Individuelle energibesparende idéer indsamlet og analyseret

Dette er en bemærkning til kategorien "analyse" i ovennævnte forstand. Kommentarer/rettelser hilses velkommen.

Dette har status som "udkast"/"prælim. analyse".

REDIGER (2022-10-28): Parametrene for "brusning" blev justeret for at give et mere konservativt skøn
over den potentielle besparelse. Tidligere værdier for varighed og gennemstrømningsmængde var
henholdsvis 5 min. og 10 l pr. minut. Måltemperaturen var tidligere 38 grader C.

Energibesparelsespotentiale ved at reducere private husholdningers forbrug af varmt vand: brusk
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

1. Beregn mængden af brugt varmt vand (V_ww) pr. bruser og energiækvivalent:

Antagelser:
— gennemsnitligt bruseanlæg med en gennemstrømningsmængde på 10 liter pr. minut
— temperatur ved den lokale varmtvandskeddels produktion: T_bwo = 60 grader C [1]
- temperatur ved tilførsel fra bruservandblanderen: 55 DEG C = T_mwi [1]
- temperatur af koldt vand internt: 12 DEG C = T_mci [avg.,
est.] — måltemperatur for bruseroutput: 35 DEG C = T_tgt
— vandgennemstrømningsmængde i aktiv bruser: 8 liter pr. minut =
v — brusevarighed: 3 minutter = T_dur
— vand med varmekapacitet: c_V = 4,2 kJ/(kg K), se [3]

Blandingsforhold, udtrykt som varmt vandandel gamma, fra

    T_tgt = gamma T_mwi + (1-gamma) T_mci = T_mci + gamma (T_mwi — T_mci)
gamma = (T_tgt — T_mci)/(T_mwi — T_mci) = 23/43

I en liter blander er der kun gamma * 1 liter varmt vand.
Følger mængden af varmt vand pr. gang, der tages et brusebad 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 liter = ca. 13 liter

For at opvarme den mængde koldt vand, der antages at have temperaturen T_sci = T_mci = 12 grader C
til T_bwo, kræver det mindst energien

    Delta Q = V_ww *\ rho * (T_bwo — T_mci) * c_V = 13 kg * 48 K * 4,2 kJ/(kg K) = ca. 2,62 MJ

Denne energi er den, der ikke tager højde for tab, der opstår på vej
fra kraftværket til og med varmtvandskedlen pr. hus. Hvis vi vurderer effektiviteten
af kedeleta = 80 %, er energibehovet ved husets grænse
2,62 MJ/0.8 = 3,275 MJ. (pr. gang med et brusebad)

(For at beregne energiefterspørgslen heraf på "import-gas" -niveau skal de
yderligere tab, der opstår på kraftværker, stadig medregnes.)

2. Antallet af personer, der tager en bruser én gang om dagen i et eksemplarisk EU-land:

Det antages, at en andel på 65 % af befolkningen tager en bruser dagligt. I et land med
80 mio. mennesker er den samlede mængde energi, der forbruges af denne andel til at tage et brusebad,
dagligt: 80 * 10 ′ 6 * 0.65 * 3,275 MJ/eta_pp = 170.3 * 10 ′ 6 MJ/eta_pp = 170.3 * 10 ′ 12 J/eta_pp. 
Om året er denne energiandel ca. 62.2 * 10-15 J/eta_pp =: W_showeringA_DE. 
(Her eta_pp = kraftværkets effektivitet)

3. Sammenligning:
Energiækvivalent af gas, der importeres fra Rusland til EU, årligt i 2019:
6876 * 10 ′ 15 J [4] [4b]. Importerede ca. en tredjedel heraf til Tyskland, dvs. 2300 * 10-15 J årligt.
Således: Det beløb, der svarer til ca. 2,7 %/eta_pp af denne importerede mængde, anvendes (prelim. beregning!)
til fremvisning af den nævnte befolkningsandel.

5. Forbehold og bemærkninger

— Efter redigeringen: Beløbene til brusetid og gennemstrømningsmængde forudsætter nu en
mere ressourcebevidst person for at undgå at overvurdere besparelsespotentialet.  
— Energiandelen i forhold til importen fra Rusland ser ud til at være stor. [TODO: krydstjek] En grund
til, at en bestemt energitype sammenlignes med et forbrug fra alle typer primærenergi.
— I sommerperioden vil temperaturen i koldt vand sandsynligvis være højere end antaget her, hvilket reducerer
det beregnede energiforbrug.
— I sammenligningsafsnittet skal det forstås, at de
indbyrdes forbundne energimængder kun er numeriske værdier, uanset den faktiske energistrømme.
  Hvis man f.eks. sparer halvdelen af den forbrugte energi, vil det ikke føre til, at forbruget af
naturgas reduceres med samme mængde. Dette skyldes bl.a. opvarmningen af brusere i hjemmet ved hjælp
af forskellige energitilførsler, idet andre større typer er
a) elektricitet (som kun produceres i henhold til en vis andel af
naturgas) og b) olie (hvis forbrugsreduktion kun i ringe grad vil påvirke gasforbruget).
  Således "svarer til". Anvendelse af tilstrækkeligt gennemforskede faktorer vil gøre det muligt at
omsætte mængden af importeret gas, der spares.

6. Henvisninger

[1] https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/haushalt-wohnen/warmwasser#gewusst-wie

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Specific_heat_capacity

[4] https://www.businessinsider.de/wirtschaft/handel/wenn-wir-komplett-auf-russisches-gas-verzichteten-so-viel-muesste-in-der-eu-eingespart-werden-a/

[4b] https://www.fz-juelich.de/iek/iek-3/DE/Home/home_node.html

Hvor meget energi vil vi få, hvis vi holder op med at forbruge læskedrikke?