Zebrano i przeanalizowano indywidualne pomysły na oszczędność energii

Jest to komentarz do kategorii „analiza” w opisanym powyżej znaczeniu. Mile widziane są uwagi/korekty.

Ma to status „projektu”/„wstępnej analizy”.

EDYTUJ (2022-10-28): Parametry dotyczące „profilowania” skorygowano w celu uzyskania bardziej ostrożnych szacunków
dotyczących potencjalnych oszczędności. Poprzednie wartości dotyczące czasu trwania i przepustowości wynosiły
odpowiednio 5 min i 10 l na minutę. Wcześniej temperatura docelowa wynosiła 38 °C.

Obliczanie potencjału oszczędności energii wynikającego z ograniczenia zużycia ciepłej wody w gospodarstwach domowych: prysznica
====================================

1. Obliczenie ilości zużytej ciepłej wody (V_ww) na jeden prysznic i równoważnika energii:

Założenia:
średnia instalacja prysznicu z 10 litrem na minutę przepustowości
wody – temperatura na wyjściu miejscowego kotła ciepłej wody: T_bwo = 60 °C [1]
– temperatura przy wejściu do prysznicowego mieszalnika wody: 55 °C = T_mwi [1
]- temperatura zimnej wody wewnątrz budynku: 12 °C = T_mci [avg, est.]
- temperatura docelowa wyjścia prysznicu: 35 °C = T_tgt
- przepustowość wody przy aktywnym prysznicu: 8 litrów na minutę = v
- czas trwania prysznicu: 3 minuty = T_dur
- wydajność cieplna wody: c_V = 4,2 kJ/(kg K), zob. [3]

Współczynnik mieszania wyrażony przez udział ciepłej wody gamma z

    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

W jednym litrowym mieszalniku znajduje się tylko gamma * 1 litr ciepłej wody.
Podąża za ilością ciepłej wody na jeden prysznic: 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 litry = około 13 litrów

Ogrzewanie tej ilości zimnej wody, przy założeniu prostoty, że temperatura T_sci = T_mci = 12
°C do T_bwo wymaga co najmniej energii

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

Energia ta jest energią, która nie uwzględnia strat powstałych w drodze
z elektrowni do kotła ciepłej wody do kotła ciepłej wody do domu włącznie. Jeżeli uznajemy
sprawność kotła eta = 80 %, to na granicy budynku ilość
potrzebnej energii wynosi 2,62 MJ/0,8 = 3,2 MJ. (na jeden prysznic)

(Aby obliczyć zapotrzebowanie na energię na poziomie „gazu importowanego”, konieczne
jest uwzględnienie dodatkowych strat powstałych w elektrowniach.)

2. Liczba osób odbierających prysznic raz dziennie w wzorowym kraju UE:

Załóżmy, że 65 % ludności codziennie korzysta z prysznicu. W kraju, w którym mieszka
80 mln mieszkańców, całkowita ilość energii zużywanej przez ten udział na prysznic wynosi
codziennie: 80 * 10±6 * 0,65 * 3,275 MJ/eta_pp = 170,3 * 10±6 MJ/eta_pp = 170,3 * 10±12 J/eta_pp. Udział energii
wynosi rocznie około 62,2 * 10-15 J/eta_pp =: W_showeringA_DE. 
(Here eta_pp = sprawność elektrowni)

3. Porównanie:
Ekwiwalent energii gazu importowanego z Rosji do UE, rocznie, w 2019 r.:
6876 * 10±15 J [4][4b]. Przywieźli do Niemiec około jedną trzecią z nich, tj. 2300 * 10-15 J rocznie.
W związku z tym: Równowartość około 2,7 %/eta_pp tej przywożonej ilości jest wykorzystywana (wstępne obliczenie!)
do prezentacji wspomnianego udziału ludności.

5. Zastrzeżenia i uwagi

— Po edycji: Kwoty przeznaczone na pokazy czasu trwania i przerobu zakładają
teraz większą świadomość zasobów, aby uniknąć zawyżenia potencjału oszczędności.  
Udział energii w przywozie z Rosji wydaje się wysoki. [DO: kontrola krzyżowa]
Prawdopodobną przyczyną jest porównanie konkretnego rodzaju energii ze zużycia we wszystkich rodzajach energii pierwotnej.
W okresie letnim temperatura zimnej wody będzie prawdopodobnie wyższa niż zakładano, zmniejszając
obliczone zużycie energii.
W sekcji „Porównanie” należy rozumieć, że ilości energii
odnoszące się do siebie są jedynie wartościami liczbowymi, niezależnie od rzeczywistego przepływu energii.
  Na przykład oszczędność połowy tej zużytej energii nie przełoży się na zmniejszenie zużycia gazu
ziemnego o taką samą ilość. Jest to spowodowane m.in. ogrzewaniem
pryszniców w gospodarstwach domowych z różnych źródeł energii, przy czym kolejne główne rodzaje to:
a) energia elektryczna (która jest wytwarzana jedynie w zależności od określonego udziału
gazu ziemnego) oraz b) ropa naftowa (których zmniejszenie zużycia będzie miało jedynie niewielki wpływ na zużycie gazu).
  A zatem „równoważny”. Zastosowanie odpowiednio zbadanych czynników umożliwiłoby przeliczenie
na zaoszczędzone ilości importowanego gazu.

6. Odniesienia

[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

Ile energii zwiększymy, jeśli zaprzestajemy spożywania napojów bezalkoholowych?