Sustainable use of washing machine: modeling the consumer behavior related resources consumption in use of washing machines

Abstract

Two opposing trends are observed in Europe: an increase in the washing machines’ rated capacity and a decrease of the household size (hence a decrease of laundry that has to be washed). The question poses: what kind of behavior is necessary to use the washing machines with a higher rated capacity in a more sustainable manner? To answer this question, a model of a washing machine (virtual washing machine) that is based on real data of real-life washing machines is constructed. Furthermore, a model that reproduces, to some extent, the household’s washing behavior (virtual washing household) is developed.<br /> By conducting parallel simulations of the usage of the virtual washing machine by the virtual washing households and by varying device-, household- and behavioral parameters, an optimal parameter combination with the lowest environmental impact is determined.<br /> The basis for the virtual washing machine is the data gained by testing nine washing machines of different rated capacity (5 kg, 6 kg, 7 kg, 8 kg and 11 kg). All tests are conducted in accordance with EN60456:2005, with some modifications regarding the washing temperatures, load size and detergent dosage.<br /> The predicting power of the virtual washing machine can be considered as good, given that there are numerous differences in tested washing machines.<br /> The virtual washing household is designed in such a manner that a washing cycle is conducted when the household has enough laundry collected, so that the rated capacity of the washing machine can be used. It also offers a possibility to conduct an “emergency washing cycle” when the time needed for accumulating enough laundry (to use rated capacity of the washing machine) exceeds the waiting time acceptable by the consumer (so-called “maximal laundry waiting time”). This model offers a large range of possibilities to simulate some of the consumer’s behavioral patterns.<br /> With the moderating variable “maximal laundry waiting time”, it is possible to add a time dimension to the virtual consumer model and thus explore the effects that might occur when the consumer is ready to postpone an action (in this case the washing of laundry) to a later point of time. The results show that a sustainable use of washing machines with a higher rated capacity is possible when consumer behavior changes towards waiting until enough laundry is accumulated, so that the rated capacity of the washing machine is used.

<strong>Nachhaltige Nutzung einer Waschmaschine: Modellieren des verhaltensabhängigen Ressourcenverbrauchs bei der Waschmaschinennutzung</strong><br /> Zurzeit sind zwei Trends in Europa zu verzeichnen: einerseits erhöht sich die Anzahl der Waschmaschinen mit einer höheren Nennfüllmenge und anderseits verringert sich die Größe der Haushalte und somit der Wäscheanfall. Es stellt sich nun die Frage: „Wie kann ein Haushalt mit einer kleinen Personenanzahl eine Waschmaschine mit einer höheren Nennfüllmenge dennoch nachhaltig nutzen?“<br /> Um diese Frage beantworten zu können, wird in dieser Arbeit zunächst, auf Basis von Daten handelsüblicher Waschmaschinen, ein mathematisches Modell einer Waschmaschine entwickelt (virtuelle Waschmaschine). Des Weiteren wird ein Modell eines Haushaltes entwickelt, welches bis zu einem gewissen Grad das Waschverhalten des Haushaltes nachahmt (virtueller Waschhaushalt).<br /> Mittels paralleler Simulationen der Nutzung der virtuellen Waschmaschinen durch den virtuellen Waschhaushalt und Veränderung der Geräte-, Haushalts- und Verhaltensparameter werden geeignete Parameter-Kombinationen gesucht, bei welchen die Auswirkungen auf die Umwelt am niedrigsten sind.<br /> Die Basis für die virtuelle Waschmaschine bilden Daten aus Waschmaschinentests mit 9 Waschmaschinen verschiedener Nennfüllmengen (5 kg, 6 kg, 7 kg, 8 kg und 11 kg). Alle Tests werden in Anlehnung an die EN60456:2005 durchgeführt, wobei Waschtemperatur, Beladungsmenge und Waschmittelmenge modifiziert werden.<br /> Trotz der Vielfalt der Waschmaschinen und den Unterschieden zwischen diesen, kann die Vorhersagekraft der virtuellen Waschmaschine als gut bewertet werden.<br /> Der virtuelle Waschhaushalt ist so gestaltet, dass ein Waschgang erst dann durchführt wird, wenn genug Wäsche vorhanden ist, um die Nennfüllmenge der Waschmaschine komplett auszunutzen. Des Weiteren bietet das Modell die Möglichkeit, einen sogenannten „Notwaschgang“ durchzuführen. Dieser findet dann statt, wenn die Zeit, welche nötig ist um genug Wäsche zu sammeln, die vom Verbraucher akzeptierte Wartezeit (sogenannte „Maximale Wäschewartezeit“) überschreitet.<br /> Dieses Modell ermöglicht die Simulation vieler verbrauchertypischer Verhaltensmuster.<br /> Mit der moderierenden Variablen „Maximale Wäschewartezeit“ ist es möglich, die zeitliche Komponente in das Verbraucher-Modell einzubeziehen. Dadurch können mögliche Effekte aufgezeigt werden, wenn der Verbraucher bereit ist, eine Handlung (in diesem Fall Wäschewaschen) auf einen späteren Zeitpunkt zu verschieben.<br /> Die Ergebnisse zeigen, dass eine nachhaltige Nutzung der Waschmaschine mit einer höheren Nennfüllmenge dann möglich ist, wenn der Verbraucher das eigene Verhalten dahin gehend verändert, dass er wartet, bis sich genug Wäsche angesammelt hat und so die Nennfüllmenge der Waschmaschine ausgenutzt werden kann.