dnes je 11.8.2022

Input:

Energetická účinnost

24.4.2018, , Zdroj: Verlag Dashöfer

Energetická účinnost

RNDr. Tomáš Chudoba

Energetická účinnost

Energetická účinnost je jedním z mála pojmů, jejichž definici nevytváříme v systému ISO 50001, ale je dána z vnějšku, fyzikou. Pamatujeme si ze základní školy, že energetická účinnost je poměr mezi:

(1) užitečnou energií (někdy prací), kterou vykonává stroj (zařízení, proces), a

(2) celkovou energií, která do stroje (zařízení, procesu) vstupuje.

Hodnota energetické účinnosti je vždy menší než jedna (menší než 100 %), neboť část vstupní energie se vždy mění v neužitečné teplo.

Pojem energetické účinnosti nejlépe objasníme na příkladech – viz tabulka na konci textu. Jak je zřejmé, ani zdaleka se většinou nedaří dosáhnout účinnosti blížící se nejvyšší, ale jen limitně dosažitelné hodnoty 100 %.

Zařízení připojená k elektromotorům

Vlastní energetickou účinnost elektromotoru se jeho zlepšenou konstrukcí pravděpodobně již nepodaří zásadním způsobem vylepšit. Mohou být zlepšeny kluzné vlastnosti ložisek, lze si představit nižší ztráty v důsledku vhodnějšího tvarování magnetického pole nebo lepší chlazení vinutí. Avšak půjde o zlepšení v řádu procent.

Naopak v důsledku využití výpočetních modelů aerodynamiky a hydrodynamiky na výkonných počítačích dochází k poměrně razantním vylepšením tvarů lopatek a celkových konstrukčních vylepšení ventilátorů, dmýchadel, kompresorů a dalších podobných zařízení. Stejně tak lze dobře počítačově modelovat například proudění kapalin nebo plynů v rozvodech teplovodních nebo vzduchotechnických a výrazně snižovat hydraulické a aerodynamické odpory.

Účinnost větší než 100 %

Taková hodnota v praxi skutečně nemůže existovat. Pokud se s hodnotou nad 100 % potkáte, je vždy její výpočet proveden tak, že část vstupující energie je přehlédnuta, zanedbána nebo z jiného důvodu nezahrnuta do výpočtu.

Typickým příkladem je účinnost kondenzačního kotle. Standardně (a historicky) se jako základ výpočtu účinnosti kotlů nebere spalné teplo paliva, ale jeho výhřevnost, ve které není započtena energie skupenského tepla vodní páry ve spalinách. Pokud se toto teplo využije (voda ve spalinách zkondenzuje a předá např. otopné soustavě), může být výstupní energie kotle vyšší než výhřevnost a jejich poměr je pak vyšší než jedna. V každém případu jde o výpočetní trik a v jeho důsledku pak o marketingový tah.

Tepelné čerpadlo, výroba chladu

Jak známo, principiálně je chladnička a tepelné čerpadlo jedno a totéž zařízení. Postavím-li chladničku do okna tak, že ji otočím "zády do místnosti" a nechám její dvířka otevřená směrem ven, vytvořil jsem tepelné čerpadlo.

Tepelná čerpadla mají udávanou účinnost větší než 1. Častěji hovoříme o topném faktoru, jehož hodnota se pohybuje v mezích 2,0 až 3,5. Je tomu tak proto, že jako energetický vstup je brána pouze vložená ušlechtilá, elektrická energie (za kterou platím). Jako výstupní energie se pak počítá celková výstupní tepelná energie dodaná tepelným čerpadlem. Do něj ale vstupuje i další tepelná energie získaná z vnějšího prostředí: venkovního vzduchu, vody v řece nebo tepla v půdě.

Energetická účinnost a energetická náročnost

Energetická účinnost je pojem striktně fyzikální. Její hodnota je bezrozměrné číslo.

Energetická náročnost je pojem výrazně obecnější. Energetickou náročnost mohu snížit nejen tím, že zvýším energetickou účinnost, ale i tím, že:

  1. snížím samotnou spotřebu energie:
    • nepojedu do obchodu autem, ale půjdu pěšky,

    • zefektivním proces míchání těsta v pekárně,

    • zlepším

Nahrávám...
Nahrávám...