智能家居中的節能系統，將占據越來越重要的位置

電子發燒友網報道（文/黃山明）在碳中和的方針指引下，人們生活開始向著低碳發展。這也要求生活中的許多設備都實現低碳環保，對應在智能家居領域中，就要求產品需要能夠實現節能環保的功能，這也就是目前智能家居中很重要的節能系統。

智能家居如何實現節能？

每到夏天，尤其是南方地區，炎熱的氣候會讓許多人選擇呆在室內，因為室內可以開啟涼爽的空調。但如果是在家中的話，在空調帶來涼爽的同時，也會產生一些擔憂，是否會產生高昂的電費。

但智能家居之所以被冠以“智能”的名稱，是因為其能夠針對外部的環境做出合適的自我調節。一個顯著的例子是傳感器，在許多居民樓的樓道中，為了夜晚照亮樓梯間的道路，會安裝燈光，但如果一直亮著，或者通過固定的開關進行控制，難免會產生一些浪費。

因此，許多樓道中為其加裝了一些聲音傳感器、光敏傳感器等，用來判斷外界是否是白天，以及是否有人經過。

如今在智能家居中，人在傳感器與日光傳感器都被普遍使用，這些傳感器不僅能夠提升燈光的使用效率，同時還能極大地節省能源消耗。

例如很多人分不清90%和100%的燈光亮度有什么區別，但是當全屋所有燈光都減少10%時，一年內可以減少850磅的二氧化碳排放量，相當于一個月不開車。而且房子越大，有些房間就越容易忘記關燈或空調，這也導致能源浪費。

智能家居培養人們的節約意識，與其說是讓人想辦法培養環保意識，不如說智能家居本身就具有環保意識。通過預先設置，系統會在夏季陽光強烈時自動關閉門窗和窗簾。不使用時，電源自動切斷。這樣，隨時隨地就能實現節能。

據英國碳信托組織（CarbonTrust）數據顯示，人在傳感器的使用上可以減少30%的能源消耗，而加上日光傳感器，這一效率可以再提升40%。英國倫敦國王學院也進行了一個實驗，在2013年，由于室內照明安裝了傳感器，該大學的照明能源使用量減少了近90%，因此每年節省了6349英鎊（約合人民幣56530元）的電費。

此外，智能溫控系統也可以有效調節家中的溫度情況，結合室內溫度、濕度、氣流等傳感器，通過智能控制算法優化家庭的供暖和空調系統。系統可以根據家庭成員的偏好和活動情況，智能地控制室內溫度，并實時監測節能效果。據加拿大《全球新聞》數據顯示，這些功能可以幫助用戶節省15%的電費。

同時，還可以通過設備聯網智能化管理，使得能在涵蓋多個家庭成員的情況下進行不同家用設備的控制、定時預約操作和自動化智能調節，從而達到家庭能源管理的最大化效果。智能家居中，如空調、熱水器、智能電表、照明系統、水泵、立式空調等均可被視為對象，實現對其能源的控制和計量，能在無形中減少不必要的電力浪費，在無人家庭的情況下節省雜項開支。

節能系統背后的技術

為了能夠進一步實現節能減排，以及幫助用戶實現節省能源消耗的目的。除了添加傳感器來實現即時對外感知，從而控制產品的開關狀態，比如不少產品會結合環境溫濕度情況，主動調整空調的溫度控制曲線，提供既舒適又節能的吹風模式。當感知到用戶出門時，會關閉空調、新風、智能燈等設備，避免因為忘關電器造成的浪費。

使用較多的傳感器，如人在傳感器，原理是通過探測人體發射的紅外線來工作。人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發出特定波長10μm左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10μm左右的紅外線而進行工作的。

人體發射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢測處理后就能產生報警信號 。

除此之外，還有不少產品也為了節能加入了許多針對性的技術與產品。在為供暖、通風、中央空調、水處理等系統的節能降耗而定量定制的產品中，會選用當今世界較先進的專用變頻器，采用具有國際先進水平的、較簡單的可編程技術和操作方法，自動調節水泵電機、風機轉速，從而使系統始終保持在最經濟的運行狀態，平均節電率能夠達到20-60%。

而在一些負載變化頻繁、電網電壓波動較大、電源中諧波含量較高的特殊場合工作的電機中，會加入電機專用變頻器。其功能主要是采用信號采集存儲，實時跟蹤負荷變化，節電率可達20%以上。

為何控制變頻能夠實現節能？以調節風量為例，通過減小風量，可大幅減少耗電。根據流體力學，功率=壓力×流量，流量和轉速的一次方是成正比的，壓力與轉速的平方是成正比的，功率和轉速的立方成正比。

如果說水泵效率固定的話，當調節流量下降時，轉速就會成比例下降，輸出的功率也就成立方關系下降。所以說，風機的轉速與電機耗電功率是近似立方比關系。

而今許多智能家居生態中還加入了大數據學習，通過大數據云對用戶的生活習慣和喜好進行記憶、分析和決策，比如室內空氣環境制冷，結合該地區用戶的使用習慣，制定到地區到月份的空氣調節方案，又比如當檢測到冰箱溫度過低時，會通過消息推送提醒用戶。甚至還能通過云端進行監測和分析，再根據設備的使用情況，自動調整設備的運行參數，從而減少能源的浪費。

小結

隨著人工智能技術的發展，未來的智能家居系統將更加智能化和自主化，能夠更好地適應用戶的需求，提供更加個性化、舒適和節能的使用環境。同時，隨著政策的推動和產業的發展，智能家居在節能領域的應用也將更加廣泛和普及，甚至成為產品不可或缺的重要一環。