Trong các tòa nhà thương mại và dân cư hiện đại, khí hậu trong nhà không còn là sản phẩm thụ động của cấu trúc nó là một hệ thống được quản lý tích cực bởi các công nghệ tiên tiến những sáng tạo này đang biến đổi cách mà các nhà máy giám sát và điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, thông gió và không khí mục tiêu là tăng mức độ thoải mái cho người sở hữu, giảm năng lượng và duy trì môi trường lành mạnh trong nhà. khi áp lực và người chủ nhân sự mong đợi tăng, sự kết hợp của công nghệ khí hậu là một yêu cầu tiêu chuẩn hơn là một sự tăng trưởng sang trọng.

Sự gia tăng tầm quan trọng của việc kiểm soát khí hậu trong nhà

Chất lượng môi trường trong nhà [IEQ] trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe con người, chức năng nhận thức và năng suất. Nghiên cứu xuất bản bởi T.H. Chan School of Health ) cho thấy rằng người sống trong không gian có nhiều mạch hơn nhiều so với các cuộc thử nghiệm nhận thức. Ngược lại, khí hậu trong nhà nghèo - được đánh dấu bởi nhiệt độ, độ ẩm thấp hoặc không khí đóng vai trò -- không khí đối với các vấn đề hô hấp, phản ứng, dị ứng và lan truyền các mầm bệnh trên không khí.

Việc sử dụng năng lượng cũng rất quan trọng, không khí và hệ thống thông gió (HVAC) thường là 40–60% của việc sử dụng năng lượng của một tòa nhà.

Công nghệ lõi điều khiển hệ thống quản lý khí hậu hiện đại

Thiết bị cảm biến và thiết bị IOT

Nền tảng của bất kỳ hệ thống khí hậu thông minh nào cũng là một mạng lưới cảm biến mạnh mẽ. Các bộ điều hòa truyền thống đã nhường chỗ cho các nền tảng đa giác để đo nhiệt độ, độ ẩm tương đối, CO2 (C2) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VCC). Một số đơn vị tiên tiến cũng theo dõi vật chất phân hạt (PM2.5 và PM10), cacbon mont, thậm chí cả mức độ ánh sáng và nhiễu.

Những cảm biến này đưa dữ liệu vào Internet của mọi thứ (IoT) cơ sở hạ tầng, thường sử dụng giao thức không dây như Zagbee, Z-Wave, hoặc LoRaWAN cho phép phát hiện các điểm nóng, độ ẩm rộng, hoặc các thác nước nhỏ ngay lập tức.

Chẳng hạn, một sự tăng CO2 trong phòng hội nghị kích thích sự gia tăng ngay lập tức về không khí bên ngoài, ngăn ngừa sự buồn ngủ, những điều kiện ngột ngạt phổ biến trong không gian đông đúc.

Hệ thống tự động xây dựng (BAS)

Hệ thống tự động cấu trúc (BAS) hoạt động như hệ thống thần kinh trung ương để kiểm soát khí hậu. Nó nhận các kết quả nhập từ mạng cảm biến và áp dụng logic đã lập trình để điều chỉnh các thành phần HVAC - phụ tùng, nồi hơi, đơn vị xử lý không khí, tập lượng khí (VVVV) và các thiết bị giảm nhiệt hiện đại. Nền tảng cơ bản phát triển các thuật toán, bao gồm cả khả năng dự đoán, để dự đoán các nạp nhiệt dựa trên dự báo thời tiết, thời tiết vật lý và thậm chí cả nguồn điện thật.

Các cảm biến tự động là một khả năng quan trọng. Thay vì xử lý toàn bộ một tầng như một khu vực riêng lẻ, BAS có thể chia một tòa nhà thành hàng chục vùng nhỏ, mỗi khu vực với vị trí đặt riêng. Các cảm biến hỗ trợ năng lượng trong khi vẫn còn bảo vệ các thiết bị.

Sự kết hợp với các hệ thống xây dựng khác ánh sáng, bóng tối, an ninh tinh luyện quản lý khí hậu. những người mù được vận động có thể đóng lại trong thời gian cao điểm để giảm lượng ánh sáng làm mờ đi sự tăng nhiệt độ bên trong. kết quả là sự tối ưu tối ưu tối ưu hóa không bao giờ có thể đạt được.

Thông gió và dung nham

Thông gió là cơ chế chính để phân hủy trong nhà. Mức độ thông gió cố định thường xuyên trong vùng có lượng oxy thấp (đang nạp năng lượng) và giảm hiệu ứng trong vùng cao nhất (sự kết hợp của sức khỏe). Cần điều khiển thông gió (DV) giải quyết bằng cách điều chỉnh không khí dựa trên dữ liệu thời gian thực và nhiệt độ. Nhiều hệ thống hiện đại cũng hoạt động theo độ ẩm cao để ngăn chặn sự ngưng trệ hay sự ngưng tụ.

Công nghệ xử lý chất thải cũng đã phát triển. Bộ lọc phân vùng có hiệu quả cao (HHPA) thu 99.97% các hạt 0.3 micron đường kính, trong khi bộ lọc MERV-13 phục vụ như là những thay thế chi phí cho hầu hết các ứng dụng thương mại. Một số hệ thống xây dựng- tích hợp hiện nay sử dụng hai cực cực điện tử hoặc điện cực cực cực hóa (UVI) để vô hiệu hóa mầm bệnh và VOC, thêm một lớp bảo vệ trong y tế, giáo dục và môi trường.

Những hệ thống thông gió thông minh này thường cung cấp sự giám sát liên tục, báo động các đội bảo trì khi thay đổi bộ lọc hoặc khi hiệu suất của quạt giảm. bảo trì dữ liệu như vậy sẽ ngăn chặn sự sụp đổ bất ngờ và đảm bảo chất lượng không khí nhất quán.

Lợi ích của kỹ thuật khí hậu trong nhà

  • An ủi bằng cách sử dụng: ) Việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm loại bỏ sự dao động và bản nháp. Các nhà nông có thể ghi đè thiết lập trong vùng riêng của họ thông qua ứng dụng di động hoặc chạm vào tường, tăng cường năng lượng cho cá nhân mà không cần phải hy sinh hệ thống hiệu quả.
  • Bộ Năng lượng [FLT:] cho thấy rằng BAS-ennced HVAC có thể giảm thiểu 15–30%. DCV, hệ thống môi trường và các phương pháp tiết kiệm chiến lược tái tạo, thường trả tiền cho hệ thống trong vòng hai đến bốn năm.
  • Chất lượng không khí được bảo vệ: ) Việc liên tục giám sát CO2, VOC, và các chất hạt giúp phản ứng ngay lập tức trước các biến cố ô nhiễm.
  • Bảo trì Dữ liệu-Driven: dự đoán xác định các cảm biến hỏng, bộ lọc lỗi, hoặc động cơ fan bị hỏng trước khi chúng gây ra thời gian. Các bộ phận cơ sở nhận được thông báo hành động, giảm thiết bị sửa chữa khẩn cấp và kéo dài thiết bị.
  • Phụ đề dịch bởi:

Những cuộc chiến tranh và sự hướng dẫn trong tương lai

Kiến thức về trí thông minh nhân tạo và máy móc

Các thuật toán AI đang thúc đẩy việc tự động hóa ngoài kiểm soát. mô hình máy học sử dụng dữ liệu lịch sử- bổ sung, mô hình cư trú, hiệu suất thiết bị, phát hiện các mối tương quan ẩn. ví dụ, một động cơ AI có thể học được rằng một vùng đặc biệt luôn luôn vượt quá hai giờ sau buổi trưa mặt trời trong những ngày rõ ràng, làm mát nó hơn là phản ứng lại sau khi thực tế. tăng cường các đặc vụ nghiên cứu có thể thử nghiệm với các chiến lược kiểm soát để giảm thiểu năng lượng mà không vi phạm các hạn chế, tiếp tục cải thiện theo thời gian.

Sinh đôi số để mô phỏng và làm báp têm

Khi kết hợp với nguồn cấp dữ liệu cảm biến trực tiếp, cặp song sinh giả lập cách thay đổi trong điểm HVAC, thời gian lưu thông khí, hoặc cách nâng cấp sóng điện tử sẽ ảnh hưởng đến cả năng lượng lẫn sự thoải mái trước khi áp dụng các thay đổi này trong thực tế. Điều này cho phép các cơ sở quản lý thử nghiệm “những trường hợp không có rủi ro, tối ưu hóa chiến lược khí hậu trong khi thiết kế và cải tạo.

Hợp nhất với năng lượng tái tạo và sự tương tác lưới

Khi các tòa nhà tạo ra năng lượng tái tạo ở mức độ cao (Alar PV, gió), hệ thống khí hậu thông minh có thể chuyển tải hàng hóa để phù hợp với việc sản xuất. Trong những buổi chiều nắng, năng lượng mặt trời quá tải có thể làm mát hoặc sạc nhiệt lưu trữ (v. g., bồn nước lạnh) mà không cần vẽ từ lưới. Ngược lại, trong thời gian cao nhất, hệ thống có thể tăng điểm thiết bị tuần hoàn để tải, tham gia vào chương trình đáp ứng nhu cầu tạo ra thu nhập.

Khí hậu nông nghiệp và cá nhân

Bộ đồng hồ thông minh của nhân viên có thể báo cáo cảm giác nhiệt độ hoặc nhiệt độ da của họ; nhóm BAS có thể điều chỉnh hộp VAV gần đó để đáp ứng sở thích của mỗi cá nhân trong vùng bị hạn chế.

Suy xét

Việc triển khai công nghệ khí hậu tiên tiến đòi hỏi phải có kế hoạch cẩn thận. Để tạo ra một tòa nhà hiện có, thường bao gồm nâng cấp cảm biến, điều khiển và thử thách có khả năng dây điện tử. Các cảm biến vô tuyến đơn giản hóa nhưng cần thiết khả năng quản lý pin mạnh hoặc thu năng lượng. Khả năng tương tác giữa các nhà cung cấp khác nhau -BACnet, Modbus, KNX, hoặc inter ibs-tabs - phải được kiểm tra để tránh các kho dữ liệu.

Chi phí khác nhau. một trung tâm cảm biến Iot cơ bản cho một không gian thương mại nhỏ có thể tốn vài ngàn đô la, trong khi một cặp song sinh với AI- tái tạo có thể vượt quá sáu con số. tuy nhiên, sự đầu tư là hấp dẫn khi tiết kiệm năng lượng, giảm năng lượng, và lợi nhuận năng suất được tính toán. nguồn tài chính, hợp đồng dịch vụ năng lượng, và hợp đồng hiệu suất có thể giúp giảm chi phí trước mặt.

Cuối cùng, cần phải chỉ định an ninh mạng. Các bộ nhạy kết nối IP và nền tảng đám mây mở rộng bề mặt tấn công. Các người chủ xây dựng nên cần có thông tin liên lạc được mã hóa, xác thực và các bản cập nhật phần mềm thường xuyên từ nhà cung cấp máy in. Các chỉ dẫn khuôn khổ ISO 27001 và IS để cung cấp các điểm tham khảo hữu ích.

Kết luận

Những công nghệ cao để giám sát và quản lý khí hậu bên trong không còn là thử nghiệm nữa. chúng là những công cụ đã được chứng minh cung cấp sự cải thiện về độ dễ chịu, hiệu quả năng lượng và sức khỏe. từ mạng lưới cảm biến dày đặc và BAS thông minh đến các nhà thông gió và các sinh đôi số, hệ sinh thái tiếp tục tiến hóa nhanh chóng. để xây dựng chủ sở hữu, quản lý và cư trú giống nhau, đầu tư trong những hệ thống này có nghĩa là tạo ra không gian thông minh hơn nhưng cũng khỏe mạnh hơn và bền vững hơn. khi ngành công nghiệp di chuyển về phía các tòa nhà mạng và các tiêu chuẩn không khí nghiêm ngặt, khả năng kiểm soát hoạt động trong nhà sẽ trở thành một yêu cầu cơ bản thiết yếu tố không phải nâng cấp tùy chọn.