随着现代建筑对空调系统能效和舒适性要求的不断提升,多联机(VRF)系统因其灵活的控制方式、高效的能量调节能力以及适用于多种建筑类型的特性,已成为中央空调领域的主流选择。然而,传统多联机系统的运行策略多依赖预设逻辑与经验参数,在面对复杂多变的室内外负荷、人员活动模式及能源价格波动时,往往难以实现全局最优运行。近年来,人工智能(AI)技术的快速发展为多联机系统的智能化优化提供了全新路径,基于AI的多联机运行优化技术正逐步成为提升系统能效、降低运营成本、改善用户体验的关键手段。
该技术的核心在于利用机器学习、深度学习和强化学习等AI算法,对多联机系统的运行数据进行建模、分析与预测,并在此基础上实现动态优化控制。首先,系统通过部署在室内外机、传感器网络中的大量数据采集点,实时获取包括温度、湿度、风速、压缩机频率、制冷剂流量、环境气象条件以及用户设定行为在内的多维数据。这些数据经过清洗与特征提取后,输入至训练好的AI模型中,用于识别当前运行状态、预测未来负荷变化趋势,并评估不同控制策略下的能耗与舒适度表现。
在负荷预测方面,基于长短期记忆网络(LSTM)或Transformer结构的时间序列预测模型能够有效捕捉建筑热惯性、人员流动规律和天气变化对冷热需求的影响,提前数小时甚至一天预测各区域的空调负荷。相比传统的静态设定或简单反馈控制,这种前瞻性预测使得系统能够在负荷高峰前适度预冷或预热,避免瞬时高功耗运行,同时提升用户的热舒适体验。
在控制策略优化层面,强化学习(Reinforcement Learning, RL)展现出强大潜力。通过构建以节能、舒适性和设备寿命为综合奖励函数的智能体,系统可在模拟环境中不断试错学习,探索最优的压缩机转速、电子膨胀阀开度、风扇转速组合以及多台室外机之间的协同调度方案。例如,在部分负荷工况下,AI可判断关闭某些模块以减少启停损耗;在过渡季节,则自动切换至热回收模式,实现内区排热与外区供热的高效匹配,显著提升系统综合性能系数(IPLV)。
此外,AI技术还能实现故障诊断与预防性维护。通过对历史运行数据的异常检测分析,卷积神经网络(CNN)或自编码器(Autoencoder)可识别出压缩机过载、制冷剂泄漏、换热器结霜等早期故障征兆,及时发出预警并推荐维护措施,从而减少非计划停机时间,延长设备使用寿命。
值得注意的是,AI优化并非完全取代传统控制系统,而是作为上层智能决策层与现有BMS(楼宇管理系统)深度融合。实际应用中,AI平台通常以边缘计算+云端协同的方式部署:边缘端负责实时数据处理与快速响应控制,云端则承担大规模模型训练与跨项目知识迁移任务。这种架构既保证了控制的实时性,又实现了算法的持续迭代升级。
目前,国内外已有多个商业建筑、医院和数据中心成功应用基于AI的多联机优化系统,实测数据显示,整体能耗可降低15%~30%,用户投诉率显著下降,运维效率大幅提升。与此同时,随着绿色建筑标准的日益严格和“双碳”目标的推进,这类技术的经济价值和社会意义愈发凸显。
展望未来,基于AI的多联机运行优化技术将进一步向个性化、自适应和群智协同方向发展。结合数字孪生技术,可构建建筑—设备—用户的全息仿真模型,实现更精准的控制推演;融合自然语言处理,用户可通过语音指令表达舒适偏好,系统自动解析并调整运行参数;在区域级能源管理中,多栋建筑的AI控制器还可通过联邦学习共享优化经验,在不泄露隐私的前提下实现群体能效提升。
总之,AI正在深刻重构多联机系统的运行逻辑。它不仅是一种技术工具,更是一种面向未来的智慧能源管理范式。随着算法成熟度、数据质量和算力基础设施的持续进步,基于AI的多联机优化将从个别示范项目走向规模化普及,为建筑节能减排和可持续发展注入强劲动能。
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