Những đổi mới trong cảm biến và điều khiển để quản lý năng lượng tòa nhà: Báo cáo cơ hội nghiên cứu và phát triển cho các công nghệ mới nổi
Innovations in Sensors and Controls for Building Energy Management: Research and Development Opportunities Report for Emerging Technologies
Tác giả: Sofos Marina, Langevin Jared T., Deru Michael, Gupta Erika, Benne Kyle S., Blum David, Bohn Ted, Fares Robert, Fernandez Nick, Fink Glenn, Frank Steven, Gerbi Jennifer, Granderson Jessica, Hoffmeyer Dale, Hong Tianzhen, Jiron Amy, Johnson Stephanie, Katipamula Srinivas, Kuruganti Teja, Langevin Jared, Livingood William C, Muehleisen Ralph, Neukomm Monica, Nubbe Valerie, Phelan Patrick, Piette MaryAnn, Reyna Janet, Roth Amir, Satre-Meloy Aven, Specian Michael, Vrabie Draguna, Wetter Michael, Widergren Steve
Ngày đăng tải: 11/02/2020
DOI: https://doi.org/10.2172/1601591
Cảm biến, bộ truyền động và bộ điều khiển, cùng đóng vai trò là xương sống của các hệ thống thực-ảo để quản lý năng lượng tòa nhà, là một trong những lĩnh vực đầu tư kỹ thuật cốt lõi để đạt được các mục tiêu của Văn phòng Công nghệ Tòa nhà (BTO) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) về khả năng chi trả năng lượng trong kho tòa nhà quốc gia – cả thương mại và dân cư. Trên thực tế, ước tính tổng mức tiết kiệm năng lượng hàng năm là 29% chỉ riêng trong lĩnh vực thương mại thông qua việc thực hiện các biện pháp hiệu quả bằng cách sử dụng các cảm biến và điều khiển hiện đại nhất để điều chỉnh lại các tòa nhà bằng cách tối ưu hóa các cài đặt có thể lập trình dựa trên lịch trình của người sử dụng và các yêu cầu về tiện nghi, cũng như phát hiện và chẩn đoán các vấn đề về vận hành và lắp đặt thiết bị (Fernandez et al. 2017). Giám sát và kiểm soát các điều kiện và hoạt động của tòa nhà đã tiến bộ đáng kể, từ việc phát minh ra bộ điều nhiệt hiện đại ngay trước khi bắt đầu thế kỷ 20 đến việc kết hợp điều khiển kỹ thuật số trực tiếp cho các thiết bị vào giữa thế kỷ, giới thiệu các giao thức mở và cách giao tiếp mạng vào cuối thế kỷ, và cuối cùng là phát minh ra điện toán dựa trên đám mây và các tiến bộ bổ sung cho phép vận hành từ xa và phổ biến các thiết bị thông minh và được kết nối trong tự động hóa tòa nhà. Tuy nhiên, bất chấp tiềm năng này, hai thách thức chính cản trở việc áp dụng rộng rãi các cảm biến và điều khiển trong vận hành tòa nhà để có thể đảm bảo tiết kiệm cho các bộ phận và thiết bị hiệu suất cao (ví dụ: máy bơm nhiệt, cửa sổ và thiết bị chiếu sáng), cũng như tiết kiệm thêm từ các kiến trúc và thuật toán điều khiển phức tạp hơn.
