Ciepłomierze i podzielniki

Indywidualne rozliczanie kosztów ogrzewania wg podzielników od kilkunastu lat stanowi bardzo duży problem dla użytkowników lokali oraz właścicieli i zarządców budynków wielolokalowych. Wielokrotnie podejmowano próby badania i oceny różnych czynników, które mają wpływ na prawidłowość rejestracji zużycia i podziału kosztów wg podzielników kosztów ogrzewania. Najczęściej stwierdzano, że stosowanie podzielników powoduje znaczne błędy w rejestracji zużycia ciepła i podziale zmiennych kosztów ogrzewania. Jednocześnie dochodzono do wniosków, że stosowane w Polsce niemieckie systemy indywidualnych rozliczeń kosztów ogrzewania są niedostosowane do polskiego budownictwa i wymagają różnych korekt, np. ilości jednostek zarejestrowanych przez podzielniki lub polegających na wprowadzeniu dodatkowych parametrów, np. średniej temperatury powietrza w lokalu, wg którego należy rozliczać koszty ogrzewania. Z niezrozumiałych względów przyjmowano założenie (zgodne ze stanowiskiem większości firm rozliczeniowych), że podzielniki kosztów ogrzewania służą tylko do podziału całkowitego zużycia ciepła w budynku oraz kosztów wynikających z jego zużycia. Zawsze ukrywano faktyczną funkcję, jaką w systemie indywidualnego opomiarowania i rozliczania kosztów pełnią podzielniki kosztów ogrzewania (rejestracja zużycia ciepła oddanego przez grzejnik).

Efektem takiego postępowania jest dotychczasowy brak jednoznacznych przepisów, które określałyby funkcję podzielników, a także określałyby przejrzyste zasady indywidualnych rozliczeń kosztów ogrzewania. Doprowadziło to do braku indywidualnego opomiarowania zużycia ciepła w około 3,5 mln lokali z tzw. pionowym rozprowadzeniem czynnika grzewczego (wielopunktowe zasilanie grzejników w lokalach), co w latach 1997–2016 spowodowało straty tej grupy odbiorców ciepła wynoszące około 49 mld zł.

Na zlecenie Departamentu Energetyki ówczesnego Ministerstwa Gospodarki, w 2015 r. opracowano dokument „Analiza prawna, techniczna i finansowa zastosowania podzielników kosztów ogrzewania wykorzystywanych w budynkach wielolokalowych”, z którego wynika, że, aby zminimalizować błędy rejestracji z użyciem podzielników elektronicznych i podziału kosztów ogrzewania, należy wykonać kosztowną modernizację wew. instalacji grzewczej, której koszt dla I lub II wariantu 7 mln lokali wynosi odpowiednio 16,3 zł lub 21,3 mld zł.

Ze względu na duże koszty dostosowania wew. instalacji grzewczych do podzielników elektronicznych, zrezygnowano z implementacji postanowień art. 9–13 Dyrektywy 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej, co powoduje, że wysokość strat lokali nieopomiarowanych powiększa się z każdym sezonem grzewczym bez podzielników. Równocześnie od wielu lat problemem są duże błędy, jakie powstają przy wykonywaniu indywidualnych rozliczeń kosztów ogrzewania wg podzielników, które nie wiadomo co i jak rejestrują! Powszechnie rezygnuje się z opomiarowania grzejników w łazienkach, a znane są także przypadki rezygnacji z opomiarowania zużycia ciepła przez grzejniki zamontowane w kuchniach, co generuje kolejne błędy w określeniu zużycia ciepła przez lokale i kosztów ciepła uzależnionych od wskazań podzielników.

Fot. © Robert Przybysz – Fotolia.com

Do czego służą podzielniki kosztów ogrzewania?

Przeznaczeniem i główną funkcją podzielników kosztów ogrzewania jest rejestracja zużycia ciepła przez grzejnik. Ta prawda była znana już 100 lat temu (wynalazcy podzielników – inż. Constantinowi Brunowi), a w Polsce co najmniej od 1936 r., tj. od roku, w którym odbył się I Zjazd Ogrzewników Polskich w Warszawie (artykuł „Mierzenie ciepła w ogrzewaniach centralnych i podział kosztów między użytkowników” opublikowany w miesięczniku „Instal” 5/2008). Już wówczas twierdzono, że: „ilość ciepła dostarczonego przez grzejnik jest proporcjonalna do następujących wielkości:

1. Powierzchni grzejnika (ew. jego typu),
2. Różnicy między średnimi temperaturami grzejnika i pomieszczenia,
3. Czasu.

Z tych trzech wielkości pierwsza dla danego grzejnika jest czynnikiem stałym, pozostają więc do mierzenia tylko dwie ostatnie. W ten sposób można zmierzyć ciepło oddane przez wszystkie grzejniki i ustalić stosunkowe spożycie ciepła dla poszczególnych lokali.”

Zatem podzielniki kosztów ogrzewania powinny być tak skonstruowane, aby zapewnić dokładną rejestrację zużycia ciepła oddanego przez grzejnik.

Uwarunkowania związane z dokładnością rejestracji oraz zagrożenia wynikające z braku przyjęcia zaostrzonych wymagań dla podzielników kosztów ogrzewania zostały zaprezentowane m.in. na VII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej w Krynicy Zdroju (24–26 maja 2006 r.) w moim referacie „Zaostrzenie norm dla podzielników kosztów c.o. – gwarancją dokładnych pomiarów zużycia ciepła z grzejnika” (treść referatu dostępna jest na www.brunpolserwis.pl).

Ciepłomierze i podzielniki

Na Konferencji Starachowickiej, która odbyła się 26 września 2016 r., zaprezentowano referat „Indywidualne opomiarowanie ciepła dostarczonego do lokali w budownictwie wielolokalowym, ciepłomierze i podzielniki kosztów ogrzewania”. Referat przedstawia analizę wykonaną na podstawie rejestracji zużycia ciepła oraz wyników indywidualnych rozliczeń kosztów ogrzewania wykonywanych przez firmę BrunPol Serwis. Podano przykład funkcjonujących w Polsce systemów indywidualnych rozliczeń kosztów ogrzewania, opartych na rejestracji cieczowych i elektronicznych podzielników kosztów ogrzewania, które zapewniają dokładność rejestracji zużycia ciepła oraz indywidualnego rozliczania kosztów ogrzewania na poziomie zbliżonym do pomiarów i rozliczeń wykonywanych z użyciem ciepłomierzy lokalowych.

Przedstawiono przykłady 43 budynków mieszkalnych i wielofunkcyjnych (z 25 miast) , mających łącznie 1200 lokali, o zróżnicowanym stanie technicznym obiektów oraz wewnętrznych instalacji grzewczych. W analizie uwzględniono budynki zaopatrywane z różnych źródeł ciepła (kotłownia zasilająca budynki poprzez sieć ciepłowniczą, własna kotłownia gazowa lub olejowa). Uwzględniono obiekty, które mają zróżnicowaną ilość lokali (od 4 do 97), kondygnacji (od 2 do 11), klatek schodowych (od 1 do 7), ogrzewaną powierzchnię (od 264,45 do 5348,20 m2) i kubaturę. W grupie analizowanych budynków znajdują się głównie mieszkalne, ale uwzględniono także mieszkalne z lokalami użytkowymi oraz mające tylko lokale użytkowe.

Wszystkie obiekty mają bardzo zróżnicowaną izolacyjność ścian zewnętrznych oraz stropów i dachów nad ostatnią kondygnacją. Termomodernizacja została wykonana w 25 kilkudziesięcioletnich budynkach. Dwa najstarsze cechuje najgorsza izolacyjność ścian zewnętrznych i stropów nad ostatnią kondygnacją. Ze względu na ochronę konserwatora zabytków i ograniczone możliwości finansowe właścicieli, w budynkach tych wykonano niewielki zakres prac termomodernizacyjnych (montaż zaworów termostatycznych i podzielników kosztów ogrzewania; ponadto w jednym z tych budynków wymieniono drzwi wejściowe do klatek schodowych oraz okna w częściach wspólnych i lokalach).

Podano także przykłady obiektów, których właściciele na etapie budowy zrezygnowali z opomiarowania lokali ciepłomierzami, a w celu rejestracji zużycia ciepła zastosowali cieczowe lub elektroniczne podzielniki kosztów ogrzewania. Wskazano także przykład wspólnoty, która zrezygnowała z dokonywania pomiarów za pomocą zamontowanych ciepłomierzy lokalowych, a do indywidualnego rozliczenia kosztów ogrzewania zdecydowała się zastosować podzielnikową metodę rejestracji zużycia ciepła opartą na wskazaniach podzielników cieczowych.

Informacja dotycząca urządzeń zastosowanych do indywidualnego opomiarowania zużycia ciepła oraz rozliczania kosztów ogrzewania

Ciepłomierze lokalowe

Wskazania ciepłomierzy lokalowych, wyrażone w jednostkach ciepła (w analizowanych budynkach w GJ), są podstawą do podziału tzw. kosztów zużycia na poszczególnych użytkowników lokali. Z powyższych uwarunkowań wynika, że w budynku wielolokalowym ciepłomierze zawsze pełnią funkcję podzielników kosztów ogrzewania.

Podzielniki cieczowe

Mają kapilarę wypełnioną cieczą pomiarową uwzględniającą „dyfuzyjne parowanie cieczy” przez cały 365-dniowy okres rozliczeniowy (wymóg określony w duńskiej normie DS-EN 835). Ponadto mają kilka unikatowych rozwiązań zastosowanych w podzielnikach (w tym siedem typów ścianek przylegających do grzejnika, kapilara z bardzo małą ilością cieczy pomiarowej, która w 50% obwodu idealnie przylega do ścianki mocującej podzielnik do grzejnika), co umożliwia szybsze podążanie temperatury cieczy pomiarowej za temperaturą grzejnika.

Podzielniki elektroniczne

Zgodnie z PN-EN 834 podzielniki kosztów ogrzewania są „rejestrującymi przyrządami pomiarowymi mierzącymi temperaturę względem czasu”.

Zastosowane w budynkach podzielniki elektroniczne (dwuczujnikowe) są dostosowane do pracy w instalacjach grzewczych z tmin = 20°C, gdzie tmin jest najniższą średnią temperaturą projektową systemu ogrzewania, przy której podzielnik kosztów może być zastosowany. Naliczanie zużycia ciepła następuje, jeśli różnica temperatur grzejnika i otoczenia tz-tl > O Kelwina (wymóg określony w duńskiej normie DS-EN 834). Ponadto podzielniki te cechuje nieprzerwana rejestracja wszystkich temperatur grzejnika i pomieszczenia w zakresie od 0 do 105°C, co umożliwia rejestrowanie wszystkich miarodajnych temperatur, które mają wpływ na poprawne identyfikowanie zużycia ciepła oddanego przez grzejnik.

Rejestracja zużycia ciepła w „jednostkach zużycia”

Dla wszystkich podzielników kosztów ogrzewania dobrano skale, które są właściwe dla danego grzejnika (uwzględniające jego typ i moc). W podzielnikach cieczowych skale są montowane, natomiast w podzielnikach elektronicznych – programowane. Dzięki zastosowaniu zróżnicowanych skal, rejestrowane i odczytywane z podzielników wartości są „wartościami zużycia” („jednostki zużycia”) i nie wymagają późniejszego przeliczania odczytywanych wartości współczynnikiem kontaktu oraz mocy grzejnika.

Ze względu na powyższe uwarunkowania, wyniki analizy nie mogą być utożsamiane z wynikami, jakie uzyskiwane są przy zastosowaniu innych typów podzielników, które nie spełniają ww. kryteriów związanych z dokładnością rejestracji temperatur oraz naliczaniem zużycia ciepła.

Współczynnik wyrównawczy

Na etapie indywidualnych rozliczeń kosztów ogrzewania zarejestrowane i odczytane z podzielników „jednostki zużycia” są korygowane tylko „współczynnikiem wyrównawczym”, niwelującym zwiększone zużycie ciepła – wynikające z niekorzystnego usytuowania lokalu w bryle budynku.

Nowatorska metoda porównania wyników rejestracji zużycia ciepła w lokalach

Aby porównać wyniki rejestracji ilości ciepła z zastosowaniem różnych urządzeń (ciepłomierze, cieczowe i elektroniczne podzielniki kosztów ogrzewania), autor zastosował i poddał analizie wskaźnik krotności maksymalnej ilości i kosztu ciepła dostarczonego do lokalu w stosunku do średnich wartości w budynku. Referat zawiera także informacje o ZEROWYCH oraz minimalnych wskazaniach ciepłomierzy i podzielników kosztów, jakie zarejestrowano w lokalach. Referat uwzględnia także inne dane, które w niniejszym artykule nie są omawiane.

Dane, które zostały wykorzystane w analizie zostały opracowane na podstawie materiałów udostępnionych przez firmę BrunPol Serwis, specjalizującej się w indywidualnym opomiarowaniu oraz rozliczeniu kosztów ciepła i wody. Do analizy wykorzystano dane z zakończonego oraz pełnego 12-miesięcznego okresu rozliczeniowego obejmującego sezon grzewczy 2014/2015.

Dla kilku budynków wykonano analizę rozszerzoną, która obejmuje dwa lub trzy dodatkowe okresy rozliczeniowe, co ma na celu porównanie wpływu wykonanych prac termomodernizacyjnych oraz dostosowania grzejników do zmniejszonego zapotrzebowania na ciepło na wskaźnik krotności zużycia i kosztu ciepła.

Wszystkie budynki uwzględnione w analizie są wyposażone w urządzenia służące do indywidualnego opomiarowania zużycia ciepła przez lokal (ciepłomierze lokalowe) lub ciepła oddanego przez grzejniki centralnego ogrzewania (podzielniki kosztów ogrzewania). Około 50% analizowanych budynków ma opomiarowanie zużycia ciepła oddawanego przez grzejniki łazienkowe. W przypadku 6 budynków z ciepłomierzami, opomiarowanie nimi lokalu automatycznie uwzględnia opomiarowanie ciepła oddawanego przez grzejniki łazienkowe. Natomiast wśród 37 budynków z podzielnikami grzejniki łazienkowe są opomiarowane w 23 obiektach. Pozostała część budynków (14) z podzielnikami nie ma zamontowanych grzejników łazienkowych (dogrzewanie łazienek rurami pionowymi wew. instalacji c.o.) lub właściciele budynków, korzystając z istniejącej luki prawnej oraz braku implementacji art. 9 ust. 3 Dyrektywy 2012/27/UE, nie wyrazili zgody na montaż podzielników na grzejnikach w łazienkach.

Trzy grupy budynków

Aby można było porównać wyniki rejestracji zużycia ciepła i indywidualnych rozliczeń kosztów, budynki podzielono na trzy grupy uwzględniające zastosowaną metodę rejestracji zużycia ciepła:

I – budynki z ciepłomierzami,

II – budynki z podzielnikami elektronicznymi,

III – budynki z podzielnikami cieczowymi.

Aby wykazać wpływ braku opomiarowania wszystkich grzejników na wyniki rejestracji zużycia oraz podziału kosztów ogrzewania, w grupie II i III wyodrębniono podgrupy:

a) nowe – grzejniki łazienkowe opomiarowane,

b) kilkudziesięcioletnie – grzejniki łazienkowe opomiarowane,

c) kilkudziesięcioletnie – grzejniki łazienkowe nieopomiarowane.

Mając na uwadze podnoszoną przez wiele osób kwestię ZEROWYCH zużyć w lokalach z podzielnikami, w analizie ujęto procentową ilość lokali, w których zarejestrowano „ZEROWE” zużycie ciepła.

Porównywane wartości zużycia ciepła zarejestrowanego przez urządzenia

Porównywane wartości zużycia są wartościami odczytanymi z urządzeń i nie były redukowane współczynnikiem wyrównawczym ze względu na niekorzystne usytuowanie lokalu w bryle budynku. Wartości odczytanego zużycia dla ciepłomierzy są podane w jednostkach ciepła tj. GJ, a dla cieczowych i elektronicznych podzielników w odczytanych z podzielników „jednostkach zużycia” właściwych dla danego rodzaju podzielnika, których na późniejszym etapie indywidualnych rozliczeń kosztów nie przelicza się współczynnikiem kontaktu grzejnik–podzielnik oraz współczynnikiem mocy grzejnika.

Metoda określenia wskaźników porównawczych, które zostały poddane analizie

Ze względu na fakt, że ciepłomierze i podzielniki kosztów ogrzewania rejestrują zużycie w nieporównywalnych jednostkach, do wykonania analizy zastosowano wskaźnikową metodę porównania ilości ciepła rejestrowanego przez poszczególne urządzenia.

Dla każdego budynku obliczono średnie zużycie ciepła zarejestrowanego przez ciepłomierze lokalowe (GJ/m2 lokalu) lub podzielniki kosztów ogrzewania zamontowane w lokalach (jednostka/m2 lokalu) oraz wskaźniki krotności maksymalnego zużycia i kosztu w stosunku do średniego zużycia ciepła w lokalach oraz średniego kosztu ogrzewania w budynku.

Wyniki analizy (wyciąg z referatu z dn. 26.09.2016 r.)

Porównanie zużycia ciepła w trzech grupach budynków, w których do opomiarowania indywidualnego zużycia ciepła w lokalach zastosowano ciepłomierze oraz elektroniczne i cieczowe podzielniki kosztów ogrzewania spełniające zaostrzone wymagania dot. dokładności rejestracji zużycia ciepła przez podzielnik kosztów ogrzewania (określone w duńskich normach DS-EN 834 i DS-EN 835)

Uwaga: wartości podane dla grupy I, II, III zawierają średnią dla wszystkich budynków wyszczególnionych w podgrupach a,b, c.

Podsumowanie i wnioski

1. Podzielnikowa metoda rejestracji zużycia ciepła, oparta na wskazaniach dobrze skonstruowanych podzielników kosztów ogrzewania, sprawdza się i funkcjonuje prawidłowo – niezależnie od stanu technicznego budynku oraz wewnętrznej instalacji grzewczej.
2. W budynkach, w których do opomiarowania lokali zastosowano ciepłomierze, występuje problem niebilansującego się ciepła, które w analizowanych budynkach ma wartość od 8,46 do 44,17% ciepła dostarczonego do budynku. Niebilansowanie się ilości ciepła zarejestrowanego w lokalach z ilością ciepła zarejestrowanego przez główny ciepłomierz w budynku zasadniczo wynika z błędów pomiaru spowodowanych małymi przepływami czynnika grzewczego i uwarunkowaniem początku rejestracji zużycia – od przekroczenia progu rozruchu przepływomierza (przez czynnik grzewczy dostarczający ciepło do lokalu). Niebilansowanie wynika także ze strat na cyrkulacji oraz ogrzewania części wspólnych, co praktycznie w każdym przypadku stanowi tylko część niebilansującej się ilości ciepła.
3. ZEROWE zużycia w lokalach występują w każdej metodzie pomiarowej i przy każdym rodzaju zastosowanego urządzenia. Przy wykorzystaniu podzielników gwarantujących dokładną rejestrację zużycia ciepła przez grzejnik (spełniających bardziej wymagające duńskie normy dla podzielników kosztów ogrzewania: DS-EN 834 i DS-EN 835) stwierdzono, że w pięciu podgrupach budynków z podzielnikami procentowa wartość lokali z zerowymi zużyciami jest mniejsza niż w budynkach opomiarowanych ciepłomierzami. Większa procentowa wartość występuje tylko w podgrupie II.c – wynosi 3,45 % lokali w budynku, przy 2,73% lokali w budynkach z ciepłomierzami. Różnica na niekorzyść podzielników wynosi tylko 0,72% i zasadniczo należy ją utożsamiać ze zwiększonym ogrzewaniem lokali z nieopomiarowanych grzejników łazienkowych.
4. Rejestracja indywidualnego zużycia ciepła wykonywana z zastosowaniem podzielników elektronicznych cechuje się najwyższą dokładnością i rozdzielczością, o czym świadczy minimalny koszt zużycia naliczony dla lokalu – 1,02 zł (przy zastosowaniu ciepłomierza 4,33 zł/lokal).
5. Występowanie ZEROWYCH zużyć, a także niewielkie zużycia, które są rejestrowane niezależnie od typu urządzenia je rejestrującego, świadczą o dogrzewaniu tych lokali ciepłem pochodzącym z sąsiednich lokali. Z powyższego wynika, że w każdym budynku (co trzeba podkreślić – niezależnie od zastosowanej metody rejestracji zużycia) jest pewna ilość ciepła, którą należy zakwalifikować do części wspólnej i która powinna być rozliczana niezależnie od wskazań ciepłomierzy lub podzielników kosztów ogrzewania.
6. Analiza wskaźnika krotności maksymalnego zużycia w stosunku do średniego w budynku pozwala stwierdzić, że przy zastosowaniu podzielnikowej metody rejestracji zużycia ciepła krotność ta jest mniejsza (wynosi od 1,76 do 2,64) od krotności przy stosowaniu ciepłomierzy lokalowych, która wynosi 2,86. Wyższa krotność występuje tylko w budynkach z nieopomiarowanymi łazienkami i wynosi 3,40.
7. Krotność maksymalna kosztu w stosunku do średniego w budynku (koszty zużycia naliczano po zastosowaniu współczynników wyrównawczych – ze względu na niekorzystne usytuowanie lokalu w bryle budynku) pozwala stwierdzić, że przy zastosowaniu podzielnikowej metody pomiaru krotność ta jest mniejsza (wynosi od 1,61 do 1,95) od krotności przy stosowaniu ciepłomierzy lokalowych, która wynosi 2,00. Wyższa krotność występuje tylko w budynkach z nieopomiarowanymi łazienkami i wynosi 2,34.
8. Przeprowadzona analiza porównawcza krotności zużycia i kosztu w wybranych budynkach poddanych termomodernizacji pozwala stwierdzić, że po termomodernizacji zwiększa się krotność zużycia i kosztu ciepła, co jest związane ze wzrostem ilości dostarczonego nieopomiarowanego ciepła do lokali – z rur pionowych.
9. Kompleksowa termomodernizacja budynków połączona z wymianą wew. instalacji c.o. (zestawienie – poz. 33 a i b, poz. 34 a, b, c i 37 a, b) z wymianą grzejników na nowe (zestawienie – poz. 34 a, b, c i 37 a, b) i dostosowaniem ich do zmniejszonego zapotrzebowania na ciepło, nie wpłynęła na zmniejszenie krotności zużycia oraz kosztu w budynku w stosunku do średniej z innych budynków.
10. Pomimo krytycznych opinii o podzielnikach, część inwestorów nadal montuje podzielniki w nowych budynkach, co wynika z faktu niższych kosztów opomiarowania lokali oraz niższych kosztów eksploatacyjnych związanych z zastosowaną metodą rejestracji zużycia ciepła.
11. Uwzględniając powyższe należy stwierdzić, że w Polsce co najmniej od 20 lat funkcjonują podzielnikowe systemy opomiarowania zużycia ciepła w lokalu, które w wynikach rejestracji i podziału kosztów ciepła można i należy ocenić lepiej niż metodę pomiaru opartą na wskazaniach ciepłomierzy.
12. Jednostka rozliczeniowa, którą stanowi jeden lokal opomiarowany ciepłomierzem (poz. 9 zestawienia wybranych budynków) jest przykładem szerszych możliwości zastosowania podzielników kosztów ogrzewania do indywidualnego opomiarowania ciepła. Montaż podzielników na grzejnikach zamontowanych w poszczególnych pomieszczeniach umożliwił opomiarowanie zużycia ciepła oddawanego przez poszczególne grzejniki oraz podział kosztów ogrzewania na poszczególne pomieszczenia.

Jerzy Materek

członek Grupy Roboczej przy Ministerstwie Energii opracowującej propozycje zmian w krajowych regulacjach dot. rozliczania kosztów ciepła