스마트 서모스탯

Smart thermostat
Nest Labs 온도 조절기

스마트 서모스탯은 가정용 자동화와 함께 사용할 수 있는 와이파이 서모스탯으로 가정의 난방, 환기, 에어컨을 제어하는 역할을 한다.사용자가 일정을 사용하여 하루 종일 집안 온도를 제어할 수 있도록 프로그래밍 가능한 온도 조절기와 유사한 기능을 수행하지만 센서 및 Wi-Fi 연결 [1][2]등 프로그래밍 가능한 온도 조절기의 문제를 개선하는 추가 기능도 포함되어 있습니다.

다른 Wi-Fi 서모스탯과 마찬가지로 Wi-Fi 네트워크를 통해 인터넷에 연결됩니다.사용자는 노트북이나 스마트폰과 같은 인터넷에 연결된 다른 기기에서 난방 설정을 조정할 수 있습니다.이를 통해 사용자는 온도조절기를 원격으로 제어할 수 있습니다.이러한 사용 편의성은 에너지 절약을 보장하는 데 필수적입니다. 연구 결과에 따르면 프로그래밍 가능한 온도조절기가 있는 가구는 거주자가 잘못 프로그래밍하거나 [3][4]완전히 비활성화하기 때문에 단순한 온도조절기가 있는 가구에 비해 실제로 에너지 소비량이 더 높은 것으로 나타났습니다.

또한 스마트 서모스탯은 HVAC 시스템이 작동한 시간인 내부/외부 온도를 기록하고 시스템의 공기 필터를 교체해야 할 경우 사용자에게 알릴 수 있습니다.이 정보는 일반적으로 나중에 스마트폰과 같은 인터넷에 연결된 장치에 표시됩니다.

수동과 프로그래밍 가능과 스마트 서모스탯 비교

수동 온도 조절기

허니웰 수동 온도 조절기

수동 서모스탯(아날로그 서모스탯이라고도 함)은 가장 오래되고 간단한 유형의 서모스탯입니다.이러한 온도 조절기는 1온도로 설정되며 사용자가 수동으로 [5]온도를 조정할 때까지 변경되지 않습니다.

프로그램 가능한 온도 조절기

100년 [6]전에 처음 도입된 프로그램 가능한 온도조절기는 사용자가 다른 시간에 다른 온도에 대한 스케줄을 설정할 수 있는 온도조절기의 한 종류이다.대부분의 프로그램 가능한 서모스탯에는 일정을 중단하고 서모스탯을 수동 [5]서모스탯으로 효과적으로 전환하는 홀드 기능도 있습니다.스케줄링 기능의 개념은 사용자가 집을 비울 때 에너지와 비용을 절약하기 위해 더 따뜻하거나 더 시원한 온도를 설정하는 것입니다.이러한 가정된 에너지 절약으로 인해, 일부 건축 법규와 정부 프로그램은 프로그램 가능한 [7]온도 조절기의 사용을 요구하기 시작했습니다.불행하게도, 이러한 장치들을 사용하는 과정에서 인간의 실수로 인해, 많은 프로그램 가능한 온도 조절기는 기본적인 수동 온도 [8]조절기보다 더 많은 에너지를 사용합니다.

프로그램 가능한 온도 조절기에 관한 문제

스마트 서모스탯의 주요 목표 중 하나는 기존의 프로그램 가능한 서모스탯 사용과 관련된 문제를 줄이는 것입니다.스마트 서모스탯이 이 작업을 수행하는 방법을 이해하려면 프로그래밍 가능한 서모스탯과 관련된 문제와 이러한 문제가 에너지 소비에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다.2008-2009년 플로리다 전력 및 조명(FPL)은 400명의 주택 소유자에게 프로그램 가능한 온도조절기를 제공하고 난방 및 냉방 패턴을 모니터링했습니다.400명의 참가자 중 56%가 프로그래밍 기능을 사용하고 나머지 참가자는 온도조절기를 프로그래밍하지 않고 "보류" 상태로 두었다.프로그래밍 기능을 사용한 사용자는 실제로 비프로그래머보다 12% 더 많은 에너지를 소비하는 것으로 나타났습니다.이러한 소비 증가는 일정 설정과 혼동하여 낮은 온도 조절기 설정값(즉, 낮은 온도 설정)과 관련된 높은 야간 작업 사이클에서 비롯되었습니다.이 연구는 프로그래밍 가능한 온도 조절기가 반드시 에너지를 절약하는 것은 아니라는 것을 보여줍니다.스마트 서모스탯은 사용자를 그림에서 제외시키고 에너지를 [8]절약하기 위해 센서와 컴퓨터에 의존함으로써 이 문제를 해결하려고 시도한다.

이 문제에 대해 수행된 또 다른 연구는 프로그램 가능한 온도조절기의 가장 큰 문제는 그것을 사용하는 사람이라는 것을 알아냈다.프로그램 가능한 서모스탯 내부의 기술은 서모스탯이 에너지 절약에 성공할지 여부를 결정하는 데 있어 가장 중요한 요소 중 하나임에 틀림없다.하지만 똑같이 중요한 요소는 온도조절기를 사용하는 사람이다.안타깝게도, 프로그램 가능한 온도 조절기를 소유하고 있는 많은 사람들은 온도 조절기를 사용하는 방법을 모르거나 제공되는 모든 기능을 사용하지 못하고 있습니다.한 연구는 프로그램 가능한 서모스탯 소유자의 대부분이 의도한 목적을 위해 서모스탯을 사용하지 않는다는 것을 결정하기 위해 수많은 인터뷰, 조사 및 관찰을 수행했다.온라인 설문 조사에 따르면 응답자의 89%가 프로그램 가능한 온도 조절기에서 일정 기능을 사용하지 않는 것으로 나타났습니다.인터뷰와 설문조사의 다른 결과에 따르면 많은 사람들이 난방/냉방과 프로그램 가능한 온도조절기 사용에 대해 잘못 알고 있는 것으로 나타났다.한 가지 오해는 사람들이 난방을 끄도록 일정을 잡는 것보다 항상 난방이 더 효율적이라고 믿는 것이다.이 연구에서 지적된 또 다른 오해는 온도조절기의 온도를 낮춘다고 해서 에너지 소비가 크게 줄어들지는 않는다는 것입니다.이러한 오해는 프로그램 가능한 서모스탯 자체에 필요한 모든 도구가 있을 수 있다는 생각을 재확인시켜 주지만, 사용자가 서모스탯을 사용하지 않거나 잘못 사용하면 이러한 서모스탯은 [7]에너지 절약에 실패할 것입니다.

이러한 연구와 그와 같은 다른 연구 결과, Energy Star는 2009년 12월에 프로그램 가능한 온도조절기의 라벨 표시를 중단했다.스마트 서모스탯의 목표는 인간을 배제하고 스마트 컴퓨팅을 사용하여 에너지 사용량과 [7][8]비용을 진정으로 절감하는 서모스탯을 만드는 것입니다.

스마트 서모스탯

스마트 서모스탯은 사용자가 하루 중 다른 시간에 다른 온도를 설정할 수 있는 스케줄링 기능이 있다는 점에서 프로그램 가능한 서모스탯과 유사하다.이 기능 외에도, 스마트 서모스탯은 프로그램 가능한 서모스탯을 사용하는 것과 관련된 인간의 실수를 줄이기 위해 다른 기술을 구현합니다.스마트 서모스탯에는 자택에 사람이 있는지 여부를 판단하고 탑승자가 돌아올 때까지 난방 또는 냉방을 중단할 수 있는 센서가 통합되어 있습니다.또한 스마트 서모스탯은 Wi-Fi 연결을 사용하여 사용자가 항상 서모스탯에 액세스할 수 있도록 합니다.이러한 추가 기술은 스마트 서모스탯을 사용자의 에너지와 [5]비용을 절약하는 데 성공하는 것으로 입증되었습니다.

역사

스마트 서모스탯의 개발은 2007년 에코비 서모스탯의 개발로 시작되었다.에코비의 설립자인 Stuart Rombard는 에너지를 절약하고 가족의 탄소 발자국을 줄이기를 원했다.난방과 냉방이 가정의 에너지 [9]사용량의 대부분을 차지한다는 것을 깨달은 후, 롬버드는 총 에너지 사용량을 줄이기 위해 프로그램 가능한 온도 조절기를 구입했습니다.롬바르드는 프로그램 가능한 온도조절기가 사용하기 어렵고 신뢰할 수 없다는 것을 금방 알아냈다.프로그램 가능한 온도 조절기의 어려움 이후, 그는 에너지를 절약하고 사용하기 쉬운 스마트 온도 조절기를 만들기 시작했습니다.그 목표를 가지고, 에코비 회사는 프로그램 가능한 자동 온도 [10]조절기로 문제를 해결함으로써 에너지를 진정으로 절약할 수 있는 자동 온도 조절기를 사용자에게 제공하기 위해 설립되었습니다.

에코비에 이어 Energy Hub는 2009년 Energy Hub 대시보드와 함께 스마트 서모스탯 버전을 출시했습니다.Energy Hub의 공동 설립자인 Seth Frader-Thompson은 프리우스로부터 대시보드에 대한 아이디어를 얻었습니다.프리우스는 계기판에 실시간으로 차의 연비를 표시하는 화면이 있었다.톰슨은 집에도 같은 일을 하는 무언가가 있어야 한다고 느꼈다.Thompson은 이러한 목표를 염두에 두고 가정용 용해로 및 기기와 통신할 수 있는 온도 조절기를 개발하여 에너지 사용량 및 효율성, 비용 등을 파악했습니다.온도 조절기는 또한 에너지와 비용을 절약하기 위해 기기를 끄거나 온도를 올리거나 낮추는 기능을 가지고 있었다.궁극적으로, 이 온도 조절기의 목표는 사용자에게 에너지 사용량을 표시하고 에너지와 [11]비용을 절약하는 것이었습니다.

Nest Labs 회사 로고학습 온도조절기의 제작자.

2011년, Nest Labs는 Nest Learning 서모스탯을 개발했습니다.Nest 서모스탯은 더 나은 기술을 사용하여 프로그램 가능한 서모스탯의 문제를 해결함으로써 가정용 에너지 소비를 줄이려고 시도했습니다.이 새로운 기술에는 센서, 알고리즘, 머신 러닝 및 클라우드 컴퓨팅의 구현이 포함되어 있습니다.이러한 기술은 탑승자의 행동과 선호도를 학습하고, 탑승자가 집에 있을 때 편안하고 멀리 있을 때 에너지를 절약하기 위해 온도를 올리거나 낮춥니다.또한 Nest 서모스탯은 홈 Wi-Fi에 연결됩니다.이를 통해 사용자는 스마트폰이나 노트북에서 온도 변경, 일정 조정, 에너지 사용 확인 등을 할 수 있습니다.이 모든 기능들은 사용자의 에너지와 [12]비용을 절약하는 사용하기 쉬운 온도조절기를 개발하려는 Nest의 목표의 일부였다.

테크놀로지

프로그램 가능한 스케줄과 자동 스케줄

스마트 서모스탯의 프로그래밍 가능한 스케줄 기능은 표준 프로그래밍 가능한 서모스탯의 기능과 유사합니다.사용자는 집을 비울 때 에너지 사용량을 줄이기 위해 맞춤형 일정을 프로그래밍할 수 있습니다.그러나 연구에 따르면 수동으로 스케줄을 작성하는 것이 단순히 온도조절기를 정해진 [8]온도로 유지하는 것보다 더 많은 에너지 사용을 초래할 수 있습니다.이 문제를 피하기 위해 스마트 서모스탯은 자동 예약 기능도 제공합니다.이 기능을 사용하려면 알고리즘과 패턴 인식을 사용하여 승객의 편안함과 에너지 절약을 위한 일정을 작성해야 합니다.스케줄을 생성하면 서모스탯은 자동 스케줄을 변경하기 위해 승객의 동작을 계속 모니터링합니다.스마트 서모스탯은 스케줄에서 인위적인 실수를 배제함으로써 [13]에너지를 절약하는 스마트한 스케줄을 작성할 수 있습니다.

센서

Nest Web Portal을 사용하면 온도 변경, 일정 작성 및 과거 에너지 사용량 보기를 원격으로 수행할 수 있습니다.

프로그래밍 가능한 서모스탯과 관련된 사람의 실수 문제를 완화하기 위해 스마트 서모스탯은 탑승 패턴을 판단할 수 있는 센서를 사용하여 탑승자의 패턴과 행동에 따라 자동으로 온도를 변화시킵니다.특히 Nest Learning 서모스탯은 장치 내부의 PIR(패시브 적외선) 모션 센서를 사용하여 서모스탯 주변의 점유율을 감지합니다.이 센서는 집에 사람이 있는지 여부를 온도 조절기에 알립니다.홈이 점유되어 있지 않은 경우, 서모스탯은 탑승자가 센서를 다시 활성화할 때까지 난방/냉방을 중단할 수 있습니다.또한 이 센서는 자동 스케줄을 작성하기 위한 점유 패턴을 결정하는 데도 사용됩니다.그릴 부재는 센서 앞에 배치되어 서모스탯 내부의 PIR 모션 센서를 시각적으로 숨기고 보호합니다.그릴은 또한 서모스탯을 시각적으로 즐겁게 [2]해 줍니다.이 센서 기술은 에너지 절약을 위해 중요하지만 결함이 없는 것은 아니다.주요 문제 중 하나는 온도조절기 앞이나 근처를 걷는 사람이 센서를 작동시켜야 한다는 것입니다.탑승자가 센서 앞을 통과하지 못하고 집에 있을 수 있습니다.이 경우, 온도 조절기는 난방/냉방을 차단하고 인간의 [14]편안함을 감소시킵니다.

와이파이 접속

Wi-Fi 서모스탯(스마트 서모스탯 등)의 주요 특징은 인터넷에 연결할 수 있다는 것입니다.이 서모스탯은 Wi-Fi 모듈로 설계되어 있어 서모스탯이 사용자의 가정이나 사무실 네트워크에 접속하고 웹 포털이나 스마트폰 애플리케이션과 인터페이스하여 사용자가 서모스탯을 원격으로 [15]제어할 수 있습니다.Wi-Fi 기능은 또한 웹 포털을 통해 에너지 사용량 및 HVAC 시스템 성능에 대한 보고서를 전송하여 에너지 효율과 다른 스마트 서모스탯 사용자와의 비교 결과를 사용자에게 알려줍니다.또한 HVAC 시스템에 문제가 발생하거나 장비 유지보수가 필요할 때 사용자에게 경고할 수도 있습니다.온도 조절기는 또한 와이파이 연결을 사용하여 현재 날씨 상태와 일기 [1]예보를 표시할 수 있습니다.

일부 스마트 서모스탯이 인터넷 연결을 통해 제공하는 또 다른 기능은 지오펜싱입니다.지오펜스는 GPS 신호를 기반으로 스마트폰이나 다른 장치의 위치 주변에 만들어진 경계선입니다.지오펜싱 기능을 갖춘 스마트 서모스탯의 장점은 사용자의 스마트폰 위치를 사용하여 집에 사람이 있는지 여부를 판별할 수 있다는 것이다.스마트 서모스탯은 일정이나 센서를 사용하여 탑승자를 결정하는 대신, 지오펜스 위치에 의존하여 HVAC 시스템에 전원을 켜야 하는지 [16]끌지 여부를 알릴 수 있습니다.대부분의 사람들이 휴대폰을 가지고 다니기 때문에 지오펜싱은 거주 [13]패턴을 정확하게 결정하는 방법이 될 수 있다.

학습 온도 조절기

Ecobee 4 서모스탯

Nest 온도조절기와 같은 일부 스마트 온도조절기는 언제 집에 사람이 있는지, 언제 비어 있는지 알 수 있다.이것은 자동 예열이나 예냉이 가능하기 때문에 거주자가 도착했을 때 온도가 쾌적합니다.거주자 또는 생활습관이 바뀌면 스마트 온도조절기는 일정표 조정을 통해 에너지 절약과 쾌적함을 유지할 수 있습니다.

동작 감지기는 누군가가 집에 있는지 여부를 판단할 수 있다.동작 감지기를 사용하는 스마트 서모스탯 중 하나는 에코비4이다.[17]

무선 네트워크를 사용하여 누군가가 범위를 벗어났을 때 감지하여 집 안에 있는지 근처에 있는지 확인할 수 있습니다.이 지오펜싱 기술은 Honeywell T6 스마트 서모스탯에서 사용됩니다.

연결된 온도 조절기

Connected 서모스탯은 인터넷 연결을 통해 제어할 수 있지만 분석 정보를 제공하지 않습니다.최근 몇 년 동안 Wi-Fi 온도 조절기가 인기를 끌면서 온도계와 Wi-Fi 기술이 결합되었다.이제 Wi-Fi 기술을 사용하는 전화기에 표시되는 온도계를 집에 둘 수 있습니다.이 기술은 현재 개발 중이기 때문에 기계나 자동차의 온도조절기에 사용할 수 있을 것입니다.구글은 네스트라고 불리는 와이파이 온도 회사를 인수한 이후 이러한 기술 향상에 관여하고 있다.스마트 온도조절기 [18]시장은 2022년 말까지 약 35억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.

구역제 시스템

존 시스템은 집 전체의 온도를 제어하는 것이 아니라 개별 방을 제어할 수 있습니다.이를 통해 낮에 비어 있는 침실 및 기타 영역이 아닌 홈 오피스만 난방 또는 냉방함으로써 에너지 절약 효과를 높일 수 있습니다.

스터디

내부 연구

자동 온도 조절기가 에너지와 비용을 절약한다는 것을 보여주기 위해, 수많은 스마트 자동 온도 조절기 생산자들은 절약 요구를 확인하기 위한 모델과 연구를 실시했습니다.스마트 서모스탯 생산자가 에너지 사용량을 계산하는 인기 있는 방법 중 하나는 에너지 모델링을 사용하는 것입니다.이러한 모델에서는 스마트 서모스탯을 일정한 온도로 설정된 서모스탯과 비교하여 절약량을 계산합니다.이 방법을 사용하여 에코비는 냉난방 장비의 가동시간을 현지 기상조건과 연관시켜 에너지 절약량을 계산했습니다.에너지 절약량은 22°C(72°F)의 일정한 온도와 비교하여 계산되었습니다.에코비는 이 모델을 실시하면서 [19]스마트 서모스탯으로 전환하는 고객의 냉난방 비용을 23% 절감하는 것으로 나타났습니다.비슷한 모델링 방법을 사용하여 Nest는 Nest Learning [20]Thermosat를 설치하는 집주인을 위해 20%의 에너지 절약을 주장했습니다.

에너지 모델이 아닌 실제 데이터를 사용하여 에너지 절약을 결정하기 위해 2015년 2월 Nest는 Nest의 MyEnergy 서비스에 등록한 41개 주의 Nest 고객을 대상으로 전국적인 조사를 실시했습니다.2013년 5월, Nest는 프로그램에 등록된 사람들의 유틸리티 사용량을 추적 및 분석하는 회사인 My Energy를 인수했습니다.My Energy를 인수하자 Nest는 과거 데이터를 사용하여 Nest Learning Thermosat를 설치한 사람들의 에너지 절약을 확인할 수 있었습니다.본 연구에서는 Nest Learning Thermat 설치 전후의 에너지 사용량을 살펴보고 기상 정규화 절차를 사용하여 비정상적으로 춥거나 따뜻한 날씨로 인해 데이터가 왜곡되는 것을 방지했습니다.이 연구의 표본 크기는 가스 사용량 분석을 위한 735가구와 전기 분석을 위한 624가구로 구성되었습니다.이 모든 가정은 MyEnergy 프로그램에 등록되었으며 Nest Learning Thermosat 설치 전후에 충분한 에너지 데이터를 보유하고 있었다.1년간의 에너지 사용량을 관찰한 결과, Nest는 평균 가스 절약량이 10%, 냉각 절약량이 17.5%라는 것을 확인했습니다.절약액은 거주자가 Nest 온도조절기를 설치하기 전에 온도조절기를 어떻게 설정하느냐에 따라, 거주 패턴, 주택 특성 및 [20]날씨의 차이와 함께 집마다 달랐다.

가스 및 전기 절약 결과[20]
연료 샘플 사이즈 총 에너지 소비량(Nest 네스트 전 HVAC 총 에너지 절약량 HVAC 비율
천연가스(온도/년) 735 774 584 56 ±12 9.6 ±2.1%
전력(kWh/년) 624 12,355 3,351 585 ±97 17.5 ±2.9%

My Energy 연구의 결과는 에너지 모델링의 결과보다 훨씬 낮지만, 둘 다 스마트 [19][20]서모스탯으로 전환하여 에너지 사용량을 절약하는 것으로 나타났습니다.

서드파티 스터디

스마트 서모스탯이 출시된 이후 스마트 서모스탯이 실제로 에너지를 절약하는지, 그리고 절약과 관련하여 수동 및 프로그래밍 가능한 서모스탯과 비교했을 때 어떻게 에너지를 절약하는지 알아내기 위해 많은 서드파티 연구가 수행되었습니다.한 연구는 300개의 표준 프로그램 가능한 온도조절기를 가정에 설치하고 300개의 Nest 스마트 온도조절기를 다른 가정에 설치하는 실험을 수행했다.이 연구에 참여한 집주인들은 모든 온도조절기 기능을 적절하게 사용하는 방법에 대한 적절한 교육을 받았다.이를 통해 프로그램 가능한 온도 조절기의 인적 오류와 관련된 문제를 효과적으로 해결했습니다.모든 가정은 인디애나 주의 한 지역에 위치하고 있으며 이전에 가정 에너지 평가를 받았다.1년간의 관찰 결과, 연구는 Nest 사용자가 난방 가스 소비량을 12.5% 줄인 반면, 표준 프로그램 가능한 온도 조절기 사용자는 소비량을 5% 줄였다는 결론을 내렸습니다.또한 Nest와 표준 프로그래머블 서모스탯 사용자는 냉각 전력 소비를 각각 13.9%, 13.1% 줄인 것으로 나타났습니다.Nest가 다른 온도조절기보다 소비를 더 줄일 수 있었던 주요 요인은 인간의 실수를 더 줄이고 더 효율적인 온도를 설정할 수 있는 능력이었다.Nest 서모스탯은 센서와 Wi-Fi 연결을 사용하여 스스로 온도를 조절하고 더 많은 비용을 절감했습니다.이 연구는 스마트 서모스탯이 실제로 에너지 [21]소비를 줄이는 데 성공했음을 시사하는 데 도움이 됩니다.

난방 가스[21] 사용량 비율에 따른 가스 절약량
온도 조절기 예열

사용방법(온도)

 비용 절감

(온도)

 비용 절감

(%)

 범위

절약량(온도)

 범위

절감액(%)

둥지 548 69 12.5% 60 ~ 77 11~14%
프로그램 가능 602 30 5% 22 ~ 38 4 ~ 6 %
냉각 전력[21] 사용량 비율에 따른 전기 절약량
온도 조절기 사용 전

(kWh)

 비용 절감

(kWh)

 비용 절감

(%)

 범위

절약량(kWh)

 범위

절감액(%)

둥지 3,080 429 13.9% 270 ~ 589 9 ~ 19 %
프로그램 가능 2,537 332 13.1% 181 ~ 483 7 ~ 19 %

2012년에 에코비 서모스탯으로 실시한 유사한 연구에서도 스마트 서모스탯이 에너지를 절약할 수 있다는 결론이 나왔다.이 파일럿 프로그램의 목표는 스마트 서모스탯의 가스와 전기 절약량을 측정하는 것이었다.이 연구는 86가구에 123개의 에코비 온도조절기를 제공하고 12개월 동안 가정을 감시했다.이 연구에는 매사추세츠에서 온 69채와 로드아일랜드에서 온 17채가 포함되었다.참가자들은 연구가 수행되기 전에 수동 또는 프로그램 가능한 온도조절기를 가지고 있었다.베이스라인으로 사용하기 위해 연구가 수행되기 전 12개월 동안 가스 및 전기 청구 데이터가 제공되었습니다.12개월간의 관찰 결과, 이 연구는 에코비 온도 조절기가 평균 16%의 전기 절약과 평균 10%의 가스 절약으로 이어진다는 결론을 내렸습니다.수동 서모스탯 교체(서모스탯당 10%)의 가스 절약량은 프로그램 가능한 서모스탯 교체(서모스탯당 8%)보다 큰 것으로 나타났습니다.이전 장비가 수동 온도조절기 또는 프로그램 가능한 온도조절기였던 가정 간 전기 절약량 차이는 미미했다.[1]

가스 요금 분석 비용 절감[1] 요약
이전의

온도 조절기

 수

참가자

 사용 전

(온도)

 비용 절감

(온도)

 비용 절감

(%)

 범위

절약량(온도)

 범위

절감액(%)

설명서

온도 조절기

 23 890 87 10% 60 ~ 113 7 ~ 13 %
프로그램 가능

온도 조절기

 44 842 66 8% 43 ~ 88 5~10 %
전기 절약량 분석 절약량[1] 요약
이전의

온도 조절기

 수

참가자

 사용 전

(kWh)

 비용 절감

(kWh)

 비용 절감

(%)

수동 및

프로그램 가능

온도 조절기

 12 640 113 16%

이러한 연구들은 Nest와 에코비가 실시한 내부 연구들에 비해 절약량이 다르다고 보고했지만, 이 두 연구 모두 스마트 서모스탯이 에너지를 절약할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 것을 보여준다.이는 프로그램 가능한 온도 조절기의 문제를 해결하기 위해 추가된 기술이 [1][21]성공했음을 나타냅니다.

연구 불일치

대부분의 연구에 따르면 스마트 서모스탯이 에너지 절약 효과를 나타내지만 절약 효과는 다양합니다.에너지 모델링 절감액과 실제 데이터를 사용하여 찾은 절감액 사이에는 큰 차이가 있습니다.에너지 모델링에서는 스마트 서모스탯을 화씨 72°F의 일정한 설정점 온도에 비교하고 있지만, Nest가 실시한 온라인 조사에 따르면 대부분의 사용자가 10% [20]더 효율적인 설정점 온도를 가지고 있는 것으로 나타났습니다.따라서 에너지 모델링에 의해 예측되는 절감액은 실제 절감액보다 더 높을 것입니다.

모두가 실제 데이터를 보는 연구들 사이에서도 불일치를 일으키는 다른 요소들이 있다.대부분의 연구는 난방과 냉방에 사용되는 에너지뿐만 아니라 매년 총 에너지 소비량을 비교하여 에너지 절약을 결정합니다.이로 인해 가정의 에너지 소비를 바꾸는 다른 요인이 있을 수 있으며, 온도 조절기가 가정의 모든 에너지 절약을 책임진다고 말하는 것은 잘못될 수 있습니다.예를 들어, 온도 [20]조절기 외에도 다른 새로운 에너지 효율적인 작업 방식/장비가 부분적으로 비용 절감의 원인이 될 수 있습니다.

고려해야 할 또 다른 불일치는 연구에 관련된 사람들의 인구이다.My Energy 연구와 같은 일부 연구는 에너지 분석 프로그램에 [20]등록한 사람들을 포함합니다.이러한 사람들은 에너지를 더 의식하고 효율적이며 난방 및 냉방 관행이 더 나을 수 있습니다.에너지 효율에 대한 관심이 높아짐에 따라 스마트 서모스탯으로 전환하여 에너지 절약을 줄일 수 있습니다.에너지 절약성이 가장 높은 고객은 효율적인 서모스탯 설정을 했을 가능성이 높기 때문에 스마트 서모스탯을 통해 얻을 수 있는 절감 효과는 그다지 [1]크지 않을 수 있습니다.

날씨는 또한 연구 결과에 영향을 미칠 것이다.여름에는 매우 높은 온도를 가지고 겨울에는 매우 추운 온도를 갖는 것은 그 몇 달 동안 더 많은 냉난방으로 이어질 것이고 더 많은 에너지를 필요로 할 것이다.연도별 데이터를 비교할 때 1년 동안 온도가 매우 높았던 반면 다음 해에는 온도가 중간 수준이었다면 절감 효과가 크게 나타날 수 있습니다.하지만 실제로는 온도 조절기가 아니라 날씨 변화에 따른 비용 절감 효과입니다.연구들은 기상 정상화 [20]절차를 통해 이 문제를 완화시키려 할 것이다.

광범위한 영향

스마트 온도 조절기는 에너지 소비를 절약할 수 있는 잠재력이 있지만, 더 넓은 전기 그리드에 의도하지 않은 결과를 초래할 수 있습니다.스마트 서모스탯은 모집단에서 비슷하게 작동하는 경향이 있으며 부하 동기화를 생성할 수 있습니다.이 부하 동기화는 훨씬 더 높은 피크를 발생시키고 난방 수요의 더 빠른 변화를 일으킬 수 있습니다.특히 겨울철에는 태양열 전기를 사용할 수 없는 아침 일찍 난방 수요가 이동하기 때문에 재생 에너지로 [22]히트 펌프와 같은 전기 난방원을 공급하는 것이 더욱 어려워진다.

개선점

동작 센서

스마트 서모스탯 사용 시 한 가지 문제는 동작 센서의 신뢰성이 떨어진다는 것입니다.스마트 서모스탯의 주요 기능 중 하나는 서모스탯의 센서가 탑승자를 감지하지 못할 때 온도를 변경하는 기능입니다.하지만 사용되는 유일한 센서는 온도 조절기의 센서입니다.즉, 집에 사람이 있지만 아무도 서모스탯을 지나치지 않으면 서모스탯이 집에 사람이 없는 것으로 간주하여 온도가 변화하여 탑승자가 불편함을 느낄 수 있습니다.

한 연구는 집안 곳곳에 센서를 추가하여 이 문제를 해결하려고 시도했다.이 팀은 온도조절기에 하나의 센서만 사용하는 대신 거주자의 수면과 거주 패턴을 더 잘 이해하기 위해 집안 곳곳에 동작 센서와 도어 센서를 설치하는 실험을 했다.이 센서들은 서로 통신하고 알고리즘을 사용하여 탑승자가 활동 중인지, 수면 중인지 또는 부재 중인지 신속하게 판단했습니다.시스템은 과거 데이터를 사용하여 거주자가 언제 돌아올지 예측하고 거주자가 도착하기 전에 집을 "예열"하기 시작했습니다.게다가 아무도 집에 없는 것이 확실하면, 시스템은 설정 지점으로부터 더 멀리 표류합니다.연구는 표준("반응성") 스마트 서모스탯과 다중 센서 시스템을 수동 서모스탯과 비교했다.연구에 따르면 센서만 있는 반응형 스마트 서모스탯은 에너지 소비의 평균 6.8%를 절약하는 반면 다중 센서 시스템은 에너지 소비의 평균 28%를 절약하는 것으로 나타났습니다.이 연구는 평균적으로 스마트 서모스탯이 에너지 절약 목표를 달성한다는 것을 보여준다.또한 스마트 서모스탯이 제대로 개발되지 않았으며, 센서를 더 많이 추가하면 성능과 에너지 [14]절약이 향상될 수 있음을 보여줍니다.

사용자 인터페이스

스마트 서모스탯이 수정하려고 하는 프로그램 가능한 서모스탯의 문제 중 하나는 혼란스러운 사용자 인터페이스입니다.프로그램 가능한 서모스탯의 많은 소유자들은 제어장치와 방향이 너무 혼란스럽다는 것을 알고 스케줄링 기능을 완전히 사용하지 않기로 결정했습니다.이 기능을 사용한 다른 사람들은 방향이 혼란스러워서 잘못 사용했고 에너지 [7]사용량이 증가했습니다.스마트 서모스탯 개발자들은 사용하기 쉬운 서모스탯을 만들고 올바른 방향을 제시함으로써 이 문제를 해결하려고 시도했다.이는 프로그램 가능한 서모스탯의 개선이지만, 연구 결과에 따르면 사용자는 서모스탯 설치자에게 기술적인 기능을 사용하는 방법에 대한 보다 강도 높은 교육을 원하는 것으로 나타났습니다.또한 많은 스마트 서모스탯은 사용자가 서모스탯 설정을 조정하고 에너지 사용 내역을 볼 수 있는 웹 포털을 사용합니다.또, 연구 결과에 의하면, 유저는 이 기능의 개선을 희망하고 있습니다.일부에서는 웹 포털이 사용자 친화적이지 않으며 설치 [1]시 웹 기능을 사용하는 방법에 대한 더 많은 교육을 요구하고 있다고 불평합니다.

인터넷 보안

센트럴 플로리다 대학의 연구원들은 해커들이 네스트 온도조절기를 자신의 집으로 들어가는 진입점으로 사용할 수 있다는 것을 보여주는 실험을 했다.인터넷에 접속하면 해커들은 온도조절기를 사용하여 원격지에서 로컬 네트워크 트래픽을 제어할 수 있었다.해커는 또한 자동 온도 조절기를 사용하여 스파이 역할을 할 수 있고 집이 점령되었는지 여부를 알 수 있다.조사에 따르면 해커가 온도조절기에 접근하기 위해서는 기기에 물리적으로 접근하고 USB 포트를 통해 악성 펌웨어를 업로드해야 한다.이로 인해 이러한 유형의 공격이 발생할 가능성은 크게 감소하지만 펌웨어가 이미 업로드된 상태에서 중고 서모스탯을 구입한 경우에도 가능합니다.이러한 유형의 공격을 가능하게 하는 문제는 서모스탯 내의 하드웨어에 있습니다.따라서 Nest는 단순한 소프트웨어 업데이트로는 이 문제를 해결할 수 없으며 이러한 유형의 [15][23]공격을 방지할 수 있는 새로운 서모스탯을 구축해야 합니다.

지속가능성

미국 에너지 정보국이 실시한 주거용 에너지 소비 조사는 주거용 전기 소비량을 범주별로 보여준다.

기후 변화

미국 에너지 정보국이 실시한 2015년 주거용 에너지 소비 조사에 따르면, 주택 난방과 냉방이 주거용 전기 에너지 소비에서 가장 높은 비율을 차지하고 있습니다.에어컨은 전기 사용량의 17%를 차지하며, 공간 난방은 15%[9]를 차지합니다.2009년 주거용 에너지 소비 조사는 모든 에너지 유형(천연가스 및 전기)의 에너지 소비를 조사했다.이 조사에서 공간 난방이 전체 주거용 에너지 소비의 42%를 차지하는 반면, 에어컨은 [24]6%를 차지하는 것으로 나타났습니다.난방과 냉방에 필요한 이러한 에너지 사용량은 기후 변화와 직접적으로 연관되어 있는데, 난방과 냉방에 제공되는 에너지는 종종 화석 연료의 연소로부터 나오고 온실 가스 배출로 이어지기 때문이다.기후 변화와 지구 온난화에 대처하는 것에 초점을 맞추면서, 세계 각국은 온실 가스 방출을 제한하고 파리 [25]협정과 같은 협정을 통해 지구 온도 상승을 막음으로써 이 문제를 다루기 시작했다.주거용 에너지 소비를 줄이기 위해 취해진 모든 조치는 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 될 것입니다.

스마트 서모스탯은 에너지 소비를 줄이는 해결책이 될 수 있습니다. 이러한 서모스탯이 실제로 가정용 에너지 [1][19][20][21]소비를 감소시킨다는 연구 결과가 다수 발표되었습니다.또한 스마트 서모스탯의 기술은 에너지 [20]소비를 줄이면서도 최적의 탑승자 편안함을 제공하는 것으로 입증되었습니다.이러한 기술은 편안함을 제공할 뿐만 아니라, 인간을 그림에서 사라지게 합니다.많은 지속 가능한 디바이스는 사용자가 사용하는 방법에 크게 의존하고 있습니다.스마트 서모스탯은 인간의 행동 대신 기술에 의존함으로써 프로그램 가능한 서모스탯과 같은 다른 지속 가능한 장치에서 자주 발생하는 인간의 실수를 줄입니다.이러한 요소들은 스마트 서모스탯을 설치하는 것이 에너지 사용과 온실 가스 배출을 줄이기 위해 많은 사람들이 취할 수 있는 것보다 더 쉬운 조치이며, 궁극적으로 더 지속 가능한 미래를 이끌 수 있다는 것을 암시한다.

프로그램

많은 주택 공사와 스마트 서모스탯 개발자들은 스마트 서모스탯의 에너지 절약 가능성을 깨닫고 스마트 기술을 통해 지속 가능성을 높이는 프로그램을 개발했습니다.Ecobee는 "A Better Tomorrow" 프로그램을 통해 지속 가능한 미래를 촉진하고 있습니다.이 프로그램은 시간, 데이터, 기술을 기부하여 밝은 [26]미래를 보장합니다.이 프로그램의 일환으로, 2018년 1월, 에코비는 토론토시의 기후변화 행동 계획을 진전시키기 위해 776개의 에코비 온도조절기를 토론토 커뮤니티 하우징 코퍼레이션(TCHC)에 기증했습니다.이 기부는 [27]토론토 사람들에게 건강하고 안전하며 지속 가능한 집을 제공하려는 TCHC의 목표를 개선하는 데 도움이 됩니다.

전력회사가 스마트 서모스탯으로의 전환을 장려하는 또 다른 인기 있는 방법은 금전적 인센티브를 통한 것이다.샌디에이고 가스전기는 현재 스마트 [28]서모스탯으로 전환한 후 참가자들에게 50달러짜리 전자 기프트 카드를 제공하는 프로그램을 운영하고 있다.위스콘신 Focus on Energy 프로그램은 위스콘신 전역의 유틸리티 회사와 제휴하여 자격 있는 스마트 온도 [29]조절기를 구입하는 사람들에게 75달러 수표를 제공합니다.텍사스주 오스틴시에 전력을 공급하는 전력회사 오스틴 에너지에서는 스마트 서모스탯을 구입하여 [30]설치할 때마다 25달러의 리베이트를 제공합니다.PG&E(Pacific Gas and Electric Company)는 캘리포니아에서 주거 및 다세대 고객을 [31][32]위해 스마트 서모스탯 리베이트를 제공합니다.미국 전역의 많은 다른 회사들은 스마트 서모스탯과 더 지속 가능한 [33][34]냉난방을 장려하기 위해 유사한 프로그램을 제공하고 있습니다.

스마트 서모스탯을 설치하면 지속가능성과 에너지 소비를 지속적으로 촉진하는 추가 프로그램이 있습니다.Nest Rush Hour Rewards 프로그램은 미국 전역의 전력회사와 제휴하여 고객이 피크 수요 시간대에 온도를 높이거나 낮추도록 장려하고 있습니다.에너지 러시 아워는 폭염과 같이 특정 지역에 있는 모든 사람이 난방 또는 냉방을 동시에 켤 때 발생합니다.이러한 추가 수요로 인해 전력회사는 추가 발전소를 가동해야 할 수 있으며, 이로 인해 비용과 탄소 배출이 증가할 수 있습니다.이를 피하기 위해 [35]러시 아워 보상 프로그램은 전력회사가 생산하는 데 필요한 에너지량을 줄일 수 있는 보다 효율적인 온도를 설정하도록 고객에게 장려합니다.

이와 같은 프로그램이 더 많이 만들어짐에 따라 스마트 온도 조절기는 주거용 에너지 소비를 줄이는 데 있어 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.이러한 감소는 온실가스 배출 감소로 이어져 보다 지속 가능한 미래를 만드는 데 도움이 될 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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