如何让HVAC系统变得更智能？

暖通空调在任何建筑物中都至关重要，但它的性能往往达不到应有的效果。供暖和制冷通常是最大的能源消耗来源，导致高成本和碳足迹。尽管该问题有许多潜在的解决方案，但智能暖通空调是最有前途的解决方案之一。

定期维护和周到的隔热等步骤对于优化暖通空调效率至关重要。然而，许多人可能已经尝试过传统方法，但仍然难以使建筑物的电力使用达到应有的水平。在这种情况下，智能技术可能就是答案。

智能暖通空调是一个广泛的类别，涵盖了物联网 (IoT) 和人工智能(AI) 等技术在暖通空调系统中的集成。虽然具体细节可能有所不同，但所有这些创新都通过自动化、数据分析和无线连接提供了有价值的改进。

许多家庭已经小规模使用这些技术。例如智能恒温器是最受欢迎的例子，仅 2024 年，其出货量就超过 2.3 亿个。然而，更大、更复杂的系统也是有可能的，并且这些系统会产生更重要的结果。

更广泛的建筑自动化项目可能会在整个通风系统中部署智能恒温器、物联网连接的锅炉和一系列传感器。所有单独的端点都可以连接，以便每个端点都可以响应对方的实时数据。然后，自动化控制解决方案将根据此信息调整 HVAC 操作。

智能暖通空调以各种形式使建筑管理变得比以往更容易。更重要的是，它还通过一些关键优势实现了更高的效率标准。

智能 HVAC 的主要效率驱动因素是其对实时数据做出反应的能力。物联网恒温器和类似的楼宇自动化系统根据实际情况而不是遵循时间表来控制供暖。因此，它们可以保持最佳的温度、湿度和气流，而不会浪费任何电力。

基于时间表的替代方案通常运行时间超过必要时间，从而导致浪费。或者，它们可能闲置时间过长，导致它们在打开以补偿显着的温度差距时更加努力地工作。即使使用环境传感器的系统也有类似的缺点，如果它们只按照计划测量条件而不是实时分析它们。

通过根据需要尽快进行细微调整，基于物联网的 HVAC 使用尽可能少的电力。这种精度只有通过实时数据分析才能实现，因此传统替代方案无法与之竞争。

智能 HVAC 的数据分析超出了建筑物的内部条件。人工智能模型还可以检测设备性能的细微变化，表明是否需要维修。然后，他们可以提醒技术人员在问题引起更大问题之前解决问题，这种做法称为预测性维护。

预测性护理通常被描述为一种省钱的方法，但它也具有效率优势。通过尽早进行维修，它可以确保暖通空调系统尽可能长时间地保持最佳状态，防止因年久失修而导致效率低下。

以空气压缩机过滤为例。过滤器堵塞会导致压力下降，迫使压缩机更加努力地完成基本操作。过滤器附近的智能传感器可以在堆积物导致可检测到的气压下降时立即向技术人员发出警告，从而防止这种情况发生。从技术上讲，手动检查也可以做到同样的效果，但人工智能可以在人类注意到这些变化之前识别出这些变化，从而扩大其好处。

此外，还可以使用智能 HVAC 设备来实现更广泛的效率提高。随着时间的推移，这些技术将生成大量有关 HVAC 系统运行的数据。人工智能可以分析这些信息，以突出显示尚未解决的低效问题或可以提高建筑效率的变化的趋势。

像这样的持续审查实质上提供了持续的能源审计。考虑到强制审核通常会节省2.5% 到 4.9% 的电量，重复执行类似的检查可能会带来显着的改进。即使结果不大，每一次收益都代表着节省的钱。

当使用智能 HVAC 用例创建数字孪生时，它会更具影响力。机器学习模型可以模拟 HVAC 系统数字孪生中的各种变化，以确定哪些解决方案可以带来最大的节省，而无需反复尝试就能找到理想的前进道路。

当然，这些好处不会自动出现。需要仔细规划和一些实施最佳实践才能充分利用智能 HVAC 设备的潜力。首先确定想要将哪些特定技术集成到目标建筑中。

家庭可能只需要一个智能恒温器，而办公楼或工厂将受益于更复杂的单个物联网传感器网络。一般来说，系统拥有的自动化功能和物联网端点越多，它就越有帮助。同时，复杂性的增加会导致成本上升，因此将预期回报与项目预算进行比较非常重要。

设计智能 HVAC 系统时，还必须确保所有设备兼容。 5G 支持更可取，因为这些网络每平方公里可支持多达 100 万台设备，使其成为复杂物联网解决方案的理想选择。所有端点还必须共享通用控制技术，例如 Matter 或 Zigbee。

网络安全是物联网设备的另一个问题。智能设备是流行的黑客目标，因为它们通常缺乏强大的内置控制，并且可以让攻击者访问更敏感的系统。启用加密、更改默认密码、关闭自动连接以及对所有物联网设备使用多重身份验证都会有所帮助。

智能暖通空调是一个相对较新但前景广阔的领域。随着它的发展和新技术的出现，它将成为一种更有影响力的提高能源效率的方式。现在利用这些优势将帮助您满足未来日益增长的环境需求。

对于建筑效率而言，没有一种万能的解决方案，但物联网和人工智能几乎可以为任何项目提供帮助。发挥这一潜力的第一步是了解这些创新如何提供帮助。