企业中央空调系统能效管理解决方案研究

摘要

2020年9月我国在联合国大会上宣布：中国二氧化碳排放2030年达峰、2060年实现碳中和。我国从达峰到碳中和过渡期只有30年时间，而发达国家普遍需要60~70年，减排力度和速度空。

在“双碳”战略背景下，企业能效管理已成为绿色发展的重要课题。中央空调作为企业建筑中主要的耗能系统之一，其能耗占建筑总能耗的40%以上。本文结合安科瑞中央空调系统能效管理解决方案，探讨通过分计量、能效分析与AI智能优化，实现企业空调用能的节能降耗与精细化管理。

背景与现状

自国家提出“2030碳达峰、2060碳中和”目标以来，各政府陆续出台了《“十四五”节能减排综合工作方案》《重点用能产品设备能效水平和准入水平》等政策文件，明确要求重点用能单位建立完善的能源计量与管理体系。

在企业建筑中，中央空调系统通常包括制冷主机、冷冻水循环系统、冷却水系统、末端风机设备等，其运行负荷受气候、时间、人员活动等因素影响波动较大。多数企业空调系统仍按固定参数运行，存在“低负荷高能耗”“设备冗余运转”等问题，导致整体能效偏低、能耗成本高昂。

中央空调能效管理系统

通过AI能效监控箱与楼层监控箱整体监控冷热源水系统与末端风系统运行状况末端与冷热源联动优化整体能效水平。

通过对天气、建筑以及集中式空调系统负荷进行预测，将有助于超实现对系统运行的干预，指导用户合理开关机，并对冷机进行群控及优化，实现系统经济运行。

安科瑞中央空调能效管理系统以能源计量为基础，构建“感知层—数据层—应用层—展现层”四架构，覆盖从数据采集到能效优化的全流程。

1.感知层：通过智能电表、冷热量表、流量计、温湿度传感器等设备，实时采集冷冻水、冷却水及末端风系统运行数据。

2.数据层：基于Redis、MongoDB、MySQL等数据库实现数据清洗、计算、存储与传输，确保稳定。

3.应用层：涵盖能效分析、损耗分析、同环比对比、节能评估等功能模块。

4.展现层：通过可视化“能效驾驶舱”，实现多维数据展示、实时报警与节能成效评估。

控制逻辑

中央空调系统一般主要由制冷压缩机、冷冻循环水设备、冷却循环水设备、末端风机设备、冷却塔风机设备等组成。主要通过五大循环，即水泵、风机等动力设备形成一个能量的搬运系统，把目标区域的能量搬运至室外。

在中央空调系统设计时，制冷压缩机、冷冻循环水设备、冷却循环水设备、末端风机设备、冷却塔风机设备的电机容量是根据建筑物的设计热负荷选定的，都留有一定设计余量。由于四季气候变化及昼夜温差变化，造成目标区域的热负荷总是不断变化。但冷冻冷却水泵、冷塔风机、主机运行等却不能根据热负荷变化调整输出电功率，造成系统低效运行。

安装可远控的空调面板，同时控制风机盘管的风机与两通阀开闭以及风机高中低三挡风速。

通过Anet实现远程节能控制及计费

核心功能与算法

1.AI能效调优算法

系统通过建立制冷系统能效数学模型与主机COP模型，结合熵权—灰色关联分析法及群智能算法，对能效影响因素进行关联分析与全局优化，自动生成调控策略。

2.能效对标与诊断

可依据国家标准或自定义优值进行对标，动态评估主机COP、系统COP、冷冻输配系数、吨水电耗等指标，识别能效低下设备。

3.冷负荷预测与群控

结合气象数据及历史运行规律，预测冷负荷变化趋势，提指导主机启停与变频控制，实现群控优化与能耗削峰。

4.分户计量与远程控制

系统支持多联机、分体空调与末端风机盘管的远程启停、温度设定、风速调节及能耗分摊，实现用能透明化与计费精细化。

系统界面

 瞬时数据和累积数据的计算分析；48小时能效数据横向对比分析

包括系统COP；系统单耗；主机COP；制冷量；系统电耗；组态监控

可自行设定能效对标数据；可按国家标准、铭牌数据等进行对比；瞬时数据与累积数据同时对比

可远程监控空调：感知空调的运行状态、温度、模式、风速、风向等。

监测末端空调总用电量、单台空调用电量等;按建筑、房间拓扑监测房间空调日、月、年用电量;按不同时段，对比查看多个房间用电量。

应用案例分析

以上海某氢能与燃料电池检测基地为例，项目采用安科瑞AI能效管理平台，实现对中央空调、压缩空气、循环冷却水等系统的统一监控。通过冷负荷预测与AI调优，主机出水温度与水泵调控参数得到动态优化，系统整体能效提升约15%，人工运维工时减少50%。

该系统的部署有效降低了能源成本，支撑了基地在“双碳”背景下的绿色运营。

 系统价值与意义

 1.节能降耗显著：通过AI调优与智能控制，中央空调系统整体节能可达10%~20%。

2.精细化管理：多维能耗分析帮助企业准确定位高耗能环节，实现“以数据驱动决策”。

3.合规与碳管理支撑：能耗与碳排放数据可直接对接政府监管平台，满足节能与碳核算要求。

4.可复制可扩展：系统架构可适配园区、商业楼宇、工厂办公区等多类企业建筑场景。

结论

安科瑞中央空调系统能效管理解决方案通过融合智能计量、AI算法与云端管理平台，实现了企业空调用能从“粗放管理”向“智能优化”的转变。该方案不仅符合国家节能减排政策导向，更为企业降本增效、实现绿色发展提供了切实可行的技术路径。