U usporedbi s prošlošću, ljudi u razvijenim zemljama/regijama i zemljama/regijama u razvoju sada se više oslanjaju na klima-uređaje (AC) kako bi dobili udoban životni prostor, pa potrošnja energije također brzo raste.
Prema Međunarodnom energetskom udruženju's"Budućnost hlađenja" izvješće, klima uređaj čini 10% današnje' ukupne potrošnje energije. Procjenjuje se da će se do 2050. ova upotreba utrostručiti, što je ekvivalent trenutnom ukupnom proizvodnom kapacitetu Sjedinjenih Država, Europske unije i Japana. Do 2050. godine broj klima uređaja u stambenim i poslovnim zgradama diljem svijeta povećat će se sa 1,6 milijardi danas na 5,6 milijardi. To je jednako 10 novih klima uređaja koji se prodaju svake sekunde u sljedećih 30 godina.
Uloga senzora zauzetosti u klimatizaciji
Prilagodbom razinama aktivnosti u zatvorenom prostoru i usmjeravanjem strujanja zraka tamo gdje je više potreban, senzor zauzetosti ljudskog tijela može klima-uređaje učiniti pametnijim i energetski učinkovitijim. Slika 1 prikazuje neke scenarije. U ovim scenarijima, otkrivanje zauzetosti (kao što je prisutnost/odsutnost, detekcija aktivnosti i lokacije osoblja) daje povratnu informaciju. Prilagodbom sobne temperature i usmjeravanjem strujanja zraka na stanovnike u zatvorenom prostoru, može pomoći u uštedi energije i učiniti okoliš ugodnijim.
Slika 1: Scena koja pokazuje kako povratne informacije dobivene senzorom zauzetosti određuju korištenje klima uređaja
Pasivni infracrveni senzori i rješenja za kamere dvije su tehnologije koje se koriste u otkrivanju zauzetosti klima uređaja. Pasivni infracrveni senzori imaju nisku cijenu i nisku potrošnju energije, ali imaju visoku stopu lažne detekcije pod jakom sunčevom svjetlošću i nemaju osjetljivost na fine pokrete. Nasuprot tome, kamera može pružiti izvrsnu razlučivost, ali može imati veću stopu lažne detekcije, posebno za otkrivanje sjena i portretnih slika. Pasivni infracrveni senzori i rješenja za kamere su optički senzori, a u dizajnu će biti potreban optički dizajn koji zahtijeva dodatne otvore, što može utjecati na dizajn izgleda.
Cijela industrija koristi senzor zauzetosti kako bi postigla uštedu energije, a također je predana tome da klima uređaje učini pametnijima kroz obradu rubova. Osim kontrole rada klima uređaja putem detekcije prisutnosti radi poboljšanja udobnosti korisnika, postoje i stalni napori za usvajanje tehnologije jednog senzora. U budućnosti će klima uređaji integrirati dodatne funkcije za praćenje sigurnosti korisnika, kao što je otkrivanje pada i praćenje vitalnih znakova, uključujući broj otkucaja srca i disanje.
Prednosti senzora milimetarskih valova u otkrivanju zauzetosti
TI senzori milimetarskih valova (mmWave) pružaju bogat skup podataka koji sadrži precizne informacije o rasponu, brzini i smjeru dolaska za svaki objekt u relevantnom području. Putem digitalnog signalnog procesora (DSP) koji obavlja detekciju, klasifikaciju i praćenje objekata, moguće je dobiti informacije o zauzetosti osoblja, kao što su prisutnost, odsutnost, broj osoblja i precizan položaj osoblja u odnosu na zrak. oprema za klimatizaciju. Oprema za klimatizaciju može koristiti ove informacije za donošenje informiranih odluka; na primjer, kada netko uđe u prostoriju, senzor će pratiti prisutnost osobe u najkraćem unaprijed postavljenom vremenu prije nego što uključi protok zraka. Ako osoba ostane u prostoriji, klima uređaj usmjerava protok zraka do osobe koristeći informacije o praćenju/lokaciji kako bi pružio udobnost. Klima će također prilagoditi temperaturu prema broju ljudi u prostoriji kako bi se postigla veća udobnost i bolji učinci uštede energije.
Osim točnosti i preciznosti podataka, senzori milimetarskih valova TI' pružaju mnoge prednosti pri stvaranju energetski učinkovitih pametnih rješenja za klimatizaciju, uključujući:
· Smanjeno lažno otkrivanje
·Može normalno raditi u teškim okruženjima
·Proizvod ima lijep dizajn i kompaktan izgled
· Korištenje senzorske tehnologije umjesto kamera može smanjiti zabrinutost za privatnost. Pod pretpostavkom zaštite privatnosti, shvatite brojanje ljudi i praćenje ciljeva
Ostvarite rubnu inteligenciju
TI's milimetarski valni 60GHz senzor integrira frekventno moduliran kontinuirani primopredajnik, mehanizam za nadzor i kalibraciju na čipu, mikrokontroler Arm® Cortex®-R4F i C674x DSP na jednom čipu. Ova značajka integracije može podržati realizaciju inteligencije na visoko integriranim senzorima i obradu podataka u stvarnom vremenu u samom uređaju.
Primjer aplikacije koristi TI's IWR6843 60GHz milimetarski val senzor s jednim čipom za postizanje senzora zauzetosti za komercijalne i stambene klima uređaje. Senzor koji obrađuje podatke koristi Capon beamforming za detekciju ljudi i može inteligentno klasificirati objekte kako bi minimizirao lažno otkrivanje. Ovaj primjer aplikacije pokazuje točnost detekcije od +/-10 cm za ljude (uključujući pokretne i nepokretne), a udaljenost detekcije u zatvorenom prostoru može biti čak 8 metara. Gustoća brojanja je 3 osobe na dva metra. Kada je broj ljudi manji od 5, točnost je 100%; kada je u prostoriji 9 osoba, točnost je 85%.
U bliskoj budućnosti, klimatizacija će postati potpuno neovisan sustav baziran na podacima, bez potrebe za daljinskim upravljanjem ili interakcijom čovjeka i računala putem upravljačke jedinice klima uređaja. Tehnologija senzora u klima uređaju kontinuirano prikuplja podatke kako bi pružila bolju udobnost. Na primjer, u uredskom okruženju, senzori s vremenom mogu utvrditi da je broj ljudi u uredu najveći od 9 do 17 sati. Na temelju ovih podataka, sustav će naučiti usmjeravati veći protok zraka tijekom radnih sati, te ograničiti ili isključiti protok zraka tijekom sati izvan špica, kako bi se smanjila potrošnja energije i time uštedili korporativni troškovi.
Potražnja za stambenim i poslovnim klimatizacijskim uređajima nastavlja rasti i utrostručiti će se do 2050. Senzor popunjenosti korištenjem tehnologije milimetarskih valova može smanjiti ukupnu potrošnju energije klimatizacije za čak 35%. Gledajući u budućnost, tehnologija milimetarskih valova ne samo da će nastaviti imati veći utjecaj na rad HVAC sustava, već će i smanjiti ukupne emisije onečišćujućih tvari u okoliš.
