Как умные термостаты могут значительно снизить потребление энергии в жилых и коммерческих помещениях

Умные термостаты представляют собой большой скачок вперед в том, как системы отопления и охлаждения управляются как в жилых, так и в коммерческих средах. В отличие от традиционных программируемых моделей, которые полагаются на статические графики, эти подключенные устройства учатся на поведении пассажиров, адаптируются к погодным условиям и обеспечивают дистанционное управление через приложения для смартфонов. Результатом является более эффективная операция, которая может снизить потребление энергии на 10-23% на отопление и охлаждение, согласно исследованиям Министерства энергетики США.

Что делает термостат «умным»?

В своей основе умные термостаты - это подключенные к Интернету устройства, оснащенные датчиками (температура, влажность, заполняемость, окружающий свет) и радиостанциями Wi-Fi или Zigbee / Z-Wave. Они интегрируются с системой HVAC дома или здания - чаще всего это форсированные воздушные печи, тепловые насосы, обогреватели для подогрева фундамента и мини-сплиты. «умный» аспект исходит из их способности запускать алгоритмы обучения, которые анализируют данные с течением времени. Например, термостат Nest Learning наблюдает, когда пассажиры обычно дома или спят, и строит индивидуальный график. Другие модели, такие как Ecobee SmartThermostat, полагаются на удаленные датчики, размещенные в разных комнатах, чтобы сбалансировать температуры и обнаружить заполняемость.

Ключевые аппаратные компоненты

• Датчики: Встроенные и необязательные дистанционные датчики измеряют температуру, влажность, движение, а иногда и свет. Эти входы позволяют термостату точно настраивать работу HVAC.
• Связь: Wi-Fi (наиболее распространенный), Thread, Zigbee или Z-Wave позволяют осуществлять дистанционное управление и интеграцию с системами умного дома, такими как Amazon Alexa, Google Home и Apple HomeKit.
• Процессор и память: Бортовые чипы запускают алгоритмы обучения и хранят шаблоны использования локально или в облаке.

Типы умных термостатов

Не все умные термостаты одинаковы. Понимание категорий помогает пользователям выбрать правильный для своих нужд:

• Обучающие термостаты (например, Nest, Honeywell Lyric T6 Pro): Они автоматически создают расписания, отслеживая, когда пользователи корректируют температуры и когда пространство занято.
• Сенсорные термостаты (например, Ecobee SmartThermostat Premium, Lux Geo): они полагаются на несколько удаленных датчиков для средних температур в комнатах или приоритетов занятых зон.
• Простые программируемые интеллектуальные термостаты (например, Emerson Sensi): обеспечивают базовое планирование и дистанционное управление, но не имеют передового обучения.
• Коммерческие термостаты (например, Johnson Controls, Lennox iComfort): Предназначенные для многозонных систем, они предлагают интеграцию управления зданием, планирование пикового спроса и обнаружение неисправностей.

Как умные термостаты снижают потребление энергии

Экономия энергии от интеллектуальных термостатов происходит от нескольких различных механизмов. Каждая функция способствует сокращению времени выполнения и оптимизации температурных установок без ущерба для комфорта.

Алгоритмы обучения и адаптивное расписание

Традиционные программируемые термостаты часто устанавливаются один раз и забываются, или пользователи переопределяют их, потому что график не соответствует их фактическим процедурам. Умные термостаты устраняют это трение, анализируя исторические данные. Например, термостат Nest использует Auto-Away: после периода отсутствия движения он переходит в энергосберегающий режим. В течение недели он строит модель, когда дом занят, автоматически корректируя график. Nest сообщает , что одна только его функция обучения может сэкономить в среднем 10-12% на отоплении и 15% на охлаждении счетов.

геофенсор

Геофенсинг использует местоположение смартфона, чтобы вызвать изменения температуры, когда пассажиры уходят или приближаются. Например, термостат Ecobee можно установить в режим «Домой», когда любой член семьи находится в пределах определенного радиуса, и режим «Вдали», когда все уходят. Это устраняет отходы, которые возникают, когда люди забывают настроить термостат. Исследования показывают, что геозона может сэкономить дополнительные 5-8% после запланированных неудач.

Удаленный доступ и корректировка в реальном времени

С помощью приложения для смартфонов пользователи могут менять термостат из любого места. Это особенно полезно для неожиданных изменений графика — например, деловой поездки, которая заканчивается рано, или выходных дома, когда офис закрыт. Без удаленного доступа многие люди оставляют кондиционер работающим весь день, когда они не дома, теряя значительную энергию. Согласно программе сертифицированных интеллектуальных термостатов ENERGY STAR, удаленный доступ является основным требованием для получения ярлыка.

Многие интеллектуальные термостаты совместимы с программами реагирования на спрос. Во время пиковых событий нагрузки на сеть утилита может дистанционно регулировать участвующие термостаты на несколько градусов, уменьшая нагрузку и снижая затраты на электроэнергию здания. Предприятия могут зарабатывать стимулы или снижать плату за спрос. Страница ответа на спрос DOE объясняет, как работают эти программы.

Обнаружение вины и диагностика

Передовые коммерческие интеллектуальные термостаты контролируют производительность оборудования HVAC. Они могут обнаруживать такие проблемы, как утечка хладагента, засоренный фильтр или неисправный компрессор, прежде чем они вызовут серьезные потери эффективности или поломки. Раннее обнаружение снижает затраты на ремонт и предотвращает отходы энергии.

Интеграция с системами управления зданием (BMS)

В более крупных коммерческих условиях интеллектуальные термостаты взаимодействуют с платформами BMS (например, от Johnson Controls, Siemens или Trane). Это позволяет менеджерам объектов контролировать и контролировать HVAC в нескольких зданиях с одной приборной панели, оптимизировать графики на основе данных датчиков занятости и генерировать отчеты о потреблении энергии для соответствия требованиям устойчивости.

Советы по реализации для максимальной экономии

Установка умного термостата проста для большинства пользователей, но правильная настройка и настройка необходимы для реализации объявленной экономии.

Обеспечить совместимость с вашей системой HVAC

Перед покупкой убедитесь, что ваше оборудование для отопления и охлаждения совместимо. Большинство интеллектуальных термостатов работают со стандартными системами принудительного воздуха (24 В, одноступенчатые или многоступенчатые). Однако тепловые насосы, электрические подогреватели и мини-сплиты требуют конкретных моделей с правильной проводкой (C-провод часто необходим для питания). Используйте онлайн-проверки совместимости или проконсультируйтесь с профессионалом HVAC.

Стратегически размещайте датчики

Если ваш интеллектуальный термостат поддерживает удаленные датчики, поместите их в комнаты, которые часто заняты, но имеют различные тепловые нагрузки, например, солнечную гостиную и темную спальню. Избегайте размещения датчиков возле тягловых окон, источников тепла или прямых солнечных лучей, так как это будет искажать показания и вызывать неэффективную езду на велосипеде.

Настройте геозону и графики правильно

Геофенсинг полагается на точные настройки местоположения. Убедитесь, что местоположение вашего телефона всегда включено и что приложение имеет правильные разрешения. Для домохозяйств с несколькими телефонами включите всех членов семьи в геозону, чтобы система знала, когда все находятся вдали. Кроме того, установите ручные графики в качестве базового уровня - геофенсирование будет переопределять их, когда это необходимо.

Регулярно пересматривайте отчеты по энергетике

Не устанавливайте и не забывайте. Проверьте ежемесячные или еженедельные отчеты из приложения вашего термостата. Ищите шаблоны, такие как необычно высокое использование в определенные дни, и соответствующим образом настраивайте настройки. Некоторые приложения предоставляют персонализированные советы, например, если вы часто переопределяете график, это может предложить новое расписание.

Воспользуйтесь преимуществами скидок и стимулов

Многие электрические и газовые коммунальные службы предлагают скидки на покупку сертифицированных интеллектуальных термостатов ENERGY STAR (обычно 25-100 долларов США). Некоторые также предоставляют бесплатные или дисконтные устройства через программы реагирования на спрос. Проверьте веб-сайт вашей утилиты или используйте скидочный датчик ENERGY STAR .