Avainsana-arkisto: teho

Veden lämmittämiseen tarvittava teho

Hyvä nyrkkisääntö on, että 1000 litran lämmön nostaminen yhdellä asteella kuluttaa energiaa 1kWh.

Energiamäärä saadaan laskettua kaavalla Q = c * m * Δt, jossa Q on lämpömäärä, c on ominaislämpökapasiteetti, m kappaleen massa ja Δt kappaleen lämpötilan muutos.

Ominaislämpökapasiteetti on riippuvainen kappaleesta, jota lämmitetään. Vedellä tämä arvo on 4,1876 kJ/kg°C. Yksi litra vettä painaa 1000g (4 °C lämpötilassa).

1000 litran lämmittämiseen yhdellä asteella tarvittava energiamäärä saadaan laskettua seuraavasti: 4,1876 kJ/kg°C * 1000 kg * 1°C = 4187,6 kJ. Kun saadun tuloksen jakaa 3600 sekunnilla (=1h), saadaan tehoksi 1,16 kW. Vastaava energiamäärä on 1,16 kWh.

Mutta, kuinka suurella teholla kylmää vettä pitää lämmittää, jotta hanasta tullessaan se on kuumaa?

Katselin kaukolämmön tehomittaria, ja ihmettelin todella suurta tehonkulutusta. Kokeilin laskea 10 litran ämpärin täyteen kuumaa vettä, ottoteho kasvoi suurimmillaan 50kW:ia. Ehdin jo epäillä vikaa, sillä eihän veden lämmittäminen voi tuollaisia tehoja ottaa, vai voiko?

Tarkat lämpötilat ja virtausmäärät eivät ole tiedossa, joten tein laskelman arvioiduilla luvuilla. Käyttämäni arvioluvut ovat seuraavat: hanasta tulee 12 litraa / min, tuloveden lämpö 8 °C ja lähtevän 60 °C (=> lämpötilaero 52 °C).

Näillä arvoilla energiaa kuluu: 4,1876 kJ/kg°C * 12 kg * 52 °C = 2613 kJ.

Tulos saadaan muutettua lämmitystehoksi jakamalla se ajalla, jolla ko. energiamäärä otetaan ulos: 2613 kJ / 60 s = 43,5 kW. Laskettu tulos on pienempi kuin tehomittarin näyttämä, tämä selittyy vääristä lähtöarvoista, eli virtaus on voinut olla suurempi, tuloveden lämpö matalampi ja lähtöveden lämpö suurempi.

Kukaan ei tietenkään laske tulikuumaa vettä suihkussa päälleen. Esimerkin oli tarkoitus osoittaa, että veden lämmittäminen todella vaatii suurta tehoa ja että kaukolämpömittarissa näkyvät luvut pitivät todellakin paikkansa.

EU kieltämässä tehoimurit

Reilun viikon päästä 1. lokakuuta asuu voimaan EU:n asetus, joka kieltää yli 1600 wattiset imurit. 1. syyskuuta 2017 rajaa lasketaan entisestään 900W:iin.  Mitä tämä käytännössä tarkoittaa ja miksi EU puuttuu tällaiseen asiaan?

Ensinnäkin on syytä huomata, että asetus koskee vain kotikäyttöön tarkoitettuja imureita. Se ei siis koske esimerkiksi märkäimureita, teollisuusimureita, keskuspölynimureita, lehti-imureita, lattiankiillottimia tai akkukäyttöisiä imureita.

Energiansäästö ja siitä seuraava hiilidioksidipäästöjen vähentäminen lienee suurin syy, mutta kuinka suuri säästö päätöksestä syntyy?

Kun imuroi kerran viikkoon 2kW tehoisella imurilla 30min/kerta, kuluttaa tämä tehoa 1kWh. Vuodessa tämä tekee 52kWh, joka rahassa vastaa 7,8€ (kun sähkön hinnan oletetaan olevan 15snt/kWh).

EU:n päätös pudottaa imurin tehot lopulta 900W:iin tarkoittaa samoilla parametreillä sähkölaskun reilua puoliintumista (7,8€ => 3,51€). Rikastumaan tällä EU:n päätöksellä kukaan ei pääse, ei vaikka lopettaisi imuroinnin kokonaan.

Hiilidioksidipäästöjen kannalta tämä tarkottaa energiantuotantomuodosta riippuen 0-10kg säästöä/ruokakunta/vuosi. EU:n alueella on ilmeisesti noin 105,5 miljoonaa ruokakuntaa, 200g/kWh CO2 päästön keskiarvolla tämä päätös vähentää päästöjä 4,68kg/ruokakunta => 494 miljoonaa kiloa EU:n alueella/vuosi, ei siis mikään pikkujuttu.

Vertailun vuoksi esimerkiksi eräällä muovitehtaalla käytettävä extruuderi (lihamyllyn tapainen laite, joka tekee muovipulverista muovirakeita, pellettejä) kuluttaa sähköä noin 10MWh/h. Tämä yksinään kuluttaa 250 päivässä yhtä paljon energiaa kuin tulevaisuudessa tavoitteeseen päässyt imureiden tehonrajoitus säästää energiaa vuodessa koko EU:n alueella. Tosin extruuderi ei pyöri yötäpäivää, joten todellisuudessa aika on pidempi. Esimerkin tarkoitus oli lähinnä osoittaa, kuinka paljon yksittäinen moottori voi kuluttaa energiaa teollisuudessa ja kuinka vähän isolta kuulostavat päätökset EU tasolla toisaalta vaikuttavat. Suomessa on paljon teollisuutta, joka käyttää valtavasti energiaa, puhumattakaan kuinka valtavasti energiaa kuluu euroopan tasolla.

Vastaava energiasäästö saadaan aikaan vuodessa, jos valmiustilassa olevien laitteiden kulutusta saadaan vähennettyä yhteensä vain 3,3W:lla/talous. Tämä on häviävän pieni teho, mutta kuluu helposti monenkin kodissa valmistustilassa olevassa yksittäisessä laitteessa. Esimerkiksi TV, kotiteatterivahvistin, digiboxi, HDMI kytkin, videotykki, tietokone, pelikonsolit, myös erilaiset laturit saattavat viedä tämän verran seinään kytkettynä, jopa moninkertaisesti. Tämän takia EU onkin säätänyt myös laitteiden valmiustilaa koskevia energiavaatimuksia. Imureiden tehonpudotus on periaatteessa yhtä tyhjänkanssa, valmiustilan tehonkulutus rajoitus sitävastoin ei, sillä sillä saadaan paljon enemmän säästöä aikaan.

Vanhoja imureita ei tarvitse eikä kannata vaihtaa vaihtaa uusiin, vaan ne saa käyttää elinikänsä loppuun asti. Imurin vaihtaminen ennen tätä on jokseenkin älytön teko, sillä imurin tekeminen kuluttaa sekin energiaa ja luonnonvaroja. Lisäksi vahan hävittäminen aiheuttaa jätettä, vaikka SER kierrätys onkin ihan hyvin järjestetty, ainakin Suomessa. Vähentämällä turhaa kulutusta, säästetään energiaa ja luonnonvaroja, jolla on paljon suurempi vaikutus kuin imurien tehon rajoittamisella.

Sähkötehon pudottaminen pienentää lisäksi hiilidioksidipäästöjä, meteliä, mutta myös imutehoa. EU on ottanut kantaa myös imutehovaatimukseen, joten tulevaisuudessa uusista imureista voi tulla jopa tehokkaampia kuin tämänhetken tehokkaimmista imureista (imuteholtaan).

PS. Itse käytän vesivoimalla tuotettua sähköä, sekä 1250 wattista tehosäädettävää Electrolux UltraSilencer Green -pölynimuria, joka on valmistettu 55% keirrätysmuovista ja jonka kokonaiskierrätysaste romutuksen jälkeen on 92%.