É melhor esfriar sua casa o dia todo ou ajustar a configuração do ar-condicionado ao sair pela porta? Westend61 via Getty Images

Os dias quentes de verão podem significar contas altas de eletricidade. As pessoas querem ficar confortáveis ​​sem desperdiçar energia e dinheiro. Talvez sua casa tenha brigado pela melhor estratégia para resfriar seu espaço. O que é mais eficiente: ligar o ar condicionado durante todo o verão sem pausas ou desligá-lo durante o dia quando você não está lá para apreciá-lo?

Somos uma equipe de arquitetura e sistemas de construção engenheiros que usaram modelos de energia que simulam a transferência de calor e o desempenho do sistema de ar condicionado para resolver esta questão perene: você precisará remover mais calor de sua casa removendo continuamente o calor ao longo do dia ou removendo o excesso de calor apenas no final do dia?

A resposta se resume ao uso intensivo de energia para remover o calor de sua casa. É influenciado por muitos fatores, como o isolamento da sua casa, o tamanho e o tipo do seu ar condicionado e a temperatura e umidade externas.

De acordo com nossos cálculos não publicados, deixar sua casa aquecer enquanto você está no trabalho e resfriá-la ao chegar em casa pode usar menos energia do que mantê-la sempre fria – mas depende.

Explodir o ar-condicionado o dia todo, mesmo quando você estiver ausente?

Primeiro, pense em como o calor se acumula em primeiro lugar. Ele flui para sua casa quando o prédio tem menos calor armazenado do que fora. Se a quantidade de calor que flui para sua casa for dada por uma taxa de “1 unidade por hora”, seu A/C sempre terá 1 unidade de calor para remover a cada hora. Se você desligar o ar condicionado e deixar o calor se acumular, poderá ter até oito horas de calor no final do dia.

Muitas vezes, porém, é menos do que isso – as casas têm um limite para a quantidade de calor que podem armazenar. E a quantidade de calor que entra em sua casa depende de quão quente o prédio estava para começar. Por exemplo, se sua casa pode armazenar apenas 5 unidades de energia térmica antes de chegar a um equilíbrio com a temperatura do ar externo, no final do dia você só precisará remover no máximo 5 unidades de calor.

Além disso, à medida que sua casa aquece, o processo de transferência de calor diminui; eventualmente, atinge zero de transferência de calor no equilíbrio, quando a temperatura interna é a mesma que a temperatura externa. Seu A/C também esfria com menos eficiência em calor extremo, portanto, mantê-lo desligado durante as partes mais quentes do dia pode aumentar a eficiência geral do sistema. Esses efeitos significam que não há uma resposta direta para saber se você deve ligar o ar-condicionado o dia todo ou esperar até voltar para casa à noite.

Energia usada por diferentes estratégias de A/C

Considere um caso de teste de uma pequena casa com isolamento típico em dois climas quentes: seco (Arizona) e úmido (Geórgia). Usando software de modelagem de energia criado pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA para analisar o uso de energia em edifícios residenciais, analisamos vários casos de teste para uso de energia nesta casa hipotética de 1,200 pés quadrados (110 metros quadrados).

Consideramos três cenários de estratégia de temperatura. Um tem a temperatura interna ajustada para uma constante de 76 graus Celsius. Um segundo permite que a temperatura flutue até 24.4 F (89 C) durante um dia de trabalho de oito horas – um “revés”. O último usa um recuo de temperatura para 31.6 F (89 C) para um curto dia de trabalho de quatro horas.

Dentro desses três cenários, analisamos três tecnologias de A/C diferentes: um único estágio A / C central, um bomba de calor de fonte de ar central (ASHP) e unidades de bomba de calor minisplit. As unidades centrais de ar condicionado são típicas dos edifícios residenciais atuais, enquanto as bombas de calor estão ganhando popularidade devido à sua eficiência aprimorada. Os ASHPs centrais são facilmente usados ​​em substituições individuais de unidades centrais de A/C; minisplits são mais eficientes do que o A/C central, mas caros para configurar.

Queríamos ver como o uso de energia do ar-condicionado variava nesses casos. Sabíamos que, independentemente da tecnologia HVAC usada, o sistema de ar condicionado dispararia quando o ponto de ajuste do termostato voltasse a 76 F (24.4 C) e também para todos os três casos no final da tarde, quando as temperaturas do ar externo geralmente são as mais altas. Nos casos de contratempo, programamos o ar-condicionado para começar a resfriar o ambiente antes da volta do morador, garantindo conforto térmico ao chegar em casa.

 Os modelos de energia podem mostrar quanta energia uma casa usará sob condições específicas – como o clima quente e seco do verão de Phoenix. Os pesquisadores analisaram os números em três tecnologias HVAC diferentes e três estratégias diferentes de ajuste de temperatura. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND Os pesquisadores usaram as mesmas três tecnologias de climatização diferentes e três estratégias de ajuste de temperatura, mas desta vez para uma casa na quente e úmida Atlanta. Pigott/Scheib/Baker/CU Boulder, CC BY-ND

O que descobrimos foi que, mesmo quando o ar condicionado dispara temporariamente para se recuperar das temperaturas internas mais altas, o consumo geral de energia nos casos de contratempo ainda é menor do que quando se mantém uma temperatura constante ao longo do dia. Em uma escala anual com um A/C central convencional, isso pode resultar em economia de energia de até 11%.

No entanto, a economia de energia pode diminuir se a casa estiver melhor isolada, o ar-condicionado for mais eficiente ou o clima tiver oscilações de temperatura menos dramáticas.

A bomba de calor de fonte de ar central e a bomba de calor minisplit são mais eficientes em geral, mas geram menos economias de contratempos de temperatura. Um revés de oito horas durante a semana proporciona economia, independentemente do tipo de sistema, enquanto os benefícios obtidos de um revés de quatro horas são menos diretos.

Sobre os Autores

Aisling Pigott, Ph.D. Estudante de Engenharia Arquitetônica, Universidade de Colorado Boulder; Jennifer Scheib, Professor Assistente de Ensino de Engenharia de Sistemas de Construção, Universidade de Colorado Boulder e Kyri Baker, Professor Assistente de Engenharia de Sistemas de Construção, Universidade de Colorado Boulder

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.