Optimisation de l'énergie à l'aide de l'intelligence artificielle (IA) dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC)

15 January 2022 par Raymond Shum
Optimisation de l'énergie à l'aide de l'intelligence artificielle (IA) dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC)

Les équipements CVC fonctionnent sous le contrôle de systèmes d'automatisation ou d'un système de gestion du bâtiment. Ces systèmes d'automatisation ont un fonctionnement fixe et ne peuvent réagir à l'environnement externe et interne que selon une logique programmée. Les pics de demande sont souvent les moments les plus coûteux pour l'utilisation de l'énergie et se produisent pendant les heures les plus chaudes de la journée, lorsque le CVC est le plus nécessaire. Un nouveau logiciel d'intelligence artificielle (IA) entièrement autonome et auto-adaptatif est conçu pour réaliser des économies importantes et réduire considérablement les émissions de carbone, permettant ainsi à un bâtiment de fonctionner de manière autonome. Les applications d'IA permettent d'optimiser des variables comme le débit d'air. Conserver l'air

la qualité de l'air, tant pour l'humidité que pour la température, avec une consommation d'énergie beaucoup plus faible est également réalisable. L'objectif de la création d'une simulation HVAC et de l'application éventuelle de l'IA est de réduire la quantité d'énergie utilisée et de gagner du temps en automatisant les tâches frustrantes et répétitives. L'objectif est de gagner du temps et d'éviter les temps d'arrêt.


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Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) représentent une consommation d'énergie considérable, jusqu'à 40 % de la consommation totale d'énergie dans les bâtiments, quel que soit le type de bâtiment (commercial, résidentiel ou industriel). Les systèmes inefficaces et mal conçus sont coûteux à gérer, souvent inefficaces pour maintenir les niveaux de confort et principaux producteurs de gaz à effet de serre. Les équipements CVC fonctionnent sous le contrôle de systèmes d'automatisation ou d'un système de gestion du bâtiment (BMS). Ces systèmes sont en place pour garantir la production de chaleur et de froid et s'assurer qu'ils sont distribués de manière appropriée afin de maintenir la température dans la plage souhaitée. Ces systèmes d'automatisation ont un fonctionnement fixe et ne peuvent réagir à l'environnement externe et interne que selon une logique programmée.

 

Les pics de demande sont souvent les moments les plus coûteux pour l'utilisation de l'énergie et se produisent pendant les heures les plus chaudes de la journée, lorsque le système CVC est le plus sollicité. Certains services publics utilisent également le pic de consommation d'énergie le plus élevé d'un bâtiment pour fixer les tarifs et appliquer des frais de demande coûteux. La capacité d'optimiser la quantité d'énergie utilisée, le montant dépensé en énergie et l'énergie utilisée pendant les périodes de pointe aura un impact considérable sur les coûts d'exploitation.

 

Les techniciens HVAC ont du mal à contrôler les systèmes HVAC car les conditions du bâtiment changent fréquemment. Les techniciens HVAC sont confrontés aux aspects suivants :

- Les besoins en ventilation, chauffage et refroidissement de tout bâtiment changent constamment.

- Les personnes qui entrent et sortent des bâtiments la plupart du temps ont un effet direct sur le contrôle de la température et les besoins de ventilation.

- Les besoins en CVC sont affectés par les activités habituellement réalisées à l'intérieur, comme les cuisines commerciales qui ont besoin de plus de refroidissement et de ventilation que n'importe quel bureau de même taille.

- La température extérieure est appelée à changer constamment. Elle affecte donc les besoins en refroidissement et en chauffage.

 

Deux stratégies permettent d'optimiser le fonctionnement des systèmes CVC. 1) Améliorer l'efficacité des refroidisseurs qui occupent 60% de la consommation d'énergie globale du système HVAC pour s'assurer que la chaleur/le froid est produit au bon moment. 2) Les unités de traitement de l'air (AHU) qui occupent les 40% restants de la consommation d'énergie globale du système HVAC, car elles peuvent être une source d'économies d'énergie supplémentaires pour s'assurer que la chaleur/le froid est délivré dans la bonne quantité et au bon moment.

 

Par conséquent, un système de contrôle intelligent est capable de traiter les données collectées en temps réel et d'ajuster les systèmes CVC en conséquence.

 

Pour être un système efficace de gestion de l'énergie dans les bâtiments, à part la logique programmée qui suit un ensemble de règles pour un programme de fonctionnement donné en fonction de l'heure de la journée, le contrôle réactif qui adapte le fonctionnement de l'équipement en réponse à un changement de temps, il faut encore développer un contrôle prédictif qui utilise l'apprentissage automatique pour étudier les modèles de consommation d'énergie et ajuster le fonctionnement en prévision des conditions changeantes.

 

Le logiciel d'intelligence artificielle (IA) entièrement autonome de la nouvelle technologie est conçu pour réaliser des économies importantes et réduire considérablement les émissions de carbone, ce qui permet de créer un bâtiment autonome. L'objectif de la création d'une simulation HVAC et de l'application éventuelle de l'IA est de réduire la quantité d'énergie utilisée, le coût de l'énergie et les pics de demande. L'intelligence artificielle (IA) s'est avérée avoir des applications bénéfiques dans le secteur du CVC, car elle peut améliorer la qualité de l'environnement intérieur et l'efficacité énergétique. Les applications de l'IA permettent d'optimiser des variables telles que le débit d'air. Il est également possible de préserver la qualité de l'air, tant en termes d'humidité que de température, tout en réduisant considérablement la consommation d'énergie.

 

Le logiciel de contrôle automatisé et prédictif de CVC basé sur l'intelligence artificielle (IA) collecte les données des machines, des capteurs de température et des compteurs électriques. Ces données sont analysées en temps réel en combinaison avec des informations externes, telles que les prévisions météorologiques, afin d'anticiper les besoins thermiques. Le logiciel de commande automatisée et prédictive de CVC à intelligence artificielle (IA) envoie les commandes appropriées aux équipements de CVC. Il peut ainsi réduire automatiquement la climatisation d'un bureau avant même que la température ambiante ne soit trop basse, ce qui permet de réaliser des économies tout en améliorant le confort. Ensuite, il permet aux gestionnaires d'installations d'effectuer une maintenance préventive, de prévenir les temps d'arrêt et de gagner du temps en automatisant les tâches frustrantes et répétitives.