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物联网在暖通空调(HVAC)中所扮演的角色

千家网楼宇自控绿色建筑 · 公众号 · · 2020-02-21 22:01

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在现代世界中“物联网”应用正以惊人的速度加快发展。如今，社会正在摆脱独立的设备，进入互联互通的世界。物联网技术应用已经渗透到了我们日常生活的方方面面，例如个人小工具，零售，配电和金融服务等，物联网正在成为这些领域的新标志。

IoT其中一个典型应用领域是在智能家居生活中，或更具体地说，是在采暖，通风和空调行业（HVAC）即暖通空调。根据 Zion Market Research报告，到2025年，全球智能HVAC控制市场预计将达到近283亿美元的市场规模，而2018年仅为83亿美元。HVAC行业与IoT的融合提供了极为优越的以客户为中心的服务，首先是启用远程设备控制。接着根据使用历史，进一步的发展为可预测的恒温控制。

今天，我们一起来探讨利用智能设备在HVAC中实现IoT的一些方法。

是什么让HVAC设备变智能？

首先，关于“智能”部分。仅仅将设备连接到WiFi并不能使其变得智能。使用预定义的计划控件或“ 条件判断”也不会使其变得智能。那怎么办呢？

答案在于沟通与决策之间的差异。连接到Internet并通过数据日志，历史记录和崩溃报告的形式建立双向通信并不是明智的选择。这是在信息通信确定系统是否智能之后发生的事情。

例如，恒温器将过去7天的使用模式传回云服务器。仅仅记录并显示数据并不能满足智能的需求。而我们所需要的是利用机器学习算法对这些数据进行分析后操作，才能其称为智能。

将物联网技术引入HVAC行业将彻底改变空调的前景。更加完善和机器学习的算法，再加上大数据分析，可为智能高效住宅铺平道路。

进入算法世界

所谓的算法是一段计算机代码，可以通过一段时间的学习，适应和即时响应某些情况。这意味着，就像人类的大脑一样，算法无需人工干预就能评估运行状况并采取适当的纠正措施。

例如，地理防护（ geofencing）的应用情况，地理围栏是各种智能恒温器/控制器都可以使用的场景。通过此功能，可以实现基于位置的控件，当用户回到家附近时自动启动空调。

霍尼韦尔D6智能控制器则使这一概念更进一步。随着技术的发展，控制器可以感应出空调到达到所需温度所需的时间，并可以根据用户所在的位置调整其启动时间。这样，当用户回到家时刚好达到所需温度。

D6 Pro Wi-Fi Ductless Controller

这是机器学习算法应用的一个典型场景，它可以学习空调的运行状态，并管理开启时间以减少能源使用上的无畏浪费。

智能HVAC物联网生态系统

为了更好地了解系统中的各个关键点，熟悉HVAC IoT生态系统中的流程非常有用。系统的每个“节点”之间的相互作用对于物联网的正确实施至关重要。为了减少系统中的等待时间，必须进行大量考量，从而确保最终用户的无缝体验。强大的后端才能提供流畅的前端体验。这不仅是对于HVAC，所有的IoT应用都一样。

让我们看一下HVAC IoT系统的工作流程。首先，将命令从移动应用程序或Web应用程序之一发送到云后，它便会传到到运行的设备上。目前企业使用比较多的云服务包括Amazon Web Services（AWS）和Microsoft Azure等。然后，控制设备会向空调发送控制指令，从而改变空调运行状态。

此外，还可以通过家庭助理设备（例如Google Home或Amazon Alexa）发送语音激活命令。当然，也可以相互结合采取多种控制措施。

另外，设备的另一个重要功能是充当传感器，将信息从房间转发回云端。然后由机器学习算法结合外部因素对这些信息进行分析并采取相应措施。例如，算法可以识别当前的天气季节，并相应地调整其温度设置。

温控器与控制器

或许很多人可能已经注意到以上两个术语的用法，并认为它们是可互换的。尽管最终效果在名义上是相同的，但他们仍然存在重要的区别。这取决于用户使用的是管道式空调系统还是无管道式系统，智能系统的控制模式可能会有所不同。在大多数情况下，后端开发是相同的，并且可以通过一些调整互换。

对于管道系统，使用智能恒温器，可对锅炉/熔炉系统进行完全控制。当前市场上有一些产品，如Tado智能恒温器，当然还有Google Nest智能恒温器。对于无管式空调，例如壁挂式迷你式空调，则使用智能控制器即可。

我们会走向物联网主导的世界吗？

对于这个问题，答案是肯定的。目前，越来越多的大公司和初创企业开始涉足这一领域，不仅在暖通空调领域，而且在其他行业也是如此。根据Gartner数据，2017年全球使用了81亿台互联设备，比上一年增长31％。

在完成了第一阶段的连接和通信的之后，便可进行大规模的机器学习算法部署。然后，使用这些算法可以整合更多数量的变量以提高用户的舒适度。最终，节能和用户舒适度将得到成倍增加，从而为HVAC行业带来更加光明的未来。（文/蒙光伟）