenty

Systém baterie pro uskladnění energie a příklady

N3766w

Continental PowerPoint Vorlage Farbe

Ekologická konference 2010