Yksittäiset energiansäästöideat kerätty ja analysoitu

Tämä on edellä kuvattua luokkaa ”analyysi” koskeva huomautus. Kommentit/oikaisut ovat tervetulleita.

Tämä on tilassa ”luonnos”/”alustava analyysi”.

MUOKKAA (2022–10–28): ”Näyttöä” koskevia parametreja mukautettiin, jotta saataisiin varovaisempi
arvio mahdollisista säästöistä. Aiemmat keston ja läpijuoksun arvot olivat
vastaavasti 5 min ja 10 l minuutissa. Tavoitelämpötila oli aiemmin 38 astetta C.

Kotitalouksien lämpimän vedenkäytön vähentämisestä saatavan energiansäästöpotentiaalin laskenta: suihkutus
========================================

1. Lasketaan käytetyn lämpimän veden määrä (V_ww) suihkukertaa kohti ja energiaekvivalentti:

Ennakko-oletukset:
keskimääräinen suihkulaitteisto, jossa veden tilavuus on 10 litraa minuutissa
– lämpötila paikallisen lämpimän vesikattilan ulostulossa: T_bwo = 60 astetta C [1]
- lämpötila suihkuvedensekoittimen sisääntulossa: 55 astetta C = T_mwi [1]
- talon sisäisen kylmän veden lämpötila: 12 astetta C = T_mci [avg.,
est] – suihkun ulostulon kohdelämpötila: 35 astetta C =
T_tgt – vedenjakelu aktiivisessa suihkussa: 8 litraa minuutissa = v
– suihkun kesto: 3 minuuttia =
T_dur – lämpökapasiteetti: c_V = 4,2 kJ/(kg K), ks. [3]

Sekoitussuhde, ilmaistuna lämpimän veden osuudella gamma,

    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

Yhden litran sekoittimen ulostulossa on vain gamma * 1 litran lämmintä vettä.
Seuraa lämpimän veden määrää suihkua kohti 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 litraa = noin 13 litraa

Kyseisen kylmän veden määrän lämmittämiseksi, kun yksinkertaisuuden oletetaan olevan lämpötila T_sci = T_mci = 12 °g C
, arvoon T_bwo tarvitaan vähintään energia

    delta Q = V_ww * \rho * (T_bwo – T_mci) * c_V = 13 kg * 48 K * 4,2 kJ/(kg K) = noin 2,62 MJ

Tämä energia on energia, jossa ei oteta huomioon häviöitä, jotka tapahtuvat
voimalaitoksesta lämpimän veden kattilaan ja mukaan lukien. Jos arvioimme kattilan
hyötysuhteen = 80 %, talon rajalla
tarvittava energiamäärä on 2,62 MJ/0,8 = 3,275 MJ. (kukin suihkun noustessa)

(Jotta voidaan laskea tämän energian kysyntä ”tuodun kaasun” tasolla, voimalaitoksissa
syntyvät ylimääräiset häviöt on vielä otettava huomioon.)

2. Niiden henkilöiden määrä, jotka ottavat suihkua kerran päivässä esimerkillisessä EU-maassa:

Oletetaan, että 65 prosenttia väestöstä käyttää suihkua päivittäin. Maassa, jossa on
80 miljoonaa ihmistä, tämän osuuden suihkun viemiseen käyttämän energian kokonaismäärä on
päivittäin: 80 * 10/30/6 * 0,65 * 3,275 MJ/eta_pp = 170,3 * 10А6 MJ/eta_pp = 170,3 * 10А12 J/eta_pp. 
Vuosittain tämä energiaosuus on noin 62,2 * 10А15 J/eta_pp =: W_showeringA_DE. 
(Tässä eta_pp = voimalaitoksen hyötysuhde)

3. Vertailu:
Venäjältä EU:hun tuodun kaasun energiaekvivalentti, vuonna 2019:
6876 * 10А15 J [4][4b]. Tuotiin Saksaan noin kolmanneksen eli 2300 * 10″15 J vuosittain.
Näin ollen: Tuodusta määrästä noin 2,7 %/eta_pp (alustava laskelma!)
käytetään mainitun väestöosuuden näyttämiseen.

5. Varaumat ja huomautukset

— Muokkauksen jälkeen: Suihkun kestoon ja läpivirtaukseen liittyvissä määrissä oletetaan nyt, että henkilöllä on enemmän
resursseja, jotta säästöpotentiaalia ei yliarvioida.  
— Energian osuus Venäjältä tulevaan tuontiin nähden vaikuttaa suurelta. [PÄIVÄ: ristiintarkastus]
Todennäköinen syy on se, että tiettyä energiatyyppiä verrataan kaikkien primäärienergiatyyppien kulutukseen.
— Kesäkaudella kylmän veden lämpötila on todennäköisesti tässä oletettua korkeampi, mikä vähentää
laskettua energiankulutusta.
— Vertailuosiossa on ymmärrettävä, että
toisiinsa liittyvät energiamäärät ovat ainoastaan numeerisia arvoja todellisesta energiavirrasta riippumatta.
  Esimerkiksi puolet käytetystä energiasta ei vähene samalla määrällä
maakaasun käyttöä. Tämä johtuu muun muassa siitä, että suihku
suihkutetaan kodeissa eri energiapanoksista. Lisäksi tärkeimpiä tyyppejä ovat
a) sähkö (jota tuotetaan vain tietyn osuuden
maakaasusta) ja b) öljy (jonka kulutuksen väheneminen vaikuttaa vain vähän kaasunkulutukseen).
  Näin ollen ”vastaa”. Asianmukaisesti tutkittujen tekijöiden soveltaminen mahdollistaisi sen
, että tuontikaasumäärät voidaan muuntaa säästetyiksi.

6. Viittaukset

[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

Kuinka paljon energiaa saamme, jos virvoitusjuomien käyttö lopetetaan?