Гибридные системы

История возникновения термина Править

Термин «интеллектуальные гибридные системы» появился в 1992 г. Авторы вкладывали в него смысл гибридов интеллектуальных методов, таких как экспертные системы, нейросети и генетические алгоритмы. Экспертные системы представляли символьные, а искусственные нейронные сети и генетические алгоритмы — адаптивные методы искусственного интеллекта. Однако, в основном, новый термин касался достаточно узкой области интеграции — экспертные системы и нейросети. Ниже приведены несколько трактовок этой области интеграции другими авторами.

Предпосылки Править

1. «Гибридный подход» предполагает, что только синергетическая комбинация нейронных и символьных моделей достигает полного спектра когнитивных и вычислительных возможностей (способностей).

2. Термин «гибрид» понимается как система, состоящая из двух или более интегрированных подсистем, каждая из которых может иметь различные языки представления и методы вывода. Подсистемы объединяются вместе семантически и по действию каждая с каждой.

3. Ученые Центра Искусственного интеллекта Cranfield University (Англия) определяют «гибридную интегрированную систему» как систему, использующую более чем одну компьютерную технологию. Причем технологии накрывают такие области, как системы, основанные на знаниях, коннекционистские модели и базы данных. Интеграция технологий дает возможность использовать индивидуальную силу технологии для решения специфических частей задачи. Выбор технологий, внедряемых в гибридную систему, зависит от особенностей решаемой задачи.

4. Специалисты из University of Sanderland (Англия), входящие в группу HIS (англ. Hybrid Intelligent Systems), определяют «гибридные информационные системы» как большие, сложные системы, которые «бесшовно» (цельно) интегрируют знания и традиционную обработку. Они могут предоставлять возможность хранить, искать и манипулировать данными, знаниями и традиционными технологиями. Гибридные информационные системы будут значительно более сильными, чем экстраполяции концепций существующих систем.

Определение Править

Под гибридной интеллектуальной системой принято понимать систему, в которой для решения задачи используется более одного метода имитации интеллектуальной деятельности человека. Таким образом ГИС — это совокупность:

• аналитических моделей
• экспертных систем
• искусственных нейронных сетей
• нечетких систем
• генетических алгоритмов
• имитационных статистических моделей

Междисциплинарное направление «гибридные интеллектуальные системы» объединяет ученых и специалистов, исследующих применимость не одного, а нескольких методов, как правило, из различных классов, к решению задач управления и проектирования.

См. также Править

• Интеллектуальная система

Литература Править

• Методология и технология решения сложных задач методами функциональных гибридных интеллектуальных систем Колесников А. В., Кириков И. А. — М.: ИПИ РАН, 2007. — 387 с, ил. — ISBN 978-5-902030-55-3

Ссылки Править

• Международная конференция по гибридным интеллектуальным системам http://his.hybridsystem.com/

п·о·р Инженерия знаний

Информатика

Общие понятия

Данные ·

Метаданные · Знания · Метазнание · Представление знаний · База знаний · Онтология

Жёсткие модели

Продукции ·

Семантическая сеть · Фреймы · Логическая модель

Мягкие методы

Нейронная сеть ·

Генетический алгоритм · Нечёткая логика · Гибридная интеллектуальная система

Эта статья или раздел нуждается в переработке.Пожалуйста, улучшите её в соответствии с правилами написания статей.

Тепловые насосы относятся к теплотехническому оборудованию, использующему тепло альтернативных источников энергии, для переноса его в дом. Это энергоэффективные системы, предназначенные для тепло-холодоснабжения жилых и коммерческих строений, а также для экономного нагрева воды для бассейна, быта или технологических потребностей.

Гелиосистемы используют солнечное излучение для нагрева воды или теплоносителя и переноса тепла в систему горячего водоснабжения и отопления.

Разберемся в особенностях функционирования этих двух систем относительно применения их для отопления частных жилых или коммерческих объектов.

Тепловые насосы: преимущества и функциональность

Не будем останавливаться подробно на описании принципа работы теплового насоса. Про это можно узнать из других источников.

Главное, что теплонасосное оборудование относится к оборудованию, использующему возобновляемое и бесплатное тепло воздуха, грунта и воды. Теплонасосы действуют на основе технологий, основанных на физических преобразованиях, проходящих с выделением тепла, состояния фреона, который циркулирует в компрессорном контуре теплового насоса. А инверторные технологии управления компрессорами, энергоэффективные насосы и ЕС-вентиляторы, электронное управление – все это обеспечивает высокую энергоэффективность и преимущества тепловых насосов перед другим теплотехническим оборудованием.

Уточним теперь, как и где нужно устанавливать отдельные типы теплонасосного оборудования. Остановимся на трех основных типах — тепловых насосах «грунт-вода”, «воздух-вода”, «вода-вода”, потому что они непосредственно кроме функции отопления дополнительно греют воду для хозяйственных нужд.

Грунтовые или тепловые насосы «грунт-вода”

• Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
• Берут тепло от слоя грунта (геотермальное исполнение) через горизонтальный коллектор или от вертикальных грунтовых зондов. Горизонтальный коллектор может быть утоплен в водоеме.
• Установка на участке около объекта, требуются дорогостоящие земляные работы по укладке горизонтального коллектора или бурению и укладке глубинных зондов для качественного теплосъема. Качество слоев грунта влияет на характеристики теплопроизводительности.
• Производительность по теплу и холоду стабильная на протяжении всего года.
• Наивысшие показатели сезонной энергоэффективности, платежи по отоплению сокращаются до 80%.
• Устанавливаются как основной тепловой источник и управляют работой солнечных коллекторов или резервных котлов.

Тепловые насосы «вода-вода»

• Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
• Извлекают тепло из подземного водного горизонта (гидротермальное исполнение).
• Требуется водоносный горизонт на глубине не более 15м с достаточным количеством воды для съема тепла. Нужен высококвалифицированный дорогой монтаж и наладка оборудования.
• Тепло-холодопроизводительность постоянная на протяжении года. Высокие и стабильные показатели энергоэффективности.
• Стабильно всю зиму отапливают дом, управляют по бивалентной схеме резервными источниками – гелиосистемами и котлами.

Тепловой насос «воздух-вода»

• Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
• Для установки не нужен участок или дорогие монтажные работы. Монтаж наружного и внутреннего блоков (или моноблока) профессиональный, занимает мало времени. Для установки блоков не нужно много места.
• Теплопроизводительность меняется в зависимости от температур атмосферного воздуха. Экономически выгодно использовать тепловой насос «воздух-вода» по бивалентной схеме — с резервным котлом. Может работать в моноэнергетическом режиме автономно, с включением в сильные морозы встроенного многоуровневого электронагревателя.
• Максимальный показатель сезонной энергоэффективности высокий, но ниже чем у грунтовых ТН.
• Легко устанавливается в уже готовых системах при их модернизации, а также в новых частных домах, в квартирах, на коммерческих объектах.
• Отлично поддерживаются гелиосистемами для производства горячей воды летом, весной и осенью.
• Экономически выгодный вариант с наименьшим сроком окупаемости для внедрения энергосберегающего отопления в новом доме.
• Преимущества управления тепловых насосов: интеллектуальное программируемое управление через панель управления или удаленный Wi-Fi контроль, адаптируемость с другими системами управления – «умный дом», автоматикой котлов или солнечных станций.

Солнечные коллекторы

Теперь рассмотрим, что могут или не могут, солнечные коллекторы — системы, использующие альтернативный источник – энергию солнца, для нагрева воды или незамерзающего теплоносителя.

Различают несколько типов солнечных коллекторов: вакуумные трубчатые различных конструкций, плоские и гибридные. Различают также сезонные и круглогодичные гелиосистемы. В сезонных (термосифонных) установках подогревается вода, они продуктивно работают только с весны до осени, зимой не используются из-за угрозы замерзания воды. Это отличный вариант для нагрева воды в открытых бассейнах, а также для душевых в домах и базах отдыха, пансионатах или в открытых бассейнах аквапарков.

Круглогодичные вакуумные трубчатые и плоские коллекторы производительно работают круглый год, но только в солнечную погоду. Внутри систем циркулирует незамерзающий теплоноситель (например – пропиленгликоль). В гибридных моделях (PVT-коллекторах) – вырабатывается электроэнергия и подогревается вода.

Отметим интересные свойства и функциональность таких систем.

• Функции: нагрев воды.
• Производительность гелиосистем различается в зависимости от интенсивности сезонной солнечной инсоляции в местности установки и пространственной ориентации панелей или трубок.
• Гелиосистемы больше эффективны в летнее время, когда солнце наиболее активно посылает тепло. В зимнее время из-за пасмурных дней и меньшего количества тепла, получаемого от солнца, продуктивность гелиосистем падает в несколько раз и тепла хватает только на частичный нагрев теплоносителя.
• С их помощью можно почти полностью с мая по сентябрь удовлетворить потребности дома, квартиры или коммерческого предприятия в горячей воде. По реальным данным получают до 90% от нужного объема горячей воды. В зимнее время продуктивность гелиосистем падает в 4-5 раз, количество полученного от солнца тепла для подогрева воды падает до 30%.
• Они рассчитываются из расчета, что в день на одного члена семьи необходимо подогреть до 40-50 литров воды. Гелиосистема из 30 вакуумных трубок, установленная на крыше дома, способна в летний день подогреть до 280-300 литров воды с температурой до 60 градусов. Этого достаточно для бытовых нужд семьи из 4-6 человек. Ни котел, ни бойлер, включать не нужно.
• Горячая бесплатная вода всегда доступна, если днем светит солнце. Но теплопроизводительность зависит от угла наклона и направления поля коллектора к падающим солнечным лучам.
• Гелиосистемы отлично подходят для комплексных решений по теплоснабжению, включающих котел, автоматику, накопительный бак, бойлер косвенного нагрева и т. д.
• Солнечные коллекторы могут передавать выработанное тепло через промежуточные теплообменники в систему отопления, для предварительного нагрева воды в контурах отопления, снимая тепловую нагрузку с котла (теплового насоса).

Теперь сравним, что лучше для отопления: тепловой насос или гелиосистема?

Берем для сравнения, как наиболее доступный по цене и наиболее популярный по запросам, тепловой насос «воздух-вода”.

Он не только отапливает и охлаждает комнаты дома, но подогревает воду в нужном количестве. Гелиосистема только греет воду, отлично – летом, но только частично — зимой.

По стоимости тепловой насос Mycond для дома 75-120 м кв., где живет 3-5 человек, может стоить от 3 до 6 тысяч евро, гелиосистема с продуктивностью по горячей воде до 300 л/сутки — от 3000 долларов.

Тепловой насос справляется с нагрузками стабильно, круглый год. Гелиоколлекторы -максимально полезны летом.

Нельзя сказать, что лучше или хуже. И то, и другое оборудование ценно по-своему.

Для нагрева воды в душевых на пляже или на базе отдыха, в аквапарке или на мойке машин будут очень полезны вакуумные или плоские коллекторы, которые продуктивно и почти бесплатно греют воду в нужном количестве. Для пляжа лучше подойдут сезонные термосифонные установки с прямым нагревом воды, более дешевые и быстро окупающиеся.

Для работы весь год, чтобы сэкономить до 70% затрат на нагрев воды, устанавливают вакуумные трубные или плоские коллекторы. Летом это полностью покрывает все потребности в горячей воде. Зимой — частично, но даже предварительный подогрев воды для системы отопления поможет снизить затраты на отопление.

Гелиосистема может выступать как экономически выгодное дополнение к тепловому насосу. И так и делают многие владельцы частных домов, особенно если есть крытый или открытый бассейн.

Хотя тепловой насос греет горячую воду очень экономно, греть воду летом выгоднее гелиосистемами. Приятно получать горячую воду почти даром. И тепловой насос будет работать дольше.

Вы платите еще меньше по отоплению и ГВС зимой, а летом не платите ничего, кроме расходов за электричество на работу бытовых приборов и за использование газовой плиты, если она есть.

Выводы

Что лучше для отопления? Конечно – тепловой насос. Сначала нужно рассчитать, подобрать и купить тепловой насос. Заключить договор со специализированной компанией и установить его с последующим сервисным обслуживанием. А через год или пару лет установить в пару к тепловому насосу солнечные коллекторы. Приобретать и то и другое лучше через программу IQ-Energy, или через банковские «зеленые” кредитные программы, с экономией до 30 -35%, потраченных на это энергосберегающее оборудование, средств. Вы сэкономите до 75 % годовых затрат на ГВС, сэкономите электроэнергию, будете более выгодно использовать тепловой насос.

Технологии не стоят на месте и продолжают удивлять новыми решениями, характеризующимися высокой эффективностью, производительностью и удобством. В этот раз лучшие умы планеты порадовали приверженцев альтернативной энергии уникальным решением, способным сэкономить пространство и приличную сумму на оплате коммунальных расходов.

Гибридные солнечные коллекторы — это новое поколение гелиосистем, которое вырабатывает одновременно и солнечную, и тепловую энергию. Это совокупность фотоэлектрической панели и классического солнечного коллектора. Изделие сокращенно называют PVT панель.

Таким образом, за счет выгодного сочетания вдвое сокращается площадь монтажа, если у здания есть потребность в одновременном применении этих двух источников альтернативной энергии.

Гибридные коллекторы предоставляют возможность снижения температуры фотоэлементов, посредством теплоносителя, который применяется в области, генерирования тепла. Это положительно воздействует на эффективность выработки электричества, поскольку известно, что повышение температуры фотоэлемента оказывает негативное влияние на производительность панели.

Эффективность генерирования электрической энергии существенно снижается если температура поверхности превышает показатель 50°С. Подобное положение дел является частым в условиях эксплуатации стандартных солнечных батарей в летнее время года. В то время как PVT панели избегают этого и позволяют получить в среднем на 15% больше электроэнергии за год.

Преимущества:

• экономия пространства — для монтажа потребуется в 2 раза меньше места;
• на 15% больше выработанной электроэнергии за год;
• предотвращение перегрева фотоэлементов;
• альтернативный источник тепла и электроэнергии в одном приборе

Для того, чтобы добиться наивысшей степени эффективности гибридных солнечных коллекторов необходимо обеспечивать постоянную циркуляцию теплоносителя. Практика показывает, что решение в виде PVT панелей проявляет лучшую производительность и является прекрасным решением в качестве источника тепла для нагрева воды в бассейне, теплового насоса либо же накопления тепла скважины теплового насоса в летнее время года.

Остались вопросы? Свяжитесь с нами удобным для Вас способом и специалисты компании «Вольт и Джоуль” предоставят качественную БЕСПЛАТНУЮ консультацию!

← Предыдущая статья