“雙碳”目標相繼被寫入政府工作報告和“十四五”規(guī)劃，拉開了新一輪綠色低碳發(fā)展的大幕，作為能耗大戶的暖通空調(diào)行業(yè)亦加快了綠色低碳轉(zhuǎn)型的步伐。

作為工廠和園區(qū)不可或缺的公輔設(shè)施，暖通空調(diào)系統(tǒng)一直是能源消耗的焦點。如何開展節(jié)能化建設(shè)和改造，越來越受到用能單位的關(guān)注。

在暖通節(jié)能管理的過程中，您是否會存在這些顧慮？

暖通能效管理4難

一、產(chǎn)品介紹

研華暖通空調(diào)能效管理iEMS/HVAC，通過精益化控制，提供“一站式”能效管理，從設(shè)備管理——異常偵測——能效診斷分析——策略優(yōu)化的路徑，建立閉環(huán)管理鏈路。系統(tǒng)全面采集暖通空調(diào)各設(shè)備運行參數(shù)、能耗、天氣等數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測系統(tǒng)及設(shè)備的運行狀況，針對異常及時進行提醒。基于多層級的人工智能算法和專家知識圖譜，對制冷機組、冷卻水系統(tǒng)、中央空調(diào)整體系統(tǒng)等進行局部或全局尋優(yōu)，由系統(tǒng)自動給出調(diào)整建議，同時結(jié)合邊緣端實時智控，將尋優(yōu)的參數(shù)及時下發(fā)到邊緣側(cè)的設(shè)備，實現(xiàn)高質(zhì)量節(jié)能。

 在數(shù)據(jù)采集層，基于使用者不同的使用目的，我們也推出了不同種類的邊緣端數(shù)據(jù)接入方案。

   第一類：純粹做數(shù)據(jù)采集的小巧型采集網(wǎng)關(guān)；

   第二類：可以實現(xiàn)設(shè)備反控的RTU邊緣智能控制器；

   第三類：適合做數(shù)據(jù)預處理分析、存儲、展示的數(shù)據(jù)服務(wù)器；

   第四類：含有HVAC專屬控制策略的HVAC邊緣智能控制柜；

   第五類：含有能效計算的HVAC專屬能效計量柜。

在云平臺層，iEMS方案以研華數(shù)字孿生低代碼平臺WISE-InsightAPM為底座，該平臺提供快速設(shè)備接入、數(shù)字孿生模型構(gòu)建、2D/3D可視化、警報與通知、設(shè)備績效等功能，以支持平穩(wěn)高效的運行。

在HVAC應(yīng)用層，我們覆蓋了多個關(guān)鍵模塊，包括能效管理、運行評估、策略優(yōu)化、以及報表報告等。在接下來的詳細介紹中，我們將深入闡述這些層面的功能，確保全面理解我們的方案及其應(yīng)用范圍。

二、如何構(gòu)建高效暖通空調(diào)能源站

高效能源站的構(gòu)建可視為一個“看診-開藥-根治”的醫(yī)療過程，而通過研華iEMS HVAC應(yīng)用，您只需三個簡單步驟即可完成整個構(gòu)建過程。

第一步 透過數(shù)據(jù)的監(jiān)測分析找出各個環(huán)節(jié)的浪費點

第二步 依據(jù)診斷分析結(jié)果分類別執(zhí)行改善措施

第三步 結(jié)合AI算法，動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)運行策略，這些策略透過平臺下發(fā)到邊緣端控制器，再由邊緣端控制器下發(fā)到具體的設(shè)備，實現(xiàn)實時智控。

三、功能介紹

研華暖通方案的功能設(shè)計，也是階梯式的三階段設(shè)計。

 1.監(jiān)控分析

（1）數(shù)字孿生空調(diào)站房：全方位監(jiān)控，實現(xiàn)無人值守能源站

3D可視化 | 設(shè)備運行監(jiān)測 | 實時報警通知

貫穿系統(tǒng)層→設(shè)備層→參數(shù)層，全方位掌握系統(tǒng)運行資訊、實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)運行異常并通知。

（2）能效分析：多維智慧分析，深挖數(shù)據(jù)價值

能效總覽 | 能效對標 | 設(shè)備能效分析

覆蓋點→線→面不同維度的能效KPIs對標分析，廣度、深度齊發(fā)力，主動優(yōu)化運行策略。

（3）運行評估：剖析能效根因，指導精準優(yōu)化    

經(jīng)濟運行評估 | 能流運行評估 | 周期能效統(tǒng)計

不再局限于單個設(shè)備能效，深入探索影響系統(tǒng)能效的各個測點參數(shù)。借助“流程圖”，構(gòu)建一套根因分析模型，分析影響六大關(guān)鍵能效的上下游因子，對標能效標尺，統(tǒng)計周期工況下能效的出力情況，為企業(yè)提供明確的優(yōu)化方向。

2.智能診斷：

智能診斷具備基于專家系統(tǒng)或數(shù)據(jù)驅(qū)動的異常自動診斷功能，涵蓋設(shè)備運行參數(shù)、系統(tǒng)能效、系統(tǒng)或設(shè)備運行故障等多類別診斷項。

（1）能效評估報告：一鍵生成，暖通項目節(jié)能評估好幫手

能效評估報告，以能源站系統(tǒng)為核心對象，深度分析客戶關(guān)心的能效數(shù)據(jù)，依據(jù)評價指標快速評估節(jié)能潛力，讓客戶輕松掌握系統(tǒng)運行狀況，為企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能省錢提供決策支持。

 ● 報告自動生成并發(fā)送

依據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動生成報告，并按照配置的郵箱定期自動發(fā)送，管理者無需登錄即可輕松掌握系統(tǒng)運行狀況和能效水平。

 ● 能效異常分析

基于評價標準，對運行能效及供回水溫差進行異常分析，評價系統(tǒng)運行是否處于合理狀態(tài)。

● 智能診斷及建議

內(nèi)置診斷工具，自動對系統(tǒng)能效、峰平谷運行時段、供回水溫差進行異常診斷分析并給與優(yōu)化和建議。

● 節(jié)能評估

依據(jù)評價標準對系統(tǒng)進行節(jié)能潛力的評估及最大、最小節(jié)能量的預估。

（2）實時智能診斷：兼顧安全與能效，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運行

iEMS.HVAC內(nèi)置的診斷規(guī)則庫，可對冷站系統(tǒng)進行實時智能診斷。規(guī)則涵蓋：

設(shè)備異常診斷: 如冷機排氣壓力、水泵軸承溫度、冷塔出水溫度等

系統(tǒng)異常診斷: 如冷凍水供水溫度、冷卻水供回水溫差等

3.AI節(jié)能調(diào)優(yōu)：

（1）AI節(jié)能策略

通過對場域公輔設(shè)備，如暖通空調(diào)系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)等各關(guān)鍵設(shè)備的能耗和性能數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，對影響設(shè)備及系統(tǒng)運行效率因子的多維度分析和診斷，給出相應(yīng)的優(yōu)化策略，從而達到節(jié)能效果。例如研華暖通節(jié)能AI算法，可以實現(xiàn)SCOP系統(tǒng)能效5.0以上，以達到高效冷站的要求。應(yīng)用的AI核心尋優(yōu)算法主要包括：基于冷機的最佳能效策略進行優(yōu)化控制；采用等邊際算法、遺傳算法，進行迭代優(yōu)化計算，在保證系統(tǒng)能耗最小的前提下輸出系統(tǒng)最優(yōu)能效；負荷預測及按需生產(chǎn)，建立負荷模型，對負荷變化進行預測。優(yōu)化系統(tǒng)的加減機邏輯，以做到提前響應(yīng)、按需生產(chǎn)。

（2）云+邊混合智控 

動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)運行策略，通過云平臺下發(fā)到邊緣端控制器，再由邊緣端控制器控制具體設(shè)備，實時智控，實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)全自動化運行。

四、適用場景

 五、產(chǎn)品效益

暖通空調(diào)能效管理主要定位三個Level的價值

Level1通過設(shè)備及環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)占市面70%市場份額的主流水冷式、風冷式和地源熱泵式能源站的全方位監(jiān)控和能效分析，打造數(shù)字化能源站，實現(xiàn)智能化管理，并為節(jié)能改造提供準確的數(shù)據(jù)；

Level2 基于診斷規(guī)則，智能檢測不同設(shè)備各類故障和潛在風險，及時執(zhí)行養(yǎng)護工作，保障系統(tǒng)與設(shè)備高效健康運行，從而實現(xiàn)系統(tǒng)5%~10%的節(jié)能；

Level3基于多層級的人工智能算法和專家知識圖譜，根據(jù)案場情況對制冷機組、冷卻水系統(tǒng)、中央空調(diào)整體系統(tǒng)等進行局部或全局尋優(yōu)，由系統(tǒng)自動給出調(diào)整建議，比如機組運行臺數(shù)，冷凍水出水溫度設(shè)定值等，并輔以設(shè)備或系統(tǒng)的節(jié)能改造措施，實時進行系統(tǒng)或設(shè)備智控，打造“實時監(jiān)控->AI尋優(yōu)->運行策略調(diào)整->再監(jiān)控->再尋優(yōu)->再調(diào)整”的循環(huán)迭代過程，使系統(tǒng)一直處于高能效工作狀態(tài)，可實現(xiàn)系統(tǒng)整體能耗降低20%~50%。

除了系統(tǒng)的整體能耗降低外，通過該方案的允入，同步可實現(xiàn)設(shè)備健康度10%~20%的提升，組織運維效率10%~30%的提升，空調(diào)機房無人或少人值守，從而提高系統(tǒng)的管理水平和控制水平，達到節(jié)能降耗、提質(zhì)增效的目的。

六、案例