Er det bedre å avkjøle huset hele dagen, eller justere A/C-innstillingen på vei ut døren? Westend61 via Getty Images

Varme sommerdager kan bety høye strømregninger. Folk ønsker å bo komfortabelt uten å kaste bort energi og penger. Kanskje husstanden din har kjempet om den beste strategien for å kjøle ned rommet ditt. Hva er mer effektivt: å kjøre klimaanlegget hele sommeren uten pause, eller slå det av på dagtid når du ikke er der for å nyte det?

Vi er en team av arkitekter og byggesystemer ingeniører som brukte energimodeller som simulerer varmeoverføring og A/C-systemytelse for å takle dette flerårige spørsmålet: Må du fjerne mer varme fra hjemmet ditt ved å kontinuerlig fjerne varme gjennom dagen eller fjerne overflødig varme først på slutten av dagen?

Svaret koker ned til hvor energikrevende det er å fjerne varme fra hjemmet ditt. Det påvirkes av mange faktorer, for eksempel hvor godt huset ditt er isolert, størrelsen og typen på klimaanlegget og utendørstemperatur og luftfuktighet.

Ifølge våre upubliserte beregninger kan det å la hjemmet varmes opp mens du er ute på jobb og kjøle det ned når du kommer hjem bruke mindre energi enn å holde det konstant kjølig – men det kommer an på.

Sprenge A/C hele dagen, selv når du er borte?

Tenk først på hvordan varmen akkumuleres i utgangspunktet. Det strømmer inn i hjemmet ditt når bygningen har mindre lagret varme enn utenfor. Hvis mengden varme som strømmer inn i hjemmet ditt er gitt med en hastighet på "1 enhet per time", vil klimaanlegget alltid ha 1 enhet varme å fjerne hver time. Hvis du slår av klimaanlegget og lar varmen samle seg, kan du ha opptil åtte timers varme på slutten av dagen.

Det er imidlertid ofte mindre enn det – boliger har en grense for hvor mye varme de kan lagre. Og mengden varme som kommer inn i hjemmet ditt avhenger av hvor varmt bygget var til å begynne med. For eksempel, hvis hjemmet ditt bare kan lagre 5 enheter termisk energi før du kommer til en likevekt med utelufttemperaturen, vil du på slutten av dagen bare måtte fjerne maksimalt 5 enheter varme.

I tillegg, ettersom hjemmet ditt varmes opp, reduseres prosessen med varmeoverføring; til slutt når den null varmeoverføring ved likevekt, når temperaturen inne er den samme som temperaturen ute. A/C-en din kjøler også mindre effektivt i ekstrem varme, så å holde den av under de varmeste delene av dagen kan øke den generelle effektiviteten til systemet. Disse effektene betyr at det ikke er noe enkelt svar på om du bør sprenge luften hele dagen eller vente til du kommer hjem om kvelden.

Energi brukt av ulike A/C-strategier

Tenk på et testtilfelle av et lite hjem med typisk isolasjon i to varme klimaer: tørt (Arizona) og fuktig (Georgia). Ved hjelp av programvare for energimodellering opprettet av US National Renewable Energy Laboratory for å analysere energibruk i boligbygg, så vi på flere testtilfeller for energibruk i dette hypotetiske 1,200 kvadratfot (110 kvadratmeter) hjemmet.

Vi vurderte tre temperaturstrategiscenarier. Man har innetemperaturen satt til konstant 76 grader Fahrenheit (24.4 grader Celsius). Et sekund lar temperaturen flyte opp til 89 F (31.6 C) i løpet av en åtte timers arbeidsdag – et "tilbakeslag". Den siste bruker en temperatursenkning til 89 F (31.6 C) for en kort fire-timers arbeidsdag.

Innenfor disse tre scenariene så vi på tre forskjellige A/C-teknologier: et enkelt trinn sentral luftkondisjoneringen sentral luftvarmepumpe (ASHP) og minisplit varmepumpeenheter. Sentrale A/C-enheter er typiske for dagens boligbygg, mens varmepumper blir stadig mer populære på grunn av deres forbedrede effektivitet. Sentrale ASHP-er kan enkelt brukes i en-til-en-erstatninger av sentrale A/C-enheter; minisplits er mer effektive enn sentral luftkondisjonering, men kostbare å sette opp.

Vi ønsket å se hvordan energibruken fra A/C varierte i disse tilfellene. Vi visste at uavhengig av HVAC-teknologien som ble brukt, ville A/C-systemet stige når termostatens settpunkt gikk tilbake til 76 F (24.4 C) og også for alle tre tilfellene sent på ettermiddagen når utelufttemperaturene vanligvis er høyest. I tilbakeslagstilfellene programmerte vi klimaanlegget til å begynne å kjøle ned plassen før beboeren er tilbake, for å sikre termisk komfort når de kommer hjem.

 Energimodeller kan vise hvor mye energi et hus vil bruke under spesielle forhold – som Phoenixs varme, tørre sommervær. Forskerne kjørte tallene på tre forskjellige HVAC-teknologier og tre forskjellige temperaturinnstillingsstrategier. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND Forskerne brukte de samme tre forskjellige HVAC-teknologiene og tre temperaturinnstillingsstrategier, men denne gangen for et hus i varmt og fuktig Atlanta. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND

Det vi fant var at selv når luftkondisjoneringen midlertidig øker for å komme seg etter de høyere innendørstemperaturene, er det totale energiforbruket i tilbakeslagstilfellene fortsatt mindre enn når man opprettholder en konstant temperatur gjennom dagen. På årsskala med en konvensjonell sentral luftkondisjonering kan dette gi energibesparelser på opptil 11 %.

Energibesparelsen kan imidlertid avta hvis boligen er bedre isolert, luftkondisjoneringen er mer effektiv eller klimaet har mindre dramatiske temperatursvingninger.

Den sentrale luftvarmepumpen og minisplit-varmepumpen er mer effektive totalt sett, men gir mindre besparelser fra temperatursenking. Åtte timers tilbakeslag på hverdager gir besparelser uavhengig av systemtype, mens fordelene ved fire timers tilbakeslag er mindre enkle.

Om forfatterne

Aisling Pigott, Ph.D. Student i arkitektonisk ingeniørfag, University of Colorado Boulder; Jennifer Scheib, assisterende professor i byggesystemteknikk, University of Colorado Boulderog Kyri Baker, assisterende professor i byggesystemteknikk, University of Colorado Boulder

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.