Inteligentny termostat
Inteligentne termostaty to termostaty Wi-Fi , których można używać z automatyką domową i są odpowiedzialne za sterowanie ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją w domu . Pełnią podobne funkcje jak termostat programowalny , ponieważ pozwalają użytkownikowi kontrolować temperaturę w domu w ciągu dnia za pomocą harmonogramu, ale zawierają również dodatkowe funkcje, takie jak czujniki i łączność Wi-Fi, które rozwiązują problemy z programowalnymi termostatami .
Podobnie jak inne termostaty Wi-Fi, są one połączone z Internetem za pośrednictwem sieci Wi-Fi . Pozwalają użytkownikom dostosować ustawienia ogrzewania z poziomu innych urządzeń podłączonych do internetu, takich jak laptop czy smartfon . Pozwala to użytkownikom na zdalne sterowanie termostatem. Ta łatwość obsługi jest niezbędna do zapewnienia oszczędności energii : badania wykazały, że gospodarstwa domowe z programowalnymi termostatami faktycznie zużywają więcej energii niż te z prostymi termostatami, ponieważ mieszkańcy nieprawidłowo je programują lub całkowicie wyłączają.
Inteligentne termostaty rejestrują również temperaturę wewnętrzną/zewnętrzną, czas pracy systemu HVAC i mogą powiadamiać użytkownika o konieczności wymiany filtra powietrza w systemie. Informacje te są zwykle wyświetlane później na urządzeniu podłączonym do Internetu, takim jak smartfon.
Ręczne vs. programowalne vs. inteligentne termostaty
Ręczne termostaty
Termostaty ręczne (znane również jako termostaty analogowe) to najstarszy i najprostszy rodzaj termostatów. Te termostaty są ustawione na jedną temperaturę i nie zmieniają się, dopóki użytkownik nie dostosuje temperatury ręcznie.
Programowalne termostaty
Termostaty programowalne , wprowadzone po raz pierwszy ponad 100 lat temu, to rodzaj termostatu, który pozwala użytkownikowi ustawić harmonogram dla różnych temperatur w różnych porach. Większość programowalnych termostatów ma również funkcję wstrzymania, która zawiesza harmonogram i skutecznie zmienia termostat w termostat ręczny. Ideą funkcji planowania jest to, że użytkownicy ustawiają wyższą lub niższą temperaturę, gdy dom jest pusty, aby oszczędzać energię i pieniądze. Ze względu na zakładane oszczędności energii niektóre przepisy budowlane i programy rządowe zaczęły wymagać stosowania programowalnych termostatów. Niestety przez błąd ludzki podczas korzystania z tych urządzeń wiele programowalnych termostatów powoduje większe zużycie energii niż podstawowy termostat ręczny.
Problemy z programowalnymi termostatami
Jednym z głównych celów inteligentnych termostatów jest ograniczenie problemów związanych z używaniem tradycyjnych programowalnych termostatów. Aby zrozumieć, w jaki sposób inteligentne termostaty wywiązują się z tego zadania, ważne jest zrozumienie zagadnień związanych z programowalnymi termostatami i ich wpływem na zużycie energii. W latach 2008-2009 firma Florida Power & Light (FPL) dostarczyła 400 właścicielom domów programowalne termostaty i monitorowała ich wzorce ogrzewania i chłodzenia. Spośród 400 uczestników 56% użytkowników korzystało z funkcji programowania, podczas gdy pozostali uczestnicy nie programowali termostatu i pozostawili go w stanie „wstrzymania”. Ustalono, że użytkownicy, którzy korzystali z funkcji programowania, faktycznie zużywali o 12% więcej energii niż osoby nieprogramujące. Ten wzrost zużycia wynikał z wyższych cykli nocnych związanych z niższymi nastawami termostatu (tj. niższą nastawą temperatury), w wyniku pomylenia z ustawieniem harmonogramu. To badanie pokazuje, że programowalne termostaty niekoniecznie oszczędzają energię. Inteligentny termostat próbuje zwalczyć ten problem, usuwając użytkownika z pola widzenia i polegając na czujnikach i komputerach w celu oszczędzania energii.
Inne badanie przeprowadzone w tej sprawie wykazało, że największym problemem dla programowalnych termostatów był człowiek, który ich używał. Technologia zastosowana w termostacie programowalnym jest bez wątpienia jednym z najważniejszych czynników decydujących o tym, czy termostat odniesie sukces w oszczędzaniu energii. Ale równie ważnym czynnikiem jest człowiek, który używa termostatu. Niestety wiele osób posiadających termostaty programowalne nie wie, jak go używać lub nie korzysta ze wszystkich oferowanych funkcji. W jednym z badań przeprowadzono szereg wywiadów, ankiet i obserwacji, aby ustalić, że zdecydowana większość właścicieli termostatów programowalnych nie używa ich zgodnie z ich przeznaczeniem. Ankieta internetowa wykazała, że 89% respondentów nie korzysta z funkcji harmonogramu w swoich programowalnych termostatach. Inne wyniki wywiadów i ankiet pokazują, że duża liczba osób ma błędne wyobrażenia na temat ogrzewania/chłodzenia i korzystania z programowalnych termostatów. Jednym z nieporozumień jest przekonanie, że ogrzewanie przez cały czas jest bardziej wydajne niż zaplanowanie wyłączenia ogrzewania. Innym błędnym przekonaniem zauważonym w badaniu jest to, że przykręcenie termostatu nie zmniejsza znacząco zużycia energii. Te błędne przekonania potwierdzają pogląd, że sam programowalny termostat może mieć wszystkie niezbędne narzędzia, ale jeśli użytkownik ich nie użyje lub użyje ich nieprawidłowo, wówczas te termostaty zawiodą w oszczędzaniu energii.
W wyniku tych i podobnych badań firma Energy Star zawiesiła znakowanie programowalnych termostatów w grudniu 2009 r. Celem inteligentnych termostatów stało się rozwiązanie tych problemów poprzez wyeliminowanie człowieka z obrazu i stworzenie termostatu wykorzystującego inteligentne obliczenia aby naprawdę zmniejszyć zużycie energii i koszty.
Inteligentne termostaty
Inteligentne termostaty są podobne do programowalnych termostatów w tym sensie, że mają funkcję planowania, która pozwala użytkownikom ustawić różne temperatury na różne pory dnia. Oprócz tej funkcji inteligentne termostaty wykorzystują inne technologie, aby zmniejszyć liczbę błędów ludzkich związanych z używaniem programowalnych termostatów. Inteligentne termostaty wykorzystują czujniki, które określają, czy dom jest zajęty, i mogą zawiesić ogrzewanie lub chłodzenie do czasu powrotu lokatora. Ponadto inteligentne termostaty wykorzystują łączność Wi-Fi, aby zapewnić użytkownikowi stały dostęp do termostatu. Udowodniono, że te dodatkowe technologie sprawiają, że inteligentne termostaty skutecznie oszczędzają energię i pieniądze użytkowników.
Historia
Rozwój inteligentnego termostatu rozpoczął się w 2007 roku od stworzenia termostatu ecobee . Założyciel ecobee, Stuart Lombard, chciał oszczędzać energię i zmniejszyć ślad węglowy swojej rodziny. Po uświadomieniu sobie, że ogrzewanie i chłodzenie pochłaniają większość energii w jego domu, Lombard kupił programowalny termostat, próbując zmniejszyć całkowite zużycie energii. Lombard szybko odkrył, że programowalny termostat był trudny w obsłudze i zawodny. Po trudnościach z programowalnym termostatem postanowił stworzyć inteligentny termostat, który oszczędzałby energię i był łatwy w użyciu. W tym celu utworzono firmę ecobee, próbując zaoferować użytkownikom termostat, który mógłby naprawdę oszczędzać energię, rozwiązując problemy z programowalnymi termostatami.
Podążając za ecobee, EnergyHub wypuścił swoją wersję inteligentnego termostatu w 2009 roku wraz z utworzeniem EnergyHub Dashboard. Współzałożyciel EnergyHub, Seth Frader-Thompson, zaczerpnął pomysł na Dashboard od swojego Priusa. Prius miał ekrany na desce rozdzielczej, które wyświetlały przebieg samochodu w czasie rzeczywistym. Thompson uważał, że dom powinien mieć coś, co robi to samo. Mając to na uwadze, Thompson stworzył termostat, który może komunikować się z domowym piecem i urządzeniami w celu określenia zużycia energii i wydajności oraz kosztów. Termostat miał również możliwość wyłączania urządzeń lub podnoszenia i obniżania temperatury w celu oszczędzania energii i kosztów. Ostatecznie celem tego termostatu było wyświetlanie użytkownikom zużycia energii oraz oszczędzanie energii i pieniędzy.
W 2011 roku firma Nest Labs opracowała Nest Learning Thermostat . Nest Thermostat próbował zmniejszyć zużycie energii w domu, rozwiązując problemy z programowalnymi termostatami dzięki zastosowaniu lepszej technologii. Ta nowa technologia obejmowała wdrożenie czujników, algorytmów, uczenia maszynowego i przetwarzania w chmurze. Technologie te uczą się zachowań i preferencji mieszkańców oraz regulują temperaturę w górę lub w dół, aby zapewnić mieszkańcom komfort, gdy są w domu, i oszczędzać energię, gdy ich nie ma. Dodatkowo Nest Thermostat łączy się z domową siecią Wi-Fi. Dzięki temu użytkownicy mogą zmieniać temperaturę, dostosowywać harmonogram i sprawdzać zużycie energii ze smartfona lub laptopa. Wszystkie te funkcje były częścią celu Nest, jakim było stworzenie łatwego w użyciu termostatu, który oszczędza energię i pieniądze użytkowników.
Technologia
Programowalny harmonogram i automatyczny harmonogram
Funkcja programowalnego harmonogramu w inteligentnym termostacie jest podobna do tej w standardowych programowalnych termostatach. Użytkownicy mają możliwość zaprogramowania niestandardowego harmonogramu w celu zmniejszenia zużycia energii, gdy są poza domem. Badania wykazały jednak, że ręczne tworzenie harmonogramu może prowadzić do większego zużycia energii niż tylko utrzymywanie ustawionej temperatury na termostacie. Aby uniknąć tego problemu, inteligentne termostaty zapewniają również funkcję automatycznego planowania. Ta funkcja wymaga użycia algorytmów i rozpoznawania wzorców w celu stworzenia harmonogramu, który skutkuje komfortem mieszkańców i oszczędnością energii. Po utworzeniu harmonogramu termostat będzie kontynuował monitorowanie zachowania mieszkańców, aby wprowadzić zmiany w harmonogramie automatycznym. Eliminując błąd ludzki z planowania, inteligentne termostaty mogą tworzyć inteligentne harmonogramy, które faktycznie oszczędzają energię.
Czujnik
Próbując złagodzić problemy związane z błędami ludzkimi związanymi z programowalnymi termostatami, inteligentny termostat wykorzystuje czujnik, który może określać wzorce obecności, aby automatycznie zmieniać temperaturę w oparciu o wzorce i zachowania użytkowników. W szczególności Nest Learning Thermostat wykorzystuje pasywną podczerwień (PIR) czujniki ruchu wewnątrz jednostki do wykrywania obecności w pobliżu termostatu. Ten czujnik informuje termostat, czy dom jest zajęty. W przypadku, gdy dom nie jest zamieszkany, termostat może zawiesić ogrzewanie/chłodzenie do czasu ponownej aktywacji czujnika przez lokatora. Ten czujnik jest również używany do określania wzorców zajętości w celu utworzenia automatycznego harmonogramu. Element kratki jest umieszczony przed czujnikiem, aby wizualnie ukryć i chronić czujnik ruchu PIR wewnątrz termostatu. Kratka pomaga również uczynić termostat przyjemnym wizualnie. Chociaż ta technologia czujników jest ważna dla oszczędzania energii, nie jest pozbawiona wad. Jednym z głównych problemów jest to, że czujnik musi być aktywowany przez osobę przechodzącą przed lub w pobliżu termostatu. Możliwe, że mieszkaniec może być w domu i nie przechodzić przed czujnikiem. W takim przypadku termostat wyłączyłby ogrzewanie/chłodzenie i obniżył komfort ludzi.
Połączenie WiFi
Główną cechą termostatów Wi-Fi (takich jak inteligentne termostaty) jest ich zdolność do łączenia się z Internetem. Termostaty te zostały zaprojektowane z modułem Wi-Fi, który umożliwia połączenie termostatu z siecią domową lub biurową użytkownika oraz interfejs z portalem internetowym lub aplikacją na smartfona, umożliwiając użytkownikom zdalne sterowanie termostatem. Funkcja Wi-Fi ma również możliwość wysyłania raportów dotyczących zużycia energii i wydajności systemu HVAC za pośrednictwem portalu internetowego, informując użytkownika o swojej efektywności energetycznej i porównaniu z innymi użytkownikami inteligentnego termostatu. Może również ostrzegać użytkowników, gdy pojawi się problem z ich systemem HVAC lub kiedy nadejdzie czas na konserwację sprzętu. Termostat może również wykorzystywać połączenie Wi-Fi do wyświetlania aktualnych warunków pogodowych oraz prognozy pogody.
Inną funkcją oferowaną przez niektóre inteligentne termostaty za pośrednictwem połączenia internetowego jest geofencing. Geofence to granica utworzona wokół lokalizacji smartfona lub innego urządzenia na podstawie sygnałów GPS. Zaletą posiadania inteligentnego termostatu z funkcją geofencing jest to, że wykorzystuje lokalizację smartfona użytkownika do określenia, czy dom jest zajęty. Zamiast używać harmonogramu lub czujnika do określania zajętości, inteligentny termostat może polegać na lokalizacji geofence, aby informować system HVAC, czy musi być włączony, czy wyłączony. Ponieważ większość ludzi nosi ze sobą telefony, geofencing może być dokładnym sposobem określania wzorców obłożenia.
Nauka termostatów
Niektóre inteligentne termostaty, takie jak termostat Nest , mogą dowiedzieć się, kiedy dom będzie prawdopodobnie zajęty, a kiedy prawdopodobnie będzie pusty. Pozwala to na automatyczne wstępne ogrzewanie lub wstępne chłodzenie, dzięki czemu temperatura jest komfortowa, gdy przybywa mieszkaniec. Jeśli zmienią się mieszkańcy lub styl życia, te inteligentne termostaty będą stopniowo dostosowywać harmonogram, utrzymując oszczędność energii i komfort.
Czujniki ruchu mogą wykryć, czy ktoś jest w domu. Jednym z inteligentnych termostatów wykorzystujących czujniki ruchu jest Ecobee4 .
Sieć bezprzewodowa może być używana do wykrywania, kiedy ktoś jest poza zasięgiem, określając w ten sposób, czy znajduje się on w domu lub w jego pobliżu. Ta geofencingu jest używana przez inteligentny termostat Honeywell T6.
Podłączone termostaty
Termostat podłączony to taki, którym można sterować za pośrednictwem połączenia internetowego, ale nie dostarcza on informacji analitycznych. W ostatnich latach popularność zyskały termostaty Wi-Fi, które łączą w sobie technologię termometrów i Wi-Fi. Teraz możesz więc mieć w domu termometr, który wyświetla się na Twoim telefonie i który wykorzystuje technologię Wi-Fi. Ta technologia jest właśnie rozwijana, więc będzie dostępna dla termostatów w maszynach i samochodach. Google jest zaangażowane w to dążenie do technologii od momentu przejęcia firma zajmująca się temperaturą Wi-Fi o nazwie Nest. Oczekuje się, że rynek inteligentnych termostatów osiągnie około 3,5 miliarda USD do końca 2022 roku.
Systemy strefowe
Zamiast kontrolować temperaturę w całym domu, systemy strefowe mogą kontrolować poszczególne pomieszczenia. Może to zwiększyć oszczędność energii, na przykład poprzez ogrzewanie lub chłodzenie tylko biura domowego , a nie sypialni i innych obszarów, które są puste w ciągu dnia.
Studia
Studia wewnętrzne
Aby pokazać, że ich termostaty oszczędzają energię i pieniądze, wielu producentów inteligentnych termostatów przeprowadziło modele i badania potwierdzające ich twierdzenia dotyczące oszczędności. Jednym z popularnych sposobów obliczania zużycia energii przez producentów inteligentnych termostatów jest modelowanie energii. W tych modelach inteligentny termostat jest porównywany z termostatem ustawionym na stałą temperaturę i wyliczane są oszczędności. Korzystając z tej metody, firma ecobee obliczyła oszczędności energii, korelując czas pracy urządzeń grzewczych i chłodzących z lokalnymi warunkami pogodowymi. Oszczędności energii obliczono w odniesieniu do stałej temperatury 22°C (72°F). Po przeprowadzeniu tego modelu firma ecobee ustaliła 23% oszczędności na kosztach ogrzewania i chłodzenia dla tych, którzy przestawią się na inteligentny termostat. Korzystając z podobnej metody modelowania, firma Nest stwierdziła, że właściciele domów, którzy zainstalują termostat Nest Learning, uzyskają 20% oszczędności energii.
Aby określić oszczędności energii przy użyciu rzeczywistych danych zamiast modeli energetycznych, w lutym 2015 r. Nest przeprowadził ogólnokrajowe badanie klientów Nest w 41 stanach, którzy zarejestrowali się w usłudze MyEnergy firmy Nest. W maju 2013 r. Nest przejął MyEnergy, firmę, która śledzi i analizuje wykorzystanie mediów przez osoby zarejestrowane w programie. Po przejęciu MyEnergy firma Nest mogła wykorzystać dane historyczne do określenia oszczędności energii osób, które zainstalowały Nest Learning Thermostat. W tym badaniu przyjrzano się zużyciu energii przed i po instalacji Nest Learning Thermostat i wykorzystano procedurę normalizacji pogody, aby zapobiec zniekształceniu danych przez wyjątkowo zimną lub ciepłą pogodę. Badanie obejmowało próbę 735 domów do analizy zużycia gazu i 624 domów do analizy elektrycznej. Wszystkie te domy zostały zarejestrowane w programie MyEnergy i miały wystarczające dane dotyczące zużycia energii przed instalacją Nest Learning Thermostat i po niej. Po rocznej obserwacji zużycia energii firma Nest ustaliła, że średnie oszczędności gazu wyniosły 10%, a chłodzenia 17,5%. Oszczędności różniły się w zależności od domu, w zależności od tego, jak lokatorzy ustawili swój termostat przed zainstalowaniem termostatu Nest, a także różnic we wzorcach użytkowania, charakterystyce domu i pogodzie.
| Paliwo | Wielkość próbki | Całkowite zużycie energii przed zagnieżdżeniem | Wstępne zagnieżdżenie HVAC | Całkowita oszczędność energii | % HVAC |
|---|---|---|---|---|---|
| Gaz ziemny (termy/rok) | 735 | 774 | 584 | 56 ±12 | 9,6 ±2,1% |
| Energia elektryczna (kWh/rok) | 624 | 12355 | 3351 | 585 ±97 | 17,5 ±2,9% |
Chociaż wyniki badania MyEnergy są znacznie niższe niż wyniki modelowania energetycznego, oba pokazują oszczędności w zużyciu energii dzięki przejściu na inteligentny termostat.
Badania stron trzecich
Od czasu wypuszczenia inteligentnych termostatów przeprowadzono szereg badań zewnętrznych, aby określić, czy inteligentne termostaty faktycznie oszczędzają energię i jak pod względem oszczędności wypadają w porównaniu z termostatami ręcznymi i programowalnymi. W jednym z badań przeprowadzono eksperyment, w którym 300 standardowych programowalnych termostatów umieszczono w domach, a 300 inteligentnych termostatów Nest umieszczono w innych domach. Należy zauważyć, że właściciele domów biorący udział w tym badaniu zostali odpowiednio przeszkoleni w zakresie prawidłowego korzystania ze wszystkich funkcji termostatu. To skutecznie wyeliminowało problemy związane z błędem ludzkim w przypadku programowalnych termostatów. Wszystkie domy znajdowały się w jednym regionie stanu Indiana i przeszły wcześniej ocenę energetyczną domu. Po 1 roku obserwacji badanie wykazało, że użytkownicy Nest zredukowali zużycie gazu grzewczego o 12,5%, podczas gdy użytkownicy standardowego programowalnego termostatu zmniejszyli zużycie o 5%. Dodatkowo stwierdzono, że użytkownicy Nest i standardowego termostatu programowalnego zredukowali zużycie energii elektrycznej na chłodzenie odpowiednio o 13,9% i 13,1%. Głównymi czynnikami, które pozwoliły Nest zmniejszyć zużycie bardziej niż inne termostaty, była jego zdolność do dalszego zmniejszania błędu ludzkiego i ustawiania bardziej efektywnych temperatur. Termostat Nest wykorzystywał czujniki i łączność Wi-Fi, aby samodzielnie regulować temperaturę i zapewniać większe oszczędności. Badanie to pomaga zasugerować, że inteligentne termostaty faktycznie skutecznie zmniejszają zużycie energii.
| Termostat | Ogrzewanie wstępne Użycie (termy) |
Oszczędności (termy) |
Oszczędności (%) |
Zasięg Oszczędności (termy) |
Zasięg Oszczędności (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Gniazdo | 548 | 69 | 12,5% | 60 do 77 | 11 do 14% |
| Programowalny | 602 | 30 | 5% | 22 do 38 | 4 do 6% |
| Termostat | Przed użyciem (kWh) |
Oszczędności (kWh) |
Oszczędności (%) |
Zasięg Oszczędności (kWh) |
Zasięg Oszczędności (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Gniazdo | 3080 | 429 | 13,9% | 270 do 589 | 9 do 19% |
| Programowalny | 2537 | 332 | 13,1% | 181 do 483 | 7 do 19% |
Podobne badanie przeprowadzone w 2012 roku z termostatem ecobee również wykazało, że inteligentne termostaty są w stanie oszczędzać energię. Celem tego programu pilotażowego było określenie oszczędności gazu i energii elektrycznej inteligentnych termostatów. W ramach tego badania 86 gospodarstw domowych otrzymało 123 termostaty ecobee i monitorowało domy przez 12 miesięcy. Badaniem objęto 69 domów z Massachusetts i 17 z Rhode Island. Przed przeprowadzeniem badania uczestnicy mieli ręczne lub programowalne termostaty. Dane dotyczące rozliczeń za gaz i energię elektryczną były dostarczane przez 12 miesięcy przed przeprowadzeniem badania w celu wykorzystania ich jako punktu odniesienia. Po 12 miesiącach obserwacji badanie wykazało, że termostaty ecobee doprowadziły do średnich oszczędności energii elektrycznej na poziomie 16% i średnich oszczędności gazu na poziomie 10%. Stwierdzono, że oszczędności gazu w przypadku ręcznej wymiany termostatu (10% na termostat) były większe niż w przypadku wymiany termostatu programowalnego (8% na termostat). Stwierdzono, że różnica w oszczędności energii elektrycznej między domami, w których wcześniej zastosowano termostat ręczny lub termostat programowalny, była minimalna.
| Poprzedni Termostat |
Liczba Uczestnicy |
Przed użyciem (termy) |
Oszczędności (termy) |
Oszczędności (%) |
Zasięg Oszczędności (termy) |
Zasięg Oszczędności (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| podręcznik Termostat |
23 | 890 | 87 | 10% | 60 do 113 | 7 do 13% |
| Programowalny Termostat |
44 | 842 | 66 | 8% | 43 do 88 | 5 do 10% |
| Poprzedni Termostat |
Liczba Uczestnicy |
Przed użyciem (kWh) |
Oszczędności (kWh) |
Oszczędności (%) |
|---|---|---|---|---|
| Ręczny i Programowalny Termostat |
12 | 640 | 113 | 16% |
Chociaż badania te wskazują na różne kwoty oszczędności w porównaniu z wewnętrznymi badaniami przeprowadzonymi przez Nest i ecobee, oba te badania pokazują, że inteligentne termostaty mają potencjał oszczędzania energii. Sugeruje to, że technologie dodane w celu rozwiązania problemów z programowalnymi termostatami odniosły sukces.
Rozbieżności w nauce
Chociaż większość badań pokazuje, że inteligentne termostaty wykazują oszczędność energii, wielkość oszczędności jest różna. Widoczna jest duża rozbieżność między oszczędnościami wynikającymi z modelowania energii a oszczędnościami uzyskanymi na podstawie rzeczywistych danych. Modelowanie energetyczne porównuje inteligentny termostat ze stałą temperaturą zadaną 72 ° F, ale ankieta internetowa przeprowadzona przez Nest wykazała, że większość użytkowników ma temperaturę zadaną, która jest o 10% bardziej wydajna. W związku z tym oszczędności przewidywane w modelowaniu energetycznym będą wyższe niż oszczędności rzeczywiste.
Istnieją inne czynniki, które powodują rozbieżności nawet między badaniami, które wszystkie dotyczą rzeczywistych danych. Większość badań porównuje całkowite zużycie energii w domu z roku na rok w celu określenia oszczędności energii, w przeciwieństwie do patrzenia tylko na energię używaną do ogrzewania i chłodzenia. W związku z tym mogą istnieć inne czynniki, które zmieniają zużycie energii w domu i błędne może być stwierdzenie, że to termostat odpowiada za wszystkie oszczędności energii w domu. Na przykład możliwe jest, że oprócz termostatu za oszczędności częściowo odpowiadają inne nowe praktyki/urządzenia energooszczędne.
Kolejną rozbieżnością, którą należy wziąć pod uwagę, jest populacja osób biorących udział w badaniu. Niektóre badania, takie jak badanie MyEnergy, obejmują osoby, które zapisały się do programu analizy energetycznej. Ci ludzie prawdopodobnie będą bardziej świadomi i wydajni energetycznie oraz będą mieli lepsze praktyki w zakresie ogrzewania i chłodzenia. To większe zainteresowanie efektywnością energetyczną może prowadzić do mniejszych oszczędności energii poprzez przejście na inteligentny termostat. Najbardziej świadomi energetycznie klienci to ci, którzy mają bardziej wydajne ustawienia termostatu, dlatego oszczędności, które uzyskują dzięki inteligentnemu termostatowi, mogą nie być tak duże.
Wpływ na wyniki badań będzie miała również pogoda. Bardzo wysokie temperatury latem i bardzo niskie temperatury zimą doprowadzą do częstszego chłodzenia i ogrzewania w tych miesiącach, co wymaga więcej energii. Porównując dane rok do roku, jeśli jeden rok miał ekstremalne temperatury, a następny rok miał temperatury umiarkowane, oszczędności mogą wyglądać na drastyczne. W rzeczywistości jednak oszczędności nie wynikają z termostatu, ale raczej ze zmiany pogody. Badania spróbują złagodzić ten problem poprzez procedury normalizacji pogody.
Szerszy wpływ
Inteligentne termostaty mogą wprawdzie oszczędzać zużycie energii, ale mogą powodować niezamierzone skutki dla szerszej sieci elektrycznej. Inteligentne termostaty zwykle działają podobnie w całej populacji i mogą tworzyć synchronizację obciążenia. Ta synchronizacja obciążenia może powodować znacznie wyższe wartości szczytowe i szybsze zmiany zapotrzebowania na ogrzewanie. Szczególnie w zimie to zapotrzebowanie na ogrzewanie jest przesuwane wcześniej rano, kiedy energia słoneczna jest niedostępna, co utrudnia zasilanie elektrycznych źródeł ciepła, takich jak pompy ciepła, energią odnawialną.
Ulepszenia
Czujniki ruchu
Jednym z problemów związanych z używaniem inteligentnego termostatu jest zawodność czujnika ruchu. Jedną z głównych cech inteligentnego termostatu jest możliwość zmiany temperatury, gdy czujnik w termostacie nie wykryje obecności lokatorów. Jedynym czujnikiem, który jest używany, jest czujnik w termostacie. Oznacza to, że jeśli dom jest zajęty, ale nikt nie przejdzie obok termostatu, termostat pomyśli, że dom jest pusty i zmieni temperaturę, potencjalnie prowadząc do dyskomfortu mieszkańców.
W jednym z badań podjęto próbę rozwiązania tego problemu poprzez dodanie większej liczby czujników w całym domu. Zamiast używać tylko jednego czujnika w termostacie, zespół ten eksperymentował z umieszczaniem czujników ruchu i czujników drzwi w całym domu, aby lepiej zrozumieć wzorce spania i obecności mieszkańców. Czujniki te komunikowały się ze sobą i wykorzystywały algorytm do szybkiego określania, czy mieszkańcy są aktywni, śpią, czy są poza domem. System wykorzystał dane historyczne do oszacowania, kiedy mieszkańcy wrócą i rozpocznie „podgrzewanie” domu przed ich przybyciem. Dodatkowo system oddalałby się od wartości zadanej, gdy było pewne, że nikogo nie ma w domu. W badaniu porównano standardowy („reaktywny”) inteligentny termostat i system wielu czujników z termostatem ręcznym. Badanie wykazało, że reaktywny inteligentny termostat z tylko jednym czujnikiem pozwala zaoszczędzić średnio 6,8% zużycia energii, podczas gdy system wielu czujników pozwolił zaoszczędzić średnio 28% zużycia energii. To badanie ponownie pokazuje, że średnio inteligentne termostaty osiągają swój cel, jakim jest oszczędzanie energii. Pokazuje również, że inteligentne termostaty nie są tak dobrze rozwinięte, jak mogłyby być, a dodanie większej liczby czujników może skutkować lepszą wydajnością i oszczędnością energii.
Interfejs użytkownika
Jednym z problemów z programowalnymi termostatami, które próbują rozwiązać inteligentne termostaty, jest mylący interfejs użytkownika. Wielu właścicieli programowalnych termostatów uznało, że elementy sterujące i wskazówki są zbyt mylące i całkowicie zrezygnowało z funkcji planowania. Inni, którzy korzystali z tej funkcji, używali jej nieprawidłowo z powodu mylących wskazówek i zauważyli wzrost zużycia energii. Twórcy inteligentnych termostatów próbowali rozwiązać ten problem, tworząc proste w użyciu termostaty i zapewniając właściwy kierunek. Chociaż jest to ulepszenie w stosunku do programowalnych termostatów, badania wykazały, że użytkownicy chcą bardziej intensywnego szkolenia od instalatora termostatu w zakresie korzystania z funkcji technicznych. Ponadto wiele inteligentnych termostatów korzysta z portalu internetowego, w którym użytkownicy mogą dostosować ustawienia termostatu i przejrzeć historię zużycia energii. Ponownie badania wykazały, że użytkownicy chcą ulepszenia tej funkcji. Niektórzy narzekają, że portal internetowy nie jest przyjazny dla użytkownika i chcą więcej szkoleń na temat korzystania z funkcji internetowych podczas instalacji.
Ochrona Internetu
Naukowcy z University of Central Florida przeprowadzili eksperyment, który wykazał, że hakerzy mogą wykorzystać termostat Nest jako punkt wejścia do domu. Po podłączeniu do Internetu hakerzy mogą używać termostatu do kontrolowania ruchu w sieci lokalnej ze zdalnej lokalizacji. Haker może również użyć termostatu, aby działać jako szpieg i wiedziałby, czy dom jest zajęty, czy nie. Badania wykazały, że aby haker mógł uzyskać dostęp do termostatu, musiałby uzyskać fizyczny dostęp do urządzenia i wgrać złośliwe oprogramowanie przez port USB. Drastycznie zmniejsza to szanse na wystąpienie tego typu ataku, ale nadal jest to możliwe, jeśli zakupiony zostanie używany termostat z już wgranym oprogramowaniem układowym. Problem, który umożliwia tego typu atak, dotyczy sprzętu w termostacie. Dlatego Nest nie może naprawić tego problemu za pomocą prostej aktualizacji oprogramowania, ale raczej musiałby zbudować nowy termostat, który może zapobiec tego typu atakom.
Zrównoważony rozwój
.png)
Zmiana klimatu
Zgodnie z badaniem zużycia energii w budynkach mieszkalnych z 2015 r. przeprowadzonym przez amerykańską Agencję Informacji Energetycznej ogrzewanie i chłodzenie domów odpowiada za największy odsetek zużycia energii elektrycznej w budynkach mieszkalnych. Klimatyzacja odpowiada za 17% zużycia energii elektrycznej, a ogrzewanie pomieszczeń za 15%. Badanie zużycia energii w budynkach mieszkalnych z 2009 r. dotyczyło zużycia energii ze wszystkich rodzajów energii (gazu ziemnego i elektryczności). Badanie to wykazało, że ogrzewanie pomieszczeń odpowiadało za 42% całkowitego zużycia energii w budynkach mieszkalnych, a klimatyzacja za 6%. Zużycie energii potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia domów jest bezpośrednio powiązane zmiany klimatyczne , ponieważ energia dostarczana do ogrzewania i chłodzenia często pochodzi ze spalania paliw kopalnych, co prowadzi do emisji gazów cieplarnianych . Koncentrując się dodatkowo na walce ze zmianami klimatycznymi i globalnym ociepleniem , narody z całego świata zaczęły podejmować tę kwestię, ograniczając emisje gazów cieplarnianych i zapobiegając wzrostowi globalnej temperatury poprzez porozumienia takie jak Porozumienie Paryskie . Wszelkie kroki podjęte w celu zmniejszenia zużycia energii w budynkach mieszkalnych pomogą osiągnąć te cele.
Inteligentne termostaty mogą być rozwiązaniem zmniejszającym zużycie energii, ponieważ liczne badania wykazały, że termostaty te faktycznie zmniejszają zużycie energii w domu. Ponadto udowodniono, że technologia zastosowana w inteligentnych termostatach zapewnia optymalny komfort użytkownikom, jednocześnie zmniejszając zużycie energii. Oprócz zapewnienia komfortu, technologie te eliminują człowieka z pola widzenia. Wiele zrównoważonych urządzeń w dużej mierze zależy od tego, jak użytkownik ich używa. Opierając się na technologii zamiast na działaniach człowieka, inteligentne termostaty zmniejszają liczbę ludzkich błędów, które często występują w przypadku innych zrównoważonych urządzeń, takich jak programowalny termostat. Czynniki te sugerują, że instalacja inteligentnego termostatu to jeden prosty krok, który wiele osób może wykonać, aby zmniejszyć zużycie energii i emisję gazów cieplarnianych, ostatecznie prowadząc do bardziej zrównoważonej przyszłości.
programy
Wiele korporacji mieszkaniowych i twórców inteligentnych termostatów zdaje sobie sprawę z potencjału inteligentnych termostatów w zakresie oszczędzania energii i opracowało programy na rzecz zrównoważonego rozwoju dzięki inteligentniejszej technologii. Ecobee promuje zrównoważoną przyszłość poprzez program „Lepsze jutro”, w ramach którego firma przekazuje czas, dane i technologię, aby zapewnić lepszą przyszłość. W ramach tego programu w styczniu 2018 firma ecobee przekazała Toronto Community Housing Corporation 776 termostatów ecobee (TCHC), aby pomóc miastu Toronto w realizacji planu działania na rzecz zmiany klimatu. Ta darowizna pomaga ulepszyć cel TCHC, jakim jest zapewnienie zdrowych, bezpiecznych i zrównoważonych domów dla mieszkańców Toronto.
Innym popularnym sposobem, w jaki przedsiębiorstwa użyteczności publicznej promują przejście na inteligentny termostat, są zachęty pieniężne. Firma San Diego Gas & Electric prowadzi obecnie program, który oferuje uczestnikom e-kartę upominkową o wartości 50 USD po przejściu na inteligentny termostat. Program Wisconsin Focus on Energy współpracuje z przedsiębiorstwami użyteczności publicznej w całym stanie Wisconsin, oferując czek na 75 USD tym, którzy kupią kwalifikujący się inteligentny termostat. Austin Energy , przedsiębiorstwo użyteczności publicznej dostarczające energię elektryczną do miasta Austin w Teksasie, oferuje rabat w wysokości 25 USD za każdy zakupiony i zainstalowany kwalifikujący się inteligentny termostat. Pacific Gas and Electric Company (PG&E) oferuje rabaty na inteligentne termostaty w Kalifornii dla klientów indywidualnych i wielorodzinnych. Wiele innych firm w Stanach Zjednoczonych oferuje podobne programy zachęcające do inteligentnych termostatów i bardziej zrównoważonego ogrzewania i chłodzenia.
Po zainstalowaniu inteligentnego termostatu dostępne są dodatkowe programy, które nadal promują zrównoważony rozwój i zmniejszają zużycie energii. Program Nest Rush Hour Rewards współpracuje z przedsiębiorstwami użyteczności publicznej w całych Stanach Zjednoczonych, aby zachęcić klientów do ustawienia wyższej lub niższej temperatury w okresach szczytowego zapotrzebowania. Godziny szczytu energetycznego występują, gdy wszyscy w określonym obszarze włączają ogrzewanie lub chłodzenie w tym samym czasie, na przykład podczas fali upałów. Ten dodatkowy popyt może wymagać od przedsiębiorstw użyteczności publicznej uruchomienia dodatkowych elektrowni, co prowadzi do wyższych kosztów i emisji dwutlenku węgla. Aby tego uniknąć, program Rush Hour Rewards zachęca klientów do ustawienia bardziej wydajnej temperatury, która zmniejszy ilość energii potrzebnej do wytworzenia przez zakład.
Ponieważ powstaje coraz więcej takich programów, inteligentne termostaty będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w zmniejszaniu zużycia energii w budynkach mieszkalnych. Ta redukcja doprowadzi do mniejszej emisji gazów cieplarnianych, pomagając stworzyć bardziej zrównoważoną przyszłość.
