Fraunhofer ISE разом із партнерами презентував систему керування тепловими насосами, що працює на основі штучного інтелекту. Алгоритм самонавчається, адаптується до конкретної будівлі та дозволяє знизити споживання електроенергії й підвищити ефективність обладнання
Сьогодні більшість теплових насосів працює за принципом фіксованої кривої нагрівання. Вона задається під час монтажу і рідко змінюється. Однак будівлі не залишаються статичними: змінюється теплоізоляція, встановлюються нові вікна, варіюється режим експлуатації приміщень. Через це система або витрачає надмірну кількість енергії, або не забезпечує потрібного комфорту.
Рішення Fraunhofer ISE
У проєкті AI4HP науковці з Fraunhofer ISE разом із компаніями Stiebel Eltron та EDF R&D запропонували новий підхід. У його основі лежить нейронна мережа трансформерного типу, яка аналізує часові ряди даних і прогнозує потребу в теплі. Система не обмежується лише показниками зовнішньої температури. Алгоритм враховує сонячне випромінювання, теплову інерцію будівлі та навіть зміни, пов’язані з її старінням. Завдяки цьому тепловий насос може працювати точніше, підтримуючи комфортні умови в приміщеннях і споживаючи менше електроенергії.
Результати випробувань
Випробування підтвердили відчутні переваги. У симуляціях на трьох будівлях із різними характеристиками економія електроенергії сягнула 13 %. Під час реальних польових тестів температура у приміщеннях стала стабільнішою, а відхилення від заданих значень скоротилося удвічі. Це забезпечило комфорт для користувачів і дало змогу підняти коефіцієнт продуктивності приблизно на чверть. У лабораторних умовах також перевірили роботу з гарячим водопостачанням. Там застосування штучного інтелекту дозволило знизити споживання електроенергії ще на 8%.
Щоб краще зрозуміти різницю між підходами, варто порівняти класичне керування з AI-алгоритмом Fraunhofer ISE.
| Параметр | Класичне керування (фіксована крива) | AI-керування (Fraunhofer ISE) |
|---|---|---|
| Принцип роботи | Температура подачі визначається статичною кривою | Алгоритм прогнозує потребу тепла й адаптується до умов |
| Адаптація | Не змінюється після монтажу. | Самонавчання з урахуванням змін будівлі й клімату |
| Комфорт | Часті перепади температури | Стабільні умови: відхилення знижено удвічі |
| Енергоефективність | Надлишкове споживання. | Економія 5–13 % |
| COP | Залежить від налаштувань, нестабільний | Середнє зростання на 25 % |
| Гаряча вода | Стандартне споживання | Економія до 8 % |
| Монтаж | Просте налаштування без гнучкості | Потребує сенсорів і точної моделі будівлі |
| Перспективність | Технологія застаріває | Кандидат на новий стандарт HVAC |
Класичне керування базується на статичній кривій, що визначає температуру подачі незалежно від змін у будівлі чи кліматі. Такий метод простий у реалізації, але обмежений у гнучкості. AI-контроль працює інакше: алгоритм самонавчається, враховує зміни довкілля і поведінку будівлі. Це зменшує перепади температури, підвищує стабільність комфорту і забезпечує відчутну економію енергії. Для монтажників та інженерів це означає нові вимоги до інсталяції: потрібні додаткові сенсори, точне моделювання будівлі та сумісність контролера з сучасним програмним забезпеченням.
Перспективи
Український житловий фонд вирізняється великою різноманітністю: поряд із сучасними енергоощадними комплексами ще функціонують старі панельні будинки. Самонавчальні алгоритми здатні компенсувати недоліки таких будівель, тоді як у нових об’єктах вони допоможуть максимально реалізувати потенціал сучасних систем опалення. Клімат із різкими перепадами температур робить адаптивне керування особливо актуальним.
Інсталяторам і проєктувальникам варто вже зараз звернути увагу на можливості AI-керування. Перевірте, чи ваші системи готові до інтеграції з новими алгоритмами. Це інвестиція, яка допоможе клієнтам зменшити витрати та підвищить вашу професійну репутацію.
Висновки
AI-керовані теплові насоси вже сьогодні доводять свою ефективність. Це не теоретична концепція, а практичний інструмент для зниження витрат і підвищення комфорту. Fraunhofer ISE продемонстрував, що поєднання теплових насосів із сучасними алгоритмами може стати новим стандартом у HVAC. Наступний крок — масштабні польові випробування і сертифікація.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 2 555
