Ecovent——適用于家居和樓宇的舒適物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

ConnectM是一家總部位于波士頓的技術(shù)公司，專注于氣候資產(chǎn)智能化，提供智能數(shù)據(jù)分析/科學(xué)平臺，以促進氣候資產(chǎn)應(yīng)用于美國地區(qū)的家居和樓宇。這些場所已基本普及管道供暖或制冷系統(tǒng)。通過帶有控制單元的中央爐或空調(diào)器調(diào)節(jié)空氣溫度，然后通過風(fēng)道系統(tǒng)傳送到整個家中。在房間內(nèi)具有通風(fēng)口的場所，釋放出來的空氣會根據(jù)恒溫器的設(shè)置使室內(nèi)升溫或降溫。

Ecovent由ConnectM平臺提供支持，可實現(xiàn)基于房間單元的氣候控制，兼顧舒適與節(jié)能。它通過部署的集中式傳感器網(wǎng)絡(luò)測量整個家中或辦公室的壓力、溫度和濕度。獲取的數(shù)據(jù)可用來提供樓宇的熱學(xué)圖。然后，Ecovent根據(jù)移動應(yīng)用程序上的溫度設(shè)定值，按照房間單元管理氣流分布，如下面的視頻所示。此功能依據(jù)相對于各房間設(shè)定值的算法管理決策，采用智能通風(fēng)口和風(fēng)門來實現(xiàn)。通風(fēng)口或風(fēng)門可以開合，以允許適量空氣通過風(fēng)道進入房間。

分治算法

現(xiàn)有未采用物聯(lián)網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)沒有對房屋進行分區(qū)，比如單個房間，而是關(guān)閉一個房間的出風(fēng)口會迫使更多的空氣從其他房間的出風(fēng)口排出。此外，由于恒溫器是整體房屋中唯一的傳感器，系統(tǒng)僅根據(jù)恒溫器周圍的溫度供暖/制冷，而不管沒有恒溫器的其他房間里溫度如何。這意味著，設(shè)置溫度時很難兼顧整個房屋的舒適感，使得在自己家里享受舒適成為了一項麻煩的任務(wù)。

正因如此，Ecovent應(yīng)運而生。通過將傳統(tǒng)通風(fēng)口替換為智能通風(fēng)口或風(fēng)門，并采用一些房間傳感器測量室內(nèi)溫度、壓力和濕度，房主便可將房屋劃分為單個房間對應(yīng)的區(qū)域。然后，這個小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將信息傳回中央集線器，集線器連接到的互聯(lián)網(wǎng)路由器負責(zé)收集每個房間的數(shù)據(jù)，通過房主智能手機上的應(yīng)用程序可以訪問這些數(shù)據(jù)。房主還可通過該應(yīng)用程序獨立調(diào)節(jié)每個房間的氣流。由于完全采用無線方式，該系統(tǒng)可以輕松安裝在每個房屋中，無需全新的風(fēng)道系統(tǒng)。

ConnectM房間單元氣候控制的工作原理

滿足所有標準的唯一解決方案

Trinamic的智能步進電機IC位于智能通風(fēng)口的中心，使用4節(jié)AA電池，可在保持系統(tǒng)無線工作的同時確保3至5年的電池壽命。ConnectM首席科學(xué)顧問Nick Lancaster表示，ConnectM為其物聯(lián)網(wǎng)氣候控制系統(tǒng)考慮過很多方案，TMC5130是唯一符合所有標準的解決方案。

高能效

能效是可行解決方案的首要標準，對于很多方面都很重要。首先，系統(tǒng)的目標之一是通過對不必要的房間停止供暖或制冷來降低能耗。其次，為了與無線監(jiān)控系統(tǒng)和集線器保持一致，智能出風(fēng)口本身也應(yīng)采用無線設(shè)計。這樣便于輕松實現(xiàn)方案，并且可確保其在房間中不會比傳統(tǒng)出風(fēng)口更顯眼。再其次，無線意味著電池供電。如果每個房間有幾個通風(fēng)口，則整個房屋中的通風(fēng)口很容易就達到二十個。請牢記，解決方案應(yīng)該提高居家生活的舒適度，如果解決方案要求用戶經(jīng)常起身去更換整個屋子的電池，那應(yīng)該不是您想要的。Trinamic的TMC5130集成coolStep技術(shù)，通過將電機電流調(diào)節(jié)到實際負載情況所需的較小量，可節(jié)省高達75%的能耗。

靜音

解決方案當然也需要保持靜音。沒有人愿意聽到機械運轉(zhuǎn)的背景噪音。TMC5130芯片使用stealthChop技術(shù)控制通風(fēng)口中的小型電機。這樣可確保將平滑、干凈的電流正弦波饋送到步進電機。因此電機處于靜止狀態(tài)和低速運轉(zhuǎn)時絕對安靜，這是智能通風(fēng)口的典型工作條件。結(jié)合附加的spreadCycle模式，該驅(qū)動器可在廣泛的速度和負載范圍內(nèi)提供平穩(wěn)的運行狀態(tài)和良好的功率效率。這意味著不僅是負責(zé)開合通風(fēng)口的電機安靜無聲，而且平穩(wěn)運行也可通過減少振動確保整體機構(gòu)的靜音。

降低BOM

最后的標準是解決方案應(yīng)該盡量減少元件的使用數(shù)量。Trinamic的智能解決方案可通過stallGuard2達到此目標，意味著系統(tǒng)無需使用任何外部限位開關(guān)，而是通過測量流入和流出電機的電能差以及返回電源的能量來使用電機的反電動勢。當沒有剩余能量時，電機很可能會停轉(zhuǎn)。通過測量反電動勢，stallGuard2可以檢測到電機硬停止，并識別到它已達到極限。

stallGuard2的另一特性是它可以確保通風(fēng)口的位置。如果電機停轉(zhuǎn)，可能會發(fā)生失步，并且丟失步進電機的位置信息。換言之，Ecovent不知道出風(fēng)口打開或關(guān)閉到何種程度。這是想要調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流時所需的關(guān)鍵信息。為了避免發(fā)生這種情況，安全特性stallGuard2會停止電機，使其不會旋轉(zhuǎn)到錯誤的位置。簡而言之，不再需要各種類型的開關(guān)、編碼器或檢測器來確定通風(fēng)口的位置。

確保安全

除了智能步進電機IC和無線接收器外，每個智能通風(fēng)口還具有一個可以密切監(jiān)測壓力和氣流的傳感器。此特性源于航空工程原理，可優(yōu)化氣流并保持系統(tǒng)的完整性。它可以防止房屋風(fēng)道系統(tǒng)中的壓力積聚，避免出現(xiàn)造成損失和具有潛在危險的情況，比如因系統(tǒng)泄漏造成空氣壓力強行排出，以及中央爐或空調(diào)過熱和故障等等。如果發(fā)生這些情況，風(fēng)道系統(tǒng)可能會在中央爐損壞時將一氧化碳輸送到您的房屋中。為了避免發(fā)生這種情況，智能通風(fēng)口將在需要時打開以降低風(fēng)道內(nèi)的壓力。

有了Ecovent，系統(tǒng)的極限永遠不會受到考驗，可使經(jīng)過良好氣候調(diào)節(jié)的更加舒適。

審核編輯 ：李倩