基于AI算法的多联机优化运行技术
2025-10-14

随着建筑能耗在全球能源消耗中占比不断攀升,暖通空调系统(HVAC)作为建筑能耗的主要组成部分,其运行效率直接影响整体能源利用水平。在众多空调系统中,多联机系统(VRF,Variable Refrigerant Flow)因其灵活的配置、高效的能量调节能力和广泛适用性,已成为商业和高端住宅领域的主流选择。然而,传统多联机制冷/制热控制策略多依赖经验设定与固定逻辑,难以应对复杂多变的室内外负荷波动,导致能效偏低、舒适性不足等问题。近年来,人工智能(AI)技术的迅猛发展为多联机系统的优化运行提供了全新路径,基于AI算法的多联机优化运行技术正逐步成为提升系统性能的关键手段。

该技术的核心在于利用机器学习、深度学习及强化学习等AI算法,对多联机系统的历史运行数据、环境参数、用户行为模式等进行建模与分析,从而实现更精准的负荷预测、更智能的运行策略生成以及更高效的系统调控。首先,在负荷预测方面,AI模型能够融合气象数据、建筑热工特性、人员活动规律等多种输入变量,构建高精度的冷热负荷预测模型。例如,通过长短期记忆网络(LSTM)等时间序列预测算法,系统可提前数小时甚至一天预测各区域的温度变化趋势,从而提前调整压缩机频率、电子膨胀阀开度等关键参数,避免频繁启停与过度制冷/制热,显著降低能耗。

其次,AI算法可实现多联机系统的动态群控优化。在典型的多联机系统中,一台室外机连接多个室内机,各室内机的运行状态相互影响,传统的控制逻辑往往以局部最优为目标,容易造成系统整体效率下降。而基于强化学习的控制策略则能从全局角度出发,将系统能效比(EER/COP)、室内舒适度、设备磨损等多目标纳入优化框架,通过不断试错与反馈,学习出最优的运行组合。例如,在部分负荷工况下,AI控制器可自动判断是否启用低负载节能模式,合理分配制冷剂流量,关闭冗余室内机,或调整压缩机运行区间,从而在保证舒适性的前提下最大化能效。

此外,AI技术还能实现故障诊断与预防性维护。通过对传感器数据的实时监测与异常检测算法(如孤立森林、自编码器等)结合,系统可及时识别压缩机过热、制冷剂泄漏、电子膨胀阀卡滞等潜在故障,并提前预警,减少非计划停机时间,延长设备寿命。这种由“被动维修”向“主动运维”的转变,不仅提升了系统的可靠性,也降低了运维成本。

值得一提的是,AI优化技术的落地离不开高质量的数据支持与边缘计算能力的提升。现代多联机系统普遍配备丰富的传感器网络和通信模块,为AI模型训练提供了充足的数据基础。同时,边缘计算设备的部署使得复杂的AI算法可以在本地完成推理计算,避免了云端传输延迟,确保了控制指令的实时性与稳定性。结合数字孪生技术,还可构建虚拟化的多联机系统模型,用于算法验证与策略仿真,进一步加速优化过程。

当然,AI算法在多联机系统中的应用仍面临一些挑战。例如,不同建筑类型、气候条件和使用习惯导致模型泛化能力受限,需进行针对性调优;此外,AI模型的“黑箱”特性也对系统可解释性提出要求,特别是在安全关键场景中,决策透明度至关重要。未来,随着联邦学习、可解释AI(XAI)等技术的发展,这些问题有望逐步得到解决。

综上所述,基于AI算法的多联机优化运行技术正在重塑暖通空调系统的智能化格局。它不仅提升了系统的能效表现与用户体验,也为建筑节能减排目标的实现提供了强有力的技术支撑。随着算法持续进化、硬件成本下降以及行业标准的完善,该项技术将在更多实际工程中推广应用,推动暖通系统向更高效、更智能、更可持续的方向发展。

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