صرفه جویی در گرم شدن

[رزیتا]

صرفه جویی در گرم شدن

می خواهیم حساب کنیم که اولاً در فصل زمستان چه مقدار سوخت برای گرم نگه داشتن هوای ساختمان‌های اداری شهر تهران مصرف می‌شود و اینکه در صورت استفاده از لباس‌های گرم تر در مصرف چه مقدار سوخت صرفه جویی می‌شود.

در اصل در فصل زمستان که هوای بیرون سرد و هوای داخل ساختمان‌ها گرم است، نقش اصلی سیستم های تهویه، تنها گرم نگه داشتن هوای ساختمان‌ها است. بعضی از آن‌ها تنها جبران انرژی گرمایی که هوای داخل باهوای خارج تبادل می‌کند، انجام می دهند. با جبران این انرژی اتلافی، دمای هوا ثابت می‌ماند.

سؤال دیگر این است که آیا در هنگام تعطیلی ادارات، مقرون به صرفه است که سیستم گرمایشی خاموش شود با اینکه تا صبح روز بعد روشن بماند؟
ابتدا محاسباتمان را برای یک اتاق معمولی انجام می‌دهیم و سپس در کل تعداد اتاقهای ساختمانهای اداری شهر تهران ضرب می‌کنیم.

یک اتاق اداری معمولی را با مساحت 10m2 و دارای یک پنجره به ابعاد حدود 2 متر در نظر می‌گیریم. بیش‌تر اتلاف گرما از راه رسانش کناره های شیشه پنجره است. اگر دمای هوای داخل اتاق را حدوداً 25 درجه و دمای هوای بیرون ساختمان را به طور متوسط در طول روزهای زمستان، پنج درجه در نظر بگیریم، طبق رابطه‌ی زیر ( کتاب فیزیک دوم دبیرستان):

که در آن Q انرژی رسانش یافته. K ضریب رسانش و A سطح مقطع شیشه، L ضخامت شیشه، دلتا اختلاف دمای دو سمت شیشه و T زمان مورد نظر است، به ازای 10 ساعت اتلاف خواهیم داشت:

البته ضحامت شیشه برابر 5mm و ضریب هدایت گرمایی 103w/mk در نظر گرفته شده است. برای به دست آوردن این مقدار انرژی به حدود 10 کلیوگرم نفت یا گازوئیل نیاز است. پس در طول روز برای گرم نگه داشتن یک اتاق حدود 10 کیلوگرم نفت لازم داریم. برای طرح شماتیکی از تعداد اتاق‌های اداری تهران را در نظر می گیریم،از جمعیت 10 میلیونی تهران، حدود 1 میلیون نفر کارمند هستند و به طور متوسط هر 2 کارمند در یک اتاق کار می‌کنند. تعداد کل اتاق‎ها 500000 و حجم کل سوخت مصرفی در مدت سه ماهه‌ی زمستان در حدود 450 میلیون لیتر خواهد بود. صادرات نفت ایران در هر روز حدود 260 میلیون لیتر است. اما اگر با پوشیدن لباس گرم دمای اتاق را به جای 25 درجه در 20 درجه‌ی سانتی‌گراد نگه داریم، در مقدار مصرف محاسبه شده، 25% صرفه جویی می‌شود که این در کل زمستان در حدود 100 میلیون لیتر و با احتساب نفت تصفیه شده به قیمت حدود 100 دلار به ازای هر بشکه و اینکه هر بشکه تقریباً 100 لیتر است. این مقدار صرفه جویی در حدود 100 میلیون دلار در هر سه ماه زمستان خواهد بود. موافق هستید کمی لباس گرم تر بپوشیم و این 100 میلیارد تومان را صرفه جویی کنیم.
حال سؤال دوم که مهم تر است! شب‌ها سیستم بخاری را خاموش کنیم یا نه؟

طبق محاسبات قبلی، می دانیم که اگر بخواهیم تمام طول شب ( یعنی حدود 14 ساعت ) دما را همان 25 درجه حفظ کنیم چه مقدار

انرژی لازم داریم؟ اما اگر سیستم خاموش شود و صبح بخواهیم با دادن انرژی، دما را از 5 درجه به 25 درجه برسانیم، باید هوای اتاق را که حجمی در حدود 30 متر مکعب دارد، 20 درجه گرم کنیم.

داریم

که می‌شود:

که خیلی کمتر از انرژی لازم برای ثابت نگه داشتن دمای اتاق است.
پس شب‌ها بخاری های محل کارتان را خاموش و آن‌ها را فردا صبح روشن کنید.

نویسنده:طاها یاسری