Les chaudes journées d’été peuvent signifier des factures d’électricité élevées. Les gens veulent rester à l’aise sans gaspiller d’énergie et d’argent. Peut-être que votre ménage s’est disputé la meilleure stratégie pour refroidir votre espace. Qu’est-ce qui est le plus efficace : faire fonctionner la climatisation tout l’été sans interruption, ou l’éteindre pendant la journée quand vous n’êtes pas là pour en profiter ?
Nous sommes une équipe d’ingénieurs en architecture et en systèmes de construction qui ont utilisé des modèles énergétiques qui simulent le transfert de chaleur et les performances du système de climatisation pour répondre à cette question récurrente : Aurez-vous besoin d’éliminer plus de chaleur de votre maison en éliminant continuellement la chaleur tout au long de la journée ou en éliminant l’excès chauffer uniquement en fin de journée ?
La réponse se résume à la consommation d’énergie nécessaire pour évacuer la chaleur de votre maison. Il est influencé par de nombreux facteurs tels que la qualité de l’isolation de votre maison, la taille et le type de votre climatiseur, ainsi que la température et l’humidité extérieures.
Selon nos calculs non publiés, laisser votre maison chauffer pendant que vous êtes au travail et la refroidir lorsque vous rentrez chez vous peut consommer moins d’énergie que de la garder constamment fraîche, mais cela dépend.
Blast A/C toute la journée, même lorsque vous êtes absent ?
Tout d’abord, pensez à la façon dont la chaleur s’accumule en premier lieu. Il s’écoule dans votre maison lorsque le bâtiment a moins de chaleur stockée qu’à l’extérieur. Si la quantité de chaleur circulant dans votre maison est donnée par un taux de « 1 unité par heure », votre A/C aura toujours 1 unité de chaleur à évacuer toutes les heures. Si vous éteignez votre climatisation et laissez la chaleur s’accumuler, vous pourriez avoir jusqu’à huit heures de chaleur à la fin de la journée.
C’est souvent moins que cela, cependant – les maisons ont une limite à la quantité de chaleur qu’elles peuvent stocker. Et la quantité de chaleur qui entre dans votre maison dépend de la température initiale du bâtiment. Par exemple, si votre maison ne peut stocker que cinq unités d’énergie thermique avant d’atteindre un équilibre avec la température de l’air extérieur, alors en fin de journée, vous n’aurez à retirer que cinq unités de chaleur au maximum.
De plus, à mesure que votre maison se réchauffe, le processus de transfert de chaleur ralentit ; finalement, il atteint zéro transfert de chaleur à l’équilibre, lorsque la température à l’intérieur est la même que la température à l’extérieur. Votre climatiseur refroidit également moins efficacement en cas de chaleur extrême, donc le garder éteint pendant les périodes les plus chaudes de la journée peut augmenter l’efficacité globale du système. Ces effets signifient qu’il n’y a pas de réponse simple à la question de savoir si vous devez faire exploser la climatisation toute la journée ou attendre de rentrer chez vous le soir.
Énergie utilisée par différentes stratégies de climatisation
Considérons un cas test d’une petite maison avec une isolation typique dans deux climats chauds : sec (Arizona) et humide (Géorgie). À l’aide d’un logiciel de modélisation énergétique créé par le US National Renewable Energy Laboratory pour analyser la consommation d’énergie dans les bâtiments résidentiels, nous avons examiné plusieurs cas de test pour la consommation d’énergie dans cette maison hypothétique de 1 200 pieds carrés (110 mètres carrés).
Nous avons considéré trois scénarios de stratégie de température. L’un a la température intérieure réglée sur une constante de 76° Fahrenheit (24,4° Celsius). Une seconde permet à la température de flotter jusqu’à 89° F (31,6° C) pendant une journée de travail de huit heures – un « recul ». Le dernier utilise un abaissement de température à 89° F (31,6° C) pour une courte journée de travail de quatre heures.
Dans ces trois scénarios, nous avons examiné trois technologies de climatisation différentes : une climatisation centrale à un étage, une pompe à chaleur centrale à air (ASHP) et des unités de pompe à chaleur minisplit. Les unités de climatisation centrales sont typiques des bâtiments résidentiels actuels, tandis que les pompes à chaleur gagnent en popularité en raison de leur efficacité améliorée. Les ASHP centraux sont facilement utilisés dans les remplacements individuels des unités de climatisation centrales ; Les minisplits sont plus efficaces que la climatisation centrale mais coûteux à mettre en place.
Nous voulions voir comment la consommation d’énergie de la climatisation variait dans ces cas. Nous savions que quelle que soit la technologie CVC utilisée, le système de climatisation augmenterait lorsque le point de consigne du thermostat reviendrait à 76 °F (24,4 °C) et également dans les trois cas en fin d’après-midi lorsque les températures de l’air extérieur sont généralement les plus élevées. Dans les cas de recul, nous avons programmé la climatisation pour qu’elle commence à rafraîchir l’espace avant le retour du résident, assurant ainsi un confort thermique au moment où il rentre chez lui.
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Les modèles énergétiques peuvent montrer la quantité d’énergie qu’une maison utilisera dans des conditions particulières, comme le temps chaud et sec de l’été à Phoenix. Les chercheurs ont analysé les chiffres de trois technologies CVC différentes et de trois stratégies différentes de réglage de la température.
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Les chercheurs ont utilisé les trois mêmes technologies CVC différentes et trois stratégies de réglage de la température, mais cette fois pour une maison à Atlanta chaude et humide.
Ce que nous avons constaté, c’est que même lorsque la climatisation augmente temporairement pour récupérer des températures intérieures plus élevées, la consommation d’énergie globale dans les cas de recul est toujours inférieure à celle du maintien d’une température constante tout au long de la journée. À l’échelle annuelle, avec une climatisation centrale conventionnelle, cela pourrait entraîner des économies d’énergie allant jusqu’à 11 %.
Cependant, les économies d’énergie peuvent diminuer si la maison est mieux isolée, si la climatisation est plus efficace ou si le climat présente des variations de température moins importantes.
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Pour trois types de système de refroidissement (climatisation centrale, pompe à chaleur à air et mini-split), il était plus efficace d’éteindre le refroidissement pendant la journée de travail de huit heures, puis de le rallumer à la fin de la journée. Cette simulation a pris en compte le temps chaud mais sec de l’Arizona.
Ars TECHNICA
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Pour trois types de système de refroidissement (climatisation centrale, pompe à chaleur à air et mini-split), il était plus efficace d’éteindre le refroidissement pendant la journée de travail de huit heures, puis de le rallumer à la fin de la journée. Cette simulation a pris en compte le climat humide de la Géorgie.
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La thermopompe centrale à air et la thermopompe minisplit sont globalement plus efficaces, mais génèrent moins d’économies en cas de baisse de température. Un décalage de huit heures en semaine permet des économies quel que soit le type de système, tandis que les avantages tirés d’un décalage de quatre heures sont moins évidents.
Aisling Pigott est doctorante en ingénierie architecturale à l’Université du Colorado à Boulder ; Jennifer Scheib est professeure adjointe d’enseignement en génie des systèmes de construction à l’Université du Colorado à Boulder ; et Kyri Baker est professeur adjoint d’ingénierie des systèmes de construction, Université du Colorado à Boulder
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.