Hete zomerdagen kunnen leiden tot hoge elektriciteitsrekeningen. Mensen willen comfortabel blijven zonder energie en geld te verspillen. Misschien heeft uw huishouden gevochten over de beste strategie om uw ruimte te koelen. Wat is efficiënter:de hele zomer zonder onderbreking de airconditioning laten draaien, of overdag uitzetten als je er niet bent om ervan te genieten?

Wij zijn een team van ingenieurs op het gebied van architectuur en bouwsystemen die energiemodellen hebben gebruikt die warmteoverdracht en de prestaties van het airconditioningsysteem simuleren om deze eeuwige vraag aan te pakken:moet u meer warmte uit uw huis verwijderen door de hele dag continu warmte te verwijderen of overtollige alleen verwarmen aan het eind van de dag?

Het antwoord komt neer op hoe energie-intensief het is om warmte uit je huis te halen. Het wordt beïnvloed door vele factoren, zoals hoe goed uw huis is geïsoleerd, de grootte en het type van uw airconditioner en de buitentemperatuur en vochtigheid.

Volgens onze niet-gepubliceerde berekeningen kan je huis opwarmen terwijl je aan het werk bent en het koelen als je thuiskomt minder energie verbruiken dan het constant koel te houden, maar dat hangt ervan af.

Laat de airco de hele dag branden, zelfs als je weg bent?

Denk eerst na over hoe warmte zich in de eerste plaats ophoopt. Het stroomt je woning binnen als het gebouw minder opgeslagen warmte heeft dan buiten. Als de hoeveelheid warmte die uw huis binnenstroomt wordt bepaald door een snelheid van "1 eenheid per uur", zal uw airconditioning altijd 1 eenheid warmte hebben om elk uur te verwijderen. Als u uw airconditioning uitzet en de warmte laat ophopen, kunt u aan het eind van de dag tot wel acht uur aan warmte hebben.

Het is echter vaak minder dan dat - huizen hebben een limiet aan de hoeveelheid warmte die ze kunnen opslaan. En de hoeveelheid warmte die uw huis binnenkomt, hangt af van hoe warm het gebouw was om mee te beginnen. Als uw huis bijvoorbeeld slechts 5 eenheden thermische energie kan opslaan voordat het in evenwicht komt met de buitenluchttemperatuur, dan hoeft u aan het eind van de dag maar maximaal 5 eenheden warmte af te voeren.

Bovendien, naarmate uw huis warmer wordt, vertraagt ​​het proces van warmteoverdracht; uiteindelijk bereikt het nul warmteoverdracht bij evenwicht, wanneer de temperatuur binnen hetzelfde is als de temperatuur buiten. Uw airconditioning koelt ook minder effectief bij extreme hitte, dus als u deze tijdens de heetste delen van de dag uitschakelt, kan de algehele efficiëntie van het systeem toenemen. Door deze effecten is er geen eenduidig ​​antwoord op de vraag of je de airconditioning de hele dag moet laten branden of moet wachten tot je 's avonds weer thuis bent.

Energie gebruikt door verschillende airco-strategieën

Beschouw een testcase van een klein huis met typische isolatie in twee warme klimaten:droog (Arizona) en vochtig (Georgië). Met behulp van software voor energiemodellering die is gemaakt door het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory voor het analyseren van het energieverbruik in woongebouwen, hebben we meerdere testcases bekeken voor het energieverbruik in dit hypothetische huis van 110 vierkante meter.

We hebben drie scenario's voor temperatuurstrategie overwogen. Men heeft de binnentemperatuur ingesteld op een constante 76 graden Fahrenheit (24,4 graden Celsius). Een seconde laat de temperatuur tijdens een achturige werkdag tot 89 F (31,6 C) stijgen - een 'tegenvaller'. De laatste gebruikt een temperatuurverlaging tot 89 F (31,6 C) voor een korte werkdag van vier uur.

Binnen deze drie scenario's hebben we gekeken naar drie verschillende A/C-technologieën:een eentraps centrale A/C, een centrale lucht/water warmtepomp (ASHP) en minisplit warmtepompunits. Centrale A/C-units zijn typerend voor huidige woongebouwen, terwijl warmtepompen aan populariteit winnen vanwege hun verbeterde efficiëntie. Centrale ASHP's kunnen gemakkelijk worden gebruikt bij één-op-één vervangingen van centrale A/C-units; minisplits zijn efficiënter dan centrale airconditioning, maar duur om op te zetten.

We wilden zien hoe het energieverbruik van airconditioning in deze gevallen varieerde. We wisten dat, ongeacht de gebruikte HVAC-technologie, het airconditioningsysteem zou stijgen wanneer het instelpunt van de thermostaat terugkeerde naar 24,4 C (76 F) en ook in alle drie de gevallen in de late namiddag, wanneer de buitenluchttemperaturen meestal het hoogst zijn. In de gevallen van tegenslag hebben we de airconditioning geprogrammeerd om de ruimte te koelen voordat de bewoner terug is, waardoor het thermisch comfort wordt gegarandeerd tegen de tijd dat ze thuiskomen.

Wat we ontdekten was dat zelfs wanneer de airconditioning tijdelijk piekt om te herstellen van de hogere binnentemperaturen, het totale energieverbruik in de gevallen met tegenvallers nog steeds lager is dan bij het handhaven van een constante temperatuur gedurende de dag. Op jaarschaal kan dit met een conventionele centrale airconditioning een energiebesparing tot wel 11% opleveren.

De energiebesparing kan echter afnemen als het huis beter geïsoleerd is, de airconditioning efficiënter is of het klimaat minder dramatische temperatuurschommelingen heeft.

De centrale lucht/water-warmtepomp en minisplit-warmtepomp zijn over het algemeen efficiënter, maar leveren minder besparingen op door temperatuurdalingen. Een terugval van acht uur op weekdagen levert besparingen op, ongeacht het systeemtype, terwijl de voordelen van een terugval van vier uur minder eenvoudig zijn. + Verder verkennen

Next-gen warmtepomp kan de energierekening en CO2-uitstoot verlagen

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.