Füüsik vastab, kui energiasäästlikuks saab kodumasinad timmida

Tallinna Tehnikaülikooli professor Jaan Kalda.
Tallinna Tehnikaülikooli professor Jaan Kalda. Autor/allikas: TTÜ

Külmikud, pesumasinad jt kodumasinad on muutunud viimase 20 aastaga märgatavalt energiasäästlikumaks. Tallinna Tehnikaülikooli professor Jaan Kalda selgitab, mille arvelt kokkuhoid tuli ja kas elektrihinna tõusu valguses saab sellele loota ka tulevikus.

Igal kodumasinal on omad isepärad ja ühest vastust siin ei ole. Kuna erinevaid kodumasinaid on palju, vaatleme siinkohal vaid kahte ülalmainitud masinat.

Külmikute puhul on peamine energiasäästlikkust mõjutav tegur nii lihtne asi nagu soojapidavus: mida parema soojusisolatsiooniga on seinad ja uksetihendid, seda säästlikum on külmik. Põhimõttelist saaks soojusisolatsiooni alati veel paremaks teha (kui mitte muud, siis paksemaks!). Kui aga külmikuukse avamised muutuvad juba peamiseks külmikusse sooja toovaks teguriks, pole sel enam mõtet.

Oma roll on ka soojusjuhtivusteguril külmiku sisemuse ja torustikes ringleva jahutava gaasi vahel. Mida kergemini kandub soojus sisemusest torudes liikuvale gaasile, seda kõrgem võib olla selle gaasi temperatuur ja seda suurem on külmiku jahutusefektiivsus.

Jahutavatele pindadele kogunev jää takistab soojusülekannet ja seetõttu on väga oluline roll ka jäävabadel konstruktsioonidel. Vanades külmikutes oli reeglina suhteliselt väike jahutav pind ja selle temperatuur oli madal. Nõnda tootsid need innukalt jääd, kasutades soojast toaõhust pärinevat veeauru.

Kuna külmik on (sarnaselt soojuspumbaga) nn pööratud soojusmasin, annab põhimõttelise lae ette ideaalse soojusmasina (Carnot tsükli) efektiivsus (COP, ingl coefficient of performance), mis sõltub toatemperatuurist ja külmiku sisetemperatuurist. Kui toas on 22 kraadi ja külmikus 4 kraadi, siis ideaalne külmik kulutaks 15 džauli eemaldamiseks vaid 1 džauli elektrienergiat.

Reaalsuses on külmikutel see suhe vahemikus ühest kolmeni, st arenguruumi on veel küllaga!

Pesumasinate puhul läheb paraku oluline osa energiast vee kuumutamisele, sest vesi on väga suure soojusmahtuvusega. Kümne liitri vee kuumutamiseks 80 kraadi võrra kulub peaaegu terve kilovatt-tund. Kui mootori ja pesu keerutavate labade tööd on võimalik teatud määral optimeerida, siis kuumutamisele kuluvat energiat vähendada ei saa.

Olulise võidu annaks see, kui pesumasinad kasutaksid veevärgist (olgu see siis kodune või piirkondlik) tulevat sooja vett, aga harilikult nad seda veel ei tee. Seega pesumasinate puhul on arenguruumi vähem. Energiat saab siin kokku hoida eeskätt kuuma vee kulu vähendamise läbi, mida on mingites piirides võimalik saavutada pesutsüklite optimeerimisega.

Arengute mootor

Põhjus, miks suur edasiminek on just viimase paarikümne aasta jooksul juhtunud, peitub tõenäoliselt selles, et ühiskond on aru saanud energiakulu vähendamise vajadusest ja muu hulgas on kodumasinate tootjaid pidevalt survestatud asjakohaste normatiividega.


Jaan Kalda ootab füüsikateemalisi küsimusi aadressil teadus@err.ee.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: