Die sechsten Klassen des GRG Rahlgasse waren zum Physik- und Umweltwochenende in Güssing im Burgenland. Felix hat versucht, den Warmwasserbedarf eines Biobauernhofs einzuschätzen. Warmwasserbedarf eines Biobauernhofs Die Aufgabe unserer Gruppe…

Die sechsten Klassen des GRG Rahlgasse waren zum Physik- und Umweltwochenende in Güssing im Burgenland. Felix hat versucht, den Warmwasserbedarf eines Biobauernhofs einzuschätzen.

Warmwasserbedarf eines Biobauernhofs

Die Aufgabe unserer Gruppe war es, den Warmwasserbedarf eines Biobauernhofs bzw. die für die Erwärmung des Wasser notwendige Energie zu berechnen. Da der Großteil des Warmwassers normalerweise beim Duschen verbraucht wird, haben wir uns bei der Betrachtung des Gesamtwasserbedarfs auf das warme Duschwasser beschränkt. Dabei haben wir folgende Annahmen getroffen: der Biobauernhof hat insgesamt ca. 2330 Übernachtungen/Jahr (davon 1600 Übernachtungen durch Gäste und 730 durch die Bauern), alle Gäste duschen sich 1x am Tag und verbrauchen dabei ca. 50l Warmwasser, die durchschnittliche Warmwassertemperatur beträgt 38°C und das kalte Wasser hat eine Temperatur von 8°C (macht ein Temperaturdifferenz von 30°C).

Berechnungen

Der Wasserbedarf errechnet sich demnach aus 2330 * 50 = 116500 Liter pro Jahr, also ungefähr 117 Kubikmeter im Jahr. Um daraus die benötigte Energie zu berechnen, müssen wir noch wissen, dass Wasser eine spezifische Wärmekapazität von 4100 * ( J / (kg*K) ) und eine Dichte von ca. 1000 kg/Kubikmeter hat (die geringe Veränderung der Wasserdichte bei der Erwärmung wird von uns nicht berücksichtigt).

Für die benötigte Energie gilt die Formel Delta Q = c * m * Delta T, wobei Delta Q für die Energiedifferenz, c für die spezifische Wärmekapazität, m für die Wassermasse und Delta T für die Temperaturdifferenz steht.

Daher ist Delta Q = 4100 * 117 * 1000 * 30 = 4914000000 J, also rund 14,39 GJ. Das entspricht etwa 3.998 Kilowattstunden.

Bei einem Strompreis von ca 0.10 € per kW/h und einem elektronischen Durchlauferhitzer (dessen Wirkungsgrad wir vereinfacht mit 100% annehmen) würden man auf Kosten ca. 400 €/h alleine für die Erwärmung des Duschwassers kommen.

Thermische Solaranlage

Der Biobauernhof hat daher eine thermische Solaranlage, die eine zusätzliche Erhitzung des Wassers nur im Winter notwendig macht. Während des Winters wird das Wasser am Bauernhof mit einer Holzheizung erwärmt. Wenn wir davon ausgehen, dass mit Buchenholz geheizt wird (welches einen Heizwert von und einen Preis von ca. 65 €/rm hat) und die Solaranlage die Erwärmung des Wassers von Mai bis September vollständig übernehmen kann kommen wir auf Kosten von nur (wieder unter der Annahme eines 100% Wirkungsgrads). Durch die Verwendung einer Solaranlage erspart sich der Biobauernhof also Kosten von ca. 360€ pro Jahr!

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