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

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

Le apparecchiature HVAC operano sotto il controllo di sistemi di automazione o di un sistema di gestione degli edifici. Questi sistemi di automazione hanno un funzionamento fisso e possono reagire all'ambiente esterno e interno solo secondo una logica programmata. I momenti di picco della domanda sono spesso i momenti più costosi per utilizzare l'energia e si verificano durante le ore più calde della giornata, quando l'HVAC è più necessario. Il nuovo software di Intelligenza Artificiale (AI) completamente autonomo e auto-adattivo è progettato per fornire risparmi significativi e ridurre drasticamente le emissioni di carbonio, consentendo un edificio che funziona in modo autonomo. Con le applicazioni AI, ottimizzare le variabili come il flusso d'aria è il miglior risultato. Conservare l'aria

qualità dell'aria sia per l'umidità che per la temperatura con un consumo energetico molto più basso è anche realizzabile. L'obiettivo di creare una simulazione HVAC ed eventualmente applicare l'AI è quello di ridurre la quantità di energia utilizzata e risparmiare tempo automatizzando i compiti frustranti e ripetitivi. L'obiettivo è quello di risparmiare tempo e prevenire i tempi morti.


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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.