Laureato in ingegneria elettrica e informatica presso l'Università dello Utah, Kyeong T. Min, assembla sensori di inquinamento dell'aria per uno studio che determina l'efficienza dei sistemi di riscaldamento e condizionamento dell'aria domestici nella pulizia della qualità dell'aria e nel risparmio energetico. Credito:Università dello Utah
I sistemi di condizionamento e riscaldamento non sono solo ottimi per mantenere la casa fresca o calda, ma aiutano anche a pulire l'aria dagli inquinanti nocivi.
Mentre i termostati domestici controllano HVAC (riscaldamento, ventilazione, e condizionamento) sistemi basati sulla temperatura, gli ingegneri dell'Università dello Utah hanno studiato gli effetti del loro controllo in base alla qualità dell'aria interna di una casa. Hanno scoperto che programmare l'accensione e lo spegnimento del condizionatore e del forno in base alla qualità dell'aria interna e alla temperatura non spreca molta energia aggiuntiva, ma mantiene l'aria molto più pulita.
Le loro scoperte, pubblicato in un documento intitolato Smart Home Air Filtering System:A Randomized Controlled Trial for Performance Evaluation, sarà presentato il 26 settembre alla "IEEE/ACM Conference on Connected Health:Applications, Systems and Engineering Technologies" a Washington D.C. Gli autori principali del documento sono il professore di ingegneria elettrica e informatica dell'Università dello Utah Neal Patwari e il laureato in ingegneria elettrica e informatica della U. Kyeong T. Min.
I ricercatori, guidato da Patwari, acquistato una serie di sensori di inquinamento dell'aria portatili standard e li ha collegati in modalità wireless a Raspberry Pis, computer piccoli ed economici per hobbisti. Con un software specializzato sviluppato dagli ingegneri, i computer erano programmati per accendere automaticamente il sistema di condizionamento dell'aria ogni volta che il particolato nell'aria raggiungeva un certo punto e spegnere il sistema quando il particolato scendeva al di sotto di una certa misura.
Questo grafico mostra che quando un impianto di riscaldamento e condizionamento domestico si accende e si spegne in base alla sola temperatura (Normale), la qualità dell'aria in casa può risultare nell'aria più sporca basata su 2,5 particolato. Nel frattempo, lasciare il riscaldamento e l'aria condizionata sempre accesi (On) si ottiene l'aria più pulita a scapito dell'utilizzo di più energia. Il grafico SmartAir mostra che un sistema che si accende e si spegne in base sia alla temperatura che alla qualità dell'aria può portare a una casa con aria molto più pulita ma senza un costo energetico molto più elevato. Credito:Università dello Utah/Neal Patwari
Per lo studio, Nel 2017 sono stati installati 12 sensori in quattro case. In ogni casa, due dei sensori erano all'interno di stanze, e uno era posto all'esterno sotto un portico coperto. A partire dalla mezzanotte di ogni notte, ogni casa aziona in modo casuale i sensori in una delle tre condizioni:"Normale, " in cui i sistemi HVAC si accendevano e si spegnevano normalmente in base alla sola temperatura; "Sempre acceso, " in cui il sistema aereo ha funzionato ininterrottamente tutto il giorno, e; "SmartAir, " in cui il sistema accendeva e spegneva il ventilatore HVAC in base alla misurazione dell'inquinamento in casa e all'impostazione della temperatura del termostato.
Sulla base di cinque mesi di dati, lo studio ha rivelato che il funzionamento con l'impostazione "SmartAir" in cui si accendeva e si spegneva in base alla temperatura e alla qualità dell'aria puliva l'aria quasi come se la ventola HVAC funzionasse tutto il giorno, ma ha utilizzato il 58 per cento in meno di energia. Nel frattempo, quando l'impianto di riscaldamento e raffrescamento funziona normalmente indipendentemente dalla qualità dell'aria, l'aria era del 31% più sporca rispetto all'impostazione "SmartAir".
"Per chi soffre di asma, una riacutizzazione può essere innescata da una scarsa aria in casa, in particolare per i bambini, " Patwari dice. "Questo tipo di sistema di monitoraggio potrebbe consentire loro di vivere più comodamente e con meno sintomi di asma e meno viaggi al pronto soccorso".
A causa delle normali attività domestiche come cucinare, aspirare e far funzionare l'asciugatrice, la qualità dell'aria all'interno di una casa in determinate ore del giorno può essere molto peggiore che all'esterno. L'esposizione costante agli inquinanti dell'aria interna può portare a effetti sulla salute a breve termine come irritazione degli occhi, naso, e gola, così come il mal di testa, vertigini, e stanchezza, secondo l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti. L'esposizione a lungo termine potrebbe anche portare a malattie respiratorie, malattie cardiache e cancro e potrebbe essere fatale per alcuni. Tuttavia, non sono noti sistemi HVAC domestici o commerciali controllati da sensori di qualità dell'aria.
