随着全球能源消耗的持续增长和“双碳”目标的推进,建筑能耗作为能源消耗的重要组成部分,其节能潜力备受关注。空调系统作为建筑中能耗占比最高的设备之一,通常占建筑总能耗的40%至60%,因此,提升空调系统的运行效率成为实现建筑节能的关键路径。在这一背景下,空调系统群控节能技术应运而生,并逐步发展为智能化、集成化、高效化的核心技术方向。
传统的空调控制多采用单台设备独立运行或简单的启停逻辑控制,缺乏对整体系统运行状态的协调与优化,导致冷热源利用率低、设备频繁启停、能耗浪费严重。而群控技术通过集中监控与智能调度多个空调设备(如冷水机组、冷却塔、水泵、末端设备等),实现系统级协同运行,从而显著提升能效水平。近年来,随着物联网、大数据、人工智能等技术的深度融合,空调系统群控节能技术正朝着更加智能化、精细化和自适应的方向发展。
首先,基于数据驱动的智能优化控制成为主流趋势。现代群控系统广泛采集温度、湿度、流量、压力、能耗等多维度实时数据,结合历史运行数据建立负荷预测模型。利用机器学习算法(如支持向量机、神经网络、强化学习等),系统能够动态预测建筑冷热负荷变化趋势,并据此提前调整设备运行策略。例如,在负荷较低时段自动进入节能模式,关闭部分冷水机组或降低水泵频率,避免“大马拉小车”的现象,实现按需供冷供热。
其次,多目标协同优化控制策略日益成熟。群控系统不再仅以最低能耗为唯一目标,而是综合考虑舒适性、设备寿命、电网响应能力等多个维度。例如,在满足室内温湿度设定范围的前提下,系统可优先启用能效比更高的设备组合;在电网峰谷电价差异明显的地区,系统可结合电价信号进行负荷转移,将高能耗运行安排在谷电时段,既降低运行成本,又缓解电网压力。这种多目标优化依赖于先进的优化算法(如遗传算法、粒子群优化)与实时决策引擎的结合,使控制策略更具灵活性和适应性。
第三,边缘计算与云平台协同架构推动系统升级。当前,越来越多的群控系统采用“边缘+云端”的混合架构。边缘端负责本地实时控制与数据预处理,确保响应速度和系统稳定性;云端则承担大数据分析、长期性能评估、远程诊断与策略更新等功能。这种架构不仅提升了系统的可扩展性和可靠性,还支持跨建筑、跨区域的能效对比与优化建议推送,为大型商业综合体、工业园区等复杂场景提供统一管理平台。
此外,数字孪生技术的应用正在重塑群控系统的运维模式。通过构建空调系统的虚拟镜像,数字孪生平台可以实时模拟不同工况下的系统表现,预测潜在故障并进行仿真优化。运维人员可在虚拟环境中测试新的控制策略,验证其效果后再部署到实际系统中,大幅降低试错成本,提高决策科学性。同时,结合AR/VR技术,还可实现远程可视化巡检与培训,提升运维效率。
最后,政策引导与标准体系建设也为群控技术的发展提供了有力支撑。我国《公共建筑节能设计标准》《绿色建筑评价标准》等文件明确要求大型公共建筑应采用智能化能源管理系统,鼓励应用群控、变频、热回收等节能技术。同时,多地已开展建筑能耗监测平台建设,推动空调系统运行数据的公开与共享,为群控技术的推广应用创造了良好环境。
展望未来,空调系统群控节能技术将继续向更高层次的自主化、协同化和生态化发展。随着5G通信、AI大模型、碳计量等新技术的不断融入,未来的群控系统将不仅能实现设备间的智能联动,还能与建筑其他子系统(如照明、电梯、光伏系统)深度融合,形成真正的智慧能源管理体系。同时,在“碳达峰、碳中和”战略目标驱动下,群控系统还将承担起碳排放实时监测与优化减排路径规划的新使命。
总之,空调系统群控节能技术不仅是提升建筑能效的重要手段,更是推动城市可持续发展的重要支撑。通过技术创新与系统集成,该技术将持续释放节能潜力,助力构建低碳、智能、高效的现代建筑能源体系。
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