Liczniki ciepła w inteligentnych budynkach

Jednym z celów UE jest zrównoważony rozwój oraz bezpieczny i niskoemisyjny system energetyczny. Środkiem służącym do jego osiągnięcia jest m.in. dekarbonizacja zasobów budowlanych, odpowiedzialnych za ok. 36% wszystkich emisji CO₂ w Unii. Na ogrzewanie i chłodzenie przeznacza się prawie 50% zużycia energii końcowej, z czego 80% przypada na budynki. Sektor ten uważa się za kluczowy w przyspieszeniu obniżenia emisyjności systemu energetycznego. Jest to też sektor strategiczny w kontekście bezpieczeństwa energetycznego, ponieważ według prognoz do 2030 roku ogrzewanie i chłodzenie z wykorzystaniem energii odnawialnej będzie odpowiadać za ok. 40% zużycia OZE.

Z powodu braku strategii ujednoliconej na poziomie Unii oraz rozdrobnienia rynków ogrzewania i chłodzenia dotychczasowe postępy w tych sektorach są powolne. Dlatego obok wdrażania technologii wykorzystujących odnawialne źródła energii UE będzie promować i wdrażać efektywność energetyczną i inteligentne budownictwo. Technologie służące realizacji tych celów są dostępne na rynku – trzeba je „tylko” upowszechnić, zarówno poprzez promowanie, jak i zwiększanie wymagań dla budynków i ich systemów technicznych.

Budynki mają być włączane w nowy system łączności o wysokiej przepustowości, który powinien wspierać technologie i systemy przygotowane do obsługi inteligentnych sieci i rozwiązania cyfrowe umożliwiające oszczędzanie energii, oferujące użytkownikom dokładniejsze informacje o ich modelu konsumpcji energii, a operatorom systemów wydajniejsze zarządzanie siecią.

Nowe regulacje kładą nacisk na synergię między działaniami na rzecz rozpowszechnienia ogrzewania i chłodzenia z wykorzystaniem energii odnawialnej oraz przepisami związanymi z charakterystyką energetyczną budynków i efektywnością energetyczną. Wiele rozwiązań wymaganych przez dyrektywy jest już stosowanych, a z czasem, także z mocy prawa krajowego, będą one obligatoryjne.

Inteligentne budynki i systemy grzewcze

Dyrektywa 2018/844 z 30 maja 2018 r., zmieniająca dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej [1], wprowadza wskaźnik gotowości budynków do obsługi inteligentnych sieci. Należy go używać do mierzenia zdolności budynków do wykorzystania technologii informacyjno-komunikacyjnych i systemów elektronicznych w celu dostosowania swojego funkcjonowania do potrzeb użytkowników i sieci oraz poprawy efektywności energetycznej i ogólnej charakterystyki budynków. Wskaźnik gotowości budynków ma m.in. dać użytkownikom informację nt. faktycznych oszczędności z tytułu wprowadzenia nowych czy ulepszonych funkcjonalności. Szerzej pisaliśmy o tym w nr. 10/2018 [4].

W art. 14 dyrektywa [1] wymaga wprowadzenia do prawa krajowego obowiązku regularnych przeglądów systemów ogrzewania lub połączonych systemów ogrzewania pomieszczeń i wentylacji o znamionowej mocy użytecznej ponad 70 kW, takich jak źródło ciepła, system sterowania i pompy obiegowe. Ocena ma objąć sprawności i dobranie wielkości źródła ciepła do wymogów grzewczych budynku oraz informować o zdolności systemu ogrzewania lub połączonego systemu ogrzewania pomieszczeń i wentylacji do optymalizacji działania w typowych lub przeciętnych warunkach eksploatacji.

Budynki niemieszkalne wyposażone w systemy ogrzewania lub połączone systemy ogrzewania pomieszczeń i wentylacji o znamionowej mocy użytecznej ponad 290 kW powinny być wyposażone do 2025 r. w systemy automatyki i sterowania dla budynków, o ile jest to możliwe z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia. Systemy te powinny umożliwiać: a) ciągłe monitorowanie, rejestrowanie, analizowanie i dostosowywanie zużycia energii; b) wykonanie analizy porównawczej efektywności energetycznej budynku, wykrywanie utraty efektywności systemów technicznych budynku oraz informowanie zarządcy o możliwościach poprawy efektywności energetycznej; c) komunikację z połączonymi systemami technicznymi i innymi urządzeniami w budynku, a także interoperacyjność z systemami technicznymi budynku w zakresie różnych rodzajów technologii zastrzeżonych, urządzeń i producentów.

Dyrektywa zaleca też, aby budynki mieszkalne podlegały wymaganiom, których celem jest zapewnienie wyposażenia ich w: a) funkcję obejmującą system ciągłego monitorowania elektronicznego dokonujący pomiarów sprawności systemów i informujący właścicieli lub zarządców budynków, gdy następuje znaczny spadek i gdy potrzebne jest serwisowanie systemu; oraz b) skuteczne funkcje sterowania w celu zapewnienia optymalnego wytwarzania, dystrybucji, magazynowania i wykorzystywania energii.

Nowe regulacje dotyczące systemów ogrzewania i opomiarowania

Wiele istotnych regulacji dotyczących funkcjonowania systemów ogrzewania i ich opomiarowania zawiera dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2002 z 11 grudnia 2018 r., zmieniająca dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej [2]. Zmiany mają na celu m.in. zapewnienie częstych i obszerniejszych informacji zwrotnych dotyczących zużycia energii, tak aby zachęcać odbiorców do świadomego jej zużycia i oszczędzania. Dyrektywa zaleca, żeby wykorzystując nowe modele biznesowe i nowe technologie, dążyć do promowania i upowszechnienia środków w zakresie efektywności energetycznej, również za pomocą innowacyjnych usług energetycznych dla dużych i małych odbiorców.

Na wprowadzenie w życie zaleceń zawartych w tej dyrektywie do krajowych ustaw i przepisów wykonawczych państwa członkowskie mają czas do 25 października 2020 r. Dyrektywa wymaga m.in. zagwarantowania odbiorcom energii prawa do rozliczeń i informacji o rozliczeniach lub zużyciu ciepła albo chłodu także w przypadku odbiorców energii, nawet gdy nie mają oni bezpośredniego, indywidualnego stosunku umownego z dostawcą energii.

Żeby osiągnąć przejrzystość rozliczania indywidualnego zużycia energii cieplnej i tym samym ułatwić wdrożenie opomiarowania za pomocą podliczników, państwa członkowskie powinny zapewnić wprowadzenie przejrzystych, publicznie dostępnych przepisów krajowych dotyczących podziału kosztów ogrzewania, chłodzenia i c.w.u. w budynkach wielomieszkaniowych i wielofunkcyjnych. Regulacje te dotyczą instalacji ze źródłem centralnym.

W przypadku gdy energia cieplna lub chłodnicza albo ciepła woda użytkowa są dostarczane do budynku z centralnego źródła obsługującego większą liczbę budynków, lub z systemu ciepłowniczego, albo chłodniczego, licznik musi być zamontowany na wymienniku ciepła lub na granicy dostawy. Liczniki i podzielniki kosztów ogrzewania montowane po 25 października 2020 r. mają być urządzeniami umożliwiającymi zdalny odczyt. Te, które zostały zamontowane wcześniej i nie mają tej funkcji, powinny zostać w nią wyposażone lub wymienione do 1 stycznia 2027 r.

Podliczniki

W art. 9b poświęconym opomiarowaniu za pomocą podliczników i podziałowi kosztów ogrzewania, chłodzenia i ciepłej wody użytkowej, dyrektywa 2018/2002 [2] wymaga, aby w budynkach wielomieszkaniowych i wielofunkcyjnych z własnym źródłem centralnego ogrzewania lub chłodzenia albo zaopatrywanych z systemów ciepłowniczych, lub chłodniczych instalowane były indywidualne liczniki do pomiaru zużycia energii cieplnej, chłodu i c.w.u. dla każdego modułu budynku, jeżeli jest to technicznie wykonalne i efektywne kosztowo. W przypadku gdy jest to technicznie niemożliwe lub nieopłacalne, należy na każdym grzejniku zastosować indywidualne podzielniki kosztów ciepła.

W nowych budynkach wielomieszkaniowych i w częściach mieszkalnych nowych budynków wielofunkcyjnych wyposażonych w centralne źródło c.o. i c.w.u. lub zasilanych z systemu ciepłowniczego należy instalować indywidualne liczniki.

W przypadku budynków wielomieszkaniowych i wielofunkcyjnych zasilanych z systemu ciepłowniczego lub mających własne wspólne systemy ogrzewania lub chłodzenia państwa członkowskie powinny zapewnić przepisy krajowe o podziale kosztów zużycia energii cieplnej, chłodniczej i ciepłej wody użytkowej, zapewniające przejrzystość i dokładność rozliczania indywidualnego zużycia. Przepisy te powinny zawierać wytyczne w sprawie sposobu podziału kosztów: a) energii do celów wytwarzania c.w.u.; b) energii cieplnej emitowanej przez instalację c.o. oraz do celów ogrzewania powierzchni wspólnych, jeżeli klatki schodowe i korytarze są wyposażone w grzejniki; c) energii do celów ogrzewania lub chłodzenia mieszkań.

Wiarygodność informacji

W art. 10a dyrektywa 2018/2002 [2] wymaga, żeby informacje o rozliczeniach i zużyciu były wiarygodne, dokładne i oparte na rzeczywistym zużyciu lub odczytach podzielników kosztów ciepła dla wszystkich użytkowników końcowych. Może to być informacja w formie elektronicznej przy zachowaniu obowiązku udzielania jasnych i zrozumiałych informacji (wraz z rachunkiem) wszystkim użytkownikom końcowym i wspieraniu cyberbezpieczeństwa oraz zapewnieniu ochrony prywatności i danych użytkowników końcowych.

Minimalna częstotliwość rozliczeń lub podawania informacji o zużyciu z liczników i podzielników umożliwiających zdalny odczyt nie może być od 25 października 2020 r. rzadsza niż raz na kwartał – na żądanie lub jeżeli odbiorcy końcowi wybrali opcję otrzymywania elektronicznych rozliczeń, a w innych przypadkach dwa razy w roku.

Od 1 stycznia 2022 r. informacje o rozliczeniach lub zużyciu ciepła muszą być udostępniane użytkownikom końcowym nie rzadziej niż co miesiąc. Mogą być one również dostępne w internecie i aktualizowane tak często, jak na to pozwala dany system. Z tego wymogu można zwolnić ogrzewanie poza sezonem grzewczym, a chłodzenie – poza sezonem chłodniczym.

Minimum informacji, jakie należy ująć w rachunku za rzeczywiste zużycie lub odczyt podzielnika kosztów, zawiera: ceny bieżące i rzeczywiste zużycie energii lub całkowity koszt ciepła i odczyty podzielników kosztów ciepła, a także informacje na temat używanego koszyka paliw i powiązanych rocznych ilości emisji gazów cieplarnianych oraz opis poszczególnych zastosowanych podatków, opłat i taryf. Obowiązek ten dotyczy dostaw z systemów ciepłowniczych o całkowitej znamionowej mocy cieplnej dostarczonej w paliwie powyżej 20 MW.

Informacja ma też zawierać porównanie bieżącego zużycia energii ze zużyciem w tym samym okresie poprzedniego roku w formie graficznej, z korektą dotyczącą warunków klimatycznych odnośnie do ogrzewania i chłodzenia. Na rachunku mają się też znaleźć informacje kontaktowe m.in. organizacji konsumentów zrzeszających odbiorców końcowych, agencji energetycznych lub podobnych podmiotów, u których możliwe jest uzyskanie informacji o dostępnych środkach poprawy efektywności energetycznej.

Oferta rynku

Wymagania dyrektyw dostosowane są do oferty rynku. Nowoczesne systemy opomiarowania mediów stanowią jeden z filarów rozwoju idei smart metering i smart home. Od lat dostępne są ciepłomierze z przelicznikami elektronicznymi i modułami komunikacyjnymi. Stale rozszerzane są możliwości rejestracji danych (np. roczne, miesięczne, dobowe, godzinowe) i ich przetwarzania na różne potrzeby – zarówno do rozliczeń, jak i analiz, m.in. w celu optymalizacji działania systemów grzewczych. Moduły komunikacyjne oferują kilka technik łączności, przewodowych i bezprzewodowych. Ciepłomierze i systemy odczytu mediów mają stanowić z czasem także element samouczących się inteligentnych budynków.

Producenci oferują również biblioteki ciepłomierzy do programów służących do modelowania budynków – BIM. Są to na przykład dane do wykorzystania w platformie bimobject w programach 3ds, ArchiCAD, AutoCAD, Ifc, Revit i Sketchup [5]. Modelowanie budynków ma być także jednym z elementów redukcji ich wpływu na środowisko i wykorzystania energii odnawialnej, a tym samym dekarbonizacji budownictwa.

Literatura

1. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/844 z dnia 30 maja 2018 r. zmieniająca dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej (Dz.Urz. UE L 156/75).
2. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2002 z dnia 11 grudnia 2018 r. zmieniająca dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej (Dz.Urz. UE L 328/210).
3. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (Dz.Urz. UE L 328/82)
4. Krysik P., Najważniejsze zmiany w dyrektywach EPBD oraz EED wprowadzone dyrektywą 2018/844/EU, „Rynek Instalacyjny” nr 10/2018.
5. http://www.apator.com/pl/oferta/pomiar-wody-i-ciepla/bimobject (dostęp 7.01.2019).