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【应用案例】Ecovent——适用于家居和楼宇的舒适物联网系统

发布时间:2022/4/14 9:50:00  来源:http://www.jointwel.com.cn/news792761.html

ConnectM是一家总部位于波士顿的技术公司,专注于气候资产智能化,提供智能数据分析/科学平台,以促进气候资产应用于美国地区的家居和楼宇。这些场所已基本普及管道供暖或制冷系统。通过带有控制单元的中央炉或空调器调节空气温度,然后通过风道系统传送到整个家中。在房间内具有通风口的场所,释放出来的空气会根据恒温器的设置使室内升温或降温。

Ecovent由ConnectM平台提供支持,可实现基于房间单元的气候控制,兼顾舒适与节能。它通过部署的集中式传感器网络测量整个家中或办公室的压力、温度和湿度。获取的数据可用来提供楼宇的热学图。然后,Ecovent根据移动应用程序上的温度设定值,按照房间单元管理气流分布,如下面的视频所示。此功能依据相对于各房间设定值的算法管理决策,采用智能通风口和风门来实现。通风口或风门可以开合,以允许适量空气通过风道进入房间。



分治算法

现有未采用物联网解决方案的系统没有对房屋进行分区,比如单个房间,而是关闭一个房间的出风口会迫使更多的空气从其他房间的出风口排出。此外,由于恒温器是整体房屋中唯一的传感器,系统仅根据恒温器周围的温度供暖/制冷,而不管没有恒温器的其他房间里温度如何。这意味着,设置温度时很难兼顾整个房屋的舒适感,使得在自己家里享受舒适成为了一项麻烦的任务。


正因如此,Ecovent应运而生。通过将传统通风口替换为智能通风口或风门,并采用一些房间传感器测量室内温度、压力和湿度,房主便可将房屋划分为单个房间对应的区域。然后,这个小型物联网系统将信息传回中央集线器,集线器连接到的互联网路由器负责收集每个房间的数据,通过房主智能手机上的应用程序可以访问这些数据。房主还可通过该应用程序独立调节每个房间的气流。由于完全采用无线方式,该系统可以轻松安装在每个房屋中,无需全新的风道系统。


ConnectM房间单元气候控制的工作原理

满足所有标准的唯一解决方案

Trinamic的智能步进电机IC位于智能通风口的中心,使用4节AA电池,可在保持系统无线工作的同时确保3至5年的电池寿命。ConnectM首席科学顾问Nick Lancaster表示,ConnectM为其物联网气候控制系统考虑过很多方案,TMC5130是唯一符合所有标准的解决方案。



高能效

是可行解决方案的首要标准,对于很多方面都很重要。首先,系统的目标之一是通过对不必要的房间停止供暖或制冷来降低能耗。其次,为了与无线监控系统和集线器保持一致,智能出风口本身也应采用无线设计。这样便于轻松实现方案,并且可确保其在房间中不会比传统出风口更显眼。再其次,无线意味着电池供电。如果每个房间有几个通风口,则整个房屋中的通风口很容易就达到二十个。请牢记,解决方案应该提高居家生活的舒适度,如果解决方案要求用户经常起身去更换整个屋子的电池,那应该不是您想要的。Trinamic的TMC5130集成coolStep™技术,通过将电机电流调节到实际负载情况所需的较小量,可节省高达75%的能耗。


静音

解决方案当然也需要保持静音。没有人愿意听到机械运转的背景噪音。TMC5130芯片使用stealthChop™技术控制通风口中的小型电机。这样可确保将平滑、干净的电流正弦波馈送到步进电机。因此电机处于静止状态和低速运转时绝对安静,这是智能通风口的典型工作条件。结合附加的spreadCycle™模式,该驱动器可在广泛的速度和负载范围内提供平稳的运行状态和良好的功率效率。这意味着不仅是负责开合通风口的电机安静无声,而且平稳运行也可通过减少振动确保整体机构的静音。


降低BOM

后的标准是解决方案应该尽量减少元件的使用数量。Trinamic的智能解决方案可通过stallGuard2达到此目标,意味着系统无需使用任何外部限位开关,而是通过测量流入和流出电机的电能差以及返回电源的能量来使用电机的反电动势。当没有剩余能量时,电机很可能会停转。通过测量反电动势,stallGuard2可以检测到电机硬停止,并识别到它已达到极限。


stallGuard2的另一特性是它可以确保通风口的位置。如果电机停转,可能会发生失步,并且丢失步进电机的位置信息。换言之,Ecovent不知道出风口打开或关闭到何种程度。这是想要调节室内气流时所需的关键信息。为了避免发生这种情况,安全特性stallGuard2会停止电机,使其不会旋转到错误的位置。简而言之,不再需要各种类型的开关、编码器或检测器来确定通风口的位置。


确保安全

除了智能步进电机IC和无线接收器外,每个智能通风口还具有一个可以密切监测压力和气流的传感器。此特性源于航空工程原理,可优化气流并保持系统的完整性。它可以防止房屋风道系统中的压力积聚,避免出现造成损失和具有潜在危险的情况,比如因系统泄漏造成空气压力强行排出,以及中央炉或空调过热和故障等等。如果发生这些情况,风道系统可能会在中央炉损坏时将一氧化碳输送到您的房屋中。为了避免发生这种情况,智能通风口将在需要时打开以降低风道内的压力。








文章来源:微信(Trinamic电机驱动控制系统


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