Σε σύγκριση με το παρελθόν, οι άνθρωποι στις αναπτυγμένες χώρες/περιοχές και στις αναπτυσσόμενες χώρες/περιοχές βασίζονται πλέον περισσότερο στα κλιματιστικά (AC) για να αποκτήσουν άνετους χώρους διαβίωσης, επομένως η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται επίσης γρήγορα.
Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Ενέργειας's"Future of Refrigeration" έκθεση, ο κλιματισμός αντιπροσωπεύει το 10% της σημερινής συνολικής κατανάλωσης ενέργειας' Υπολογίζεται ότι έως το 2050, αυτή η χρήση θα τριπλασιαστεί, που ισοδυναμεί με τη σημερινή συνολική ικανότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών, της Ευρωπαϊκής Ένωσης και της Ιαπωνίας. Μέχρι το 2050, ο αριθμός των κλιματιστικών σε κατοικίες και εμπορικά κτίρια παγκοσμίως θα αυξηθεί από 1,6 δισεκατομμύρια σήμερα σε 5,6 δισεκατομμύρια. Αυτό ισοδυναμεί με 10 νέα κλιματιστικά που πωλούνται κάθε δευτερόλεπτο για τα επόμενα 30 χρόνια.
Ο ρόλος της αίσθησης πληρότητας στον κλιματισμό
Προσαρμόζοντας τα επίπεδα δραστηριότητας σε εσωτερικούς χώρους και κατευθύνοντας τη ροή του αέρα εκεί που χρειάζεται περισσότερο, η ανίχνευση πληρότητας του ανθρώπινου σώματος μπορεί να κάνει τα κλιματιστικά πιο έξυπνα και πιο ενεργειακά αποδοτικά. Το σχήμα 1 δείχνει ορισμένα σενάρια. Σε αυτά τα σενάρια, η ανίχνευση πληρότητας (όπως παρουσία/απουσία, δραστηριότητα και εντοπισμός θέσης προσωπικού) παρέχει ανατροφοδότηση. Ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία δωματίου και κατευθύνοντας τη ροή του αέρα στους επιβάτες εσωτερικού χώρου, μπορεί να βοηθήσει στην εξοικονόμηση ενέργειας και να κάνει το περιβάλλον πιο άνετο.
Εικόνα 1: Μια σκηνή που δείχνει πώς η ανάδραση που λαμβάνεται από την ανίχνευση πληρότητας καθορίζει τη χρήση του κλιματιστικού
Οι παθητικοί αισθητήρες υπερύθρων και οι λύσεις κάμερας είναι δύο τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στην ανίχνευση πληρότητας του κλιματισμού. Οι παθητικοί αισθητήρες υπερύθρων έχουν χαμηλό κόστος και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, αλλά έχουν υψηλό ποσοστό ψευδούς ανίχνευσης κάτω από έντονο ηλιακό φως και δεν έχουν ευαισθησία στη λεπτή κίνηση. Αντίθετα, η κάμερα μπορεί να παρέχει εξαιρετική ανάλυση, αλλά μπορεί να έχει υψηλότερο ποσοστό ψευδούς ανίχνευσης, ειδικά για τον εντοπισμό σκιών και πορτραίτων εικόνων. Οι παθητικοί αισθητήρες υπερύθρων και οι λύσεις κάμερας είναι οπτικοί αισθητήρες και θα απαιτείται οπτικός σχεδιασμός στη σχεδίαση, που απαιτεί πρόσθετα ανοίγματα, τα οποία μπορεί να επηρεάσουν τη σχεδίαση εμφάνισης.
Ολόκληρος ο κλάδος χρησιμοποιεί ανίχνευση πληρότητας για να επιτύχει εξοικονόμηση ενέργειας και δεσμεύεται επίσης να κάνει τα κλιματιστικά εξυπνότερα μέσω της επεξεργασίας αιχμής. Εκτός από τον έλεγχο της λειτουργίας του κλιματιστικού μέσω ανίχνευσης παρουσίας για τη βελτίωση της άνεσης του χρήστη, γίνονται επίσης συνεχείς προσπάθειες για την υιοθέτηση τεχνολογίας ενός μόνο αισθητήρα. Στο μέλλον, τα κλιματιστικά θα ενσωματώνουν πρόσθετες λειτουργίες για την παρακολούθηση της ασφάλειας των χρηστών, όπως ανίχνευση συμβάντων πτώσης και παρακολούθηση ζωτικών σημείων, συμπεριλαμβανομένου του καρδιακού παλμού και του ρυθμού αναπνοής.
Πλεονεκτήματα των αισθητήρων κυμάτων χιλιοστών στην ανίχνευση πληρότητας
Οι αισθητήρες κυμάτων χιλιοστών TI (mmWave) παρέχουν ένα πλούσιο σύνολο δεδομένων που περιέχει ακριβείς πληροφορίες για το εύρος, την ταχύτητα και την κατεύθυνση άφιξης για κάθε αντικείμενο στη σχετική περιοχή. Μέσω του επεξεργαστή ψηφιακού σήματος (DSP) που εκτελεί την ανίχνευση, ταξινόμηση και παρακολούθηση αντικειμένων, είναι δυνατό να ληφθούν πληροφορίες πληρότητας προσωπικού, όπως η παρουσία, η απουσία, ο αριθμός του προσωπικού και η ακριβής θέση του προσωπικού σε σχέση με τον αέρα. εξοπλισμός κλιματισμού. Ο εξοπλισμός κλιματισμού μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτές τις πληροφορίες για να λάβει τεκμηριωμένες αποφάσεις. για παράδειγμα, όταν κάποιος μπαίνει σε ένα δωμάτιο, ο αισθητήρας θα παρακολουθεί την παρουσία του ατόμου στο συντομότερο προκαθορισμένο χρόνο πριν ενεργοποιήσει τη ροή αέρα. Εάν το άτομο μένει στο δωμάτιο, το κλιματιστικό καθοδηγεί τη ροή του αέρα στο άτομο χρησιμοποιώντας πληροφορίες παρακολούθησης/τοποθεσίας για να παρέχει άνεση. Το κλιματιστικό θα προσαρμόσει επίσης τη θερμοκρασία ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων στο δωμάτιο για να επιτύχει μεγαλύτερη άνεση και καλύτερα αποτελέσματα εξοικονόμησης ενέργειας.
Εκτός από την ακρίβεια και την ακρίβεια των δεδομένων, οι αισθητήρες κυμάτων χιλιοστών του TI' παρέχουν πολλά πλεονεκτήματα κατά τη δημιουργία ενεργειακά αποδοτικών λύσεων έξυπνου κλιματισμού, όπως:
· Μειώθηκαν οι ψευδείς ανιχνεύσεις
· Μπορεί να λειτουργήσει κανονικά σε σκληρά περιβάλλοντα
·Το προϊόν έχει όμορφο σχεδιασμό και συμπαγή εμφάνιση
·Η χρήση τεχνολογίας ανίχνευσης αντί για κάμερες μπορεί να μειώσει τις ανησυχίες για το απόρρητο. Υπό την προϋπόθεση της προστασίας της ιδιωτικής ζωής, συνειδητοποιήστε την καταμέτρηση ατόμων και στοχεύστε την παρακολούθηση
Συνειδητοποιήστε την ευφυΐα αιχμής
Ο αισθητήρας κύματος χιλιοστών 60 GHz TI's ενσωματώνει έναν πομποδέκτη συνεχούς κύματος με διαμόρφωση συχνότητας, έναν μηχανισμό παρακολούθησης και βαθμονόμησης στο chip, μικροελεγκτή Arm® Cortex®-R4F και C674x DSP σε ένα μόνο τσιπ. Αυτή η δυνατότητα ενσωμάτωσης μπορεί να υποστηρίξει την υλοποίηση ευφυΐας σε εξαιρετικά ενσωματωμένους αισθητήρες και την επεξεργασία δεδομένων σε πραγματικό χρόνο στην ίδια τη συσκευή.
Ένα παράδειγμα εφαρμογής χρησιμοποιεί αισθητήρα μονού τσιπ κύματος χιλιοστών του TI's IWR6843 60 GHz για την επίτευξη ανίχνευσης πληρότητας για επαγγελματικά και οικιακά κλιματιστικά. Ο αισθητήρας που επεξεργάζεται τα δεδομένα χρησιμοποιεί Capon beamforming για ανίχνευση ανθρώπου και μπορεί να ταξινομήσει έξυπνα αντικείμενα για να ελαχιστοποιήσει τις ψευδείς ανιχνεύσεις. Αυτό το δείγμα εφαρμογής δείχνει μια ακρίβεια ανίχνευσης +/-10 cm για άτομα (συμπεριλαμβανομένων κινούμενων και ακίνητων) και η απόσταση ανίχνευσης σε εσωτερικούς χώρους μπορεί να είναι έως και 8 μέτρα. Η πυκνότητα μέτρησης είναι 3 άτομα ανά δύο μέτρα. Όταν ο αριθμός των ατόμων είναι μικρότερος από 5, η ακρίβεια είναι 100%. όταν υπάρχουν 9 άτομα στο δωμάτιο, η ακρίβεια είναι 85%.
Στο εγγύς μέλλον, ο κλιματισμός θα γίνει ένα εντελώς ανεξάρτητο σύστημα βασισμένο σε δεδομένα, χωρίς την ανάγκη τηλεχειρισμού ή αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή μέσω της μονάδας ελέγχου κλιματισμού. Η τεχνολογία αισθητήρων στο κλιματιστικό συλλέγει συνεχώς δεδομένα προκειμένου να παρέχει καλύτερη άνεση. Για παράδειγμα, σε ένα περιβάλλον γραφείου, οι αισθητήρες μπορούν να προσδιορίσουν με την πάροδο του χρόνου ότι ο αριθμός των ατόμων στο γραφείο είναι υψηλότερος από τις 9 π.μ. έως τις 5 μ.μ. Με βάση αυτά τα δεδομένα, το σύστημα θα μάθει να κατευθύνει περισσότερη ροή αέρα κατά τις ώρες αιχμής και να περιορίζει ή να απενεργοποιεί τη ροή αέρα κατά τις ώρες εκτός αιχμής, προκειμένου να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας και να εξοικονομήσει έτσι το εταιρικό κόστος.
Η ζήτηση για οικιακά και επαγγελματικά κλιματιστικά συνεχίζει να αυξάνεται και θα τριπλασιαστεί έως το 2050. Η ανίχνευση πληρότητας με χρήση τεχνολογίας κυμάτων χιλιοστών μπορεί να μειώσει τη συνολική κατανάλωση ενέργειας του κλιματισμού έως και 35%. Κοιτάζοντας προς το μέλλον, η τεχνολογία κυμάτων χιλιοστών όχι μόνο θα συνεχίσει να έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στη λειτουργία των συστημάτων HVAC, αλλά θα μειώσει επίσης τις συνολικές εκπομπές ρύπων στο περιβάλλον.
