Veden lämmittäminen

Kilogramma vettä höyrystyy 2256kJ:llä, eli 2256kWs tai toisin esitettynä 0,626667 kWh normaalipaineessa.

Kilogramma jäätä sulaa 333kJ:llä, eli 333kWs tai toisin esitettynä 0,0925kWh

Kilogramma vettä lämpiää yhden Kelvinin n. 4,2kJ:llä, eli 4,2kWs.

Yhden vesikilon lämmittäminen yhden asteen verran vaatii

energiaa 1,166667 Wh ja vastaavasti tuhannen kilon lämmittäminen yhdellä asteella 1,166667 kWh.



Jääkuution (1000kg) sulattaminen vaatii noin..........92,5kWh energiaa.

Vesikuution lämmittäminen sata astetta vaatii noin..117kWh energiaa.

Vesikuution höyrystäminen vaatii noin...................627kWh energiaa.


Maalämpö, maa lämpenee noin 20 astetta/kilometri alaspäin mentäessä.

Maalämpöä voisi talteenottaa vaikkapa seuraavanlaisella tyhjiöeristetyllä kolmikerrosputkella.



Yleisten polttoaineiden energiasisältöjä;

Puun kuiva-aineen lämpöarvo on n. 5 - 5.4 KWh/kg.

Kosteudeltaan 15 % puun lämpöarvo on n. 4.3 KWh/kg.

Kosteudeltaan 25 % puun lämpöarvo on n. 3.7 KWh/kg.

Puupelletti 4.7kWh/kg

Turvepelletti 5.0kWh/kg

Kaura 4.2kWh/kg

Ohra 4.0kWh/kg

Kevyt polttoöljy 11.8kWh/kg.......10.0kWh/l...830g/l 15 asteisena.

Raskas polttoöljy 11.8kWh/l



Jos öljypolttimessa on suutin 0,40 gph niin lämpöenergiamäärä on 8,3 kWh x 1,514 l/h = 12,5662 kWh/h

Jokainen käyntitunti saadaan 12,5662 kWh x kattilan hyötysuhde vaikkapa 80% = noin 10 kWh hyötykäyttöön ja loput harakoille.



Seuraavana yleisten materiaalien lämmönvarauskykyjä;

Tiili Muurattu 0,82 KJ/kg *C

Uuniseppien energiakivi 1 KJ/kg *C

Vuolukivi 1 KJ/kg *C

Valurauta 0,52 KJ/kg *C

Vesi 4,2kJ/kg *C

Muurattu tai valettu massavaraaja täytyy olla 4-5 x vesivaraajaa painavampi jos halutaan sama lämmönvarauskyky.

Fyysistä kokoa varaajalle tulee 2-2,5 x vesivaraajan verran koska betoni tai kivi painaa noin 2-2,5 tonnia kuutiolta.

Toisaalta massavaraaja on helpompi sijoittaa vaikkapa lattiaan; valukerroksesta voi tehdä sen verran paksun että vaadittava varauskyky täyttyy.

Lattiaan tehtyä varaajaa onkin sitten erittäin edullista lämmittää vaikkapa lämpöpumpulla.

Lämpöpumpun hyötykerroin (COP) on parhaimmillaan kun sillä tehdään matalia lämpötiloja.

Lattialämmityksessä veden lämpötila vaihtelee 24-30 astetta C lämmitystarpeesta riippuen.

Kiven lämmönvarauskyky, lähde:

http://www.uunisepat.fi/WebRoot/521328/2008_Default.aspx?id=1017280

Polttoaineiden energiasisällöt, lähteet:

http://fi.wikipedia.org/wiki/Poltto%C3%B6ljy

http://akseli.tekes.fi/.../Dokumenttiarkisto/Viestinta_ja_aktivointi/ Seminaarit/Vuosiseminaari2005/5_Uusihonko.pdf

____________________________________________________________________________

Teho

Teho joka nostaa 1N painon 1m korkeuteen 1 sekunnissa on 1Nm/s=1W

Teho P [Nm/s tai W]

Joule = Wattisekunti

1 J = 1 Nm = 1 Ws

Pyörivän moottorin teho on 2 x Pii x vääntömomentti x r/s

Hydraulinen teho = tilavuusvirta Q [m³/s] ja paine-ero p [Pa] tulo
P = Q·p
1bar = 100000Pa ja 60 litraa minuutissa = 0.001 m³/s ja Teho P yksikkö on wattia.
Siis vaikkapa 100bar x 30 litraa/min => 0.0005 m³/s x 10000000 Pa = 5000 W eli 5 kW

Varastoitu teho, vaikkapa vesikuutio (1000l) kymmenen metrin korkeudessa

sisältää energiaa noin 10000N x 10m = 100000Nm = 100000 J = 100000 Ws .....(Helppo muistisääntö, Massa x Korkeus = Ws)

Jos tämä energia puretaan tunnin aikana (3600s) niin siitä saadaan 27.7Wh

eli energiansäästölamppu sillä tunnin palaa kun huomioidaan tehohäviöt

jotka syntyvät veden liikkeen muuntamisesta sähköksi.

Energiaa kuluu noin 10kWh/vrk jos sähköllä ei lämmitetä käyttövesiä eikä tiloja.

Tämä kulutus vastaa sellaista taloutta jossa sähkölaskua tulee 1€/vrk. (v 2008)

Vettä täytyy olla varastoituna 360 m3 kymmenen metrin korkeuteen jotta tämä

määrä saadaan tuotettua. Tässä määrässä ei ole huomioitu mitään häviöitä.

Jos koski virtaa 2 kuutiota sekunnissa ja korkeusero on 3 metriä niin 20000Ns x 3m = 60000W = 60kW saa jatkuvaa tehoa.

Yhden kilowatin tuottamiseen tarvitsee 34 litraa sekunnissa kolmen metrin korkeuserolla.