Onko parempi jäähdyttää taloasi koko päivän vai säätää ilmastointiasetusta matkalla ulos ovesta? Westend61 Getty Imagesin kautta

Kuumat kesäpäivät voivat merkitä korkeita sähkölaskuja. Ihmiset haluavat viihtyä ilman energiaa ja rahaa tuhlaamatta. Ehkä perheesi on taistellut parhaasta strategiasta tilasi jäähdyttämiseen. Kumpi on tehokkaampaa: käyttää ilmastointia koko kesän ilman taukoa vai sammuttaa se päiväsaikaan, kun et ole paikalla nauttimassa siitä?

Me olemme arkkitehtiryhmä ja rakennusjärjestelmät insinöörien jotka käyttivät energiamalleja, jotka simuloivat lämmönsiirtoa ja ilmastointijärjestelmän suorituskykyä ratkaistakseen tämän ikuisen kysymyksen: Tarvitseeko sinun poistaa enemmän lämpöä kodistasi poistamalla lämpöä jatkuvasti koko päivän ajan vai poistamalla ylimääräinen lämpö vasta päivän päätteeksi?

Vastaus tiivistyy siihen, kuinka paljon energiaa on lämmön poistaminen kodistasi. Siihen vaikuttavat monet tekijät, kuten kuinka hyvin talosi on eristetty, ilmastointilaitteen koko ja tyyppi sekä ulkolämpötila ja kosteus.

Julkaisemattomien laskelmiemme mukaan kotisi lämpeneminen ollessasi töissä ja sen jäähdyttäminen kotiin tullessa voi kuluttaa vähemmän energiaa kuin jatkuva viileänä pitäminen – mutta se riippuu.

Päivystetäänkö ilmastointi koko päivän, vaikka olisit poissa?

Mieti ensin, kuinka lämpö kerääntyy. Se virtaa kotiisi, kun rakennuksessa on vähemmän varastoitunutta lämpöä kuin ulkona. Jos kotiisi virtaavan lämmön määrä on annettu nopeudella "1 yksikkö tunnissa", ilmastointilaitteellasi on aina 1 lämpöyksikkö poistettavana joka tunti. Jos sammutat ilmastointilaitteen ja annat lämmön kerääntyä, sinulla voi olla jopa kahdeksan tuntia lämpöä päivän päätteeksi.

Usein se on kuitenkin pienempi – kodeissa on raja, kuinka paljon lämpöä ne voivat varastoida. Ja kotiisi tulevan lämmön määrä riippuu siitä, kuinka kuuma rakennus oli alun perin. Jos esimerkiksi kotisi pystyy varastoimaan vain 5 yksikköä lämpöenergiaa ennen kuin se on tasapainossa ulkoilman lämpötilan kanssa, niin päivän päätteeksi sinun tarvitsee vain poistaa enintään 5 yksikköä lämpöä.

Lisäksi, kun kotisi lämpenee, lämmönsiirtoprosessi hidastuu; lopulta se saavuttaa nollan lämmönsiirron tasapainotilassa, kun lämpötila sisällä on sama kuin ulkolämpötila. Ilmastointisi jäähdyttää myös vähemmän tehokkaasti äärimmäisessä kuumuudessa, joten sen pitäminen pois päältä päivän kuumimpina aikoina voi lisätä järjestelmän yleistä tehokkuutta. Nämä efektit tarkoittavat, että ei ole yksiselitteistä vastausta siihen, pitäisikö ilmastointia puhaltaa koko päivän vai odottaa, kunnes palaat kotiin illalla.

Eri ilmastointistrategioiden käyttämä energia

Harkitse testitapausta pienestä kodista, jossa on tyypillinen eristys kahdessa lämpimässä ilmastossa: kuiva (Arizona) ja kostea (Georgia). Käyttämällä energian mallinnusohjelmisto Yhdysvaltain kansallinen uusiutuvan energian laboratorio loi asuinrakennusten energiankäytön analysointia varten. Tarkastelimme useita testitapauksia energiankäytölle tässä hypoteettisessa 1,200 neliöjalan (110 neliömetrin) kodissa.

Harkitsimme kolmea lämpötilastrategian skenaariota. Yhden sisälämpötila on asetettu vakioksi 76 Fahrenheit-astetta (24.4 celsiusastetta). Sekunti antaa lämpötilan nousta jopa 89 asteeseen kahdeksan tunnin työpäivän aikana – "takaisku". Viimeinen käyttää lämpötilan pudotusta 31.6 F (89 C) lyhyen neljän tunnin työpäivän ajaksi.

Näissä kolmessa skenaariossa tarkastelimme kolmea erilaista ilmastointitekniikkaa: yksi vaihe keskusilmastointi, The keskusilmalämpöpumppu (ASHP) ja minisplit lämpöpumppuyksiköt. Keskusilmastointilaitteet ovat tyypillisiä nykyisille asuinrakennuksille, kun taas lämpöpumput ovat yleistymässä tehokkuutensa parantuessa. Keskimmäisiä ASHP-laitteita voidaan helposti käyttää keskusilmastointiyksiköiden yksitellen korvaamiseen; minijakolaitteet ovat tehokkaampia kuin keskusilmastointi, mutta niiden asentaminen on kallista.

Halusimme nähdä, kuinka ilmastointilaitteen energiankulutus vaihteli näissä tapauksissa. Tiesimme, että käytetystä LVI-tekniikasta riippumatta ilmastointijärjestelmä nousee, kun termostaatin asetusarvo palasi arvoon 76 F (24.4 C) ja myös kaikissa kolmessa tapauksessa myöhään iltapäivällä, jolloin ulkoilman lämpötilat ovat yleensä korkeimmat. Takaiskutapauksissa ohjelmoimme ilmastoinnin aloittamaan tilan jäähdytyksen ennen kuin asukas palaa, mikä varmistaa lämpömukavuuden ennen kuin he palaavat kotiin.

 Energiamallit voivat näyttää, kuinka paljon energiaa talo kuluttaa tietyissä olosuhteissa – kuten Phoenixin kuumassa ja kuivassa kesäsäässä. Tutkijat käyttivät lukuja kolmella eri LVI-tekniikalla ja kolmella eri lämpötilan asetusstrategialla. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND Tutkijat käyttivät samoja kolmea erilaista LVI-tekniikkaa ja kolmea lämpötilansäätöstrategiaa, mutta tällä kertaa talossa kuumassa ja kosteassa Atlantassa. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND

Havaitsimme, että vaikka ilmastointi tilapäisesti nousisi toipumaan korkeammista sisälämpötiloista, kokonaisenergiankulutus on takaiskutapauksissa silti pienempi kuin silloin, kun lämpötila pidetään vakiona koko päivän. Vuotuisessa mittakaavassa perinteisellä keskusilmastolla tämä voisi johtaa jopa 11 %:n energiansäästöön.

Energiansäästö voi kuitenkin pienentyä, jos koti on paremmin eristetty, ilmastointi tehokkaampi tai ilmastossa on vähemmän dramaattisia lämpötilanvaihteluita.

Keskusilmalämpöpumppu ja minisplit-lämpöpumppu ovat kokonaisuutena tehokkaampia, mutta tuottavat vähemmän säästöjä lämpötilan laskuista. Kahdeksan tunnin takaisku arkisin tarjoaa säästöjä järjestelmätyypistä riippumatta, kun taas neljän tunnin takaiskusta koitetut edut eivät ole yhtä yksinkertaisia.

Tietoja kirjoittajista

Aisling Pigott, Ph.D. Arkkitehtitekniikan opiskelija, University of Colorado Boulder; Jennifer Scheib, kiinteistötekniikan apulaisopettaja, University of Colorado Boulderja Kyri Baker, kiinteistötekniikan apulaisprofessori, University of Colorado Boulder

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.