為積極響應(yīng)國家“人工智能+”行動計(jì)劃，助力建筑行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級，激發(fā)科研機(jī)構(gòu)、高等院校、企業(yè)及相關(guān)從業(yè)人員的創(chuàng)新活力與實(shí)踐能力，推動人工智能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的深度融合與廣泛應(yīng)用，CAHVAC智能化專委會開展了“2025人工智能實(shí)踐”征集活動。
在本次征集活動中，美埃(南京)環(huán)境系統(tǒng)有限公司申報(bào)的“人工智能賦能智慧暖通—上海中航光電子高效機(jī)房改造項(xiàng)目”獲評優(yōu)秀案例，以下為案例分享，供行業(yè)同仁交流!
美埃人工智能賦能智慧暖通—上海中航光電子高效機(jī)房改造項(xiàng)目
一、項(xiàng)目概述
01、項(xiàng)目名稱
上海中航光電子高效機(jī)房改造項(xiàng)目
02、項(xiàng)目說明
本項(xiàng)目為液晶面板工廠工藝空調(diào)冷熱源系統(tǒng)的機(jī)房改造，項(xiàng)目位于上海市閔行區(qū)。該項(xiàng)目中央空調(diào)機(jī)房為10臺特靈1250冷噸離心式冷水機(jī)組，其中有8臺機(jī)組為兩兩串聯(lián)方式，另有2臺600冷噸約克YMC磁懸浮離心式冷水機(jī)組構(gòu)成，有2臺約克CYK復(fù)合式離心熱泵機(jī)組用于冬季供熱，熱泵機(jī)組所產(chǎn)生的冷量將補(bǔ)充到冷凍系統(tǒng)之中，與冷凍系統(tǒng)形成串聯(lián)冷卻的關(guān)系。
系統(tǒng)全年365天，每天24小時(shí)供冷，當(dāng)前供冷的冷凍水平均溫度為9℃，冷凍水供水壓力為4.7~5.2Bar，回水壓力為1Bar，系統(tǒng)冷卻水溫度為23~32℃。
熱泵機(jī)組每年10月~5月供熱，供熱熱水溫度為45~55℃，回水溫度約為37~42℃，熱泵機(jī)組冷凍水出水溫度約為7~7.5℃。
二、改造方案
01、能效控制系統(tǒng)3.0-高效機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)
△ 控制系統(tǒng)基本框架
(1)技術(shù)原理
• 系統(tǒng)及硬件優(yōu)化，通過深入分析系統(tǒng)架構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)，利用專家經(jīng)驗(yàn)與數(shù)值仿真相結(jié)合，通過大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)存在的難點(diǎn)、痛點(diǎn)問題，并提供針對性的解決方案，協(xié)助用戶構(gòu)建良好的底層硬件系統(tǒng)，包括空調(diào)機(jī)組、冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)，并充分利用美埃專有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種能源的平衡與利用，最大限度降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。
• 暖通需求側(cè)優(yōu)化，深化暖通系統(tǒng)運(yùn)行邏輯和平衡各工藝需求，通過多年運(yùn)行及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化各工藝需求參數(shù)及暖通系統(tǒng)最優(yōu)，降低綜合能耗。
(2)應(yīng)用場景
美埃高效控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于舒適性和工業(yè)性業(yè)態(tài)，舒適性空間包括商業(yè)辦公、學(xué)校、醫(yī)院、政府大樓等，工業(yè)性空間包括半導(dǎo)體工廠、新能源工廠、數(shù)據(jù)中心、制造業(yè)等，實(shí)現(xiàn)工業(yè)和商業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。
02、改造概況
美埃環(huán)境對本項(xiàng)目有關(guān)節(jié)能點(diǎn)的深入詳細(xì)分析，提出主要的節(jié)能改造技術(shù)措施如下：
△ 系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
(1)安裝一套高效AI機(jī)房控制系統(tǒng)，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行策略，包括：
① 優(yōu)化機(jī)組的運(yùn)行策略，包括：
a) 優(yōu)先運(yùn)行獨(dú)立的機(jī)組，盡量避免運(yùn)行串聯(lián)機(jī)組，以降低冷凍水泵的運(yùn)行能耗;
b) 合理調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷與臺數(shù)，通過合理的臺數(shù)進(jìn)一步降低輔助設(shè)備如冷卻水泵以及冷凍水泵的能耗。
② 實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備包括全部冷卻水泵的遠(yuǎn)程自動控制與監(jiān)測，如存在本地控制的設(shè)備，包括冷卻水泵等也全部改為遠(yuǎn)程自動變頻控制;
③ 優(yōu)化冷凍水泵頻率控制策略，確保冷凍水泵的頻率能夠隨著負(fù)荷的變化而變化，并保持冷凍水供回水溫差保持在6℃左右;
④ 優(yōu)化冷卻水泵控制策略，以冷卻水供回水溫差作為水泵頻率的控制依據(jù)，使冷卻水泵的流量能夠適應(yīng)負(fù)荷變化的需要，最大限度降低冷卻水泵的能耗
⑤ 優(yōu)化冷卻水控制策略，采用氣候動態(tài)隨動優(yōu)化算法，計(jì)算最優(yōu)的冷卻水溫度，并通過全變頻的方式控制冷卻塔風(fēng)機(jī)臺數(shù)及頻率，以最佳的冷卻塔運(yùn)行頻率保證給機(jī)組提供盡可能低的冷卻水溫度(確保不低于機(jī)組的最低允許進(jìn)水溫度，各機(jī)組的最低允許進(jìn)水溫度，如有廠家的技術(shù)文件，以廠家技術(shù)文件為準(zhǔn)，如果沒有廠家提供有效技術(shù)文件，則以AHRI 550/590標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn))，如此則可以較低的冷卻塔能耗，達(dá)到最小的冷卻水逼近溫度，進(jìn)而極大提高機(jī)組的運(yùn)行能效。
⑥ 實(shí)現(xiàn)全自動控制功能，具備一鍵啟動，無人值守的功能，并且在上位機(jī)通信中斷期間，仍可實(shí)現(xiàn)本地自動控制與高效節(jié)能運(yùn)行。
⑦ 優(yōu)化熱泵系統(tǒng)熱水供水溫度，根據(jù)實(shí)際需求及室外工況參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整熱水供水溫度，最大程度降低熱水溫度從而降低熱泵機(jī)組能耗。
△ 機(jī)組在線監(jiān)測及計(jì)算程序界面
(2)安裝必要的能量計(jì)量設(shè)備，包括冷凍水及冷卻水總流量、各臺機(jī)組流量計(jì)，各臺設(shè)備電表，實(shí)現(xiàn)智能抄表。
03、系統(tǒng)功能
(1)高效精準(zhǔn)仿真模擬
改造前后，通過精準(zhǔn)電能及負(fù)荷計(jì)算，節(jié)能物理模型及廠家參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度仿真模擬，誤差率可控制在5%。
(2)智能冷卻水溫度調(diào)控
冷卻水溫度是影響空調(diào)系統(tǒng)能效的重要參數(shù)之一，美埃智能冷卻水溫度調(diào)控是通過AI算法和環(huán)境監(jiān)測，兼顧機(jī)組能效與冷卻塔效率，能夠隨著室外濕球溫度與系統(tǒng)負(fù)荷的變化，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)冷卻水溫度控制并減少能源浪費(fèi)。
動態(tài)環(huán)境適應(yīng)：實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)外溫濕度變化，動態(tài)調(diào)整冷卻水溫度，確保冷卻水溫度始終處于最佳狀態(tài)，減少能源浪費(fèi)。
動態(tài)冷卻水溫度控制：通過AI算法分析系統(tǒng)需求和環(huán)境數(shù)據(jù)，自動調(diào)節(jié)冷卻水溫度，以較低的冷卻塔能耗獲取最佳冷卻水溫度，提升空調(diào)機(jī)組效率并降低系統(tǒng)能耗。
多種冷卻水溫度共存：根據(jù)不同系統(tǒng)、不同機(jī)組特點(diǎn)，智能控制不同系統(tǒng)的冷卻水溫度，使得每個(gè)區(qū)域的設(shè)備均運(yùn)行在較佳效率狀態(tài)提高系統(tǒng)整體效率。
(3)能效優(yōu)化管理
能耗數(shù)據(jù)分析：AI系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集并分析能耗數(shù)據(jù)，識別高耗能環(huán)節(jié)，提出優(yōu)化建議，降低系統(tǒng)整體能源消耗。
智能調(diào)度策略：基于天氣預(yù)測和用能習(xí)慣，自動調(diào)整設(shè)備運(yùn)行模式，避開用電高峰，減少電費(fèi)支出和碳排放。
各種能源整合與平衡利用：針對工廠用戶生產(chǎn)端同時(shí)存在冷卻與加熱需求的情況，采用空壓機(jī)熱回收、冷卻水熱回收等技術(shù)，充分利用熱回收系統(tǒng)滿足末端加熱需求，降低加熱能源消耗。利用AI算法，根據(jù)室外溫度與室內(nèi)需求參數(shù)，動態(tài)優(yōu)化熱水溫度，在滿足末端需求的同時(shí)，降低熱回收機(jī)組供水溫度，提高熱回收機(jī)組運(yùn)行效率。
(4)預(yù)測性維護(hù)
故障早期預(yù)警：通過傳感器和AI模型監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患，避免突發(fā)停機(jī)事故，延長設(shè)備壽命。
智能診斷系統(tǒng)：AI自動分析故障原因并提供維修建議，減少人工排查時(shí)間，提高維護(hù)效率，降低運(yùn)維成本。
數(shù)據(jù)驅(qū)動決策：積累歷史維護(hù)數(shù)據(jù)，優(yōu)化設(shè)備保養(yǎng)周期和備件管理，實(shí)現(xiàn)從被動維修到主動預(yù)防的轉(zhuǎn)變。
三、改造效果
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，總節(jié)能率可達(dá)20.5%，按2023年總用電量計(jì)算，年節(jié)能量總計(jì)為723萬kWH。
（來源：美埃環(huán)境）
