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大數據與人工智能在空調系統中的應用

大數據與人工智能在空調系統中的應用

2020/4/3 16:22:23

空調作為基礎設施,為了給工作人員提供舒適的環境,需要把室內溫度一直保持在人體最合適的溫度,這就需要空調采暖系統時時刻刻保持在高效率的運作狀態,本身各設備就已經耗電巨大,再加上空調系統的運作,每月在電費上就是一筆巨大的開支,電費占能源賬單的70%以上,而其中大約50%-60%消耗于空調制冷與采暖系統。而采取局部節能管理措施或者是考核機制目前來看都無法取得明顯的成果,能耗問題依舊嚴峻。本文就來談談具體的空調節能措施

中央空調的特點:

1、時間性強

中央空調全天都在高速運轉中,這就需24小時都要有人值班,必須將管理人員落實到位。

2、技術性強

中央空調設備一般采用比較先進的設備和技術,就需要有專業的人才進行維護。

3、可靠性、實用性要求高

中央空調設備必須性能可靠,質量優良,使用維修方便,一旦出現故障,維修要非常及時,廠家售后服務也應及時跟上。否則,將嚴重影響正常運行,帶來很大的損失。

4、服務水平要高

醫院空調系統是為各客戶服務的,要定期組織對系統進行全面檢查,服務意識要增強,服務水平要提高,責任心要加強。

 

一、建設能源監控中心

融合互聯網+信息技術、物聯網技術和人工智能控制等技術,建設大數據平臺,將末端應用和主機人工智能控制進行智慧聯動,建立空調運行全景數據模型,根據用能特殊性進行時段、區域等空調能耗管理控制;能源設備的使用、控制;能耗采集;數據管理、成本管理等。并且根據部門進行數據考核管理,如某個部門溫度過度、開門開窗、不隨手關等能耗浪費現象,大數據平臺能精確統計到每個辦公室的年、月、日的能耗情況。

 

二、節能管理宣傳培訓

建立后勤管理考核體系,由于實現了能源消耗數據的可視化,可以對空調設備維修,設備保養,能耗指標完成情況生成各類報表,使管理質量和員工獎金掛鉤,促進空調節能習慣。對暖通空調管理人員進行培訓,加強暖通空調系統運行管理,合理設置運行參數。建立健全的建筑用能管理制度,規范建筑設備的運行管理。加強管理人員的專業培訓,實行空調操作人員操作保證制度,增強節能的意識,提高管理人員的技術素質。

 

三、采用先進的空調節能技術和智能設備

采用人工智能控制終端、智慧變頻和電能質量監測等技術的控制群柜,對中央空調主機、水泵、冷卻塔、離心機、水冷機組等進行智慧一體化標準群控和能耗監控分配。實現諧波自理,減少設備的干擾,延長設備壽命;對柜內溫度進行智能調控,對設備各種過載、過壓、缺相、不平衡進行實時監測,實現設備運行與安全保障。利用人工智能技術,裝配人工智能控制終端,把新風控制箱升級為智能控制箱。實現區域溫度,新風環境統一調配;三目標(回風溫度、水溫差、送風溫度)人工智能控制,保障空調設計工況滿足最佳換熱效率,并避免結露;水、風優先級人工智能控制,最大程度節約能耗。采用末端設備智能控制,實現空調能根據環境智慧開關和模式預設、節能與安全用電,為人們提供舒適健康的生活環境。空調的具體節能措施體現在以下幾個方面:

1、供能端節能

減少高溫季節冷卻塔的無效用能投入。在線采集環境干濕球溫度,智能分析冷卻塔實時散熱能力,高溫季節保障冷卻水溫度滿足水冷主機運行工況情況自適應升高調整冷卻水溫,節約無效冷卻塔的投產用能。

使用分區動態壓差人工智能算法,減少空調總管能量的無端浪費。在線采集集(分)水器各區域的最不利點水壓差,低(零)負荷時間段自動減小(關閉)此區域閥門開度,同時自適應旁通增大動態壓差平衡閥門開度,進而在保障主機定水流量工況基礎上,予以高效調整減小泵的用能投入。

建議采用人工智能控制端代替傳統PLC控制,實現系統自學習,結合大數據不斷改進優化設備運行策略,保障可靠性的同時,對設備生命周期進行有效管理。

 

2、末端節能

對末端進行一系列的節能改造,例如首先在各區域內裝上人體動態感知儀 ,對多區域的活動狀態進行精確捕捉,各數據通過無線集中器,上傳至總平臺,進行實時監測。其次把單一的空調和照明開關換成智能的控制面板,實現空調溫度統一調配、照明根據光照自動開閉、實現空調、照明能耗計量、無線通訊等等。據預測,采用樓宇設備自動控制技術對空調末端裝置進行控制,可減少空調末端能耗端人為浪費2025%

末端智能改造,使空調實現智能控制之外,也可以為人們帶來舒適健康的生活環境。中央空調根據個性化使用需要,預設上下班模式,午休模式,夜間模式,睡眠模式等模式,為人們提供舒適度溫濕度;人來的時候打開,人走的時候關閉關閉,不僅能節約用電,還提升用電安全;在空調使用的時候,如果房間內開門開窗將啟用節能模式,來減少浪費。

 

3、整體系統策略

總而言之,在中央空調系統中,當系統負荷變化空調主機及水系統工作狀態偏離最佳狀態時,智能控制器根據采集到的各種運行參數(如系統供回水溫度、供回水流量、供回水壓差及環境溫度等),經過推理得到系統該時刻所需的冷量(或熱量)。優化系統的運行參數,并利用變頻技術自動控制水泵等動力設備的功率、轉速,以調節空調系統的循環流量,對系統運行參數進行動態調整,確保空調系統在任何負荷條件下,都有一個優化的運行環境,始終處于最佳運行狀態,從而保證能效比一直在較高水平,能耗最低,實現節能目的。

 

而在中央空調系統的各設備上,可以根據前端應用側的數據支撐,通過大數據結合氣候情況(溫度、濕度)快速運算出負荷的需求數據,傳遞給人工智能控制終端,終端采用BP神經網絡算法不斷優化調整各設備運行模式,提升設備運行效率,從而降低成本,提高設備壽命。

 

所以,把大數據與人工智能等多項技術運用到空調采暖領域,可以使空調系統資源得到充分利用。現階段,暖通空調系統有很多節能措施和技術,都已非常成熟,能夠達到良好的節能效果。但需要注意的是節能是個系統工程,不能孤立的關注某個環節,而必須通過投資者、設計師、施工者、系統運行維護人員的通力合作才能完成,節能工作必須從建筑設計、暖通空調系統設計、系統維護、運行管理各方面展開,才能有效地實現降低醫院能耗的目標。

審核編輯(
王靜
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