Energioptimering i køkkenet

Transkript

1 Energioptimering i køkkenet Vi går i klasse 1.6 på Roskilde Tekniske Gymnasium. Vi har arbejdet med projektet Energioptimering i køkkenet i faget teknologi, samtidig med at vi har modtaget relevant undervisning i vores linjefag (matematik og fysik) samt i informationsteknologi. Det overordnede tema for dette projekt var 'Energi optimering i køkkenet'. Vi brugte nedenstående mindmap til at overskueliggøre hvilke ting der blev brugt energi på. Vi vælger at fokusere på genopvarmning af maden, da blandt andet mikroovnen kræver rigtig meget energi. Vi lavede et problemtræ for dette problem. Side 1 ud af 10

2 Efter vores problemtræ brugte vi trekassemodellen til at afgrænse emnet yderligere. Side 2 ud af 10

3 Vi har lavet trekassemodel over to situationer, nemlig hvor vi bruger danske ressourcer og hvor vi bruger udenlandske. Lokale, danske ressourcer: Årsager Teknik Virkninger Vi vil lave vores produkt af lokale ressourcer, for at sikre at alle penge går til danske virksomheder. Udenlandske ressourcer: Viden Det kræver at man ved hvilke lokale ressourcer man kan bruge, samt hvordan de skal bearbejdes Teknologi Alt efter hvilke materialer man vælger at bruge, vil det kræve specielle teknikker. Organisation Produkt Man skal have Produktet bliver kontakt til lokale naturligvis påvirket af materialet. ejere af materialer. Selve produktionen skal ske på fabrik. Vores produkt bliver sandsynligvis dyrere, da danske ressourcer koster meget mere at udvinde end udenlandske, men folk vil forhåbentlig også være mere villige til at købe produktet, da det støtter den danske stat. Vi taler altså til folks nationalfølelse. Årsager Teknik Virkninger Det er billigere at importere ressourcer fra udlandet, da de har billigere og mere effektiviseret udvinding. Viden Teknologi Det kræver viden Alt efter hvilke om det internationale marked vælger at bruge, vil materialer man samt hvilke det kræve materialer der er til specielle rådighed. teknikker. Organisation Man skal have en handelspartner i udlandet. Selve produktionen ville foregå på fabrik. Produkt Produktet bliver naturligvis påvirket af materialet. Penge ryger ud af landet, hvilket vil sige at den danske stat får mindre ud af det. Det koster lidt flere penge at starte produktionen op, men det bliver hurtigt billigere, hvorfor produktet også bliver billigere. Miljøet bliver mere belastet, pga. transport. Delkonklusion Ud fra vores foregående analysemodeller kan vi konkluderer, at det forretnings- og produktionsmæssigt ville være bedst at rette vores opmærksomhed mod i-lande. Det har vi konkluderet på baggrund af en forestilling om, at vores problem ikke berører særlig mange u-landsindbyggere. Side 3 ud af 10

4 Problemformulering: Hvordan kan vi holde maden varm med mindst mulig energitab i i-lande? Vi havde to ideer til et produkt som vi har beskrevet herunder. Varmesten: Høkasse: En sten der sættes ind i ovnen når man Stor trækasse man har stående og som slukker den og på den måde indfanger man kan sætte gryder eller lignende ned i, varmen. Bruges senere som varmebriks på for at holde det varmt. Reelt bare en bordet. termokasse. Positive ting: Holder maden varm Kan bruges som varmebriks - holder altså maden varm mens den er på bordet Negative ting: Fylder i ovnen Fanger ikke al varmen Positive ting: Holder maden varm Kræver ikke nogen elektricitet Negative ting: Er grim og klodset Er stor opbevaringsproblemer Vi endte på ideen om varmestenen, dels fordi alle de andre grupper ville lave kasser, og vi derfor ønskede at skille os ud, dels fordi vi mente at det ville være en lidt mere spændende opgave i værkstedet, men mest af alt fordi vi mente at det var det bedste og mest innovative produkt. På dette tidspunkt skitserede vi vores værkstedsprodukt, idet vi ikke regnede med at det ville være muligt at lave en sten i værkstedet. Skitsen forestiller den briks, der skulle produceres til stenen. Vi har skitseret den rund, men det er en af de ting vi vil vurdere senere. Det viste sig senere at vi havde mulighed for at lave stenen, så det gjorde vi selvfølgelig også. Side 4 ud af 10

5 Produkt beskrivelse Firkantet sten af skifer: en firkantet sten af skifer er designmæssigt lidt over middel, da den er flot men også ret kedelig. Energieffektiviteten er også middelmådig, da den har en overflade der er unødigt stor i forhold til gryder og skåle, som normalt har rund bund. Den ville til gengæld være yderst billig at fremstille, da skifer kan findes i store mængder i jorden. Brugervenligheden er næsten i top da der ikke er meget at tage fejl af i forhold til brug. Rund sten af skifer: en rund sten af skifer er designmæssigt næsten i top, da den er yderst pæn. Energieffektiviteten er også næsten i top, da den ikke har en overflade der er unødigt stor i forhold til gryder og skåle, som normalt har rund bund. Den ville til gengæld være yderst billig at fremstille, da skifer kan findes i store mængder i jorden. Dog kan en rund sten være svære at fremstille og derfor også dyre. Brugervenligheden er næsten i top da der ikke er meget at tage fejl af i forhold til brug. Dog kan den være svære at få fat om, da har runde sider. Rund sten af beton: en rund sten af beton er designmæssigt temmelig middelmådig, da beton ikke er særlig pæn. Energieffektiviteten er også næsten i top, da den ikke har en overflade der er unødigt stor i forhold til gryder og skåle, som normalt har rund bund. Den ville til gengæld være yderst billig at fremstille, da beton et meget billigt materiale. Dog kan en rund sten være svære at fremstille og vil derfor også være dyre. Brugervenligheden er lidt over middel. Der ikke er meget at tage fejl af i forhold til brug. Dog kan den være svære at få fat om, da har runde sider. Firkantet sten af granit: en firkantet sten af granit er designmæssigt lidt over middel, da den er flot men også ret kedelig. Energieffektiviteten er også lidt over middel, da granit har en høj varmekapacitet. Dog har den en overflade der er unødigt stor i forhold til gryder og skåle, som normalt har rund bund. Prisen på stenen er ligeledes lidt over middel, da granit et forholdsvist dyrt materiale. Brugervenligheden er næsten i top da der ikke er meget at tage fejl af i forhold til brug. Rund sten af granit : en rund sten af granit er designmæssigt helt i top, da granit er et yderst pænt materiale. Energieffektiviteten er også næsten i top, da den ikke har en overflade der er unødigt stor i forhold til gryder og skåle, som normalt har rund bund. Desuden har granit en høj varmekapacitet. Den ville til gengæld være meget dyr at fremstille, da granit et meget dyrt materiale. derudover kan en rund sten være svære at fremstille og vil derfor også være dyre. Brugervenligheden er lidt over middel. Der ikke er meget at tage fejl af i forhold til brug. Dog kan den være svære at få fat om, da har runde sider. Side 5 ud af 10

6 Vi har samlet alle informationerne i et PV-skema for at skabe overblik. Det ses altså at den runde sten af skifer vinder, og ved en teoretisk produktion ville det være denne sten vi satte i produktion. Udregningerne til bestemmelse af pris og energieffektivitet følger: Skifer: Vi har på nettet 1 fundet prisen for en m 2 skiferplade med en tykkelse på 14 mm, og har derfor lavet følgende udregninger: Specifik varmekapacitet: 0,75 kj/kg*c cm 2 * 1,4 cm = 159 kr cm 3 = 159 kr. Pris: 1 cm 3 = 0,011 kr Pris for sten: (10 cm) 2 x pi x 2 cm x 0,011 kr/cm 3 = 7 kr. Vægt: (10 cm) 2 x pi x 2 cm x 2,7 g/cm^3 = 1,7 kg Det er formlen for en cylinder ganget med henholdsvis massefylden og prisen pr. kubikcentimeter. Side 6 ud af 10

7 0,75 kj/kg*c x 1,7kg = 1,275 kj/*c 150*C x 1,275 kj/*c = 191,25 kj ved en opvarmning på 150 grader celsius. Vi ved ikke om hvor meget energi der er tilbage i ovnen når man slukker for den, men omkring 200kJ ville være det bedste. Det er formentlig lavere, hvilket vil sige at vores sten ikke når op over 150 grader. Granit: Vi har på nettet 2 fundet prisen for en kubikmeter granitskærver. Det var ikke muligt for os at finde andre priser på granit, og vi har derfor regnet med at det ville være omtrent det samme for granit i den form vi skal bruge. Vi har lavet følgende udregninger: 1,0m 3 = 450 kr = cm 3 Pris: 1 cm 3 = 0,045 kr Pris for sten: (10 cm)^2 x pi x 2cm x 0,045 kr/cm^3 = 28,25 kr Vægt: (10 cm)^2 x pi x 2cm x 2,75g/cm^3 = 1,7 kg Det er formlen for en cylinder ganget med henholdsvis massefylden og prisen pr. kubikcentimeter. 0,8 kj/kg*c x 1,7kg = 1,36 kj/*c 150*C x 1,36kJ/*C = 204 kj ved opvarming fra 30 til 180 grader celsius. Vi ved ikke om hvor meget energi der er tilbage i ovnen når man slukker for den, men omkring 200kJ ville være det bedste. Det er formentlig lavere, hvilket vil sige at vores sten ikke når op over 150 grader. Granit har som det ses ikke en betydelig forskel fra skifer. Side 7 ud af 10

8 Efter værkstedet I værkstedet mødte vi nogle problemer, der gav os anledning til at lave et nyt PV-skema: Kriterier Løsningsforslag Udseende 0,25 Energieffektivitet 0,1 Pris 0,3 Sværhedsgrad af Sum produktion 0,35 = 1,0 Firkantet sten af beton 6 1,5 5 0,5 8 2,4 10 3,5 7,9 Ottekantet sten af beton 9 2,25 7 0,7 8 2,4 8 2,8 8,15 Rund sten af beton 10 2,5 9 0,9 6 1,8 1 0,35 5,55 Evaluering af værkstedsforløb Vores ideelle grydesten skulle være rund og fremstilles af skiffer. Desuden skulle den have en tilhørende rund briks i egetræ. Dog mødte vi hurtigt nogle udfordringer i forhold til vores tænkte produkt. På vores første værkstedsdag besluttede vi at lave en ottekantet grydesten og briks i stedet for en rund. Dette besluttede vi på baggrund af de besværligheder vi ville møde i forhold til at producere en rund sten og briks i træværkstedet. Vi besluttede også at fremstille vores sten af beton i stedet for skiffer, da vi igen ikke havde mulighed for at fremstille stenen i det tænkte materiale. Desuden besluttede vi at fremstille vores briks i krydsfiner, da egetræ var et alt for dyrt materiale at anvende. Vi formoder stadigvæk at vores originale produktidé ville være optimal, hvis produktion var mulig. Side 8 ud af 10

9 Konklusion Vores sten ændrede sig en del igennem projektet, men vi blev enige om at lave en ottekant. Vores projekt gik rigtig godt og vi har været gode til at samarbejde. Vi har ikke haft mulighed for at afprøve stenen, og vi er derfor reelt set ikke klar over om eller hvor godt den virker, men vi formoder at den løser vores problem tilfredsstillende. Perspektivering: Det var ganske enkelt at lave en enkelt model af vores sten og dens holder, så derfor kan den snildt masseproduceres og dermed også sælges ret billigt. Det er godt, for så er der større chance for at folk køber den, og dermed større chance for at vores produkt for en positiv indvirkning på energispildet. Vores sten bør sættes i produktion, fordi den er smart, simpel og vil kunne spare jorden for et unødvendigt energispild og samtidig er den rigtig lavpraktisk. Referencer 1. zaodw1qaiw#headline To forskellige links der indeholder data om skifer Tre forskellige links der indeholder data om skifer. Side 9 ud af 10

10 Bilag 1 Side 10 ud af 10