Zhromaždené a analyzované individuálne nápady o úspore energie

Ide o komentár k kategórii „analýza“ v uvedenom zmysle. Pripomienky/opravy sú vítané.

Je to v stave „návrh“/„predlimová analýza“.

UPRAVIŤ (2022 – 10 – 28): Parametre týkajúce sa „predvádzania“ boli upravené tak, aby poskytovali konzervatívnejší odhad
potenciálnych úspor. Predchádzajúce hodnoty pre trvanie a priepustnosť boli 5 minút a 10 l za
minútu. Predtým bola cieľová teplota 38 °C.

Výpočet potenciálu úspory energie zo zníženia spotreby teplej vody v súkromných domácnostiach: sprchovanie
===========================================

1. Vypočítať množstvo použitej teplej vody (V_ww) na jeden raz sprchy a energetický ekvivalent:

Predpoklady:
— priemerná inštalácia sprchy s výkonom vody 10 litrov za minútu
– teplota na výstupe miestneho kotla teplej vody: T_bwo = 60 °C [1
] – teplota na vstupe sprchy miešačky vody: 55 °C = T_mwi [1
] – teplota internej studenej vody: 12 °C = T_mci [avg., est.
] – cieľová teplota výkonu sprchy: 35 deg C = T_tgt
– priepustnosť vody v aktívnej sprche: 8 liter za minútu = v
– trvanie sprchy: 3 minúty = T_dur
– tepelná kapacita vody: c_V = 4,2 kJ/(kg K), pozri [3]

Zmiešavací pomer vyjadrený podielom teplej vody gama

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

V jednom literovom mixéri sa nachádza len gama * 1 liter teplej vody.
Sleduje množstvo teplej vody na jeden raz sprchy 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 litrov = približne 13 litrov

Na ohrievanie tohto množstva studenej vody, pre jednoduchosť predpokladanú pri teplote T_sci = T_mci = 12 stupňov C,
na T_bwo, si vyžaduje aspoň energiu

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

Táto energia je energia bez zohľadnenia strát, ku ktorým dochádza na ceste
z elektrárne do kotla na teplú vodu a vrátane neho. Ak
sa domnievame, že účinnosť kotla eta = 80 %, potom na domácej hranici je množstvo
potrebnej energie 2,62 MJ/0,8 = 3,2 MJ. (každý raz sprchy)

(Na výpočet dopytu po energii z tejto hodnoty na úrovni „dovezeného plynu“ je ešte potrebné zahrnúť
dodatočné straty, ktoré vznikajú v elektrárňach.)

2. Počet osôb, ktoré sa sprchujú raz za deň v príkladnej krajine EÚ:

Predpokladajme, že 65 % obyvateľstva bude denne užívať sprchu. V krajine s
80 miliónmi ľudí je celkové množstvo energie spotrebovanej týmto podielom na sprchu
denne: 80 * 10 – 6 * 0,65 * 3,275 MJ/eta_pp = 170,3 * 10 – 6 MJ/eta_pp = 170,3 * 10 – 12 J/eta_pp. 
Ročne je tento podiel energie približne 62,2 * 10 – 15 J/eta_pp =: W_showeringA_DE. 
(Here eta_pp = účinnosť elektrárne)

3. Porovnanie:
Energetický ekvivalent plynu dovážaného z Ruska do EÚ, ročne, v roku 2019:
6876 * 10 – 15 J [4][4b]. Do Nemecka doviezla približne tretinu, t. j. 2300 * 10 – 15 J ročne.
Preto: Ekvivalent približne 2,7 %/eta_pp tohto dovezeného množstva sa používa (prelim. výpočet!)
na sprchovanie uvedeného podielu populácie.

5. Výhrady a pripomienky

— Po úprave: Pri sumách za trvanie sprchy a výkonnosť sa teraz predpokladá osoba, ktorá viac uvedomuje
zdroje, aby sa zabránilo nadhodnoteniu potenciálu úspor.  
Podiel energie v porovnaní s dovozom z Ruska sa javí ako veľký. [TOTO: krížová kontrola] Je
pravdepodobné, že konkrétny druh energie sa porovná so spotrebou zo všetkých druhov primárnej energie.
V letnom období bude teplota studenej vody pravdepodobne vyššia, ako sa tu predpokladá, čím sa zníži
vypočítaná spotreba energie.
V časti Porovnávanie je potrebné chápať, že vzájomne
súvisiace množstvá energie sú len numerickými hodnotami bez ohľadu na skutočný tok energie.
  Napríklad úspora polovice tejto spotrebovanej energie sa nepremietne do zníženia spotreby
zemného plynu o rovnaké množstvo. Dôvodom je okrem iného vykurovanie sprchy v
domácnostiach z rôznych energetických vstupov, pričom ďalšími hlavnými typmi sú a
) elektrická energia (ktorá sa vyrába len podľa určitého podielu zo zemného
plynu) a b) ropa (ktorej zníženie spotreby bude mať len malý vplyv na spotrebu plynu).
  Teda „rovnocenný“. Uplatňovanie vhodne preskúmaných faktorov by umožnilo premietnuť
množstvá dovezeného plynu do ušetrených množstiev.

6. Odkazy

[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

Koľko energie získame, ak prestaneme konzumovať nealkoholické nápoje?