자율 HVAC 시스템, 안면 온도로 에너지 효율적 실내 기후 제어 최적화

COVID-19는 실내 공간 사용 방식을 바꾸고 있으며, 가정부터 사무실과 공장까지 그 공간을 관리하는 사람들에게 과제를 제시합니다. 그중에서도 난방과 냉방은 미국 가정과 상업용 건물에서 가장 큰 에너지 소비원입니다. 전체 빈 건물을 난방/냉방하지 않으면서 사람들을 편안하게 유지하는 더 스마트하고 유연한 기후 제어가 필요합니다.

연구자들은 벽걸이 온도조절기를 완전히 없애면서 더 효율적이고 개인화된 편안함을 제공할 수 있는 솔루션을 개발했습니다. 인간 구현 자율 온도조절기(HEAT)는 열화상 카메라와 3D 비디오 카메라를 짝지어 거주자의 안면 온도를 추적하여 그들이 덥거나 추운지 측정합니다. 그런 다음 온도 데이터를 거주자의 열적 선호도 정보와 비교하는 예측 모델에 공급합니다. HEAT는 최소 에너지 지출로 가장 많은 거주자를 편안하게 유지할 온도를 결정하여 실험실 환경에서 10명의 거주자 편안함을 효과적이고 효율적으로 유지합니다.

HEAT는 사용자가 감지 장치를 착용할 필요 없이, 각 거주자별 별도 카메라 없이 편안함을 측정할 수 있습니다. 이는 오늘날의 인터넷 연결 학습 온도조절기처럼 작동합니다. 새로 설치되면 거주자들이 스마트폰에서 3점 척도('너무 덥다', '너무 춥다', '편안하다')로 주기적으로 피드백을 주어 시스템에 선호도를 가르칩니다. 며칠 후 HEAT는 그들의 선호도를 학습하고 독립적으로 작동합니다.

연구팀은 Southern Power 전력회사와 협력하여 알라바마 사무실에서 HEAT 테스트를 시작합니다. 테스트 카메라는 방 구석에 삼각대에 장착되며, 영구 설치 시에는 덜 눈에 띄게 배치될 것입니다. 카메라는 개인을 식별하지 않고 온도 데이터를 수집하며 모든 영상은 처리 후 즉시 삭제됩니다(보통 몇 초 내).

안면 온도는 혈관이 추가 열을 방출하기 위해 확장되어 안면 온도를 올리기 때문에 편안함의 좋은 예측인자입니다. 너무 추우면 혈관이 수축하여 얼굴을 식힙니다. 이전 시스템 반복도 체온을 사용하여 편안함을 예측했지만 사용자가 손목 밴드를 착용해 체온을 직접 측정하고 편안함 수준에 대해 자주 피드백을 제공해야 했습니다.

HEAT 발명가 Prof. Carol Menassa 인터뷰

연구자 Prof. Carol Menassa와의 인터뷰를 읽어보세요.

모델 조정으로 병원에서 마스크와 기타 보호장비 아래에서 편안함을 유지하기 어려운 의료진에게 유용한 시스템이 될 수 있습니다. HEAT 시스템은 실내 온도 조절이나 휴식이 필요할 때 신호로 그들을 도울 수 있도록 적응될 수 있습니다.

Tech Briefs TV에서 HEAT 데모 보기. 자세한 정보는 Gabe Cherry(이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 보려면 자바스크립트가 필요합니다.)에게 문의하세요.