Ideias individuais de poupança de energia recolhidas e analisadas

Trata-se de um comentário da categoria «análise», no sentido acima descrito. Os comentários/correções são bem-vindos.

Trata-se de um estado de «projeto»/«análise prévia».

EDIÇÃO (2022-10-28): Os parâmetros relativos ao «chuveiro» foram ajustados para fornecer uma estimativa mais conservadora
da poupança potencial. Os valores anteriores para a duração e o caudal foram de 5 minutos e 10 l por minuto,
respetivamente. A temperatura visada era anteriormente de 38 graus C.

Potencial computacional de poupança de energia resultante da redução do consumo doméstico privado de água quente: chuveiro
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1. Calcular a quantidade de água quente utilizada (V_ww) por uma vez em chuveiro e o equivalente de energia:

Pressupostos:
instalação média de duche com débito de água de 10 litros por minuto
— temperatura à saída da caldeira local de água quente: T_bwo = 60 graus C [1]
- temperatura à entrada do misturador de água do duche: 55 DEG C = T_mwi [1]
- temperatura da água fria interna: 12 DEG C = T_mci [avg., est.]
- temperatura visada da saída do chuveiro: 35 DEG C = T_tgt
- caudal de água no duche ativo: 8 litros por minuto = v
- duração do chuveiro: 3 minutos = T_dur
- capacidade de aquecimento de água: c_V = 4,2 kJ/(kg K), ver [3]

Razão de mistura, expressa pela proporção gama de água quente, de

    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

Na produção de um misturador de litros existe apenas água quente gama * 1 litros.
Segue a quantidade de água quente por cada vez que toma um duche é 

    V_ww = T_dur * v * gama = 24 * 23/43 litros = cerca de 13 litros

Para aquecer essa quantidade de água fria, por uma questão de simplicidade assumida com a temperatura T_sci = T_mci = 12 graus C,
a T_bwo, exige, pelo menos, a energia

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

Esta energia é a que não tem em conta as perdas que ocorrem no percurso
da central elétrica para a caldeira de água quente per house. Se considerarmos que
a eficiência da caldeira é igual a 80 %, a quantidade de energia
necessária é, no limite da casa, de 2,62 MJ/0.8 = 3,275 MJ. (uma vez tomado um duche)

(Para calcular a procura de energia a partir deste valor ao nível do «gás importado», ainda é necessário incorporar as perdas
adicionais nas centrais elétricas.)

2. Número de pessoas que tomam um duche uma vez por dia, num país exemplar da UE:

Suponhamos que uma percentagem de 65 % da população toma um duche diariamente. Num país de
80 milhões de pessoas, a quantidade total de energia consumida por esta percentagem de chuveiro é,
diariamente: 80 * 10 os6 * 0.65 * 3,275 MJ/eta p = 170.3 * 10 MJ/etap = 170.3 * 10 µ12 J/etathe p. 
Por ano, esta quota de energia é de cerca de 62.2 * 10 µ15 J/etathe p =: W_showeringA_DE. 
(Neste caso, etap = eficiência da central elétrica)

3. Comparação:
Equivalente energético do gás importado da Rússia para a UE, anualmente, em 2019:
6876 * 10 µ15 J [4] [4b]. Importou para a Alemanha cerca de um terço, ou seja, 2300 * 10 15 J por ano.
Assim: O equivalente a cerca de 2,7 % da quantidade importada é utilizado (cálculo prévio!)
para a exposição da referida parte da população.

5. Ressalvas e comentários

— Após a edição: Os montantes relativos à duração e à capacidade de exposição pressupõem agora uma pessoa
mais consciente dos recursos, a fim de evitar sobrestimar o potencial de poupança.  
— A quota de energia em relação às importações provenientes da Rússia é elevada. [TODO: verificação cruzada] É
provável que um tipo de energia específico seja comparado com um consumo de todos os tipos de energia primária.
— No período estival, a temperatura da água fria será provavelmente mais elevada do que neste caso, reduzindo o consumo
de energia calculado.
— Na secção «Comparação», deve entender-se que as quantidades de energia
relacionadas entre si são apenas valores numéricos, independentemente do fluxo de energia real.
  Por exemplo, poupar metade dessa energia utilizada não se traduzirá numa redução do
consumo de gás natural na mesma quantidade. Tal deve-se ao aquecimento, entre outros, do chuveiro em habitações a
partir de diferentes fontes de energia, sendo outros grandes tipos a
) eletricidade (que é produzida apenas de acordo com uma determinada percentagem de
gás natural) e b) petróleo (cuja redução do consumo só afetará minoramente o consumo de gás).
  Ou seja, «equivalente de». A aplicação de fatores devidamente investigados permitiria a
tradução em quantidades de gás importadas poupadas.

6. Referências

[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

Qual a quantidade de energia que ganhamos se deixarmos de consumir refrigerantes?