Изкуствен интелект в управлението на сградно ОВК оборудване

Високотехнологични иновации като изкуствения интелект и машинното обучение играят важна роля в постигането на нисковъглеродното бъдеще на съвременните умни сгради и градове. Тази интересна закономерност се обяснява с все по-широкото реализиране на Internet of Things платформи за управление на сградните системи и услуги, включващи AI-базирани сензори и устройства за събиране на данни. Важно е да се отчете още една ключова зависимост – ОВК оборудването на практика е най-големият консуматор на енергия в една сграда. Ето защо навлизането на изкуствения интелект в контрола на ОВК инсталациите е логична стъпка по пътя към оптимизирането на енергийната ефективност на модерните сградни екосистеми. В допълнение, AI-базираните решения в сегмента позволяват интелигентно и автоматизирано управление на основни параметри на микроклимата като въздушен поток, влажност и температура, както и подобряване качеството на въздуха и комфорта за обитателите.

Предимства и възможности

Автономните сгради с изкуствен интелект са следващият етап в еволюцията на умните сгради на бъдещето. Основно поле на иновативни разработки, особено с оглед повишаване на енергийната ефективност и екологичната им пригодност, е ОВК оборудването. AI алгоритмите добавят допълнителен слой интелигентни функции към вече дигитализираните ОВК контролни системи и позволяват проактивен подход към потребителските предпочитания.

Значителен напредък през последните две десетилетия с помощта на изкуствения интелект е постигнат именно в сферата на дизайна, мониторинга и управлението, оптимизацията, откриването на неизправности и диагностиката на отоплителни, вентилационни и климатични системи. Приложенията на AI-базираните решения в ОВК сегмента се простират и по отношение на обслужването, превантивната поддръжка и повишаването на енергийната ефективност на оборудването.

Прогнозното моделиране например е част от все повече съвременни софтуерни платформи за управление на сградна ОВК техника. Благодарение на тази функция потребителите получават известия за предстоящи неизправности, износване на даден компонент или наближаване на края на експлоатационния му живот. Така техническият персонал има достатъчно време да предотврати повредата и да спести нежеланите разходи за ремонт, както и продължителните прекъсвания на ОВК услугите.

Изкуственият интелект позволява плавна и безпроблемна интеграция на ОВК техниката в BMS платформите за сграден мениджмънт и автоматизация. Все повече съвременни отоплителни, вентилационни и климатични системи разполагат и с AI-базирани функции за мониторинг и анализ на условията на средата в съответното помещениe или сграда, които могат автономно (самостоятелно или централизирано на ниво BMS) да правят корекции в параметрите на микроклимата с цел постигане на оптимален баланс между комфорт и енергийна ефективност на база непрекъснато събираните от сензорите данни. ОВК приложенията с изкуствен интелект правят възможно още съхранението и обработката на данни от сензорите за влажност, температура и др. в сградата, както и интелигентен анализ на тенденциите в работата на оборудването в реално време и в исторически план.

Функции и приложения

Последните достижения при AI-опосредстваните платформи за управление на ОВК оборудване използват машинно и т. нар. дълбоко обучение (deep learning), облак-базирани изчисления, комплексни алгоритми и различни патентовани технологии с цел реализирането на напълно автономна сградна система, която може да работи ефективно 24/7 без никаква човешка намеса. Такива високотехнологични приложения вече се намират на пазара, а потенциалните икономии на енергия след внедряването им са до 35% от общите разходи за електричество на сградата само за тримесечие, според декларациите на производителите. Платформите от сегмента обещават и до 60% увеличение на комфорта за обитателите, както и 20 до 40% намаляване на въглеродния отпечатък на сградата.

Достъпни са едновременно функции за прогнозен мониторинг и превантивна поддръжка на ОВК оборудването с виртуални табла за диагностика и възможности за настройка на аларми и известия при различни събития. Ролята на изкуствения интелект е в алгоритмите за изучаване на човешкото поведение посредством командите за управление на микроклимата. На база събраните данни платформата може автоматизирано да изпраща оперативни инструкции към ОВК системата, а ефективността на изборите й непрекъснато се подобрява с времето.

При променливи външни температури необходимото отопление или охлаждане за постигане на комфортен микроклимат в една сграда или помещение също се променя. Стратегиите за управление на ОВК оборудването зависят още от приложението на пространството, както и от случващото се в него. Една обществена кухня например традиционно има много по-високи нужди от вентилация и охлаждане в сравнение с една жилищна зона със същата площ и обем. Влияние оказва и броят на обитателите, както и техните действия. Необходимата гъвкавост на системата за управление на ОВК оборудването с цел незабавна адаптация в реално време към моментните потребности от отопление, вентилация или климатизация се постига чрез комплексни AI алгоритми за изчисляване на оптималните работни параметри. Така ОВК услугите са налични с оптимален баланс между комфорт и енергийна ефективност дори и при силно променливи вътрешни и външни условия.

Т. нар. M2M (machine-to-machine) обучение може да подпомогне техниците, системните интегратори и фасилити мениджърите в по-задълбоченото изучаване на тенденциите в работата на ОВК оборудването, неговото енергийно потребление, както и в управлението на качеството на въздуха в сградата. M2M платформите за мениджмънт могат да генерират доклади чрез машинен анализ на данни, както и да изготвят предписания за оптимална експлоатация на ОВК системата, предназначени за техническия персонал или потребителя.

Интелигентните контролни системи, базирани на изкуствен интелект и M2M обучение, позволяват реализиране и на ОВК симулация, която не само намалява количеството консумирано електричество, но отчита и цената на електроенергията, както и периодите на пиково потребление, в които традиционно енергията е най-скъпа. Така платформата може да предвиди как да разпредели натоварването върху ОВК оборудването, за да се постигне подходящо съотношение между нуждите от отопление или охлаждане и тарифите за потребление на електричество.

Ново поколение умни ОВК устройства

Едно от най-базовите приложения на изкуствения интелект в ОВК индустрията е в програмируемите термостати. С навлизането на облачните изчисления, AI-базираните аналитични инструменти и свързаните сензори в сегмента много производители разработват ново поколение интелигентни термостати, способни непрекъснато и в реално време да адаптират работните параметри на ОВК оборудването спрямо данните от сензорите за влажност, температура, заетост на помещенията и т. н. В процеса на вземане на автономни решения от тези устройства ключова роля играят и функциите за прогнозиране, базирани на доклади за тенденциите в работата на системата в исторически план и потребителските предпочитания. Платформата постепенно оптимизира работата си на база гигантските информационни масиви, събирани от всички инсталирани безжични полеви устройства по света. AI алгоритмите позволяват на термостатите да регулират натоварването спрямо моментите цени на електроенергията, както и да научат колко дълго дадена среда "задържа" топлината и студа и да настройват ОВК уредите според този показател.

Интелигентните термостати от ново поколение могат да научат предпочитаните от потребителя денонощни амплитуди в стойностите на температурата и влажността и да генерират различни графици и режими според отрязъка от деня, сезона и моментните потребности. Сред предимствата им са възможностите за локално и отдалечено управление чрез Wi-Fi връзка.

Освен по-умни термостати, на пазара вече се предлагат и котли, бойлери, охладители, мини-сплит системи и други отделни ОВК уреди с вграден изкуствен интелект. Оптимален резултат, разбира се, се постига, когато AI функции за управление се приложат централизирано на ниво цялостна система. Други примери за ОВК техника, която отлично се възползва от предимствата на изкуствения интелект, са въздушните икономайзери и вентилаторите с рекуперация на енергия.