Colectarea și analizarea ideilor individuale de economisire a energiei

Acesta este un comentariu al categoriei „analiză”, în sensul prezentat mai sus. Comentariile/corecțiile sunt binevenite.

Acesta se află în stadiul de „proiect”/„analiză prelimară”.

EDITARE (2022-10-28): Parametrii privind „prezentarea” au fost ajustați pentru a oferi o estimare mai prudentă
a economiilor potențiale. Valorile anterioare pentru durată și debit au fost de 5 minute și,
respectiv, 10 l pe minut. Anterior, temperatura-țintă era de 38 grade C.

Calcularea potențialului de economisire a energiei generat de reducerea utilizării apei calde în gospodării: duș
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

1. Se calculează cantitatea de apă caldă utilizată (V_ww) pentru fiecare duș și echivalentul energetic:

Ipoteze:
instalarea medie a dușului cu un debit de apă de 10 litri pe minut
– temperatura la ieșirea cazanului de apă caldă local: T_bwo = 60 grade C [1]
- temperatura la intrarea mixerului cu apă de duș: 55 DEG C = T_mwi [1]
- temperatura apei reci din interior: 12 DEG C = T_mci [avg., est.]
- temperatura-țintă a ieșirii dușului: 35 DEG C = T_tgt
– apă degajată la dușul activ: 8 litru pe minut = v
– durata de duș: 3 minute = T_dur
– capacitatea de încălzire a apei: c_V = 4,2 kJ/(kg K), a se vedea [3]

Raportul de amestec, exprimat prin gama cu ponderea apei calde, din

    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

La ieșirea unui mixer cu litri există numai apă caldă gamma * 1 l.
Urmează cantitatea de apă caldă per duș după ce se ia un duș 

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

Pentru a încălzi această cantitate de apă rece, pentru simplitate, se presupune că temperatura T_sci = T_mci = 12 grade C,
până la T_bwo, necesită cel puțin energia

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

Această energie este cea care nu ia în considerare pierderile apărute pe drumul de
la centrala electrică până la cazanul de apă caldă per casă, inclusiv. Dacă considerăm că
randamentul cazanului eta = 80 %, atunci la limita casei cantitatea de energie
necesară este de 2,62 MJ/0.8 = 3,275 MJ. (de fiecare dată când luați un duș)

(Pentru a calcula cererea de energie din aceasta la nivelul „gazelor importate”,
pierderile suplimentare generate de centralele electrice trebuie încă incluse.)

2. Numărul de persoane care iau un duș o dată pe zi, într-o țară exemplară a UE:

Să presupunem că o proporție de 65 % din populație ia zilnic un duș. Într-o țară cu
80 milioane de persoane, cantitatea totală de energie consumată de această cotă pentru duș este
zilnică: 80 * 10 ^ 6 * 0.65 * 3,275 MJ/etaИp = 170.3 * 10 ^ 6 MJ/etaИp = 170.3 * 10 ^ 12 J/etaИp. 
Pe an, această pondere de energie este de aproximativ 62.2 * 10 ^ 15 J/etaИp =: W_showeringA_DE. 
(Aici etaИp = randamentul centralei electrice)

3. Comparație:
Echivalent energetic al gazului importat din Rusia în UE, anual, în 2019:
6876 * 10 ^ 15 J [4] [4b]. Au importat în Germania aproximativ o treime din aceasta, adică 2300 * 10 ^ 15 J anual.
Astfel: Echivalentul a aproximativ 2,7 %/etacop din această cantitate importată este utilizat (prelim. calcul!)
pentru a evidenția ponderea populației menționate.

5. Rezerve și observații

După editare: Pentru a evita supraestimarea potențialului de economisire, sumele pentru durata și debitul de profit presupun acum o
persoană mai conștientă de resurse.  
Ponderea energiei în raport cu importurile din Rusia pare mare. [TODO: verificare încrucișată] Un motiv
probabil este faptul că un anumit tip de energie este comparat cu un consum din toate tipurile de energie primară.
În perioada de vară, temperatura apei reci va fi probabil mai ridicată decât se presupune aici, reducând consumul
de energie calculat.
În secțiunea Comparison, trebuie să se înțeleagă că cantitățile de energie
corelate între ele sunt doar valori numerice, indiferent de fluxul real de energie.
  De exemplu, economisirea a jumătate din această energie utilizată nu se va traduce prin reducerea consumului de gaze
naturale cu aceeași cantitate. Acest lucru se datorează încălzirii, printre altele, a
dușului la locuințe din surse diferite de energie, alte tipuri majore fiind a
) energia electrică (care este produsă numai în funcție de o anumită pondere din
gazele naturale) și b) petrolul (al cărui consum va afecta doar în mică măsură consumul de gaze).
  Astfel, „echivalentul”. Aplicarea unor factori cercetați în mod corespunzător ar permite
conversia în cantități de gaz importate economisite.

6. Referințe

[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