Smart Control算法引擎，助力既有暖通空调系统智慧升级

来源：美的楼宇科技2022-12-06

暖通空调系统是人们日常工作生活中不可或缺的建筑设施之一，时刻为大家守护着舒适的室内冷暖环境，但是，暖通空调系统也是建筑的能耗大户，在公共建筑中，暖通空调系统的能耗几乎占到建筑总能耗的一半。在建筑领域大力推行碳中和战略的背景下，既有暖通空调系统的高效运行管理非常重要。

既有暖通空调系统一般配有用于系统监测、设备启停连锁控制等日常运行管理功能的自控系统，但是，既有的自控系统缺乏系统层面的优化策略，运行参数主要依据人工经验来设定，智能化水平较差，难以满足暖通空调系统高效运行的要求。因此，对于既有暖通空调系统，迫切需要提升其自控系统的智能化水平，以实现暖通空调系统的智慧高效运维。

Smart Control算法引擎

近年来，人工智能（AI）技术快速发展，在无人驾驶、智能制造等领域得到大量应用。在AI技术的加持下，车辆可以自动识别周围的环境情况，调整车辆行驶方向和行驶速度，各种生产制造机器人、机械臂，可以相互协调配合，实现产线自动化、甚至是无人化。AI技术在复杂系统智能控制领域展现出了非常强大的能力，对于实现暖通空调系统的高效运行管理潜力巨大。

美的楼宇科技，基于先进的AI技术，研制了一款面向暖通空调系统节能的算法引擎Smart Control，借助该算法引擎可以对自控系统进行智慧升级，以实现既有暖通空调系统的高效运行。Smart Control引擎主要具备以下三大核心AI能力：

数据挖掘能力

暖通空调系统中配置了大量不同种类的传感器（温湿度、压力、CO₂等），在系统运行中会产生大量的运行数据，其中蕴含着丰富的系统状态信息，Smart Control引擎可以在大量的、多维的运行数据中，挖掘出影响系统运行能效的关键特征，诊断出系统能效问题。

趋势预测能力

建筑暖通空调系统具有较大的热惯性（例如：温度变化对控制调节动作的延迟），并且运行特性的变化（空调效果、系统能效）受到未来时刻室内外环境变化、设备性能变化等的影响，可见，在暖通空调系统的控制调节中，对系统运行特性进行预测非常重要。Smart Control引擎利用深度学习模型，可以对暖通空调系统未来时刻（数小时、数天）的运行特性进行准确预测，从而根据预测结果提前调整系统控制策略，减少因冷热量供应过多所导致的能耗浪费以及室内不舒适现象。

全局寻优能力

要实现暖通空调系统的高效运行，需要在庞大的参数组合中，找到最优的参数组合，使得各设备之间能够协调运行，可谓是“万里挑一”。Smart Control引擎通过智能自适应寻优策略，可以在大规模的参数组合中，快速找到使得系统效率最优的参数组合，为系统的高效运行提供实时的保驾护航。

Smart Control 三大能力

Smart Control的部署应用

如何将Smart Control引擎部署应用到既有暖通空调自控系统呢？美的楼宇科技，打造了一套轻量化部署方案，在无需对既有暖通自控系统进行更改的情况下，实现既有自控系统的智慧升级。该方案主要基于常用的楼宇自控协议（BACnet），快速实现与既有自控系统的集成，从而实现将AI算法应用于暖通空调系统实时运行优化控制。

Smart Control 部署架构

目前Smart Control引擎，已经应用于多座既有公共建筑（涵盖机场航站楼、数据中心、医院等多个场景），通过对既有暖通空调自控系统的智慧升级，可以为系统带来15%-30%的能耗节省。

应用案例展示

Z机场航站楼，总面积约16,500㎡, 其暖通空调系统由6台风冷热泵、4台冷冻水泵、6台组合式空调柜组成。通过Smart Control引擎赋能，实现了该航站楼的暖通空调自控系统的智慧升级。

Smart Control引擎基于历史运行数据，建立该航站楼空调系统的AI模型，对室内温度和系统能耗进行准确预测（温度预测误差<0.2℃，能耗预测误差<5%），并基于预测结果，对系统的运行参数，包括主机供水温度、主机开启台数等，自动进行优化控制（无需人工干预），实现了系统节能高效运行。测试结果表明，与改造前相比，在室内舒适度方面，室内过冷现象明显减少，室内温度达标率由65%提升至92%；在系统能耗方面，系统能耗平均下降了24.5%。

AI模型室内温度预测值与实测值对比

AI模型系统能耗预测值与实测值对比

未来，Smart Control引擎将赋能更多的既有暖通空调系统，用AI技术推动既有公共建筑的低碳化进程，帮助建筑业主实现降本增效。

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