一、空調(diào)能耗偏高現(xiàn)狀及核心成因

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，大型公共建筑、工業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、商業(yè)綜合體等場景的央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，系統(tǒng)配置與運(yùn)行復(fù)雜度不斷提升。當(dāng)前，傳統(tǒng)央空調(diào)系統(tǒng)已成為各類建筑與工業(yè)場景的主要能耗載體，能耗浪費(fèi)問題突出，究其核心，在于系統(tǒng)運(yùn)行與管理模式存在根本性短板：一方面，多數(shù)項(xiàng)目存在“大馬拉小車"的設(shè)備配置與負(fù)荷匹配失衡問題，主機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等核心設(shè)備長期處于低負(fù)荷、低效率運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備額定功率與實(shí)際用能需求嚴(yán)重不匹配；另一方面，系統(tǒng)運(yùn)行策略粗放，缺乏精細(xì)化調(diào)控機(jī)制與智能化管理手段，人工值守管控模式難以根據(jù)室內(nèi)外負(fù)荷、環(huán)境氣象變化實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，末端設(shè)備空轉(zhuǎn)、無效運(yùn)行等現(xiàn)象普遍存在，進(jìn)一步加劇能源損耗。

在國家“雙碳"戰(zhàn)略全面推進(jìn)的背景下，電能替代作為重點(diǎn)用能領(lǐng)域轉(zhuǎn)型的長期趨勢，提升用電終端設(shè)備能效水平，既是降低企業(yè)整體電耗、控制運(yùn)營成本的核心路徑，也是落實(shí)節(jié)能減排要求、助力碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵舉措。針對央空調(diào)這類高能耗重點(diǎn)設(shè)備，實(shí)施能效升級(jí)與節(jié)能改造，已成為各類用能單位的必然選擇。

二、國家節(jié)能政策導(dǎo)向與管控要求

國家層面已針對重點(diǎn)用能設(shè)備能效升級(jí)出臺(tái)明確政策規(guī)范，將央空調(diào)列為建筑與工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能管控的核心對象，相關(guān)要求具備強(qiáng)制性與指導(dǎo)性雙重屬性，推動(dòng)行業(yè)加速淘汰粗放式運(yùn)行模式，轉(zhuǎn)向高效節(jié)能、智能管控的發(fā)展方向，具體政策依據(jù)如下：

• 《“十四五"節(jié)能減排綜合工作方案》明確將建筑央空調(diào)、數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)列為能效提升重點(diǎn)領(lǐng)域，要求加快技術(shù)設(shè)備更新升級(jí)，優(yōu)化系統(tǒng)負(fù)荷與供需匹配關(guān)系，全面提升制冷系統(tǒng)整體能效水平，推動(dòng)建筑與工業(yè)用能設(shè)備能效達(dá)標(biāo)改造。

  等七部門聯(lián)合印發(fā)的相關(guān)文件明確要求，各類用能單位需對照國家能效標(biāo)準(zhǔn)，全面排查空調(diào)等重點(diǎn)用能設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，推動(dòng)落后設(shè)備更新?lián)Q代，優(yōu)先推廣應(yīng)用能效二級(jí)及以上的節(jié)能型設(shè)備，壓實(shí)企業(yè)節(jié)能主體責(zé)任。

在政策剛性約束與行業(yè)節(jié)能轉(zhuǎn)型的雙重驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)央空調(diào)粗放式、被動(dòng)式運(yùn)行模式已無法適配當(dāng)前合規(guī)要求與成本管控需求，構(gòu)建科學(xué)化、智能化、精細(xì)化的央空調(diào)能效管理體系，成為各類用能單位的迫切剛需。

三、Acrel央空調(diào)系統(tǒng)能效管理解決方案核心架構(gòu)

Acrel央空調(diào)系統(tǒng)能效管理解決方案，圍繞“全流程監(jiān)測、智能化調(diào)控、系統(tǒng)性優(yōu)化"核心邏輯搭建，覆蓋主流空調(diào)設(shè)備類型，適配大型公共建筑、工業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、商業(yè)辦公、宿舍園區(qū)等多場景應(yīng)用需求，可兼容集中式冰機(jī)/熱泵系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)、分體式空調(diào)等各類空調(diào)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)從冷熱源到末端設(shè)備的全鏈路精準(zhǔn)管控與能效優(yōu)化，從三大場景維度針對性解決傳統(tǒng)空調(diào)能耗痛點(diǎn)。

（一）集中式空調(diào)冰機(jī)/熱泵系統(tǒng)管控方案

本方案為水冷式單冷機(jī)、風(fēng)冷熱泵、地源熱泵等集中式空調(diào)系統(tǒng)專屬設(shè)計(jì)，聚焦冷熱源機(jī)組與末端送風(fēng)設(shè)備全鏈路能效管控，適用于大型建筑、工業(yè)廠房、數(shù)據(jù)中心等集中供冷供熱場景，是大型用能單位的核心節(jié)能管控方案。

1. 系統(tǒng)部署架構(gòu)

冷熱源端：在設(shè)備機(jī)房布設(shè)AI能效監(jiān)控箱，實(shí)時(shí)采集主機(jī)、水泵、冷卻塔等核心設(shè)備的電耗、運(yùn)行功率、溫度、壓力、流量等運(yùn)行參數(shù)，通過MODBUS通信協(xié)議，對接空調(diào)主機(jī)、水泵變頻器、能量計(jì)等終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全維度運(yùn)行數(shù)據(jù)采集；系統(tǒng)通過模擬量數(shù)據(jù)采集與智能運(yùn)算，輸出調(diào)控信號(hào)至水泵變頻器，精準(zhǔn)調(diào)整水泵輸出功率，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷與設(shè)備出力動(dòng)態(tài)匹配。

末端設(shè)備端：通過樓層專用監(jiān)控箱，實(shí)現(xiàn)末端送風(fēng)設(shè)備的集中管控，搭載支持遠(yuǎn)程控制的專用空調(diào)面板，通過有線或無線通信方式，管控風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)啟停、兩通閥開閉及風(fēng)速檔位調(diào)節(jié)；依托Anet網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳與遠(yuǎn)程指令下發(fā)，構(gòu)建末端設(shè)備精細(xì)化管控網(wǎng)絡(luò)，杜絕末端無效運(yùn)行能耗。

2. 核心功能優(yōu)勢

• 全鏈路數(shù)據(jù)監(jiān)測與可視化管理：通過AI能效監(jiān)控箱實(shí)現(xiàn)電耗、溫度、壓力、流量等核心參數(shù)實(shí)時(shí)采集，系統(tǒng)COP值、單位能耗等關(guān)鍵能效指標(biāo)直觀呈現(xiàn)，支持?jǐn)?shù)據(jù)溯源與統(tǒng)計(jì)分析，全面掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與能效水平。

• AI智能按需調(diào)控：依托人工智能算法，結(jié)合室外氣象參數(shù)、室內(nèi)負(fù)荷需求、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)預(yù)測下一周期用能負(fù)荷，自動(dòng)生成并下發(fā)運(yùn)行策略；主機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)荷率調(diào)整供水溫度，冷凍泵、冷卻泵根據(jù)系統(tǒng)溫差、壓差調(diào)整運(yùn)行頻率，冷卻塔風(fēng)機(jī)依據(jù)回水溫度優(yōu)化轉(zhuǎn)速，從根本上解決負(fù)荷與設(shè)備出力不匹配問題，消除低效率運(yùn)行損耗。

• 遠(yuǎn)程集中管控：支持遠(yuǎn)程一鍵啟停、運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置、群組管控等功能，無需人工24小時(shí)現(xiàn)場值守，大幅降低人工管理成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)末端設(shè)備統(tǒng)一管控，減少人為操作失誤導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。

節(jié)能效益：經(jīng)實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證，該方案應(yīng)用后，集中式空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)電率可達(dá)5%-15%，智能優(yōu)化模式穩(wěn)定運(yùn)行后，節(jié)電效率可達(dá)到峰值水平，長期運(yùn)行可顯著降低企業(yè)用電成本。

（二）多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備管控方案

本方案針對寫字樓、商場、多區(qū)域辦公等多聯(lián)機(jī)空調(diào)應(yīng)用場景設(shè)計(jì)，通過專用空調(diào)控制器對接多聯(lián)機(jī)室外機(jī)，依托Anet網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至管理平臺(tái)，構(gòu)建多聯(lián)機(jī)全設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控體系，支持分區(qū)域、分設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)與電費(fèi)分?jǐn)?，解決多區(qū)域能耗不均、管控缺位、浪費(fèi)嚴(yán)重等問題，實(shí)現(xiàn)多聯(lián)機(jī)設(shè)備的精細(xì)化、集約化管理。

（三）分體式空調(diào)設(shè)備管控方案

本方案適用于小型辦公區(qū)、員工宿舍、零散辦公點(diǎn)位等分體式空調(diào)集中管理場景，通過專用空調(diào)控制器替換原有電源86盒，借助紅外發(fā)射技術(shù)實(shí)現(xiàn)空調(diào)啟停、溫度設(shè)定、運(yùn)行模式調(diào)節(jié)等功能，再通過Anet網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管控，有效杜絕“人走空調(diào)未關(guān)閉"、溫度設(shè)置不合理等無效能耗問題，實(shí)現(xiàn)零散空調(diào)設(shè)備的統(tǒng)一節(jié)能管理。

四、核心技術(shù)支撐與系統(tǒng)功能詳解

方案的高效節(jié)能效果，依托算法與穩(wěn)定硬件系統(tǒng)雙重支撐，從數(shù)據(jù)建模、智能優(yōu)化到運(yùn)行管控，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、精準(zhǔn)運(yùn)行，核心技術(shù)與功能如下：

（一）核心智能優(yōu)化算法

方案采用熵權(quán)-灰色關(guān)聯(lián)分析法、鯨魚優(yōu)化算法等進(jìn)人工智能與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，搭建高精度央空調(diào)系統(tǒng)能效模型，整合室外氣象參數(shù)、室內(nèi)負(fù)荷變化、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、歷史能耗數(shù)據(jù)等多維度信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全局主動(dòng)優(yōu)化，確保能源利用大化。

• 熵權(quán)-灰色關(guān)聯(lián)分析法：該算法通過熵權(quán)法客觀確定各類能效指標(biāo)權(quán)重，規(guī)避主觀賦值偏差，再通過灰色關(guān)聯(lián)分析，精準(zhǔn)研判各指標(biāo)與系統(tǒng)能效目標(biāo)的關(guān)聯(lián)程度，對運(yùn)行方案進(jìn)行科學(xué)排序與評價(jià)，針對性調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的高效優(yōu)化決策。

  

• 鯨魚優(yōu)化算法：模擬座頭鯨的生物行為邏輯，劃包圍獵物、泡泡網(wǎng)攻擊、搜尋獵物三個(gè)核心階段，將每個(gè)算法個(gè)體對應(yīng)為系統(tǒng)運(yùn)行可行解，通過迭代更新逐步逼近運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷、設(shè)備出力、能耗的全局優(yōu)匹配。

  

（二）核心系統(tǒng)功能

• 能效數(shù)據(jù)深度分析：支持央空調(diào)冰機(jī)/熱泵系統(tǒng)瞬時(shí)數(shù)據(jù)、累積數(shù)據(jù)計(jì)算分析，48小時(shí)能效數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ?，支持自定義能效對標(biāo)閾值，可對照國家標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備銘牌參數(shù)開展能效達(dá)標(biāo)對比，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)數(shù)據(jù)與累積數(shù)據(jù)同步分析研判。

  

• 遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置：支持遠(yuǎn)程控制空調(diào)啟停、運(yùn)行溫度、運(yùn)行模式（制冷、制熱、送風(fēng)、除濕）、風(fēng)速檔位、導(dǎo)風(fēng)板風(fēng)向等核心參數(shù)，適配各類場景用能需求。

• 群組協(xié)同管控：支持同區(qū)域、同類型空調(diào)設(shè)備群組同步控制，支持多用戶異地同步監(jiān)控管理，適配大型建筑、多區(qū)域場景的分級(jí)管控需求。

  

• 精細(xì)化能耗計(jì)量：實(shí)時(shí)監(jiān)測空調(diào)系統(tǒng)總用電量、單臺(tái)設(shè)備用電量，按建筑、樓層、房間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)日、月、年度用電量，支持分時(shí)段、多房間用電量對比分析，為能耗管控、成本核算提供數(shù)據(jù)支撐。

  

五、方案應(yīng)用價(jià)值與推廣意義

Acrel央空調(diào)系統(tǒng)能效管理解決方案，通過智能監(jiān)測、AI算法優(yōu)化、遠(yuǎn)程集中管控的全流程技術(shù)體系，精準(zhǔn)破解傳統(tǒng)央空調(diào)負(fù)荷匹配失衡、運(yùn)行粗放、管理缺位、能耗偏高的核心痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)能源利用效率的全面提升。方案落地后，既能幫助各類用能單位有效降低用電成本，實(shí)現(xiàn)降本增效的經(jīng)營目標(biāo)，又能嚴(yán)格契合國家節(jié)能減排與“雙碳"戰(zhàn)略要求，推動(dòng)高能耗設(shè)備向綠色低碳轉(zhuǎn)型，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙重提升。

針對央空調(diào)能耗偏高、運(yùn)維管理難度大的各類用能單位，可依托本方案開展定制化能效管控設(shè)計(jì)，推動(dòng)央空調(diào)從“能耗大戶"向“節(jié)能"轉(zhuǎn)變，切實(shí)落實(shí)節(jié)能降耗各項(xiàng)要求，助力行業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。