大數(shù)據(jù)與人工智能在空調系統(tǒng)中的應用
空調作為基礎設施,為了給工作人員提供舒適的環(huán)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(tǒng)時時刻刻保持在高效率的運作狀態(tài),本身各設備就已經耗電巨大,再加上空調系統(tǒng)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(tǒng)。而采取局部節(jié)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(jié)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(yè)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(yōu)良,使用維修方便,一旦出現(xiàn)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(yī)院空調系統(tǒng)是為各客戶服務的,要定期組織對系統(tǒng)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(jiān)控中心
融合互聯(lián)網+信息技術、物聯(lián)網技術和人工智能控制等技術,建設大數(shù)據(jù)平臺,將末端應用和主機人工智能控制進行智慧聯(lián)動,建立空調運行全景數(shù)據(jù)模型,根據(jù)用能特殊性進行時段、區(qū)域等空調能耗管理控制;能源設備的使用、控制;能耗采集;數(shù)據(jù)管理、成本管理等。并且根據(jù)部門進行數(shù)據(jù)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(xiàn)象,大數(shù)據(jù)平臺能精確統(tǒng)計到每個辦公室的年、月、日的能耗情況。
二、節(jié)能管理宣傳培訓
建立后勤管理考核體系,由于實現(xiàn)了能源消耗數(shù)據(jù)的可視化,可以對空調設備維修,設備保養(yǎng),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(jié)能習慣。對暖通空調管理人員進行培訓,加強暖通空調系統(tǒng)運行管理,合理設置運行參數(shù)。建立健全的建筑用能管理制度,規(guī)范建筑設備的運行管理。加強管理人員的專業(yè)培訓,實行空調操作人員操作保證制度,增強節(jié)能的意識,提高管理人員的技術素質。
三、采用先進的空調節(jié)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(jiān)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(jiān)控分配。實現(xiàn)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(jiān)測,實現(xiàn)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(xiàn)區(qū)域溫度,新風環(huán)境統(tǒng)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(yōu)先級人工智能控制,最大程度節(jié)約能耗。采用末端設備智能控制,實現(xiàn)空調能根據(jù)環(huán)境智慧開關和模式預設、節(jié)能與安全用電,為人們提供舒適健康的生活環(huán)境??照{的具體節(jié)能措施體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、供能端節(jié)能
減少高溫季節(jié)冷卻塔的無效用能投入。在線采集環(huán)境干濕球溫度,智能分析冷卻塔實時散熱能力,高溫季節(jié)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(jié)約無效冷卻塔的投產用能。
使用分區(qū)動態(tài)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(qū)域的最不利點水壓差,低(零)負荷時間段自動減小(關閉)此區(qū)域閥門開度,同時自適應旁通增大動態(tài)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?zhèn)鹘y(tǒng)PLC控制,實現(xiàn)系統(tǒng)自學習,結合大數(shù)據(jù)不斷改進優(yōu)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(jié)能
對末端進行一系列的節(jié)能改造,例如首先在各區(qū)域內裝上人體動態(tài)感知儀 ,對多區(qū)域的活動狀態(tài)進行精確捕捉,各數(shù)據(jù)通過無線集中器,上傳至總平臺,進行實時監(jiān)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(xiàn)空調溫度統(tǒng)一調配、照明根據(jù)光照自動開閉、實現(xiàn)空調、照明能耗計量、無線通訊等等。據(jù)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20—25%。
末端智能改造,使空調實現(xiàn)智能控制之外,也可以為人們帶來舒適健康的生活環(huán)境。中央空調根據(jù)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(jié)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(jié)能模式,來減少浪費。
3、整體系統(tǒng)策略
總而言之,在中央空調系統(tǒng)中,當系統(tǒng)負荷變化空調主機及水系統(tǒng)工作狀態(tài)偏離最佳狀態(tài)時,智能控制器根據(jù)采集到的各種運行參數(shù)(如系統(tǒng)供回水溫度、供回水流量、供回水壓差及環(huán)境溫度等),經過推理得到系統(tǒng)該時刻所需的冷量(或熱量)。優(yōu)化系統(tǒng)的運行參數(shù),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(jié)空調系統(tǒng)的循環(huán)流量,對系統(tǒng)運行參數(shù)進行動態(tài)調整,確保空調系統(tǒng)在任何負荷條件下,都有一個優(yōu)化的運行環(huán)境,始終處于最佳運行狀態(tài),從而保證能效比一直在較高水平,能耗最低,實現(xiàn)節(jié)能目的。
而在中央空調系統(tǒng)的各設備上,可以根據(jù)前端應用側的數(shù)據(jù)支撐,通過大數(shù)據(jù)結合氣候情況(溫度、濕度)快速運算出負荷的需求數(shù)據(jù),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(yōu)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(shù)據(jù)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(tǒng)資源得到充分利用?,F(xiàn)階段,暖通空調系統(tǒng)有很多節(jié)能措施和技術,都已非常成熟,能夠達到良好的節(jié)能效果。但需要注意的是節(jié)能是個系統(tǒng)工程,不能孤立的關注某個環(huán)節(jié),而必須通過投資者、設計師、施工者、系統(tǒng)運行維護人員的通力合作才能完成,節(jié)能工作必須從建筑設計、暖通空調系統(tǒng)設計、系統(tǒng)維護、運行管理各方面展開,才能有效地實現(xiàn)降低醫(yī)院能耗的目標。

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