University of Utah doktorand i el- och datateknik, Kyeong T. Min, monterar luftföroreningssensorer för en studie som avgör hur effektiva värme- och luftkonditioneringssystem i hemmet är på att rena luftkvaliteten samtidigt som de sparar energi. Kredit:University of Utah
Luftkonditionering och värmesystem är inte bara bra för att hålla ett hem svalt eller varmt, men de hjälper också till att rena luften från skadliga föroreningar.
Medan hemtermostater styr HVAC (uppvärmning, ventilation, och luftkonditionering) system baserade på temperatur, ingenjörer från University of Utah har studerat effekterna av att kontrollera dem baserat på ett hems inomhusluftkvalitet. De har upptäckt att programmering av din luftkonditionering och ugn att slå på och av baserat på inomhusluftens kvalitet samt temperaturen inte slösar mycket extra energi utan håller luften mycket renare.
Deras resultat, publicerad i en artikel med titeln Smart Home Air Filtering System:A Randomized Controlled Trial for Performance Evaluation, kommer att presenteras 26 september på årets "IEEE/ACM Conference on Connected Health:Applications, Systems and Engineering Technologies" i Washington D.C. Huvudförfattarna till uppsatsen är University of Utahs elektriska och datatekniska professor Neal Patwari och U-elektro- och datateknik doktorand, Kyeong T. Min.
Forskarna, ledd av Patwari, köpte en serie portabla luftföroreningssensorer från hyllan och kopplade dem trådlöst till Raspberry Pis, små och billiga datorer för hobbyister. Med specialiserad programvara utvecklad av ingenjörerna, datorerna var programmerade att automatiskt slå på luftkonditioneringssystemet när partiklarna i luften nådde en viss punkt och stänga av systemet när partiklarna sjönk under ett visst mått.
Det här diagrammet visar att när ett värme- och luftkonditioneringssystem i hemmet slås på och av baserat på enbart temperatur (Normal), luftkvaliteten i hemmet kan resultera i den smutsigaste luften baserat på 2,5 partiklar. Att samtidigt låta värmen och luftkonditioneringen vara på hela tiden (På) resulterar i den renaste luften på bekostnad av att använda mest energi. SmartAir-plotten visar att ett system som slås på och av baserat på både temperatur och luftkvalitet kan resultera i ett hem med mycket renare luft men utan mycket högre energikostnad. Kredit:University of Utah/Neal Patwari
För studien, 12 sensorer utplacerades i fyra bostäder under 2017. I varje hus, två av sensorerna var inne i rummen, och en placerades utanför under en täckt veranda. Från midnatt varje natt, varje hem skulle slumpmässigt använda sensorerna under ett av tre förhållanden:"Normal, " där HVAC-systemen slås på och av normalt endast baserat på temperatur; "Alltid på, " där luftsystemet fungerade kontinuerligt hela dagen, och; "SmartAir, " där systemet slog på och av HVAC-fläkten baserat på föroreningsmätningen i huset samt termostatens temperaturinställning.
Baserat på fem månaders data, studien avslöjade att drift med "SmartAir"-inställningen där den slogs på och av baserat på temperatur och luftkvalitet renade luften nästan lika bra som om HVAC-fläkten var igång hela dagen, men den använde 58 procent mindre energi. Under tiden, när värme- och kylsystemet fungerar normalt utan hänsyn till luftkvaliteten, luften var 31 procent smutsigare än med inställningen "SmartAir".
"För någon med astma, en exacerbation kan utlösas av dålig luft i hemmet, speciellt för barn, "Säger Patwari. "Den här typen av övervakningssystem kan göra det möjligt för dem att leva mer bekvämt och med färre astmasymtom och färre resor till akuten."
På grund av vanliga aktiviteter i hemmet som matlagning, dammsuga och köra torktumlaren, luftkvaliteten inne i ett hem kan vissa tider på dygnet vara mycket sämre än utanför. Konstant exponering för luftföroreningar inomhus kan leda till kortsiktiga hälsoeffekter som irritation i ögonen, näsa, och halsen, samt huvudvärk, yrsel, och trötthet, enligt United States Environmental Protection Agency. Långvarig exponering kan också leda till luftvägssjukdomar, hjärtsjukdom och cancer och kan vara dödlig för vissa. Ändå finns det inga kända HVAC-system i hemmet eller kommersiellt bruk som styrs av luftkvalitetssensorer.
