Centrální zásobování teplem (CZT) je systém zajišťující centrální výrobu tepla (tj. zajišťující centrální vytápění) v jednom nebo více zdrojích a následný rozvod vyrobeného tepla tepelnými sítěmi odběratelům do větších územních celků – města, městské čtvrti, sídliště, obchodní nebo průmyslové zóny. V České republice je dle Teplárenského sdružení České republiky zásobováno centrálně vytápěno téměř 1,5 milionu domácností. Pro uspokojování potřeb všech odběratelů je v České republice využíváno celkem 10 000 km tepelných sítí. Jak vlastně celá soustava CZT funguje? Jaké zdroje jsou v soustavě využívány? Jakým způsobem je měřená a jak účtována spotřeba tepla koncovým spotřebitelům? Na tyto otázky Vám odpoví tento článek.

Výroba tepla

Výroba tepla v rámci CZT probíhá v několika typech zdrojů tepla:

1. Výtopna
2. Teplárna
3. Paroplynová teplárna
4. Kogenerační motor

Výtopna je samostatně stojící zdroj tepla, který má ze čtyřech výše uvedených zdrojů nejjednodušší cyklus získávání energie. Celý proces začíná spalováním paliva (uhlí, zemní plyn, topné oleje, …) v kotli, při kterém dochází k ohřevu vody. Tepelná energie je následně přes tepelný výměník dodávána do rozvodné soustavy CZT. Cyklus se vyznačuje až 90% účinností. Nevýhodou v porovnání se zbývajícími třemi technologiemi je absence výroby elektřiny. 

Plynové kotle – VYTEZA Vyškov. Zdroj: Teplárenské sdružení České republiky

V teplárně dochází na rozdíl od výtopny ke kombinované výrobě elektřiny a tepla. Energie získaná spálením paliva je v tomto případě hnána na vysokotlakou parní turbínu, která je hřídelí spojena s generátorem elektřiny. Tím ovšem proces nekončí. Stále horká pára putuje do tepelného výměníku, kde podobně jako v případě výtopny předává teplo do soustavy CZT. V parní teplárně, ve které je výroba elektřiny vázána na výrobu tepla, lze tímto způsobem přeměnit přibližně 18 % uvolněné energie na elektřinu a 72 % energie využít ve formě předaného tepla. Ztráty energie tvoří tedy pouze 10 %.

Podobně jako teplárna může fungovat také kondenzační elektrárna. V té je při klasickém provozu emisní pára z parní turbíny pomocí chladiče (tepelný výměník) vypouštěna bez užitku do ovzduší chladícími věžemi. Přitom průměrně pouze 38 % vstupní energie je přeměněno na elektřinu. Při odběru odpadového teple, které putuje opět do soustvy CZT a následně ke spotřebitelům tepla, je možné účinnost energetického procesu zvýšit až na 65 %.

Parní kotel na uhlí v elektrárně Opatovice. Zdroj: Teplárenské sdružení České republiky

Paroplynová teplárna využívá k výrobě elektřiny a tepla, jak již označení napovídá, kinetickou a chemickou energii plynů. Nejdříve je ve spalovací komoře zapálena směs vzduchu a zemního plynu, která hořením zvětšuje objem a roztáčí plynovou turbínu. Plynová turbína pohání generátor, přičemž je vyráběna elektřina. Horké spaliny poté předávají tepelnou energii vodě ve spalinovém kotli, čímž je generována pára. Vzniklá pára prochází parní turbínou, čímž je vyráběna další elektřina. Na konci procesu pára odevzdá ve výměníku zbylou tepelnou energii do soustavy CZT. Celý cyklus se vyznačuje souhrnnou účinností až 85 % – 47 % energie je přeměněno na elektřinu a 38 % na odvedené teplo.

V kogeneračním motoru je plyn spalován v upraveném pístovém motoru, který pohání generátor vyrábějící elektřinu. Teplo se v tomto procesu získává chlazením spalin, chladící vody a oleje. Následně je přes výměníky dodáváno do soustavy CZT. Při ideálním odběrovém diagramu jsou motorové jednotky schopny pracovat až s 97% účinností – až 40 % vstupní energie je přeměněno na elektřinu a 57 % na teplo. V praxi se obvykle dosahuje souhrnné účinnosti přibližně 91 %.

Rozvod tepla

V rozvodech tepla se jako teplonosné médium používá pára, horká nebo teplá voda. Takto je teplo dopravováno jak do domácností, tak průmyslovým odběratelům. Ve vytápěném objektu je instalována domovní předávací stanice, ve které přivedené teplo ohřívá vodu pro topný okruh s radiátory a pro okruh teplé užitkové vody v domě. Tento systém rozvodu se nazývá dvoutrubkový.  Ve starším čtyřtrubkovém systému není přívodní potrubí vedeno až do zásobováných objektů, ale pouze do centrální výměníkové stanice. Ta zásobuje více domů a vycházejí z ní dva okruhy. Jeden dodává po celý rok teplou vodu do vodovodních baterií. Druhý okruh je v provozu pouze od září do května následujícího roku a dodává teplo pro vytápění.

Jak je již uvedeno výše, celková délka tepelých sítí v soustavě CZT je v ČR 10 000 km. Samotná vzdálenost vytápěných objektů od výtopny se pohybuje od metrů až po několik desítek kilometrů. Tepelná síť je tvořena vždy dvěma potrubími (přívodní a vratné), která je vedeno buď do centrální výměníkové stanice nebo až do zásobovaných objektů. 

 Potrubí soustavy CZT. Zdroj: Teplárenské sdružení České republiky

Měření odebraného tepla

Pro měření tepla, dodaného přívodním potrubím do objektu, se používá tzv. kalorimetr, který je instalován na hlavním přívodu (pata objektu). Složitější záležitostí je rozdělení přivedeného tepla na teplo přivedené do jednotlivých bytových jednotek. Složitost je dána fyzikální podstatou šíření tepla, které se vždy šíří z teplejšího tělesa (prostoru) do chladnějšího. Při rozdílu teplot sousedních bytů tedy dochází k přestupu tepla stěnami.

Další příčinou složitého spravedlivého rozdělení dodávaného tepla je vertikální systém stoupaček, při kterém je jednou trubkou vytápěno hned několik místností umístěných nad sebou a ne pouze jeden samostatný byt. Jak se tedy dodávané teplo měří?

Vzhledem k popsanému procesu šíření a přestupu tepla v bytových domech je dodané teplo rozdělováno mezi jednotlivé bytové jednotky poměrově. V praxi to znamená, že dodavatelem fakturovaná spotřeba tepla za celý dům je rozdělena mezi jednotlivé byty poměrově dle naměřených hodnot použitých měřících metod. Dále do výpočtu vstupuje proměnná zohledňující polohu bytů a s tím související energetickou náročnost při vytápění.

Účtování odebraného tepla

Cena tepla je věcně usměrňovaná a dodavatel ji kalkuluje v souladu s platnými cenovými předpisy – Zákon o cenách č. 526/1990 Sb. a aktuální cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu (ERÚ). Cena se ve výsledku skládá z ekonomicky oprávněných nákladů, zisku dodavatele a daně z přidané hodnoty (DPH). ERÚ vydává každý rok detailní přehled cen tepelné energie v členění podle cenových lokalit. Cena je takto kalkulována na začátku a v průběhu roku jako předběžná a vychází z předpokládaného množství dodaného tepla. Výsledná cena se zpětně dopočítává na konci roku v závislosti na skutečné spotřebě.

Vyhláška 372/2001 Sb. Ministerstva pro místní rozvoj stanovuje pravidla pro rozúčtování nákladů na tepelnou energii na vytápění a nákladů na teplou užitkovou vodu mezi konečné spotřebitele. Tyto náklady se dále dělí na dvě složky – základní a spotřební.

Základní složka nákladů na vytápění se pohybuje mezi 40 až 50 % z celkových nákladů a je spojena se započítatelnou podlahovou plochou bytu. Bere se zde v úvahu zmíněný fakt, že byt není vytápěn pouze radiátorem umístěným v bytě, ale také prostupem tepla z okolních bytů. V této složce jsou zahrnuty také náklady na vytápění společných prostor.

Spotřební složka nákladů na vytápění se rozpočítává dle hodnot odečtených z měřičů tepla nebo indikátorů vytápění s použitím korekcí a výpočtových metod. Hodnoty použitých korekcí by měly být určeny na základě tepelných ztrát příslušných místností. Dále se ve výpočtu uplatňují např. koeficienty dle typů topných těles a další (určené normou ČSN EN 834 (835)).

Co se teplé vody týče, základní složka zde tvoří 30 % z celkových nákladů a je určena na základě podlahové plochy bytu. Platba základní složky pokrývá náklady spojené s dodávkou teplé vody, které nejsou závislé na odebraném množství teplé vody. Jedná se o náklady na udržení vyhláškou upravených parametrů teplé vody. Zbylých 70 % je rozúčtováno na základě údajů z vodoměrů nebo podle počtu osob nahlášených v bytě.