Raccolta e analisi di singole idee di risparmio energetico

Si tratta di un'osservazione della categoria "analisi", nel senso sopra delineato. I commenti/le correzioni sono benvenuti.

Si tratta di uno status di "bozza"/"analisi preliminare".

MODIFICA (2022-10-28): I parametri relativi alla "doccia" sono stati adeguati per fornire una stima più prudente
del risparmio potenziale. I valori precedenti per la durata e il rendimento erano
rispettivamente di 5 min e 10 l al minuto. La temperatura obiettivo era in precedenza di 38 gradi C.

Potenziale di risparmio energetico del calcolo grazie alla riduzione dell'uso di acqua calda da parte delle famiglie: docce
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1. Calcolare la quantità di acqua calda utilizzata (V_ww) per doccia e l'equivalente energetico:

Ipotesi:
— impianto doccia medio con un flusso idrico di 10 litri al minuto —
temperatura all'uscita della caldaia locale ad acqua calda: T_bwo = 60 gradi C [1]
- temperatura all'ingresso del miscelatore d'acqua per doccia: 55 DEG C = T_mwi [1]
- temperatura dell'acqua fredda interna: 12 DEG C = T_mci [avg., est.]
- temperatura obiettivo dell'uscita della doccia: 35 DEG C = T_tgt
— flusso d'acqua nella doccia attiva: 8 litri al minuto = v
- durata della doccia: 3 minuti = T_dur —
capacità termica dell'acqua: c_V = 4,2 kJ/(kg K), cfr. [3]

Rapporto di miscelazione, espresso in percentuale di acqua calda gamma, da

    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

In uscita da un miscelatore in un litro vi è solo acqua calda gamma * 1 litri.
Segue la quantità di acqua calda per ogni doccia: 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 liters = circa 13 litri

Per riscaldare tale quantità di acqua fredda, per semplicità ipotizzata con temperatura T_sci = T_mci = 12 gradi C,
a T_bwo, è necessaria almeno l'energia

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

Si tratta di un'energia che non tiene conto delle perdite che si verificano nel passaggio
dalla centrale elettrica alla caldaia ad acqua calda per casa. Se si considera
l'efficienza della caldaia eta = 80 %, al confine interno la quantità di energia
necessaria è 2,62 MJ/0.8 = 3,275 MJ. (per ogni doccia)

(Per calcolare la relativa domanda di energia a livello di "gas importato", occorre ancora integrare le perdite che si
verificano nelle centrali elettriche).

2. Il numero di persone che fanno una doccia una volta al giorno, in un paese esemplare dell'UE:

Ipotizzare che una percentuale del 65 % della popolazione prenda quotidianamente una doccia. In un paese di
80 milioni di persone, la quantità totale di energia consumata da questa quota per prendere una doccia è, al
giorno: 80 * 10 ^ 6 * 0.65 * 3,275 MJ/eta_pp = 170.3 * 10 ^ 6 MJ/eta_pp = 170.3 * 10 ^ 12 J/eta_pp. 
Per anno, questa quota di energia è di circa 62.2 * 10 ^ 15 J/eta_pp =: W_showeringA_DE. 
(Qui eta_pp = efficienza della centrale elettrica)

3. Confronto:
Energia equivalente di gas importato annualmente dalla Russia nell'UE nel 2019:
6876 * 10 ^ 15 J [4] [4b]. Ha importato in Germania circa un terzo di essa, ossia 2300 * 10 ^ 15 J all'anno.
Pertanto: L'equivalente di circa il 2,7 %/eta_pp di questo quantitativo importato è utilizzato (calcolo prelim.!)
per la presentazione della quota di popolazione indicata.

5. Riserve e osservazioni

— Dopo la modifica: Gli importi per la presentazione della durata e del rendimento presuppongono ora una persona più
consapevole delle risorse, al fine di evitare di sovrastimare il potenziale di risparmio.  
La quota di energia rispetto alle importazioni dalla Russia appare elevata. [DA: controllo incrociato] È
probabile che un determinato tipo di energia sia confrontato con un consumo di tutti i tipi di energia primaria.
— Nel periodo estivo la temperatura dell'acqua fredda sarà probabilmente superiore a quella qui ipotizzata, riducendo il consumo
di energia calcolato.
— Nella sezione "Confronto" si deve intendere che le quantità di energia che si
riferiscono l'una all'altra sono solo valori numerici, indipendentemente dal flusso effettivo di energia.
  Ad esempio, il risparmio della metà dell'energia utilizzata non si tradurrà in una riduzione del consumo di gas
naturale della stessa quantità. Ciò è dovuto, tra l'altro, al riscaldamento per
la doccia effettuata presso abitazioni con diversi input di energia; altri tipi importanti sono: a
) l'energia elettrica (prodotta solo in base a una certa quota di
gas naturale) e b) il petrolio (la cui riduzione dei consumi inciderà solo in misura minima sul consumo di gas).
  Pertanto "equivalente a". L'applicazione di fattori adeguatamente studiati consentirebbe di
tradurre i quantitativi di gas importati risparmiati.

6. Riferimenti

[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