آیا بهتر است خانه خود را در تمام طول روز خنک کنید یا تنظیم A/C را هنگام خروج از در تنظیم کنید؟ Westend61 از طریق Getty Images

روزهای گرم تابستان می تواند به معنای بالا بودن قبض برق باشد. مردم می خواهند بدون هدر دادن انرژی و پول راحت بمانند. شاید خانواده شما بر سر بهترین استراتژی برای خنک کردن فضای شما جنگیده باشد. کدام کارآمدتر است: اجرای تهویه مطبوع در تمام تابستان بدون وقفه، یا خاموش کردن آن در طول روز زمانی که برای لذت بردن از آن نیستید؟

ما یک تیم معماری و سیستم های ساختمانی مهندسین چه کسی از مدل‌های انرژی که انتقال حرارت و عملکرد سیستم تهویه مطبوع را شبیه‌سازی می‌کنند برای مقابله با این سوال همیشگی استفاده کرد: آیا با حذف مداوم گرما در طول روز یا حذف گرمای اضافی فقط در پایان روز نیاز به حذف گرمای بیشتری از خانه خود دارید؟

پاسخ این است که چقدر انرژی برای حذف گرما از خانه شما صرف می شود. این تحت تأثیر عوامل زیادی مانند میزان عایق بندی خانه شما، اندازه و نوع تهویه مطبوع و دما و رطوبت فضای باز است.

بر اساس محاسبات منتشر نشده ما، اجازه دادن به خانه شما در حین بیرون رفتن از محل کار گرم شود و آن را خنک کنید وقتی به خانه می رسید می تواند انرژی کمتری نسبت به خنک نگه داشتن آن مصرف کند – اما این بستگی دارد.

تهویه مطبوع در تمام طول روز، حتی زمانی که شما دور هستید؟

ابتدا به این فکر کنید که چگونه گرما در وهله اول جمع می شود. زمانی که ساختمان گرمای ذخیره شده کمتری نسبت به بیرون داشته باشد، به خانه شما سرازیر می شود. اگر میزان گرمای ورودی به خانه شما با نرخ "1 واحد در ساعت" داده شود، تهویه مطبوع شما همیشه 1 واحد گرما برای حذف در هر ساعت خواهد داشت. اگر تهویه مطبوع خود را خاموش کنید و اجازه دهید گرما جمع شود، در پایان روز می توانید تا هشت ساعت گرما داشته باشید.

با این حال، اغلب کمتر از آن است – خانه‌ها محدودیتی برای ذخیره گرما دارند. و مقدار گرمایی که وارد خانه شما می شود به میزان گرمای ساختمان در ابتدا بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر خانه شما فقط می تواند 5 واحد انرژی حرارتی را قبل از رسیدن به تعادل با دمای هوای بیرون ذخیره کند، در پایان روز فقط باید حداکثر 5 واحد گرما را حذف کنید.

علاوه بر این، با گرم شدن خانه شما، فرآیند انتقال حرارت کند می شود. در نهایت انتقال حرارت در حالت تعادل به صفر می رسد، زمانی که دمای داخل با دمای بیرون یکسان باشد. سیستم تهویه مطبوع شما همچنین در گرمای شدید کمتر خنک می‌شود، بنابراین خاموش نگه داشتن آن در گرم‌ترین بخش‌های روز می‌تواند کارایی کلی سیستم را افزایش دهد. این اثرات به این معنی است که هیچ پاسخ مستقیمی در مورد اینکه آیا باید کولر گازی را تمام روز منفجر کنید یا صبر کنید تا عصر به خانه برگردید وجود ندارد.

انرژی مورد استفاده در استراتژی های مختلف A/C

یک مورد آزمایشی از یک خانه کوچک با عایق معمولی در دو آب و هوای گرم را در نظر بگیرید: خشک (آریزونا) و مرطوب (گرجستان). استفاده كردن نرم افزار مدل سازی انرژی ایجاد شده توسط آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر ایالات متحده برای تجزیه و تحلیل مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی، ما به چند مورد آزمایش برای استفاده از انرژی در این خانه فرضی 1,200 فوت مربع (110 متر مربع) نگاه کردیم.

ما سه سناریوی استراتژی دما را در نظر گرفتیم. یکی دمای داخل خانه را روی 76 درجه فارنهایت (24.4 درجه سانتیگراد) ثابت تنظیم کرده است. یک ثانیه به دما اجازه می دهد تا در طول یک روز کاری هشت ساعته تا 89 فارنهایت (31.6 درجه سانتیگراد) شناور شود - یک "پسرفت". آخرین مورد از کاهش دما به 89 فارنهایت (31.6 درجه سانتیگراد) برای یک روز کاری کوتاه چهار ساعته استفاده می کند.

در این سه سناریو، ما به سه فناوری مختلف A/C نگاه کردیم: یک مرحله تهویه مطبوع مرکزی، یک پمپ حرارتی منبع هوای مرکزی (ASHP) و واحدهای پمپ حرارتی مینی اسپلیت. واحدهای تهویه مطبوع مرکزی نمونه‌ای از ساختمان‌های مسکونی فعلی هستند، در حالی که پمپ‌های حرارتی به دلیل کارایی بهبود یافته‌شان محبوبیت بیشتری پیدا می‌کنند. ASHP های مرکزی به راحتی در تعویض یک به یک واحدهای تهویه مطبوع مرکزی استفاده می شوند. مینی اسپلیت ها نسبت به تهویه مطبوع مرکزی کارآمدتر هستند اما راه اندازی آن هزینه بر است.

ما می‌خواستیم ببینیم مصرف انرژی از تهویه مطبوع چگونه در این موارد متفاوت است. ما می‌دانستیم که صرف‌نظر از فناوری HVAC مورد استفاده، هنگامی که نقطه تنظیم ترموستات به 76 فارنهایت (24.4 درجه سانتیگراد) و همچنین برای هر سه مورد در اواخر بعد از ظهر که دمای هوای بیرون معمولاً بالاترین است، سیستم تهویه مطبوع افزایش می‌یابد. در موارد عقب‌نشینی، ما سیستم تهویه مطبوع را طوری برنامه‌ریزی کردیم که قبل از بازگشت ساکنین، شروع به خنک‌کردن فضا کند و از راحتی حرارتی تا زمانی که به خانه می‌رسند اطمینان حاصل کنیم.

 مدل‌های انرژی می‌توانند نشان دهند که یک خانه در شرایط خاص چقدر انرژی مصرف می‌کند - مانند هوای گرم و خشک تابستانی فونیکس. محققان این اعداد را بر روی سه فناوری مختلف HVAC و سه استراتژی مختلف تنظیم دما انجام دادند. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND محققان از همان سه فناوری مختلف HVAC و سه استراتژی تنظیم دما استفاده کردند، اما این بار برای خانه‌ای در آتلانتای گرم و مرطوب. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND

چیزی که ما دریافتیم این بود که حتی زمانی که سیستم تهویه مطبوع برای بازیابی از دمای بالاتر داخل خانه به طور موقت افزایش می یابد، مصرف کلی انرژی در موارد عقب ماندگی همچنان کمتر از زمانی است که دمای ثابت در طول روز حفظ شود. در مقیاس سالانه با تهویه مطبوع مرکزی معمولی، این می تواند منجر به صرفه جویی در انرژی تا 11٪ شود.

با این حال، اگر خانه عایق بهتری داشته باشد، تهویه مطبوع کارآمدتر باشد یا آب و هوا دارای نوسانات دمایی کمتر باشد، ممکن است صرفه جویی در انرژی کاهش یابد.

پمپ حرارتی منبع هوای مرکزی و پمپ حرارتی مینی اسپلیت به طور کلی کارآمدتر هستند اما در نتیجه کاهش دما صرفه جویی کمتری می کنند. یک عقب گرد هشت ساعته در روزهای هفته صرفه جویی را صرف نظر از نوع سیستم فراهم می کند، در حالی که مزایای به دست آمده از یک عقب گرد چهار ساعته چندان ساده نیست.

درباره نویسنده

ایسلینگ پیگوت, Ph.D. دانشجوی رشته مهندسی معماری دانشگاه کلرادو در بولدر; جنیفر شایب، استادیار مهندسی سیستم های ساختمان، دانشگاه کلرادو در بولدرو کایری بیکر، استادیار مهندسی سیستم های ساختمان، دانشگاه کلرادو در بولدر

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.