Besparer det faktisk energi at slukke for aircondition, når du ikke er hjemme? Tre ingeniører kører tallene

Varme sommerdage kan betyde høje elregninger. Folk vil gerne have det godt uden at spilde energi og penge. Måske har din husstand kæmpet om den bedste strategi til at køle dit rum. Hvad er mere effektivt:at køre klimaanlægget hele sommeren uden pause, eller slukke det i løbet af dagen, når du ikke er der for at nyde det?

Vi er et team af arkitekter og bygningssystemingeniører, som brugte energimodeller, der simulerer varmeoverførsel og A/C-systemydelse til at løse dette flerårige spørgsmål:Skal du fjerne mere varme fra dit hjem ved kontinuerligt at fjerne varme i løbet af dagen eller fjerne overskydende varme først sidst på dagen?

Svaret bunder i, hvor energikrævende det er at fjerne varme fra dit hjem. Det er påvirket af mange faktorer, såsom hvor godt dit hus er isoleret, størrelsen og typen af ​​dit klimaanlæg og udendørstemperatur og luftfugtighed.

Ifølge vores upublicerede beregninger kan det bruge mindre energi at lade dit hjem varmes op, mens du er ude på arbejde og køle det ned, når du kommer hjem, end at holde det konstant køligt – men det afhænger af det.

Blæser du aircondition hele dagen, selv når du er væk?

Tænk først på, hvordan varmen akkumuleres i første omgang. Det flyder ind i dit hjem, når bygningen har mindre lagret varme end udenfor. Hvis mængden af ​​varme, der strømmer ind i dit hjem, er givet ved en hastighed på "1 enhed i timen", vil dit klimaanlæg altid have 1 enhed varme, der skal fjernes hver time. Hvis du slukker for dit klimaanlæg og lader varmen akkumulere, kan du have op til otte timers varme ved slutningen af ​​dagen.

Det er dog ofte mindre end det - boliger har en grænse for, hvor meget varme de kan opbevare. Og mængden af ​​varme, der kommer ind i dit hjem, afhænger af, hvor varmt bygningen var til at begynde med. For eksempel, hvis dit hjem kun kan opbevare 5 enheder termisk energi, før det kommer i ligevægt med udendørslufttemperaturen, så vil du i slutningen af ​​dagen kun skulle fjerne 5 enheder varme.

Derudover, når dit hjem varmes op, bliver varmeoverførselsprocessen langsommere; til sidst når den nul varmeoverførsel ved ligevægt, når temperaturen indeni er den samme som temperaturen udenfor. Dit klimaanlæg afkøler også mindre effektivt i ekstrem varme, så at holde det slukket under de varmeste dele af dagen kan øge systemets samlede effektivitet. Disse effekter betyder, at der ikke er et enkelt svar på, om du skal sprænge aircondition hele dagen eller vente, indtil du kommer hjem om aftenen.

Energi brugt af forskellige A/C-strategier

Overvej et testcase af et lille hjem med typisk isolering i to varme klimaer:tørt (Arizona) og fugtigt (Georgia). Ved at bruge energimodelleringssoftware skabt af U.S. National Renewable Energy Laboratory til at analysere energiforbruget i beboelsesbygninger, så vi på flere testcases for energiforbrug i dette hypotetiske 1.200 kvadratfod (110 kvadratmeter) hjem.

Vi overvejede tre temperaturstrategiscenarier. Man har indendørstemperaturen indstillet til konstant 76 grader Fahrenheit (24,4 grader Celsius). Et sekund lader temperaturen flyde op til 89 F (31,6 C) i løbet af en otte timers arbejdsdag - et "tilbageslag". Den sidste bruger et temperatursænkning til 89 F (31,6 C) for en kort fire-timers arbejdsdag.

Inden for disse tre scenarier så vi på tre forskellige A/C-teknologier:en enkelt-trins central A/C, en central air source varmepumpe (ASHP) og minisplit varmepumpenheder. Centrale A/C-enheder er typiske for nuværende boligbyggerier, mens varmepumper vinder popularitet på grund af deres forbedrede effektivitet. Centrale ASHP'er kan nemt bruges i en-til-en udskiftninger af centrale A/C-enheder; minisplits er mere effektive end central A/C, men dyre at sætte op.

Vi ønskede at se, hvordan energiforbruget fra A/C varierede på tværs af disse tilfælde. Vi vidste, at uanset den anvendte HVAC-teknologi, ville A/C-systemet stige, når termostatens sætpunkt vendte tilbage til 76 F (24,4 C) og også i alle tre tilfælde sidst på eftermiddagen, hvor udendørslufttemperaturerne normalt er de højeste. I tilfælde af tilbageslag programmerede vi klimaanlægget til at begynde at køle rummet, før beboeren er tilbage, hvilket sikrer termisk komfort, når de kommer hjem.

Det, vi fandt, var, at selv når klimaanlægget midlertidigt stiger for at komme sig efter de højere indendørstemperaturer, er det samlede energiforbrug i tilfælde af tilbageslag stadig mindre, end når der holdes en konstant temperatur i løbet af dagen. På årsbasis med en konventionel central A/C kan dette resultere i energibesparelser på op til 11 %.

Energibesparelserne kan dog falde, hvis boligen er bedre isoleret, klimaanlægget er mere effektivt, eller klimaet har mindre dramatiske temperaturudsving.

Den centrale luftvarmepumpe og minisplit-varmepumpen er generelt mere effektive, men giver færre besparelser på grund af temperaturfald. En otte timers tilbagegang på hverdage giver besparelser uanset systemtype, mens fordelene ved en fire timers tilbagegang er mindre ligetil. + Udforsk yderligere

Næste generations varmepumpe kunne reducere energiregninger og kulstofemissioner

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.