Gestione energetica HVAC - Riscaldamento, Ventilazione, Aria Condizionata

Ottimizzazione energetica utilizzando l'intelligenza artificiale (AI) sul sistema HVAC

15 gennaio 2022 da Raymond Shum
Ottimizzazione energetica utilizzando l'intelligenza artificiale (AI) sul sistema HVAC

I sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) rappresentano un consumo energetico sostanziale, fino al 40% del consumo totale di energia negli edifici, indipendentemente dal tipo di edificio, commerciale, residenziale o industriale. I sistemi inefficienti e mal progettati sono costosi da gestire, spesso inefficaci nel mantenere i livelli di comfort e importanti produttori di gas serra. Le apparecchiature HVAC operano sotto il controllo di sistemi di automazione o di un sistema di gestione degli edifici (BMS). Sono in funzione per salvaguardare la produzione di calore/freddo e assicurarsi che sia distribuito in modo appropriato per mantenere la temperatura nell'intervallo desiderato. Questi sistemi di automazione hanno un funzionamento fisso e possono reagire all'ambiente esterno e interno solo secondo la logica programmata.

 

I momenti di picco della domanda sono spesso i momenti più costosi per usare l'energia e si verificano durante le ore più calde della giornata, quando l'HVAC è più necessario. Alcuni servizi pubblici usano anche il picco più alto di utilizzo di energia di un edificio per fissare le tariffe e applicare costose commissioni sulla domanda. La capacità di ottimizzare la quantità di energia usata, l'importo speso per l'energia e l'energia usata durante i momenti di picco della domanda avrà un grande impatto sui costi operativi.

 

I tecnici HVAC hanno difficoltà a controllare i sistemi HVAC perché le condizioni dell'edificio cambiano spesso. I tecnici HVAC devono affrontare i seguenti aspetti:

- Le esigenze di ventilazione, riscaldamento e raffreddamento di qualsiasi edificio cambiano costantemente.

- Le persone che entrano ed escono dagli edifici per la maggior parte del tempo hanno un effetto diretto sul controllo della temperatura e sulle esigenze di ventilazione

- Le esigenze HVAC sono influenzate dalle attività solitamente svolte all'interno, come le cucine commerciali hanno bisogno di più raffreddamento e ventilazione di qualsiasi ufficio delle stesse dimensioni.

- La temperatura esterna dovrebbe cambiare costantemente. Quindi, influenza il raffreddamento e il riscaldamento richiesti.

 

Due strategie per ottimizzare il funzionamento dei sistemi HVAC. 1) Migliorare l'efficienza dei refrigeratori che occupano il 60% del consumo energetico complessivo del sistema HVAC per garantire che il calore/freddo sia prodotto al momento giusto. 2) Le unità di trattamento dell'aria (AHU) che occupano il restante 40% del consumo energetico complessivo del sistema HVAC possono essere una fonte di ulteriore risparmio energetico per garantire che il calore/freddo sia prodotto nella giusta quantità e al momento giusto.

 

Pertanto, un sistema di controllo intelligente è in grado di elaborare i dati raccolti in tempo reale e regolare i sistemi HVAC di conseguenza.

 

Per essere un sistema efficiente di gestione dell'energia dell'edificio, a parte la logica programmata che segue una serie di regole per un determinato programma di funzionamento basato sull'ora del giorno, il controllo reattivo che adatta il funzionamento dell'attrezzatura in risposta a un cambiamento del tempo, è ancora necessario sviluppare un controllo predittivo che utilizza l'apprendimento automatico per studiare i modelli di consumo energetico e regola il funzionamento in previsione del cambiamento delle condizioni.

 

Il software di Intelligenza Artificiale (AI) completamente autonomo e auto-adattivo della nuova tecnologia è progettato per fornire risparmi significativi e ridurre drasticamente le emissioni di carbonio, consentendo un edificio auto-operante. L'obiettivo di creare una simulazione HVAC ed eventualmente applicare l'AI è quello di ridurre la quantità di energia utilizzata e il costo dell'energia e della domanda di picco. L'intelligenza artificiale (AI) ha dimostrato di avere applicazioni benefiche nell'industria HVAC poiché può migliorare ulteriormente la qualità ambientale interna e l'efficienza energetica. Con le applicazioni AI, l'ottimizzazione delle variabili come il flusso d'aria è il miglior risultato. È anche possibile conservare la qualità dell'aria sia per l'umidità che per la temperatura con un consumo energetico molto più basso.

 

Il software di controllo HVAC automatizzato e predittivo con intelligenza artificiale (AI) raccoglie i dati dalle macchine, dai sensori di temperatura e dai contatori elettrici. I dati vengono analizzati in tempo reale in combinazione con informazioni esterne, come le previsioni del tempo, per anticipare le esigenze termiche. Il software di controllo HVAC automatizzato e predittivo con intelligenza artificiale (AI) invia i comandi appropriati alle apparecchiature HVAC. Potrebbe abbassare automaticamente l'aria condizionata nell'ufficio anche prima che la temperatura della stanza sia troppo fredda e potrebbe risparmiare denaro migliorando il comfort. In secondo luogo, permette ai facility manager di eseguire la manutenzione preventiva, prevenire i tempi morti e risparmiare tempo automatizzando i compiti frustranti e ripetitivi.

 


Di Raymond Shum

Shum

Raymond, Chi Chung SHUM è un Lead Auditor qualificato di terza parte, riconosciuto a livello internazionale, con esperienza nell'audit energetico per ISO 50001 e IBM Energy Audit. Raymond è un Panel Assessor e Interviewer della Society for the Environment, Chartered Association of Building Engineers e ISO50001 Lead Auditor dell'International Register of Certified Auditors (IRCA). Ha conseguito una laurea (Hons) in edilizia presso la City University di Hong Kong e un certificato in energia solare fotovoltaica presso l'École Polytechnique


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