Είναι καλύτερο να δροσίζετε το σπίτι σας όλη μέρα ή να προσαρμόζετε τη ρύθμιση A/C όταν βγαίνετε από την πόρτα; Westend61 μέσω Getty Images

Οι ζεστές μέρες του καλοκαιριού μπορεί να σημαίνουν υψηλούς λογαριασμούς ρεύματος. Οι άνθρωποι θέλουν να μένουν άνετα χωρίς να σπαταλούν ενέργεια και χρήματα. Ίσως το νοικοκυριό σας να έχει παλέψει για την καλύτερη στρατηγική για την ψύξη του χώρου σας. Τι είναι πιο αποτελεσματικό: να λειτουργείτε το κλιματιστικό όλο το καλοκαίρι χωρίς διάλειμμα ή να το απενεργοποιείτε κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν δεν είστε εκεί για να το απολαύσετε;

Είμαστε ομάδα της αρχιτεκτονικής και κτιριακά συστήματα μηχανικούς ποιος χρησιμοποίησε ενεργειακά μοντέλα που προσομοιώνουν τη μεταφορά θερμότητας και την απόδοση του συστήματος A/C για να αντιμετωπίσει αυτό το πολυετές ερώτημα: Θα χρειαστεί να αφαιρέσετε περισσότερη θερμότητα από το σπίτι σας αφαιρώντας συνεχώς τη θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας ή αφαιρώντας την υπερβολική θερμότητα μόνο στο τέλος της ημέρας;

Η απάντηση συνοψίζεται στο πόσο ενεργοβόρο είναι να αφαιρέσετε τη θερμότητα από το σπίτι σας. Επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες όπως το πόσο καλά είναι μονωμένο το σπίτι σας, το μέγεθος και ο τύπος του κλιματιστικού σας και η εξωτερική θερμοκρασία και υγρασία.

Σύμφωνα με τους μη δημοσιευμένους υπολογισμούς μας, το να αφήσετε το σπίτι σας να ζεσταθεί ενώ είστε έξω στη δουλειά και να το ψύξετε όταν επιστρέψετε στο σπίτι μπορεί να καταναλώσει λιγότερη ενέργεια από το να το διατηρείτε σταθερά δροσερό – αλλά εξαρτάται.

Εκρηκτικό A/C όλη μέρα, ακόμα και όταν λείπετε;

Αρχικά, σκεφτείτε πώς συσσωρεύεται η θερμότητα στην πρώτη θέση. Ρέει στο σπίτι σας όταν το κτίριο έχει λιγότερη αποθηκευμένη θερμότητα από ό,τι έξω. Εάν η ποσότητα της θερμότητας που ρέει στο σπίτι σας δίνεται με ρυθμό "1 μονάδα ανά ώρα", το κλιματιστικό σας θα έχει πάντα 1 μονάδα θερμότητας για αφαίρεση κάθε ώρα. Εάν απενεργοποιήσετε το A/C και αφήσετε τη θερμότητα να συσσωρευτεί, θα μπορούσατε να έχετε θερμότητα έως και οκτώ ωρών στο τέλος της ημέρας.

Ωστόσο, συχνά είναι λιγότερο από αυτό - τα σπίτια έχουν ένα όριο στο πόση θερμότητα μπορούν να αποθηκεύσουν. Και η ποσότητα θερμότητας που εισέρχεται στο σπίτι σας εξαρτάται από το πόσο ζεστό ήταν το κτίριο στην αρχή. Για παράδειγμα, εάν το σπίτι σας μπορεί να αποθηκεύσει μόνο 5 μονάδες θερμικής ενέργειας πριν έρθει σε ισορροπία με τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα, τότε στο τέλος της ημέρας θα χρειαστεί να αφαιρέσετε μόνο 5 μονάδες θερμότητας το πολύ.

Επιπλέον, καθώς το σπίτι σας θερμαίνεται, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας επιβραδύνεται. τελικά φτάνει στη μηδενική μεταφορά θερμότητας σε ισορροπία, όταν η θερμοκρασία στο εσωτερικό είναι ίδια με την εξωτερική θερμοκρασία. Το κλιματιστικό σας ψύχεται επίσης λιγότερο αποτελεσματικά σε υπερβολική ζέστη, επομένως η διατήρηση του απενεργοποιημένου στις πιο ζεστές στιγμές της ημέρας μπορεί να αυξήσει τη συνολική απόδοση του συστήματος. Αυτά τα εφέ σημαίνουν ότι δεν υπάρχει μια ξεκάθαρη απάντηση για το αν πρέπει να χρησιμοποιείτε το A/C όλη μέρα ή να περιμένετε μέχρι να επιστρέψετε στο σπίτι το βράδυ.

Ενέργεια που χρησιμοποιείται από διαφορετικές στρατηγικές A/C

Εξετάστε μια δοκιμαστική περίπτωση ενός μικρού σπιτιού με τυπική μόνωση σε δύο θερμά κλίματα: ξηρό (Αριζόνα) και υγρό (Γεωργία). Χρησιμοποιώντας λογισμικό ενεργειακής μοντελοποίησης που δημιουργήθηκε από το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας των ΗΠΑ για την ανάλυση της χρήσης ενέργειας σε κτίρια κατοικιών, εξετάσαμε πολλαπλές περιπτώσεις δοκιμών για χρήση ενέργειας σε αυτό το υποθετικό σπίτι 1,200 τετραγωνικών ποδιών (110 τετραγωνικών μέτρων).

Εξετάσαμε τρία σενάρια στρατηγικής θερμοκρασίας. Το ένα έχει ρυθμίσει την εσωτερική θερμοκρασία στους 76 βαθμούς Φαρενάιτ (24.4 βαθμούς Κελσίου). Ένα δευτερόλεπτο αφήνει τη θερμοκρασία να ανέλθει στους 89 F (31.6 C) κατά τη διάρκεια μιας οκτάωρης εργάσιμης ημέρας – μια «οπισθοδρόμηση». Το τελευταίο χρησιμοποιεί μείωση θερμοκρασίας στους 89 F (31.6 C) για μια σύντομη τετράωρη εργάσιμη ημέρα.

Μέσα σε αυτά τα τρία σενάρια, εξετάσαμε τρεις διαφορετικές τεχνολογίες A/C: ένα ενιαίο στάδιο κεντρικό A/C, μια αντλία θερμότητας κεντρικής πηγής αέρα (ASHP) και mini split μονάδες αντλίας θερμότητας. Οι κεντρικές μονάδες A/C είναι χαρακτηριστικές των σημερινών κτιρίων κατοικιών, ενώ οι αντλίες θερμότητας κερδίζουν δημοτικότητα λόγω της βελτιωμένης απόδοσής τους. Τα κεντρικά ASHP χρησιμοποιούνται εύκολα σε αντικαταστάσεις κεντρικών μονάδων A/C. Τα minisplit είναι πιο αποτελεσματικά από το κεντρικό A/C, αλλά είναι δαπανηρή η εγκατάσταση.

Θέλαμε να δούμε πώς η χρήση ενέργειας από A/C ποικίλλει σε αυτές τις περιπτώσεις. Γνωρίζαμε ότι ανεξάρτητα από την τεχνολογία HVAC που χρησιμοποιείται, το σύστημα A/C θα αυξανόταν όταν το σημείο ρύθμισης του θερμοστάτη επέστρεφε στους 76 F (24.4 C) και επίσης και για τις τρεις περιπτώσεις αργά το απόγευμα, όταν οι θερμοκρασίες του εξωτερικού αέρα είναι συνήθως οι υψηλότερες. Στις περιπτώσεις αποτυχίας, προγραμματίσαμε το A/C να αρχίσει να ψύχει τον χώρο πριν επιστρέψει ο κάτοικος, εξασφαλίζοντας θερμική άνεση μέχρι να φτάσει στο σπίτι.

 Τα ενεργειακά μοντέλα μπορούν να δείξουν πόση ενέργεια θα καταναλώσει ένα σπίτι υπό συγκεκριμένες συνθήκες – όπως ο ζεστός, ξηρός καλοκαιρινός καιρός του Phoenix. Οι ερευνητές έτρεξαν τους αριθμούς σε τρεις διαφορετικές τεχνολογίες HVAC και τρεις διαφορετικές στρατηγικές ρύθμισης θερμοκρασίας. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τις ίδιες τρεις διαφορετικές τεχνολογίες HVAC και τρεις στρατηγικές ρύθμισης της θερμοκρασίας, αλλά αυτή τη φορά για ένα σπίτι στη ζεστή και υγρή Ατλάντα. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND

Αυτό που διαπιστώσαμε ήταν ότι ακόμη και όταν το A/C εκτοξεύεται προσωρινά για να ανακάμψει από τις υψηλότερες εσωτερικές θερμοκρασίες, η συνολική κατανάλωση ενέργειας στις περιπτώσεις οπισθοδρόμησης είναι ακόμα μικρότερη από ό,τι όταν διατηρείται μια σταθερή θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της ημέρας. Σε ετήσια κλίμακα με ένα συμβατικό κεντρικό A/C, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε εξοικονόμηση ενέργειας έως και 11%.

Ωστόσο, η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να μειωθεί εάν το σπίτι είναι καλύτερα μονωμένο, το A/C είναι πιο αποδοτικό ή το κλίμα έχει λιγότερο δραματικές αλλαγές θερμοκρασίας.

Η αντλία θερμότητας κεντρικής πηγής αέρα και η αντλία θερμότητας minisplit είναι συνολικά πιο αποδοτικές, αλλά αποφέρουν λιγότερη εξοικονόμηση λόγω μείωσης της θερμοκρασίας. Μια οκτάωρη οπισθοδρόμηση τις καθημερινές παρέχει εξοικονομήσεις ανεξάρτητα από τον τύπο του συστήματος, ενώ τα οφέλη που προκύπτουν από μια τετράωρη οπισθοδρόμηση είναι λιγότερο απλά.

Σχετικά με τους συγγραφείς

Άισλινγκ Πίγκοτ, Ph.D. Φοιτητής Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, University of Colorado Boulder; Τζένιφερ Σάιμπ, Επίκουρος Καθηγητής Μηχανικών Δομικών Συστημάτων, University of Colorado Boulder, να Kyri Baker, Επίκουρος Καθηγητής Μηχανικών Δομικών Συστημάτων, University of Colorado Boulder

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.