Μεμονωμένες ιδέες εξοικονόμησης ενέργειας που συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν

Πρόκειται για σχόλιο της κατηγορίας «ανάλυση», υπό την προαναφερθείσα έννοια. Σχόλια/διορθώσεις είναι ευπρόσδεκτα.

Αυτό βρίσκεται σε κατάσταση «σχεδίου»/«προκαταρκτικής ανάλυσης».

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΊΑ (2022-10-28): Οι παράμετροι σχετικά με το «ντους» προσαρμόστηκαν ώστε να παρέχουν πιο συντηρητική εκτίμηση
της δυνητικής εξοικονόμησης. Οι προηγούμενες τιμές για τη διάρκεια και τη διακίνηση ήταν 5 λεπτά και 10 l ανά λεπτό
αντίστοιχα. Η θερμοκρασία αναφοράς ήταν προηγουμένως 38 μοίρες C.

Υπολογιστική δυνατότητα εξοικονόμησης ενέργειας από τη μείωση της χρήσης θερμού νερού από τα νοικοκυριά: ντους
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

1. Υπολογισμός της ποσότητας θερμού νερού που χρησιμοποιείται (V_ww) ανά ντους και του ισοδύναμου ενέργειας:

Παραδοχές:
μέση εγκατάσταση ντους με 10 λίτρα ανά λεπτό παροχής
νερού — θερμοκρασία στην έξοδο του τοπικού λέβητα ζεστού νερού: T_bwo = 60 deg C [1]
- θερμοκρασία στην είσοδο του αναμεικτήρα νερού ντους: 55 DEG C = T_mwi [1]
- θερμοκρασία κρύου νερού εντός του κτιρίου: 12 DEG C = T_mci [avg., est.]
- θερμοκρασία στόχου της εξόδου του ντους: 35 DEG C = T_tgt
— διακίνηση νερού σε ενεργό ντους: 8 λίτρα ανά λεπτό = v
- διάρκεια ντους: 3 λεπτά =
T_dur — θερμοχωρητικότητα νερού: c_V = 4,2 kJ/(kg K), βλέπε [3]

Λόγος ανάμειξης, εκφραζόμενος ως αναλογία ζάμματος θερμού νερού, από

    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

Σε ένα λίτρο εκροής αναμικτήρα υπάρχει μόνο ζεστό νερό γάμμα * 1 λίτρων.
Ακολουθεί την ποσότητα ζεστού νερού κατά τη λήψη ντους 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 λίτρα = περίπου 13 λίτρα

Για τη θέρμανση αυτής της ποσότητας κρύου νερού, για απλότητα με θερμοκρασία T_sci = T_mci = 12 deg C,
έως T_bwo, απαιτείται τουλάχιστον η ενέργεια

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

Η ενέργεια αυτή είναι η ενέργεια χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες που προκύπτουν κατά τη
διαδρομή από τη μονάδα ηλεκτροπαραγωγής έως και τον λέβητα ζεστού νερού ανά σπίτι. Εάν θεωρούμε ότι
η απόδοση του λέβητα eta = 80 %, τότε η απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας
είναι 2,62 MJ/0.8 = 3,275 MJ. (κάθε φορά που παίρνετε ντους)

(Για να υπολογιστεί η ενεργειακή ζήτηση στο επίπεδο του «εισαγόμενου αερίου», δεν έχουν ακόμη ενσωματωθεί οι
επιπλέον απώλειες που προκύπτουν στις μονάδες ηλεκτροπαραγωγής.)

2. Αριθμός ατόμων που παίρνουν ντους μία φορά την ημέρα, σε υποδειγματική χώρα της ΕΕ:

Ας υποθέσουμε ότι ποσοστό 65 % του πληθυσμού παίρνει καθημερινά ντους. Σε μια χώρα με
80 εκατομμύρια άτομα, η συνολική ποσότητα ενέργειας που καταναλώνεται από αυτό το ποσοστό για τη λήψη ντους είναι,
καθημερινά: 80 * 10 ^ 6 * 0.65 * 3,275 MJ/eta- p = 170.3 * 10 ^ 6 MJ/eta- p = 170.3 * 10 ^ 12 J/eta-p. 
Ανά έτος, το εν λόγω μερίδιο ενέργειας ανέρχεται περίπου σε 62.2 * 10 ^ 15 J/eta- p =: W_preseringA_DE. 
(Εδώ eta-p = απόδοση του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής)

3. Σύγκριση:
Ισοδύναμο ενέργειας του φυσικού αερίου που εισάγεται από τη Ρωσία στην ΕΕ, ετησίως, το 2019:
6876 * 10 ^ 15 J [4] [4β]. Εισήγε στη Γερμανία περίπου το ένα τρίτο, δηλαδή 2300 * 10 ^ 15 J ετησίως.
Ως εκ τούτου: Για την προβολή του προαναφερθέντος μεριδίου πληθυσμού χρησιμοποιείται το ισοδύναμο του 2,7 % περίπου/eta-p της εν λόγω εισαγόμενης
ποσότητας (προκαταρκτικός υπολογισμός!).

5. Επιφυλάξεις και σχόλια

— Μετά την επεξεργασία: Τα ποσά για την ανάδειξη της διάρκειας και της διεκπεραίωσης προϋποθέτουν πλέον ένα άτομο
που γνωρίζει περισσότερο τους πόρους, προκειμένου να αποφευχθεί η υπερεκτίμηση του δυναμικού εξοικονόμησης.  
— Το μερίδιο της ενέργειας σε σχέση με τις εισαγωγές από τη Ρωσία φαίνεται μεγάλο. [TODO: διασταυρωτικός έλεγχος] Είναι
πιθανό ένας συγκεκριμένος τύπος ενέργειας να συγκρίνεται με κατανάλωση από όλους τους τύπους πρωτογενούς ενέργειας.
— Κατά τη θερινή περίοδο, η θερμοκρασία του κρύου νερού θα είναι πιθανότατα υψηλότερη απ’ ό, τι υποτίθεται εν προκειμένω, μειώνοντας
την υπολογιζόμενη κατανάλωση ενέργειας.
— Στο τμήμα «Σύγκριση» νοείται ότι οι ποσότητες ενέργειας που
συνδέονται μεταξύ τους είναι μόνο αριθμητικές τιμές, ανεξάρτητα από την πραγματική ροή ενέργειας.
  Για παράδειγμα, η εξοικονόμηση του μισού της εν λόγω χρησιμοποιούμενης ενέργειας δεν θα οδηγήσει σε μείωση της χρήσης
φυσικού αερίου κατά την ίδια ποσότητα. Αυτό οφείλεται, μεταξύ άλλων, στη θέρμανση
ντους σε κατοικίες από διαφορετικές εισροές ενέργειας, ενώ άλλοι σημαντικοί τύποι είναι
α) η ηλεκτρική ενέργεια (η οποία παράγεται μόνο σύμφωνα με ορισμένο μερίδιο του φυσικού
αερίου) και β) το πετρέλαιο (η μείωση της κατανάλωσης του οποίου θα επηρεάσει μόνο σε μικρό βαθμό την κατανάλωση φυσικού αερίου).
  Ως εκ τούτου, «ισοδύναμο». Η εφαρμογή κατάλληλα ερευνητικών παραγόντων θα επέτρεπε τη
μετατροπή σε ποσότητες εισαγόμενου αερίου που εξοικονομούνται.

6. Παραπομπές

[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/

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

Πόση ενέργεια θα κερδίσουμε αν πάψουμε να καταναλώνουμε αναψυκτικά;