深度探索建筑節(jié)能改造/能耗管理
中央空調(diào)節(jié)能解決方案領(lǐng)導(dǎo)者
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商業(yè)綜合體的空調(diào)系統(tǒng)卻是一個(gè)“能耗大戶”，能耗占了總的能耗的40%-60%，尤其是在那些人流的峰值與平日的低谷時(shí)段，傳統(tǒng)的空調(diào)的管理模式就常常因其對應(yīng)的負(fù)荷的波動導(dǎo)致設(shè)備頻繁的啟停，使得不僅給企業(yè)帶來了不必要的能耗成本增高，也對空調(diào)設(shè)備的壽命都產(chǎn)生了較大的影響。隨著對空調(diào)的智能化優(yōu)化的不斷深入，在此背景下將“動態(tài)的負(fù)荷預(yù)測算法”作為優(yōu)化空調(diào)的運(yùn)行的關(guān)鍵就尤為重要了。本文以萬林科技的空調(diào)集中管理控制系統(tǒng)為例，探討如何通過算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)控，為商業(yè)綜合體的節(jié)能改造提供可復(fù)制的解決方案。
通過系統(tǒng)對歷史的數(shù)據(jù)的積累、對實(shí)時(shí)的環(huán)境變量的監(jiān)測等一系列的工作基礎(chǔ)上對其構(gòu)建了較為完善的多維負(fù)荷預(yù)測模型。借助前3年的同期的購物中心的空調(diào)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、結(jié)合節(jié)假日的人流量、天氣的高溫低溫、促銷活動的強(qiáng)度等多個(gè)參數(shù)的綜合的支撐下，通過LSTM的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法的預(yù)測，最后對未來72小時(shí)的空調(diào)的負(fù)荷都做了一個(gè)比較準(zhǔn)確的預(yù)測。在2024年國慶假期時(shí)，系統(tǒng)提前識別到10月1日-3日的人流激增，自動將制冷功率提升至平日的1.5倍，同時(shí)通過錯(cuò)峰調(diào)度非高峰時(shí)段設(shè)備運(yùn)行，避免了冷熱交替導(dǎo)致的頻繁啟停。
通過內(nèi)置的動態(tài)的閾值控制模塊可根據(jù)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)負(fù)荷的偏差對系統(tǒng)的運(yùn)行策略。如以某二線城市的商業(yè)綜合體為例，其平日的午后14:00-16:00的空調(diào)系統(tǒng)都處于低谷時(shí)段，由于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)的余熱的積累而造成了空調(diào)的壓縮機(jī)反復(fù)的啟動，導(dǎo)致了空調(diào)的能耗明顯增高。萬林系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)溫度、濕度以及人員密度，當(dāng)負(fù)荷低于設(shè)定的閾值時(shí)，自動切換至“待機(jī)模式”，僅維持基礎(chǔ)通風(fēng)；當(dāng)負(fù)荷回升時(shí)，再逐步啟動制冷設(shè)備。該策略使設(shè)備啟停次數(shù)減少60%，年節(jié)省電費(fèi)超20萬元。
借助對分戶計(jì)費(fèi)的深入挖掘，我們的系統(tǒng)便將“區(qū)域-商戶”這兩級的調(diào)控架構(gòu)。如杭州某大型商場的做法就將整個(gè)商場的中央空調(diào)劃分為中庭、零售區(qū)、餐飲區(qū)等多個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域都對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的溫控單元，實(shí)現(xiàn)了對各個(gè)區(qū)域的精細(xì)的溫控管理。當(dāng)餐飲區(qū)的晚高峰時(shí)段人流如潮涌入時(shí)，我們的系統(tǒng)就能將對該區(qū)域的制冷的優(yōu)先性相對較高，同時(shí)對相鄰的區(qū)域的冷量的供給也就相對的降低了，并通過對各商戶的分戶電表的計(jì)量，進(jìn)一步的對商戶的能耗的利用率做出一個(gè)動態(tài)的反饋的引導(dǎo)，使得商戶更主動的去的節(jié)能。數(shù)據(jù)顯示，該策略使餐飲區(qū)能耗降低18%，商戶平均電費(fèi)支出下降12%。
節(jié)日的出行人群多樣性（如家庭的出游、學(xué)生的團(tuán)建等）也就使得傳統(tǒng)的算法更容易受到各類突發(fā)的因素的影響。
解決方案：引入卡爾曼濾波算法過濾異常數(shù)據(jù)，并建立“事件標(biāo)簽”庫，對促銷活動、極端天氣等特殊場景單獨(dú)建模。
老舊商業(yè)綜合體的空調(diào)設(shè)備協(xié)議不統(tǒng)一，集成難度高。
解決方案：開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化接口模塊，支持與主流品牌設(shè)備無縫對接，并提供低成本改造方案（如加裝智能閥門替代人工調(diào)節(jié)）。
商戶經(jīng)營策略調(diào)整可能導(dǎo)致負(fù)荷模式漂移。
解決方案：通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制持續(xù)優(yōu)化模型，同時(shí)允許商戶自主設(shè)置個(gè)性化溫控參數(shù)，平衡集體調(diào)控與個(gè)體需求。
AI與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合：邊緣計(jì)算將實(shí)現(xiàn)毫秒級響應(yīng)，支持更精細(xì)的分區(qū)控制。
可再生能源協(xié)同優(yōu)化：空調(diào)系統(tǒng)將與光伏、儲能設(shè)備聯(lián)動，例如利用午間太陽能供電預(yù)冷蓄冷。
碳足跡可視化平臺：通過區(qū)塊鏈技術(shù)記錄節(jié)能改造效果，生成可追溯的碳減排報(bào)告。
商業(yè)綜合體的空調(diào)節(jié)能改造已經(jīng)從“被動維護(hù)”轉(zhuǎn)向“主動優(yōu)化”。采用萬林科技的空調(diào)集中管理控制系統(tǒng)的動態(tài)負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測手段，有效地實(shí)現(xiàn)了對節(jié)假日與平峰期的平滑的調(diào)控，近期一試點(diǎn)項(xiàng)目的年節(jié)電率就達(dá)到了25%，同時(shí)也將設(shè)備的壽命延長了30%。未來，隨著算法精度提升與新能源技術(shù)整合，空調(diào)系統(tǒng)將進(jìn)一步成為商業(yè)體綠色轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。對于管理者而言，投資此類系統(tǒng)不僅是成本控制手段，更是履行社會責(zé)任、提升品牌競爭力的戰(zhàn)略選擇。
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