一日中家を冷房するのと、外出時にエアコンの設定を調整するのとではどちらが良いですか? Getty Images経由のWestend61

暑い夏の日は、電気代が高くなる可能性があります。 人は、エネルギーやお金を無駄にすることなく快適に過ごしたいと考えています。 たぶん、あなたの家族はあなたのスペースを冷却するための最善の戦略をめぐって争っています. 夏の間ずっとエアコンをつけっぱなしにするのと、日中の外出時にエアコンを切るのとでは、どちらが効率的ですか。

私たちです 建築のチーム とビルシステム エンジニア 熱伝達と A/C システムのパフォーマンスをシミュレートするエネルギー モデルを使用して、この永遠の疑問に取り組んだのは誰ですか? XNUMX 日を通して継続的に熱を除去するか、それとも XNUMX 日の終わりにのみ余分な熱を除去することにより、家からより多くの熱を除去する必要がありますか?

答えは、家から熱を取り除くのにどれだけエネルギーを消費するかということです。 家の断熱性、エアコンのサイズと種類、屋外の温度と湿度など、多くの要因に影響されます。

私たちの未発表の計算によると、外出中に家を暖め、家に帰ったら冷やすと、常に冷やすよりもエネルギー消費を抑えることができますが、それは状況によって異なります。

離れていても、一日中エアコンを吹き付けていますか?

まず、そもそも熱がどのように蓄積されるかを考えてみましょう。 建物が外部よりも蓄熱量が少ない場合、それは家に流れ込みます。 家に流入する熱の量が「1 時間あたり 1 単位」の割合で与えられる場合、エアコンは常に XNUMX 時間ごとに XNUMX 単位の熱を除去する必要があります。 エアコンをオフにして熱を蓄えると、XNUMX 日の終わりに最大 XNUMX 時間分の熱を保つことができます。

ただし、多くの場合、それよりも少なくなります。住宅が蓄えることができる熱の量には限界があります。 また、家に入る熱の量は、建物が最初からどれだけ熱かったかによって異なります。 たとえば、家が外気温度と平衡に達する前に 5 単位の熱エネルギーしか蓄えられない場合、5 日の終わりに最大 XNUMX 単位の熱を取り除くだけで済みます。

さらに、家が熱くなると、熱伝達のプロセスが遅くなります。 内部の温度が外部の温度と同じになると、最終的に平衡状態で熱伝達がゼロになります。 また、極端な暑さではエアコンの冷却効果が低下するため、XNUMX 日の最も暑い時間帯にエアコンをオフにしておくと、システムの全体的な効率が向上します。 これらの影響は、一日中エアコンを吹き飛ばすべきか、夕方に家に帰るまで待つべきかについて、明確な答えがないことを意味します.

さまざまなエアコン戦略で使用されるエネルギー

乾燥 (アリゾナ) と多湿 (ジョージア) の XNUMX つの温暖な気候における典型的な断熱材を備えた小さな家のテスト ケースを考えてみましょう。 使用する エネルギーモデリングソフトウェア 住宅のエネルギー使用を分析するために米国立再生可能エネルギー研究所によって作成された、この仮想的な 1,200 平方フィート (110 平方メートル) の家でのエネルギー使用の複数のテスト ケースを調べました。

76 つの温度戦略シナリオを検討しました。 24.4 つは室内温度を一定の華氏 89 度 (摂氏 31.6 度) に設定しています。 89 秒で、31.6 日 XNUMX 時間の勤務中に温度が XNUMX F (XNUMX C) まで上昇します。これは「後退」です。 最後の例では、XNUMX 日 XNUMX 時間という短い勤務時間で、温度を XNUMX F (XNUMX C) に下げます。

これら XNUMX つのシナリオの中で、XNUMX つの異なる A/C テクノロジーを検討しました。 セントラルA/C 中央空気源ヒートポンプ (ASHP) & ミニスプリットヒートポンプユニット. セントラル A/C ユニットは現在の住宅用建物の典型ですが、ヒート ポンプは効率の向上により人気が高まっています。 セントラル ASHP は、セントラル A/C ユニットの XNUMX 対 XNUMX の交換に簡単に使用できます。 ミニスプリットはセントラルエアコンよりも効率的ですが、セットアップに費用がかかります。

A/C からのエネルギー使用量がこれらのケースでどのように変化するかを確認したかったのです。 使用されている HVAC 技術に関係なく、サーモスタットの設定値が 76 F (24.4 C) に戻ったときに A/C システムが急上昇することがわかっていました。また、通常、外気温度が最も高くなる午後遅くに XNUMX つのケースすべてで発生することもわかっていました。 逆境のケースでは、居住者が帰宅する前に空間の冷却を開始するようにエアコンをプログラムし、帰宅するまでに快適な温度を確保しました。

 エネルギー モデルは、フェニックスの暑く乾燥した夏の天候など、特定の条件下で住宅が使用するエネルギー量を示すことができます。 研究者は、XNUMX つの異なる HVAC 技術と XNUMX つの異なる温度設定戦略で数値を計算しました。 ピゴット/シャイブ/ベイカー/CUボルダー, BY-ND CC 研究者は、同じ XNUMX つの異なる HVAC 技術と XNUMX つの温度設定戦略を使用しましたが、今回は高温多湿のアトランタの家を対象としていました。 ピゴット/シャイブ/ベイカー/CUボルダー, BY-ND CC

私たちが見つけたのは、室内温度の上昇から回復するためにエアコンが一時的に急上昇した場合でも、後退した場合の全体的なエネルギー消費量は、11 日を通して一定の温度を維持する場合よりも依然として少ないということです。 これにより、従来のセントラルエアコンを使用した年間規模で、最大 XNUMX% のエネルギーを節約できます。

ただし、家の断熱性が高い場合、エアコンの効率が高い場合、または気候の急激な温度変化が少ない場合は、エネルギー節約量が減少する可能性があります。

中央空気源ヒート ポンプとミニスプリット ヒート ポンプは、全体的にはより効率的ですが、温度の低下による節約は少なくなります。 平日の XNUMX 時間のセットバックは、システムの種類に関係なく節約になりますが、XNUMX 時間のセットバックから得られるメリットはそれほど単純ではありません。

著者について

アイスリング・ピゴット、博士号建築工学の学生、 コロラド大学ボールダー校; ジェニファー・シャイブ, ビルシステム工学助教授, コロラド大学ボールダー校, キリ・ベイカー, 建築システム工学科助教, コロラド大学ボールダー校

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