Действительно ли выключение кондиционера, когда вас нет дома, экономит энергию?

 Жаркие летние увеличивают счета за электроэнергию. Люди хотят чувствовать себя комфортно, не тратя энергию и деньги. Возможно, ваша семья планировала стратегию охлаждения вашего жилья с минимальными затратами. Что эффективнее: включать кондиционер все лето без перерыва или выключать его в течение дня, когда вас нет дома?

 Команда инженеров по архитектуре и строительным системам в Колорадском университет в Боулдере, использовали энергетические модели, имитирующие теплопередачу и производительность системы кондиционирования, для решения этого извечного вопроса: нужно ли вам отводить больше тепла из вашего дома, непрерывно отводя тепло в течение дня или удаляя лишнее тепло только в конце дня?

 Ответ сводится к тому, насколько энергоемким является отвод тепла из вашего дома. На это влияет множество факторов, таких как теплоизоляция вашего дома, размер и тип вашего кондиционера, а также температура и влажность наружного воздуха.

 Согласно неопубликованным расчетам, нагревание вашего дома, пока вы на работе, и охлаждение, когда вы возвращаетесь домой, требует меньше энергии, чем постоянное охлаждение, но это зависит от обстоятельств.

Включать кондиционер весь день, даже когда вас нет дома?

 Прежде всего, подумайте о том, как аккумулируется тепло. Он поступает в ваш дом, когда в здании хранится меньше тепла, чем снаружи. Если количество тепла, поступающего в ваш дом, определяется скоростью «1 единица в час», то ваш кондиционер всегда будет отводить 1 единицу тепла каждый час. Если вы выключите кондиционер и позволите теплу аккумулироваться, то к концу дня у вас может быть до восьми часов тепла.

 Однако часто это меньше – дома имеют предел тому, сколько тепла они могут хранить. И количество тепла, поступающего в ваш дом, зависит от того, насколько горячим было здание изначально. Например, если ваш дом может хранить только 5 единиц тепловой энергии, прежде чем прийти к равновесию с температурой наружного воздуха, то в конце дня вам придется отводить не более 5 единиц тепла.

 Кроме того, по мере того, как ваш дом нагревается, процесс теплопередачи замедляется; в конце концов он достигает нулевой теплопередачи при равновесии, когда температура внутри равна температуре снаружи. Ваш кондиционер также менее эффективно охлаждает в сильную жару, поэтому его отключение в самые жаркие часы дня может повысить общую эффективность системы. Эти эффекты означают, что нет однозначного ответа на вопрос, следует ли вам включать кондиционер весь день или подождать, пока вы не вернетесь домой вечером.

Энергия, используемая различными стратегиями контроля температуры

 Рассмотрим тестовый пример небольшого дома с типичной изоляцией в двух теплых климатических условиях: сухом (Аризона) и влажном (Джорджия). Используя программное обеспечение для моделирования энергопотребления, созданное Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии США для анализа энергопотребления в жилых зданиях, мы рассмотрели несколько тестовых случаев для использования энергии в этом гипотетическом доме площадью 110 квадратных метров.

 Эксперты рассмотрели три сценария температурной стратегии. В одном из них температура в помещении установлена ​​на постоянное значение 24,4 градуса по Цельсию. Второй позволяет температуре плавать до 31,6 °C в течение восьмичасового рабочего дня — «неудача». В последнем используется снижение температуры до 31,6 C для короткого четырехчасового рабочего дня.

 В рамках этих трех сценариев мы рассмотрели три различных технологии кондиционирования воздуха: одноступенчатый центральный кондиционер , центральный воздушный тепловой насос (ASHP) и тепловые насосы с бытовой настенной сплит-системой. Центральные кондиционеры типичны для современных жилых домов, а тепловые насосы набирают популярность благодаря своей повышенной эффективности. Центральные ASHP легко используются для полной замены центральных блоков кондиционирования воздуха; мини-сплиты более эффективны, чем центральный кондиционер, но их установка требует больших затрат.

 Специалисты хотели посмотреть, как энергопотребление от кондиционера различается в этих случаях. Они знали, что независимо от используемой технологии HVAC, система кондиционирования будет резко повышаться, когда показатель термостата вернется к 24,4 °C, а также во всех трех случаях ближе к вечеру, когда температура наружного воздуха обычно самая высокая. В случае неудач мы запрограммировали кондиционер так, чтобы он начинал охлаждать помещение до того, как жилец вернется, чтобы обеспечить тепловой комфорт к тому времени, когда он вернется домой.

Энергетические модели могут показать, сколько энергии будет потреблять дом в определенных условиях, например, в жаркую и сухую летнюю погоду. Исследователи провели расчеты по трем различным технологиям HVAC и трем различным стратегиям установки температуры.

Исследователи использовали те же три разные технологии HVAC и три стратегии установки температуры, но на этот раз для дома в жаркой и влажном климате.

 Мы обнаружили, что даже когда кондиционер временно всплескивает, чтобы восстановиться после более высокой температуры в помещении, общее потребление энергии в случаях снижения температуры все равно меньше, чем при поддержании постоянной температуры в течение дня. В годовом масштабе с обычным центральным кондиционером это может привести к экономии энергии до 11%. Однако экономия энергии может уменьшиться, если дом лучше изолирован, кондиционер более эффективен или климат имеет менее резкие перепады температуры.

 Общее годовое потребление энергии на основе стратегии кондиционирования воздуха.
Для трех видов систем охлаждения — центрального кондиционирования, воздушного теплового насоса и мини-сплит-системы — было наиболее эффективно отключать охлаждение в течение восьмичасового рабочего дня, а затем снова включать его в конце дня. Это моделирование учитывало жаркую, но сухую погоду.

кВтч потребляения в год

Центральный кондиционер VRF - система

Воздушный тепловой насос

Настенная сплит-система

 Тепловой насос с центральным источником и тепловой насос с мини-сплит-системой в целом более эффективны, но дают меньшую экономию за счет понижения температуры. Восьмичасовой перерыв в будние дни обеспечивает экономию независимо от типа системы, в то время как преимущества четырехчасового перерыва менее очевидны.