20、智能 HVAC 系统：高效节能与舒适体验的新突破

智能 HVAC 系统：高效节能与舒适体验的新突破

1. 背景与问题提出

随着全球建筑数量的增加，尤其是发展中国家，HVAC（供热、通风与空调）系统的使用变得极为广泛。有调查显示，2009 年马来西亚柔佛州 65% 的家庭拥有空调，而且预计未来十年，受气候变化影响，美国住宅空调需求将超过电力供应。HVAC 系统消耗了大量的能源，因此提高其能源效率成为了研究的重点。

目前，许多先进的控制技术和策略被用于提高 HVAC 系统的能源效率，如模型预测控制（MPC），这些技术大多需要来自调节区域的反馈信息。然而，标准 HVAC 系统的灵活性不足以及改造成本高，限制了能源效率的进一步提升。

2. 智能自适应通风口系统

为了解决上述问题，研究人员开始关注智能自适应通风口系统。该系统由无线控制的执行器组成，能够主动改变气流方向，旨在降低 HVAC 系统的能耗并提高居住者的热舒适度。通过计算流体动力学（CFD）模拟，可以研究以下几个方面：
- 主动自适应通风口对气流的影响。
- 定向气流对居住者热舒适度的影响。
- 整体能源效率的变化。

3. 自适应通风口相关研究

近年来，虽然有很多关于能源减少的研究方法，但自适应通风口的应用是相对较新的发展，且相关研究大多基于模拟。以下是一些值得关注的研究：
- Watts 等人通过实验研究了无线驱动的通风口调节器，该调节器能够对不同区域的气流体积进行二进制控制，减少了住宅中未使用空间的能源浪费。
- Abedi 描述了一个由强化学习算法自主控制的自适应通风口系统，该系统在实验测试中每个周期可将所需气流持续时间减少 64%。
- Jazi