Развитие «умных» кондиционеров идет путем объединения функций «Интернета вещей» и технологии искусственного интеллекта

0
61

Бытовые приборы, использующие технологии «Интернета вещей» (IoT) и искусственного интеллекта (ИИ), называют «умной» или смарт-техникой. Сочетание этих технологий позволяет ожидать появления у приборов невиданных ранее возможностей. В секторе кондиционирования воздуха уже разрабатываются новые «умные» модели, использующие инновации для снижения энергопотребления и повышения уровня комфорта.

В общем, считается, что для «Интернета вещей» необходимы четыре элемента, а именно, сам прибор, датчики, отслеживающие состояние прибора, средство коммуникации, обеспечивающее двусторонний обмен данными, а также прикладная программа, занимающаяся обработкой информации. «Умные» кондиционеры воздуха, оснащенные «Интернетом вещей», сначала появились в бытовом сегменте, а затем стали осваивать и сегмент полупромышленных (коммерческих) систем.

Смартфоны, которыми люди пользуются постоянно, оказались очень удобными в качестве пультов контроля и управления для бытовых кондиционеров. Так как смартфоны просты в использовании и знакомы каждому, производители бытовых кондиционеров стали оснащать большинство своих моделей возможностью беспроводной (Wi-Fi) связи для соединения с мобильными устройствам устройствами и другими бытовыми приборами посредством облачного сервера.

Полезность внедрения «умных» технологий в системы кондиционирования воздуха коммерческого назначения оценивается как очень высокая, так как эти технологии облегчают управление и позволяют контролировать работу множества приборов одновременно. Обычно, для управления системами кондиционирования, состоящими из множества блоков, используют центральный пульт, а инспекцию оборудования проводят визуально на месте установки. Внедрение «умных» технологий позволяет выполнять эти задачи в любое время и из любого места. Это значительно повышает удобство эксплуатации, экономит время и трудозатраты. Кроме того, такой подход расценивается, как мера повышения производительности труда и способ решения проблемы нехватки рабочей силы. «Умные» функции уже реализованы в системах с переменным расходом хладагента (VRF-системах), состоящих из нескольких наружных и множества внутренних блоков. Теперь ими можно дистанционно управлять при помощи смартфона под управлением операционной системы iOS или Android.

Особенностью «умных» кондиционеров воздуха последнего поколения стало дополнительное преимущество, полученное за счет объединение функций «Интернета вещей» с технологией искусственного интеллекта. В типичном «умном» кондиционере собранная установленными в обслуживаемом помещении датчиками информация о постоянно меняющихся параметрах окружающей среды – температуре, влажности, присутствии людей, степени освещенности и других – направляется на облачный сервер. Затем кондиционер изучает огромный массив данных («биг-дата»), включая историю управляющих воздействий и иные сведения, накопленные в облаке, а также прогноз погоды, полученный от метеорологической службы. Функции «Интернета вещей» определяют необходимые управляющие воздействия, учитывающие постоянные изменения температуры, влажности, потока воздуха, направления ветра и других параметров, и передают соответствующие команды кондиционеру для исполнения.

Кондиционеру сложно выполнять такой объем вычислений. Поэтому применяется метод разделения обязанностей: облачный сервер делает необходимые расчеты, обрабатывая огромное количество данных при помощи технологии машинного обучения, в то время как кондиционер выполняет определенные действия, основываясь на полученных данных. Существенным преимуществом такого разделения обязанностей является возможность должным образом рассылать обновления с облачного сервера, например, обновляя алгоритмы работы кондиционера, используя функции «Интернета вещей». Кроме того, считается, такие «умные» кондиционеры (требующие постоянно поддерживать связь с «облаком») служат для производителей инструментом удержания потребителя.

В последние годы искусственный интеллект находится в центре внимания. Считается, что будущее компаний зависит от того, владеют они этой технологией, или нет. В результате многие компании бросают все силы и средства на создание систем с искусственным интеллектом. Однако эта технология не так уж и нова, и ранее была известна как функция обучения. Был также разработан метод обработки больших объемов данных при помощи суперкомпьютера и чего-то подобного и использования закономерностей, выявленных в результате вычислений, в роли накопленного опыта. В последние годы были существенно усовершенствованы технологии производства микросхем, что позволило повысить производительность и скорость вычислений процессоров, уменьшив при этом их стоимость и энергопотребление. Это упростило использование ИИ в облачных вычислениях. Недавно получил распространение новый подход, называемый Edge AI или «граничные вычисления»: он предполагает установку процессора ИИ непосредственно в кондиционер воздуха для работы отдельно от искусственного интеллекта в «облаке».

Насколько же «умные» кондиционеры воздуха, использующие функции «Интернета вещей» и ИИ-технологии, эффективнее обычных? В каталогах продукции производители заявляют о повышении энергоэффективности на величину до 50%. Это достигается, прежде всего, установкой большого количества датчиков в разных местах обслуживаемого пространства, благодаря чему кондиционер меньше работает вхолостую, охлаждая пустующие помещения. Эффект от этого сравним с применением системы управления энергопотреблением жилища (HEMS) или здания (BEMS).

Утверждается, что кондиционеры с искусственным интеллектом запоминают предпочтения пользователей и обеспечивают для них оптимальные параметры микроклимата. Значит ли это, что обычные кондиционеры значительно уступают «умным» собратьям? Вовсе нет. Конечно, многое зависит от класса устройства, но очевидно, что многие обычные кондиционеры, представленные на рынки, также способны поддерживать высокий уровень энергоэффективности и комфорта.

Тем не менее, если в жаркий солнечный летний день солнце внезапно скроется за плотной пеленой облаков, обитатель помещения может почувствовать дискомфорт от резкого падения температуры. Этот дискомфорт усилится от того, что тепло, излучаемое телом обитателя помещения, будет интенсивно поглощаться стенами, потолком и полом помещения, так как кондиционер воздуха будет работать с прежней интенсивностью, несмотря на существенное сокращение тепловой нагрузки из-за уменьшения поступления солнечного света. Обычно в такой ситуации обитатель помещения изменяет настройки, увеличивая заданную температуру, или просто переходит туда, где теплее.

В то же время, «умный» кондиционер, использующий данные прогноза погоды, способен предсказать уменьшение поступления солнечного света из-за внезапной облачности, и при этом, опираясь на результаты обработки предыдущего опыта, определить, что текущие настройки в данной ситуации могут вызвать дискомфорт. Чтобы избежать этого, «умный» кондиционер будет плавно повышать температуру в помещении или уменьшать скорость воздушного потока, не давая обитателю мерзнуть.

Преимущество «Интернета вещей» и искусственного интеллекта в том, что однажды они окажутся способны справиться с такими трудными для обычных кондиционеров задачами, как решение проблемы высокой относительной влажности при охлаждении помещений с хорошей изоляцией от внешней среды, защита людей, спящих в кондиционируемых помещениях, от простуды, обеспечение безопасности детей и стариков.

По материалам JARN

Предыдущая статьяKentatsu VRF BASIC: современный выбор
Следующая статьяРазвитие «умных» кондиционеров идет путем объединения функций «Интернета вещей» и технологии искусственного интеллекта

Решение года