Ing. Jaroslav Peterka, CSc.

Název článku vypadá velmi optimisticky, skutečnost je však málo pravděpodobná. Přesto si zopakujme některé informace, které by třeba pomohly navrhnout vhodné energeticky úsporné řešení a vyslechněme zkušenosti těch, pro které se úspory paliv a energie staly koníčkem.

Nízkoenergetický dům

Předpokládejme, že máme nový nízkoenergetický dům a máme možnost změřit roční spotřebu tepla na vytápění a samostatně na přípravu teplé vody (TV). Můžeme se třeba dostat na poměr 50 : 50. Náklady na vytápění už dále razantně snižovat nemůžeme a předpokládejme, že nám projektant navrhnul i energeticky úspornou přípravu TV s pomocí sluneční energie. V zimě je to však horší, většinu TV ohříváme za peníze. Jak dál? Různé omezovače spotřeby TV jsou známé, nejvíce se dá ušetřit na sprchování ve sprše nebo i ve vaně namísto koupání v plné vaně. V kuchyni, pokud nemáme myčku nádobí, je lepší mýt nádobí v napuštěném dřezu, než pod tekoucí TV. Každý si může v popsané problematice poradit podle svého dosaženého poznání.

Vodovod versus kanalizace

Pokud je TV napuštěna ve vaně nebo ve dřezu, je to z právního hlediska stále teplá voda, se kterou pracujeme. Jakmile otevřeme zátku odpadního ventilu, odtéká „do neznáma“ a právně se mění na splaškovou odpadní vodu. Že odvádí „špínu“, to chceme a to nám nevadí, ale že třeba trvale nebo i po pár minutách odvádí i draze placené teplo, to nám vadí. Její teplota může být od hodnoty 30 – 40 ^oC pro mytí a koupání až po nejvyšší teplotu ze zdroje cca 60 ^oC pro oplach umývaného mastného nádobí. Obdobný případ nastává při vypouštění TV ohřáté elektrickou energií v automatických pračkách a myčkách nádobí.

Kolik tepla vypouštíme?

Kvůli zjednodušení uvažujme bez jakýchkoliv ztrát každodenní ohřev elektrického akumulačního ohřívače (boileru) v průměrném bytě 10 kWh (36 MJ). Při odběru TV toto teplo částečně přejde do potrubí vodovodu, stěn zařizovacích předmětů, nádobí, ohřeje nám vzduch i pokožku, přejde do potrubí kanalizace atd. Jeho většina však bez dalšího užitku se znečištěnou vodou odchází. Když se na vše podíváme podrobněji, tyto ohřáté hmoty i vzduch nám v zimě vrací teplo do místnosti a velmi omezeně snižují náklady na vytápění. V létě, kdy je tepla nadbytek, naopak tyto ztráty tepla v TV přecházejí do placených ztrát.

Podívejme se na problém přes pár teoretických čísel. Po koupání dětí zbylo ve vaně 100 l vody teplé 35 ^oC. Proti teplotě okolí tj. 20 ^oC, na kterou by za nějakou dobu voda vychladla, činí velikost aktivního tepla 1,75 kWh (6,3 MJ). Když vodu vypustíme, ztratíme i teplo, když necháme vodu ve vaně vychladnout, teplo „zůstane“ v bytě. Kdyby měl byt v průměrné zimě tepelnou ztrátu 5 kW a vychládání vany by trvalo také jednu hodinu, ušetřili bychom teoreticky 35 % nákladů na jednu hodinu vytápění. Kdyby se děti takto koupaly 1 x za 3 dny, za topné období by se jednalo asi o 370 kWh! Stejné roční množství elektřiny ztrácíme u různého počtu domácích spotřebičů v zapojení „stand-by“. Za topné období ohřejeme TV v ohřívači množstvím elektřiny ve výši 2100 kWh. Má cenu usilovat o necelých 18 procent úspor?

Zkusme uvažovat dál

Teplo by se získalo v koupelně, která je nuceně větraná. Část ušetřeného tepla by se ztratila změnou skupenství na páru, část přes ventilátor. Kde má koupelna okno, jeho umělohmotné provedení, stejně jako v obytných místnostech, vlhkost v interiéru zvyšuje. Tudy asi cesta nevede, přestože sušení prádla v koupelně je obdobný vlhkostní problém.

Kdybychom použili PE fólii, podobně jako u venkovních rodinných bazénů, odpar se zlikviduje a teplo bude do prostoru postupovat pomaleji přes stěnu vany a její obezdění. Před koupáním bychom museli vodu vypustit a vanu umýt. Kam však umístit mokrou a špinavou fólii před koupáním? Kdo se vším bude zabývat?

Někdo může namítnout, že se PE připevní na rám a ten se položí na vrch vany. Už však slyším, jak se ozývají projektanti vodovodu, že při případné poruše baterie voda poteče přes fólii na podlahu a dál… těžko domyslet.

Přejděme tedy do kuchyně. Matka s dětmi doma vaří a myje nádobí téměř permanentně. Co takhle mýt nádobí pod tekoucí vodou a odpad nechat uzavřený? Teplé vody je sice méně, ale má vyšší teplotu. Před novým mytím se dřez vypustí, znovu zazátkuje a proces akumulace tepla se může opakovat. Co kdyby ale zazvonil telefon a žena vodu nezavřela – dřez nemá přepad. Opět těžko domyslet.

Řešení vede asi přes kanalizaci

Můžeme ztrácené teplo nějak získat zpět? Ano a stejným způsobem jako rekuperací tepla ze vzduchu. Existuje výměník pro využívání tepla odpadní vody ze sprchy. Zařízení je jednoduše napojitelné a umístěné pod sprchovou vaničkou, s rychlou návratností nevelkých pořizovacích nákladů. Ještě mnohem významnější energetické přínosy však toto zařízení má v průmyslovém provedení při instalaci například v prádelnách *) apod.

Psychologicky však vadí dvě věci. Za prvé chceme mít v bytě nebo domu „vodovodu a kanalizace“ co nejméně, protože stále podvědomě hrozí nějaká porucha s promočením čehokoliv. Za druhé teplo je předáváno z vody špinavé do čisté, kterou pijeme a ze které vaříme.

Na přiloženém obrázku je možné teoretické řešení, které se blíží koncepci akumulační nádrže otopné vody s „plovoucím“ ohřívačem TV. Místo kotlového okruhu nebo solárního výměníku teplo dodává splašková voda z vany, sprchy a umyvadla z koupelny, umístěná ve sklepě (ze dřezu odtéká velké množství tuku, ale vše by se dalo vyzkoušet – saponátů na rozpouštění tuku se používá hodně). V nádrži by mohl být v horní části výměník nebo „plovoucí předehřívač“, na který by byl napojen klasický ohřívač TV. Odvod vychladlé vody by byl ode dna nádrže přes trubní smyčku. Uspořeného tepla by bylo podstatně více, tepelné ztráty zařízení zůstávají v objektu.

Při poruše výměníku předehřevu by tlaková voda z vodovodu vytékala volně do kanalizace. Co však se současnou poruchou těsnosti a podtlaku ve vodovodu? I to lze řešit pomocí zpětného ventilu a automatického PO ventilu. V podstatě se jedná o stejný případ jako je souběh ponořené ruční sprchy ve vaně s vytékající vodou a náhlé poruchy na vodovodu vyvolající podtlak.

V nádrži by se určitě usazovaly organické nečistoty, které by vyhníváním vytvářely bioplyn. Ten by se musel trvale odvětrávat, čímž by se opět ztrácelo ušetřené teplo. Nečistoty se ale dají odstraňovat mechanicky občasným vypouštěním nádrže, ale i chemicky. Vtok splaškové vody by byl tangenciálně, aby se voda vrstvila podle teploty a současně odstraňovala ze stěn nečistoty a udržovala stejný součinitel přestupu tepla.

Pro čištění nádrže, ke kterému by teoreticky nemuselo vůbec docházet (potrubí vodovodu by mohlo mít pro tento případ obtok) by se vypustila splašková voda, násoskou by se vyčerpala voda z ohřívače a teprve poté by se povolily obvodové šrouby. Ohřívač by se vyjmul a nádrž opláchla tlakovou vodou z hadice. Podobný nevábný proces doma občas absolvujeme při dokonalém čištění sifonu pod umyvadlem nebo dřezem.

Výzva

V článku jsem se pokusil nastínit klady a zápory při řešení úspor jedné bytové formy využívání tepelné energie, bez které si už neumíme náš život představit. Od vany v koupelně jsme se dostali až k atypickému rekuperačnímu zařízení v suterénu. Odhaduji, že kdyby se voda ohřála z 10 pouze na 20 ^oC, dalo by se ročně ušetřit min. 20 % energie na přípravu TV. V našem fiktivním příkladu bychom nemuseli TV ve vaně nehygienicky uchovávat!  Předpokládám, že se někteří čtenáři nebo i firmy budou problémem dále zabývat, ale tak, aby nebyly porušeny předpisy bezpečnosti a hygienické. Pokud obdržíme zajímavé náměty nebo dokonce již zkušenosti z nějakého realizovaného experimentu, rádi je zveřejníme.

Zdroj: Alternativní energie - www.alen.cz