Jobb, ha egész nap hűti a házat, vagy módosítsa a légkondicionáló beállítását, amikor kilép az ajtón? Westend61 a Getty Images-en keresztül

A forró nyári napok magas villanyszámlát jelenthetnek. Az emberek energia- és pénzpazarlás nélkül szeretnének kényelmesen élni. Lehet, hogy az Ön háztartása küzdött a legjobb stratégia mellett a helyiség hűtésére. Melyik a hatékonyabb: egész nyáron szünet nélkül működtetni a légkondicionálást, vagy kikapcsolni napközben, amikor éppen nincs ott, hogy élvezze?

Mi vagyunk a építészeti csapat és épületrendszerek mérnökök aki hőátadást és légkondicionáló rendszer teljesítményét szimuláló energiamodelleket használt ennek az örökkévaló kérdésnek a megoldására: Több hőt kell eltávolítania otthonából úgy, hogy a nap folyamán folyamatosan távolítja el a hőt, vagy csak a nap végén távolítja el a felesleges hőt?

A válasz abból adódik, hogy mennyire energiaigényes a hő eltávolítása otthonából. Ezt számos tényező befolyásolja, például a ház szigetelése, a légkondicionáló mérete és típusa, valamint a külső hőmérséklet és páratartalom.

Nem publikált számításaink szerint, ha hagyja felmelegedni otthonát, miközben kint dolgozik, és lehűti, amikor hazaér, kevesebb energiát fogyaszthat, mint a folyamatos hűtés – de ez attól függ.

Egész nap robbant a légkondi, még akkor is, ha távol van?

Először is gondoljon arra, hogyan halmozódik fel a hő. Akkor áramlik be az otthonába, ha az épületben kevesebb a tárolt hő, mint kint. Ha az otthonába áramló hőmennyiséget „1 egység óránként” adjuk meg, akkor a légkondicionálónak óránként mindig 1 egység hőt kell eltávolítania. Ha kikapcsolja a légkondicionálót, és hagyja, hogy felgyűljön a hő, a nap végén akár nyolc órányi hőmennyiség is lehet.

Ez azonban gyakran ennél kevesebb – az otthonoknak van határa, hogy mennyi hőt tudnak tárolni. Az otthonába jutó hőmennyiség pedig attól függ, hogy az épület kezdetben milyen meleg volt. Például, ha otthona csak 5 egység hőenergiát képes tárolni, mielőtt egyensúlyba kerülne a külső levegő hőmérsékletével, akkor a nap végén legfeljebb 5 egység hőt kell eltávolítania.

Ezenkívül, ahogy otthona felmelegszik, a hőátadás folyamata lelassul; végül egyensúlyi állapotban éri el a nulla hőátadást, amikor a belső hőmérséklet megegyezik a külső hőmérséklettel. Az A/C kevésbé hatékonyan hűt extrém melegben, így a nap legmelegebb szakaszaiban kikapcsolva a rendszer általános hatékonyságát növelheti. Ezek a hatások azt jelentik, hogy nincs egyértelmű válasz arra, hogy egész nap robbantsa fel a légkondicionálót, vagy várja meg, amíg este hazaér.

A különböző légkondicionáló stratégiák által felhasznált energia

Tekintsünk egy tesztesetet egy tipikus szigeteléssel rendelkező kis otthonról két meleg éghajlaton: száraz (Arizona) és párás (Grúzia). Használata energiamodellező szoftver amelyet az Egyesült Államok Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriuma hozott létre a lakóépületek energiafelhasználásának elemzésére, több tesztesetet is megvizsgáltunk ennek a feltételezett 1,200 négyzetméteres (110 négyzetméteres) otthonnak az energiafelhasználására.

Három hőmérsékleti stratégiai forgatókönyvet vettünk figyelembe. Az egyikben a beltéri hőmérséklet állandó 76 Fahrenheit-fok (24.4 Celsius fok). Egy másodperccel a hőmérséklet akár 89 C-ig is lebeghet egy nyolcórás munkanap alatt – ez „visszaesés”. Az utolsó 31.6 C-ra csökkenti a hőmérsékletet egy rövid, négyórás munkanaphoz.

Ezen a három forgatókönyvön belül három különböző légkondicionáló technológiát vizsgáltunk: egyetlen szakaszt központi klímaberendezésEgy központi levegős hőszivattyú (ASHP) és a minisplit hőszivattyús egységek. A központi klímaberendezések a jelenlegi lakóépületekre jellemzőek, a hőszivattyúk pedig a megnövekedett hatásfok miatt egyre népszerűbbek. A központi ASHP-k könnyen használhatók a központi légkondicionáló egységek egyenkénti cseréjéhez; A minisplit-ek hatékonyabbak, mint a központi légkondicionáló, de költséges beállítani.

Meg akartuk nézni, hogyan változott a légkondicionáló energiafelhasználása ezekben az esetekben. Tudtuk, hogy az alkalmazott HVAC technológiától függetlenül a légkondicionáló rendszer túlfeszültséget fog fellépni, amikor a termosztát alapértéke visszatér 76 C-ra, és mindhárom esetben a késő délutáni órákban, amikor a külső levegő hőmérséklete általában a legmagasabb. A visszaeső esetekben úgy programoztuk be a klímát, hogy a lakó visszatérése előtt megkezdje a helyiség hűtését, biztosítva ezzel a hőkomfortot, mire hazaér.

 Az energiamodellek megmutathatják, hogy egy ház mennyi energiát használ fel bizonyos körülmények között – például Phoenix forró, száraz nyári időjárása esetén. A kutatók három különböző HVAC technológiát és három különböző hőmérséklet-beállítási stratégiát használtak. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND A kutatók ugyanazt a három különböző HVAC technológiát és három hőmérséklet-beállítási stratégiát alkalmaztak, de ezúttal egy meleg és párás Atlantában található házhoz. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND

Azt tapasztaltuk, hogy még akkor is, ha a klímaberendezés átmenetileg megugrik, hogy helyreálljon a magasabb beltéri hőmérséklet miatt, a teljes energiafogyasztás a visszaeső esetekben még mindig kisebb, mint a napközbeni állandó hőmérséklet fenntartása esetén. Éves szinten, hagyományos központi klímaberendezéssel ez akár 11%-os energiamegtakarítást is eredményezhet.

Az energiamegtakarítás azonban csökkenhet, ha az otthon jobban szigetelt, hatékonyabb a klíma, vagy ha a klíma kevésbé drámai hőmérsékleti ingadozásokkal jár.

A központi levegős hőszivattyú és a minisplit hőszivattyú összességében hatékonyabb, de kevesebb megtakarítást eredményez a hőmérséklet-csökkenés miatt. A hétköznapi nyolcórás visszaesés rendszertípustól függetlenül megtakarítást jelent, míg a négyórás visszaesésből származó előnyök kevésbé egyértelműek.

A szerzőkről

Aisling Pigott, Ph.D. Építészmérnök hallgató, University of Colorado Boulder; Jennifer Scheib, épületrendszermérnöki tanársegéd, University of Colorado Boulderés Kyri Baker, épületrendszermérnöki adjunktus, University of Colorado Boulder

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.