Intelligenter Thermostat - Smart thermostat

Ein Nest Labs- Thermostat

Intelligente Thermostate sind WLAN- Thermostate , die mit der Hausautomation verwendet werden können und für die Steuerung der Heizung, Lüftung und Klimaanlage eines Hauses verantwortlich sind . Sie erfüllen ähnliche Funktionen wie ein programmierbarer Thermostat, da sie es dem Benutzer ermöglichen, die Temperatur seines Hauses den ganzen Tag über nach einem Zeitplan zu regeln, aber auch zusätzliche Funktionen wie Sensoren und Wi-Fi-Konnektivität enthalten, die die Probleme mit programmierbaren Thermostaten verbessern .

Wie andere WLAN-Thermostate sind sie über ein WLAN- Netzwerk mit dem Internet verbunden . Sie ermöglichen es Benutzern, die Heizungseinstellungen von anderen mit dem Internet verbundenen Geräten wie einem Laptop oder Smartphone anzupassen . Auf diese Weise können Benutzer den Thermostat aus der Ferne steuern. Diese einfache Bedienung ist entscheidend für die Energieeinsparung : Studien haben gezeigt, dass Haushalte mit programmierbaren Thermostaten tatsächlich einen höheren Energieverbrauch haben als solche mit einfachen Thermostaten, weil die Bewohner diese falsch programmieren oder komplett deaktivieren.

Intelligente Thermostate erfassen auch die Innen-/Außentemperaturen, die Betriebszeit des HLK- Systems und können Sie sogar benachrichtigen, wenn Ihr Luftfilter ausgetauscht werden muss. Diese Informationen werden normalerweise später auf einem mit dem Internet verbundenen Gerät angezeigt.

Manuelle vs. programmierbare vs. intelligente Thermostate

Manuelle Thermostate

Honeywell Manueller Thermostat

Manuelle Thermostate (auch als analoge Thermostate bekannt) sind die älteste und einfachste Art von Thermostaten. Diese Thermostate sind auf eine Temperatur eingestellt und ändern sich nicht, bis der Benutzer die Temperatur manuell einstellt.

Programmierbare Thermostate

Programmierbare Thermostate , die erstmals vor über 100 Jahren eingeführt wurden, sind eine Art Thermostat, mit dem der Benutzer einen Zeitplan für verschiedene Temperaturen zu verschiedenen Zeiten einstellen kann. Die meisten programmierbaren Thermostate verfügen auch über eine Haltefunktion, die den Zeitplan unterbricht und den Thermostat effektiv in einen manuellen Thermostat verwandelt. Die Idee der Planungsfunktion besteht darin, dass Benutzer eine wärmere oder kühlere Temperatur einstellen, wenn das Haus nicht besetzt ist, um Energie und Geld zu sparen. Aufgrund dieser angenommenen Energieeinsparungen begannen einige Bauvorschriften und Regierungsprogramme die Verwendung von programmierbaren Thermostaten zu verlangen. Leider führen viele programmierbare Thermostate aufgrund menschlicher Fehler bei der Verwendung dieser Geräte zu einem höheren Energieverbrauch als der grundlegende manuelle Thermostat.

Probleme mit programmierbaren Thermostaten

Eines der Hauptziele von intelligenten Thermostaten besteht darin, die Probleme zu reduzieren, die mit der Verwendung herkömmlicher programmierbarer Thermostate verbunden sind. Um zu verstehen, wie intelligente Thermostate diese Aufgabe übernehmen, ist es wichtig, die Probleme mit programmierbaren Thermostaten und ihren Einfluss auf den Energieverbrauch zu verstehen. Zwischen 2008-2009 versorgte Florida Power & Light (FPL) 400 Hausbesitzer mit programmierbaren Thermostaten und überwachte ihre Heiz- und Kühlmuster. Von den 400 Teilnehmern nutzten 56 % der Benutzer die Programmierfunktion, während die restlichen Teilnehmer den Thermostat nicht programmierten und ihn auf „Halten“ beließen. Es wurde festgestellt, dass die Benutzer, die die Programmierfunktion nutzten, tatsächlich 12% mehr Energie verbrauchten als die Nicht-Programmierer. Dieser Verbrauchsanstieg resultiert aus höheren Nachtbetriebszyklen in Verbindung mit niedrigeren Thermostat-Sollwerten (dh niedrigerer Temperatureinstellung) aufgrund von Verwechslungen mit der Einstellung des Zeitplans. Diese Studie zeigt, dass programmierbare Thermostate nicht unbedingt Energie sparen. Der intelligente Thermostat versucht, dieses Problem zu bekämpfen, indem er den Benutzer aus dem Bild nimmt und sich auf Sensoren und Computer verlässt, um Energie zu sparen.

Eine andere zu diesem Thema durchgeführte Studie ergab, dass das größte Problem bei programmierbaren Thermostaten der Mensch ist, der sie benutzt. Die Technologie im Inneren eines programmierbaren Thermostats ist zweifellos einer der wichtigsten Faktoren bei der Entscheidung, ob der Thermostat erfolgreich Energie spart. Aber ein ebenso wichtiger Faktor ist der Mensch, der den Thermostat benutzt. Leider wissen viele Leute, die programmierbare Thermostate besitzen, nicht, wie man den Thermostat benutzt oder nutzen nicht alle angebotenen Funktionen. Eine Studie führte eine Reihe von Interviews, Umfragen und Beobachtungen durch, um festzustellen, dass die überwiegende Mehrheit der Besitzer von programmierbaren Thermostaten die Thermostate nicht für ihren vorgesehenen Zweck verwendet. Eine Online-Umfrage ergab, dass 89 % der Befragten die Zeitplanfunktion ihres programmierbaren Thermostats nicht verwenden. Andere Ergebnisse aus den Interviews und Umfragen zeigen, dass viele Menschen falsche Vorstellungen vom Heizen/Kühlen und der Verwendung von programmierbaren Thermostaten haben. Ein Missverständnis ist, dass die Leute glauben, dass ständiges Heizen effizienter ist, als das Abschalten der Heizung zu planen. Ein weiteres Missverständnis, das in der Studie festgestellt wurde, ist, dass das Herunterdrehen des Thermostats den Energieverbrauch nicht wesentlich senkt. Diese Missverständnisse bekräftigen die Idee, dass der programmierbare Thermostat selbst über alle notwendigen Werkzeuge verfügen könnte, aber wenn der Benutzer sie nicht oder falsch verwendet, werden diese Thermostate beim Energiesparen versagen.

Als Ergebnis dieser und anderer Studien hat Energy Star die Kennzeichnung programmierbarer Thermostate im Dezember 2009 eingestellt. Es wurde das Ziel von intelligenten Thermostaten, diese Probleme anzugehen, indem der Mensch aus dem Bild genommen und ein Thermostat entwickelt wird, das Smart Computing nutzt um den Energieverbrauch und die Kosten wirklich zu senken.

Intelligente Thermostate

Intelligente Thermostate ähneln programmierbaren Thermostaten insofern, als sie über eine Planungsfunktion verfügen, mit der Benutzer unterschiedliche Temperaturen für unterschiedliche Tageszeiten einstellen können. Zusätzlich zu dieser Funktion implementieren intelligente Thermostate andere Technologien, um die Anzahl menschlicher Fehler bei der Verwendung programmierbarer Thermostate zu reduzieren. Intelligente Thermostate verwenden Sensoren, die feststellen, ob das Haus belegt ist oder nicht und können das Heizen oder Kühlen aussetzen, bis der Bewohner zurückkehrt. Darüber hinaus nutzen intelligente Thermostate eine Wi-Fi-Konnektivität, um dem Benutzer jederzeit Zugriff auf den Thermostat zu gewähren. Diese zusätzlichen Technologien haben bewiesen, dass intelligente Thermostate erfolgreich sind, um Benutzern Energie und Geld zu sparen.

Geschichte

Die Entwicklung des intelligenten Thermostats begann 2007 mit der Entwicklung des ecobee- Thermostats. Der Gründer von ecobee, Stuart Lombard, wollte Energie sparen und den CO2-Fußabdruck seiner Familie reduzieren. Als Lombard erkannte, dass Heizen und Kühlen den größten Teil des Energieverbrauchs seines Hauses ausmachten, kaufte Lombard einen programmierbaren Thermostat, um den Gesamtenergieverbrauch zu reduzieren. Lombard stellte schnell fest, dass der programmierbare Thermostat schwer zu bedienen und unzuverlässig war. Nach Schwierigkeiten mit dem programmierbaren Thermostat machte er sich daran, einen intelligenten Thermostat zu entwickeln, der Energie spart und einfach zu bedienen ist. Mit diesem Ziel wurde das Unternehmen ecobee gegründet, um Benutzern ein Thermostat anzubieten, das wirklich Energie sparen kann, indem die Probleme mit programmierbaren Thermostaten behoben werden.

Nach dem ecobee veröffentlichte EnergyHub 2009 mit der Erstellung des EnergyHub Dashboards seine Version eines intelligenten Thermostats. Der Mitgründer von EnergyHub, Seth Frader-Thompson, hatte die Idee für das Dashboard von seinem Prius. Der Prius hatte Bildschirme auf dem Armaturenbrett, die den Benzinverbrauch des Autos in Echtzeit anzeigten. Thompson war der Meinung, dass ein Haus etwas haben sollte, das dasselbe tut. Mit diesem Ziel vor Augen hat Thompson einen Thermostat entwickelt, der mit dem Ofen und den Geräten eines Hauses kommunizieren kann, um den Energieverbrauch und die Effizienz sowie die Kosten zu bestimmen. Der Thermostat hatte auch die Fähigkeit, Geräte auszuschalten oder die Temperatur zu erhöhen und zu senken, um Energie und Kosten zu sparen. Letztendlich war das Ziel dieses Thermostats, dem Benutzer den Energieverbrauch anzuzeigen und Energie und Geld zu sparen.

Nest Labs-Firmenlogo. Schöpfer des Nest Learning Thermostat.

2011 haben Nest Labs den Nest Learning Thermostat entwickelt . Der Nest Thermostat versuchte, den Energieverbrauch zu Hause zu senken, indem er die Probleme mit programmierbaren Thermostaten durch den Einsatz besserer Technologie anging. Diese neue Technologie umfasste die Implementierung von Sensoren, Algorithmen, maschinellem Lernen und Cloud-Computing. Diese Technologien lernen das Verhalten und die Vorlieben der Bewohner und passen die Temperatur nach oben oder unten an, um den Bewohnern zu Hause ein angenehmes Gefühl zu geben und Energie zu sparen, wenn sie nicht da sind. Außerdem verbindet sich der Nest Thermostat mit dem WLAN zu Hause. Auf diese Weise können Benutzer die Temperatur ändern, den Zeitplan anpassen und den Energieverbrauch von einem Smartphone oder Laptop aus überprüfen. All diese Funktionen waren Teil des Ziels von Nest, einen benutzerfreundlichen Thermostat zu entwickeln, der den Benutzern Energie und Geld spart.

Technologie

Programmierbarer Zeitplan und automatischer Zeitplan

Die programmierbare Zeitplanfunktion des intelligenten Thermostats ähnelt der von programmierbaren Standardthermostaten. Benutzer haben die Möglichkeit, einen benutzerdefinierten Zeitplan zu programmieren, um den Energieverbrauch zu senken, wenn sie nicht zu Hause sind. Studien haben jedoch gezeigt, dass die manuelle Erstellung eines Zeitplans zu einem höheren Energieverbrauch führen kann, als nur den Thermostat auf einer eingestellten Temperatur zu halten. Um dieses Problem zu vermeiden, bieten intelligente Thermostate auch eine automatische Zeitplanfunktion. Diese Funktion erfordert die Verwendung von Algorithmen und Mustererkennung, um einen Zeitplan zu erstellen, der zu Komfort und Energieeinsparungen für die Bewohner führt. Beim Erstellen eines Zeitplans überwacht der Thermostat weiterhin das Verhalten der Bewohner, um Änderungen am automatischen Zeitplan vorzunehmen. Durch den Ausschluss menschlicher Fehler bei der Planung können intelligente Thermostate intelligente Zeitpläne erstellen, die tatsächlich Energie sparen.

Sensor

Mit dem Nest-Webportal können Benutzer die Temperatur aus der Ferne ändern, einen Zeitplan erstellen und den Energieverbrauch in der Vergangenheit anzeigen.

Um die Probleme mit menschlichen Fehlern bei programmierbaren Thermostaten zu mindern, verwendet der intelligente Thermostat einen Sensor, der Belegungsmuster bestimmen kann, um die Temperatur basierend auf den Mustern und Verhaltensweisen der Bewohner automatisch zu ändern. Der Nest Learning Thermostat verwendet insbesondere Passiv-Infrarot- (PIR)-Bewegungssensoren im Inneren des Geräts, um die Belegung in der Nähe des Thermostats zu erkennen. Dieser Sensor teilt dem Thermostat mit, ob das Haus belegt ist oder nicht. Falls das Haus nicht besetzt ist, kann der Thermostat das Heizen/Kühlen unterbrechen, bis der Sensor von einem Bewohner reaktiviert wird. Dieser Sensor wird auch verwendet, um die Belegungsmuster zu bestimmen, um den automatischen Zeitplan zu erstellen. Ein Gitterelement wird vor dem Sensor platziert, um den PIR-Bewegungssensor im Inneren des Thermostats optisch zu verbergen und zu schützen. Das Gitter trägt auch dazu bei, den Thermostat optisch ansprechend zu gestalten. Diese Sensorik ist zwar wichtig für das Energiesparen, aber nicht ohne Mängel. Eines der Hauptprobleme besteht darin, dass der Sensor von jemandem aktiviert werden muss, der vor oder in der Nähe des Thermostats geht. Es ist möglich, dass ein Bewohner zu Hause ist und nicht am Sensor vorbeikommt. In diesem Fall würde der Thermostat die Heizung/Kühlung abschalten und den menschlichen Komfort beeinträchtigen.

WiFi Verbindung

Ein wichtiges Merkmal von Wi-Fi-Thermostaten (z. B. intelligenten Thermostaten) ist ihre Fähigkeit, sich mit dem Internet zu verbinden. Diese Thermostate sind mit einem Wi-Fi-Modul ausgestattet, das es dem Thermostat ermöglicht, sich mit dem Heim- oder Büronetzwerk des Benutzers zu verbinden und mit einem Webportal oder einer Smartphone-Anwendung zu kommunizieren, sodass Benutzer den Thermostat aus der Ferne steuern können. Die Wi-Fi-Funktion kann auch Berichte über den Energieverbrauch und die Leistung des HLK-Systems über das Webportal senden, um den Benutzer über seine Energieeffizienz und den Vergleich mit anderen intelligenten Thermostatbenutzern zu informieren. Es kann auch Benutzer warnen, wenn ein Problem mit ihrem HLK-System auftritt oder wenn es Zeit für eine Gerätewartung ist. Der Thermostat kann die Wi-Fi-Verbindung auch verwenden, um aktuelle Wetterbedingungen und die Wettervorhersage anzuzeigen.

Eine weitere Funktion, die von einigen intelligenten Thermostaten über die Internetverbindung angeboten wird, ist Geofencing. Ein Geofence ist eine Umkreisgrenze , die basierend auf GPS-Signalen um den Standort eines Smartphones oder eines anderen Geräts herum erstellt wird . Der Vorteil eines intelligenten Thermostats mit Geofencing-Funktionen besteht darin, dass der Standort des Smartphones des Benutzers verwendet wird, um festzustellen, ob das Haus belegt ist. Anstatt einen Zeitplan oder einen Sensor zu verwenden, um die Belegung zu bestimmen, kann sich der intelligente Thermostat auf den Standort des Geofence verlassen, um dem HLK-System mitzuteilen, ob es ein- oder ausgeschaltet werden muss. Da die meisten Menschen ihre Telefone bei sich tragen, kann Geofencing eine genaue Methode sein, um Belegungsmuster zu bestimmen.

Lernende Thermostate

Der Ecobee 4 Thermostat

Einige intelligente Thermostate, wie der Nest-Thermostat , können lernen, wann das Haus wahrscheinlich besetzt ist und wann es wahrscheinlich leer ist. Dies ermöglicht ein automatisches Vorheizen oder Vorkühlen, damit die Temperatur bei Ankunft eines Bewohners angenehm ist. Wenn sich die Bewohner oder der Lebensstil ändern, passen diese intelligenten Thermostate den Zeitplan schrittweise an, um Energieeinsparungen und Komfort zu gewährleisten.

Bewegungsmelder können feststellen, ob jemand zu Hause ist. Ein intelligenter Thermostat, der Bewegungsmelder verwendet, ist der Ecobee4 .

Ein drahtloses Netzwerk kann verwendet werden, um zu erkennen, wenn sich jemand außerhalb der Reichweite befindet, und so festzustellen, ob er sich in oder in der Nähe seines Zuhauses befindet. Diese Technik namens Geofencing wird vom Honeywell T6 Smart Thermostat verwendet.

Angeschlossene Thermostate

Ein angeschlossener Thermostat ist ein Thermostat, der über eine Internetverbindung gesteuert werden kann, aber keine analytischen Informationen liefert. In den letzten Jahren haben Wi-Fi-Thermostate an Popularität gewonnen, sie kombinieren die Technologie von Thermometern und Wi-Fi. Jetzt können Sie ein Thermometer in Ihrem Zuhause haben, das auf Ihrem Telefon mit Wi-Fi-Technologie angezeigt wird. Diese Technologie wird derzeit entwickelt, damit sie für Thermostate in Maschinen und Autos verfügbar sein wird. Google ist an diesem Technologieschub beteiligt, seit es ein Unternehmen für Wi-Fi-Temperaturen namens Nest übernommen hat. Der Markt für intelligente Thermostate soll bis Ende des Jahres 2022 rund 3,5 Milliarden US-Dollar erreichen.

Zonensysteme

Anstatt die Temperatur des gesamten Hauses zu regeln, können Zonensysteme einzelne Räume regeln. Dies kann die Energieeinsparung erhöhen, indem beispielsweise nur ein Home-Office geheizt oder gekühlt wird und nicht die Schlafzimmer und andere Bereiche, die tagsüber leer stehen.

Studien

Internes Studium

Um zu zeigen, dass ihre Thermostate Energie und Geld sparen, haben zahlreiche Hersteller intelligenter Thermostate Modelle und Studien durchgeführt, um ihre Einsparansprüche zu bestätigen. Eine beliebte Methode, mit der Hersteller intelligenter Thermostate den Energieverbrauch berechnen, ist die Energiemodellierung. Bei diesen Modellen wird der intelligente Thermostat mit einem auf eine konstante Temperatur eingestellten Thermostat verglichen und die Einsparungen berechnet. Mit dieser Methode berechnete ecobee die Energieeinsparungen, indem es die Betriebsdauer von Heiz- und Kühlgeräten mit den lokalen Wetterbedingungen korrelierte. Die Energieeinsparungen wurden bezogen auf eine konstante Temperatur von 22 °C (72 °F) berechnet. Bei der Durchführung dieses Modells ermittelte ecobee eine Einsparung von 23 % bei den Heiz- und Kühlkosten für diejenigen, die zu ihrem intelligenten Thermostat wechseln. Mit einer ähnlichen Modellierungsmethode behauptet Nest eine Energieeinsparung von 20 % für Hausbesitzer, die einen Nest Learning Thermostat installieren.

Um Energieeinsparungen anhand von tatsächlichen Daten anstelle von Energiemodellen zu ermitteln, führte Nest im Februar 2015 eine landesweite Studie mit Nest-Kunden in 41 Bundesstaaten durch, die sich für den MyEnergy-Dienst von Nest angemeldet hatten. Im Mai 2013 erwarb Nest MyEnergy, ein Unternehmen, das die Nutzung von Diensten der am Programm teilnehmenden Personen verfolgt und analysiert. Beim Erwerb von MyEnergy konnte Nest anhand der historischen Daten die Energieeinsparungen derjenigen ermitteln, die den Nest Learning Thermostat installiert haben. In dieser Studie wurde der Energieverbrauch vor und nach der Installation eines Nest Learning Thermostat untersucht und ein Verfahren zur Wetternormalisierung verwendet, um zu verhindern, dass ungewöhnlich kaltes oder warmes Wetter die Daten verfälscht. Die Studie umfasste eine Stichprobengröße von 735 Haushalten für die Gasverbrauchsanalyse und 624 Haushalten für die elektrische Analyse. Alle diese Haushalte waren am MyEnergy-Programm angemeldet und verfügten vor und nach der Installation eines Nest Learning Thermostat über ausreichende Energiedaten. Nach einjähriger Beobachtung des Energieverbrauchs stellte Nest fest, dass durchschnittlich 10 % Gas und 17,5 % beim Kühlen eingespart wurden. Die Einsparungen variierten von Haus zu Haus, je nachdem, wie die Bewohner ihr Thermostat vor der Installation eines Nest-Thermostats eingestellt haben, sowie je nach Belegungsmuster, Hauseigenschaften und Wetter.

Die Ergebnisse der MyEnergy-Studie sind zwar deutlich niedriger als die der Energiemodellierung, aber beide zeigen eine Einsparung beim Energieverbrauch durch den Wechsel zu einem intelligenten Thermostat.

Drittstudien

Seit der Einführung intelligenter Thermostate wurde eine Reihe von Studien von Drittanbietern durchgeführt, um festzustellen, ob intelligente Thermostate tatsächlich Energie sparen und wie sie im Vergleich zu manuellen und programmierbaren Thermostaten in Bezug auf die Einsparungen abschneiden. In einer Studie wurde ein Experiment durchgeführt, bei dem 300 programmierbare Standardthermostate in Haushalten und 300 intelligente Nest-Thermostate in anderen Haushalten platziert wurden. Es ist wichtig zu beachten, dass die an dieser Studie beteiligten Hausbesitzer eine angemessene Schulung in der richtigen Verwendung aller Thermostatfunktionen erhalten haben. Dies beseitigte effektiv die Probleme mit menschlichen Fehlern bei programmierbaren Thermostaten. Alle Häuser befanden sich in einer Region von Indiana und wurden zuvor einer energetischen Bewertung unterzogen. Nach einjähriger Beobachtung kam die Studie zu dem Schluss, dass Nest-Benutzer ihren Heizgasverbrauch um 12,5 % reduzierten, während Benutzer eines programmierbaren Standardthermostats den Verbrauch um 5 % reduzierten. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Benutzer von Nest und programmierbaren Standardthermostaten ihren Stromverbrauch um 13,9 % bzw. 13,1 % reduziert haben. Die wichtigsten Faktoren, die es Nest ermöglichten, den Verbrauch stärker als andere Thermostate zu senken, waren seine Fähigkeit, menschliche Fehler weiter zu reduzieren und effizientere Temperaturen einzustellen. Der Nest-Thermostat nutzte Sensoren und WLAN-Konnektivität, um die Temperatur selbstständig anzupassen und mehr Einsparungen zu erzielen. Diese Studie hilft, darauf hinzuweisen, dass intelligente Thermostate tatsächlich erfolgreich bei der Reduzierung des Energieverbrauchs sind.

Eine ähnliche Studie aus dem Jahr 2012 mit dem ecobee-Thermostat kam ebenfalls zu dem Schluss, dass intelligente Thermostate in der Lage sind, Energie zu sparen. Ziel dieses Pilotprogramms war es, die Gas- und Stromeinsparungen von intelligenten Thermostaten zu ermitteln. Diese Studie versorgte 86 Haushalte mit 123 ecobee Thermostaten und überwachte die Häuser 12 Monate lang. Die Studie umfasste 69 Häuser aus Massachusetts und 17 aus Rhode Island. Die Teilnehmer hatten entweder manuelle oder programmierbare Thermostate, bevor die Studie durchgeführt wurde. Gas- und Stromabrechnungsdaten wurden für 12 Monate bereitgestellt, bevor die Studie durchgeführt wurde, um sie als Ausgangsbasis zu verwenden. Nach 12-monatiger Beobachtung kam die Studie zu dem Schluss, dass ecobee Thermostate zu einer durchschnittlichen Stromeinsparung von 16 % und einer durchschnittlichen Gaseinsparung von 10 % führten. Es wurde festgestellt, dass die Gaseinsparungen für den manuellen Thermostataustausch (10 % pro Thermostat) größer sind als für den programmierbaren Thermostataustausch (8 % pro Thermostat). Es wurde festgestellt, dass der Unterschied bei den Stromeinsparungen zwischen Haushalten, deren vorherige Ausrüstung ein manueller Thermostat oder ein programmierbarer Thermostat war, minimal war.

Obwohl diese Studien im Vergleich zu den internen Studien von Nest und ecobee unterschiedliche Einsparungen aufweisen, zeigen beide Studien, dass intelligente Thermostate das Potenzial haben, Energie zu sparen. Dies deutet darauf hin, dass die zur Behebung der Probleme mit programmierbaren Thermostaten hinzugefügten Technologien erfolgreich waren.

Studienabweichungen

Obwohl die meisten Studien zeigen, dass intelligente Thermostate eine Energieeinsparung aufweisen, variiert die Höhe der Einsparungen. Es wird eine große Diskrepanz zwischen den Einsparungen bei der Energiemodellierung und den anhand der tatsächlichen Daten ermittelten Einsparungen festgestellt. Die Energiemodellierung vergleicht den intelligenten Thermostat mit einer konstanten Solltemperatur von 22 °C, aber eine von Nest durchgeführte Online-Umfrage ergab, dass die meisten Benutzer eine Solltemperatur haben, die 10 % effizienter ist. Daher werden die von der Energiemodellierung vorhergesagten Einsparungen höher sein als die tatsächlichen Einsparungen.

Es gibt andere Faktoren, die zu Diskrepanzen führen, selbst zwischen Studien, die sich alle auf tatsächliche Daten beziehen. Die meisten Studien vergleichen den Gesamtenergieverbrauch eines Hauses von Jahr zu Jahr, um Energieeinsparungen zu ermitteln, anstatt nur die Energie zu betrachten, die zum Heizen und Kühlen verwendet wird. Aus diesem Grund können andere Faktoren den Energieverbrauch eines Hauses beeinflussen, und es kann falsch sein, zu behaupten, dass der Thermostat für alle Energieeinsparungen in einem Haus verantwortlich ist. Es ist beispielsweise möglich, dass neben dem Thermostat auch andere neue energieeffiziente Verfahren/Geräte für die Einsparungen teilweise verantwortlich sind.

Eine weitere zu berücksichtigende Diskrepanz ist die Population der Personen, die an der Studie beteiligt sind. Einige Studien, wie die MyEnergy-Studie, beziehen Personen ein, die sich für ein Energieanalyseprogramm angemeldet haben. Diese Menschen sind wahrscheinlich energiebewusster und effizienter und haben bessere Heiz- und Kühlpraktiken. Dieses größere Interesse an Energieeffizienz kann durch den Wechsel zu einem intelligenten Thermostat zu geringeren Energieeinsparungen führen. Die energiebewusstesten Kunden haben eher effiziente Thermostateinstellungen. Daher sind die Einsparungen, die sie mit dem intelligenten Thermostat erzielen, möglicherweise nicht so groß.

Auch das Wetter wird einen Einfluss auf die Ergebnisse einer Studie haben. Sehr hohe Temperaturen im Sommer und sehr kalte Temperaturen im Winter führen in diesen Monaten zu mehr Kühlung und Heizung, wodurch mehr Energie benötigt wird. Wenn die Daten von Jahr zu Jahr verglichen werden und ein Jahr extreme Temperaturen aufwies, während das folgende Jahr moderate Temperaturen aufwies, können die Einsparungen drastisch aussehen. In Wirklichkeit kommen die Einsparungen jedoch nicht vom Thermostat, sondern vom Wetterumschwung. Studien werden versuchen, dieses Problem durch Verfahren zur Wetternormalisierung zu mildern.

Verbesserungen

Bewegungssensoren

Ein Problem bei der Verwendung eines intelligenten Thermostats ist die Unzuverlässigkeit des Bewegungssensors. Eines der Hauptmerkmale des intelligenten Thermostats ist die Möglichkeit, die Temperatur zu ändern, wenn der Sensor im Thermostat keinen Bewohner erkennt. Der einzige Sensor, der jedoch verwendet wird, ist der Sensor im Thermostat. Dies bedeutet, dass, wenn das Haus bewohnt ist, aber niemand am Thermostat vorbeigeht, der Thermostat denkt, dass das Haus unbewohnt ist und die Temperatur ändert, was möglicherweise zu Unbehagen bei den Bewohnern führt.

Eine Studie versuchte, dieses Problem zu lösen, indem mehr Sensoren im ganzen Haus angebracht wurden. Anstatt nur einen Sensor im Thermostat zu verwenden, experimentierte dieses Team mit der Platzierung von Bewegungssensoren und Türsensoren im ganzen Haus, um die Schlaf- und Belegungsmuster der Bewohner besser zu verstehen. Diese Sensoren kommunizierten miteinander und stellten mithilfe eines Algorithmus schnell fest, ob die Insassen aktiv waren, schliefen oder abwesend waren. Das System nutzte historische Daten, um abzuschätzen, wann die Bewohner zurückkehren würden und begannen, das Haus vor ihrer Ankunft „vorzuheizen“. Außerdem würde das System weiter vom Sollwert abweichen, wenn sicher war, dass niemand zu Hause war. Die Studie verglich einen intelligenten Standardthermostat ("reaktiv") und das Mehrfachsensorsystem mit einem manuellen Thermostat. Die Studie kam zu dem Schluss, dass ein reaktiver intelligenter Thermostat mit nur einem Sensor durchschnittlich 6,8 % des Energieverbrauchs einspart, während das Mehrfachsensorsystem durchschnittlich 28 % des Energieverbrauchs einspart. Auch diese Studie zeigt, dass smarte Thermostate im Durchschnitt ihr Ziel der Energieeinsparung erreichen. Es zeigt auch, dass intelligente Thermostate nicht so gut entwickelt sind, wie sie sein könnten, und das Hinzufügen weiterer Sensoren zu einer besseren Leistung und Energieeinsparungen führen könnte.

Benutzeroberfläche

Eines der Probleme mit programmierbaren Thermostaten, die intelligente Thermostate zu beheben versuchen, ist die verwirrende Benutzeroberfläche. Viele Besitzer von programmierbaren Thermostaten fanden die Bedienelemente und Anweisungen zu verwirrend und verzichteten vollständig auf die Verwendung der Planungsfunktion. Andere, die die Funktion verwendeten, verwendeten sie aufgrund der verwirrenden Anweisungen falsch und sahen einen Anstieg des Energieverbrauchs. Entwickler intelligenter Thermostate haben versucht, dieses Problem zu beheben, indem sie einfach zu bedienende Thermostate entwickelt und die richtige Richtung angegeben haben. Dies stellt zwar eine Verbesserung gegenüber programmierbaren Thermostaten dar, Studien haben jedoch gezeigt, dass Benutzer sich vom Installateur des Thermostats eine intensivere Schulung im Umgang mit den technischen Funktionen wünschen. Darüber hinaus verwenden viele intelligente Thermostate ein Webportal, in dem Benutzer die Thermostateinstellungen anpassen und ihren Energieverbrauchsverlauf einsehen können. Auch hier haben Studien gezeigt, dass Benutzer eine Verbesserung dieser Funktion wünschen. Einige beschweren sich, dass das Webportal nicht benutzerfreundlich ist und wünschen sich mehr Schulungen zur Verwendung der Webfunktionen während der Installation.

Internet sicherheit

Forscher der University of Central Florida haben ein Experiment durchgeführt, um zu zeigen, dass Hacker den Nest-Thermostat als Zugangspunkt in das eigene Zuhause verwenden können. Nachdem sie mit dem Internet verbunden waren, konnten die Hacker den Thermostat verwenden, um den lokalen Netzwerkverkehr von einem entfernten Standort aus zu steuern. Der Hacker könnte den Thermostat auch als Spion verwenden und würde wissen, ob das Haus besetzt ist oder nicht. Die Untersuchung ergab, dass ein Hacker, um Zugang zum Thermostat zu erhalten, physischen Zugriff auf das Gerät erhalten und die bösartige Firmware über einen USB-Port hochladen muss . Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass diese Art von Angriff auftritt, drastisch, aber es ist immer noch möglich, wenn ein gebrauchter Thermostat mit bereits hochgeladener Firmware gekauft wird. Das Problem, das diese Art von Angriff ermöglicht, liegt bei der Hardware im Thermostat. Daher kann Nest dieses Problem nicht mit einem einfachen Software-Update beheben, sondern müsste stattdessen einen neuen Thermostat bauen, der diese Art von Angriff verhindern kann.

Nachhaltigkeit

Die von der US Energy Information Administration durchgeführte Umfrage zum Energieverbrauch in Wohngebäuden zeigt den Stromverbrauch von Wohngebäuden nach Kategorie.

Klimawandel

Laut der 2015 von der US Energy Information Administration durchgeführten Residential Energy Consumption Survey machen das Heizen und Kühlen von Wohngebäuden den höchsten Prozentsatz des elektrischen Energieverbrauchs von Wohngebäuden aus. Die Klimaanlage macht 17 % des Stromverbrauchs aus, während die Raumheizung 15 % ausmacht. Die Energieverbrauchserhebung für Wohngebäude aus dem Jahr 2009 untersuchte den Energieverbrauch aller Energiearten (Erdgas und Strom). Diese Umfrage ergab, dass die Raumheizung für 42 % des gesamten Energieverbrauchs von Wohngebäuden verantwortlich ist, während die Klimaanlage für 6 % verantwortlich ist. Dieser Energieverbrauch zum Heizen und Kühlen von Häusern steht in direktem Zusammenhang mit dem Klimawandel , da die zum Heizen und Kühlen bereitgestellte Energie häufig aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt, wodurch Treibhausgasemissionen freigesetzt werden . Mit einem zusätzlichen Fokus auf die Bekämpfung des Klimawandels und der globalen Erwärmung haben Nationen aus der ganzen Welt begonnen, dieses Thema anzugehen, indem sie die Treibhausgasemissionen begrenzen und den Anstieg der globalen Temperatur durch Vereinbarungen wie das Pariser Abkommen verhindern . Alle Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs in Wohngebäuden werden dazu beitragen, diese Ziele zu erreichen.

Intelligente Thermostate könnten eine Lösung zur Reduzierung des Energieverbrauchs sein, da zahlreiche Studien gezeigt haben, dass diese Thermostate tatsächlich den Energieverbrauch zu Hause senken. Darüber hinaus bietet die Technologie in intelligenten Thermostaten nachweislich optimalen Komfort für die Bewohner und reduziert gleichzeitig den Energieverbrauch. Diese Technologien bieten nicht nur Komfort, sondern nehmen den Menschen aus dem Bild. Viele nachhaltige Geräte hängen stark davon ab, wie der Benutzer sie verwendet. Indem sie sich auf Technologie anstelle menschlicher Handlungen verlassen, reduzieren intelligente Thermostate die Menge menschlicher Fehler, die häufig bei anderen nachhaltigen Geräten, wie dem programmierbaren Thermostat, auftreten. Diese Faktoren deuten darauf hin, dass die Installation eines intelligenten Thermostats ein einfacher Schritt ist, den viele Menschen unternehmen können, um den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, was letztendlich zu einer nachhaltigeren Zukunft führt.

Programme

Viele Wohnungsunternehmen und Entwickler intelligenter Thermostate erkennen das Potenzial intelligenter Thermostate zur Energieeinsparung und haben Programme entwickelt, um die Nachhaltigkeit durch intelligentere Technologien voranzutreiben. Ecobee fördert eine nachhaltige Zukunft durch sein "A Better Tomorrow"-Programm, bei dem das Unternehmen Zeit, Daten und Technologie spendet, um eine bessere Zukunft zu gewährleisten. Im Rahmen dieses Programms spendete ecobee im Januar 2018 776 ecobee-Thermostate an die Toronto Community Housing Corporation (TCHC), um die Stadt Toronto bei der Weiterentwicklung ihres Aktionsplans zum Klimawandel zu unterstützen. Diese Spende trägt dazu bei, das Ziel des TCHC zu verbessern, den Menschen in Toronto ein gesundes, sicheres und nachhaltiges Zuhause zu bieten.

Eine weitere beliebte Methode, mit der Versorgungsunternehmen den Wechsel zu einem intelligenten Thermostat fördern, sind monetäre Anreize. Das San Diego Gas & Electric- Unternehmen führt derzeit ein Programm durch, das den Teilnehmern nach dem Wechsel zu einem intelligenten Thermostat eine E-Geschenkkarte im Wert von 50 US-Dollar anbietet. Das Wisconsin Focus on Energy- Programm arbeitet mit Versorgungsunternehmen in ganz Wisconsin zusammen, um denjenigen, die einen qualifizierten intelligenten Thermostaten kaufen, einen Scheck über 75 US-Dollar anzubieten. Austin Energy , ein Versorgungsunternehmen, das die Stadt Austin, Texas, mit Strom versorgt, bietet einen Rabatt von 25 US-Dollar für jeden in Frage kommenden intelligenten Thermostat, der gekauft und installiert wird. Pacific Gas and Electric Company (PG&E) bietet in Kalifornien intelligente Thermostatrabatte für Privat- und Mehrfamilienkunden an. Viele andere Unternehmen in den Vereinigten Staaten bieten ähnliche Programme an, um intelligente Thermostate und nachhaltigeres Heizen und Kühlen zu fördern.

Bei der Installation eines intelligenten Thermostats gibt es zusätzliche Programme, die die Nachhaltigkeit und den reduzierten Energieverbrauch weiterhin fördern. Das Nest Rush Hour Rewards-Programm arbeitet mit Versorgungsunternehmen in den USA zusammen, um Kunden zu motivieren, während der Spitzenlastzeiten eine höhere oder niedrigere Temperatur einzustellen. Energie-Rushhours treten auf, wenn alle in einem bestimmten Gebiet gleichzeitig heizen oder kühlen, beispielsweise während einer Hitzewelle. Diese zusätzliche Nachfrage kann dazu führen, dass Versorgungsunternehmen zusätzliche Kraftwerke betreiben, was zu höheren Kosten und CO2-Emissionen führt. Um dies zu vermeiden, bietet das Rush Hour Rewards-Programm den Kunden einen Anreiz, eine effizientere Temperatur einzustellen, die die vom Versorgungsunternehmen benötigte Energiemenge reduziert.

Da immer mehr Programme wie diese erstellt werden, werden intelligente Thermostate eine immer wichtigere Rolle bei der Reduzierung des Energieverbrauchs in Wohngebäuden spielen. Diese Reduzierung führt zu weniger Treibhausgasemissionen und trägt zu einer nachhaltigeren Zukunft bei.

Siehe auch

• Heimautomatisierung
  • Liste der Themen zur Hausautomation
• Prüfen, justieren, ausbalancieren
• Internet der Dinge
• Netz der Dinge
• Intelligentes Gerät
• Verbundenes Gerät

Verweise