清华高材生口出“狂言”：中央空调节能就该这么做！

李工的故事

李工念完中专后，进了苏州这家电子厂，在厂里负责中央空调的运维管理与日常操作，一干就是20年，从小李变成了老李。

每天早上8点，李工准时去机房开机。操作过程如下：

√ 步骤一：开启冷却侧的蝶阀

√ 步骤二：开启冷却塔前后的阀门（后来嫌麻烦，就干脆不关了让阀门常开）

√ 步骤三：开启冷却塔的风机

√ 步骤四：开启冷却泵

√ 步骤五：开启冷冻侧的蝶阀

√ 步骤六：开启冷冻泵

√ 步骤七：等冷却侧和冷冻侧都检测到水流信号后

√ 步骤八：李工才能开启冷水主机

到了晚上8点，李工准时去机房关机，把上面8道顺序，全部反过来操作一遍。

看到这里，你是不是感觉有点晕？各个设备的操作过程十分繁琐，李工免不了出现操作失误的情况，例如关了主机，忘记关阀或忘记关水泵等。

不仅如此，中央空调系统由于复杂度高，存在很多隐性故障，例如水力失衡、水流量衰减、冷媒泄漏、水侧旁通等，李工只凭经验很难发现，这些系统或设备运维管理方面的能耗浪费就有10-20%。

再说说设备控制方面。李工每天早上8点开机，晚上8点关机，天天如此。夏天要早8点开晚8点关，但冬天能不能早上8:30开，晚上7:30就关掉呢？

还有冷冻水供水温度常年保持7℃不变，如果夏天需要7℃才能满足末端的温湿度要求，到了冬天还需要吗？白天需要供7℃的水来满足末端要求，到了晚上还需要吗？

这些设备定时开关机、按固定参数运行等控制模式，没有考虑实际的负荷需求，会造成高达20-30%的能源浪费。

我们坐在办公室里，按一下开关，中央空调就吹出了冷风，但是在机房里，李工的工作可不是按一下开关这么简单的。

中央空调被发明的故事

「你觉得自己可以解决李工碰到的这些问题？」我问中央空调云智控的产品经理刘星如。

星如给我讲了中央空调被发明出来的故事。

1902年，一位年仅25岁的工程师，被公司指派到一家印刷厂，去解决印刷技术问题。

他仔细调研后发现，大家的猜想都不准确，印刷质量不稳定与印刷技术及设备并没有关系，而是工厂里的温湿度不稳定造成的。

他就想能不能创造一个适合印刷的温湿度环境，让纸张面积及油墨的排列更准确呢？目标定了，说干就干。

不久，工程师就发明了第一台空气（温湿度）调节装置，用来维持印刷车间相对恒定的温度和湿度，解决了印刷质量问题。

这位年轻的工程师就是被后人称为“空调之父”的威利斯·开利。

如果25岁的威利斯·开利穿越到今天，我想他也会和我们一样，思考怎样让中央空调变得更加智能，去解决李工的问题。

现有的解决方案

为什么不能解决李工的问题

美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）经过大量调研发现：中央空调系统由于运维管理和控制水平低，造成30-50%的能源浪费。

反过来看，如果能解决运维管理和控制水平低的问题，就意味着可以节省30-50%的能耗，就能一举把中央空调系统打造成节能降耗的标杆系统。

这就像一枚硬币的正反两面，那怎么翻面呢？

这么大的节能空间驱使行业里的无数仁人志士，提出了很多种解决方案。

总体可以归为三类：楼控系统、节能改造、能源管理系统。这些系统的优劣总结成一句话就是：一锤子买卖。

为什么这么说？

中央空调系统是由一些机电设备所组成的系统，这些设备运行时间长了，就会出现不同程度的性能衰减，如果不能根据现场工况和设备实际性能变化，去升级控制逻辑和算法，这就意味着适用于今天的一套算法，不见得适用于明天，更何况3年后？

同时，传统的解决方案需要安装众多硬件，这些硬件随着使用时间变长，就不可避免出现损坏或异常，如果不具备自动识别异常或自我诊断的功能，会导致很多系统上线后几年就都废弃了。

这三类解决方案既不能升级控制逻辑和算法，也不具备自动识别异常或自我诊断的功能，这就是典型的一锤子买卖。

举一个最常见的例子。

系统刚上线的时候，安装了很多的温湿度、压力等传感器，这些传感器很多都是热阻型或热敏型，只要使用时间长了，就会出现精度下降和漂移等问题，同时还有传感器的损坏、脱落，这些都会造成采集的数据不准确。

不管你是用系统来做监测还是控制，如果采集的数据都是不准确的，那整个系统根本就没法用。

就像李工说的：「我们很早就装了自动化控制系统，但用几年就弃用了，因为好多传感器都坏了。一开就到处误报警、乱报警，我们没有办法只能停掉，后来都改成了手动控制。」

既然是一锤子买卖，那就更别提节能效果了。

真正解决李工的问题

需要做到4点

新的解决方案需要做到下面4点：准确的数据、预测性维护、智能化控制、自动更新的算法。

1.准确的数据

就像建一栋大楼前要打牢地基一样，准确的数据是智控算法的基础，要保障始终采集准确的数据，就需要有一套传感器自诊断算法，能实时诊断传感器是否存在故障。

一旦出现故障，能及时通知现场运维人员，及时修复或更换新传感器。

2.预测性维护

掌握了准确的数据，第一件要做的事，就是对设备进行预测性维护，因为只有保障中央空调系统和设备处于健康状态，不低效运行，不带病运行，才能避免不必要的能耗浪费。

同时，只有保障系统与设备处于健康状态，才能最大程度发挥出智能控制的潜力，因此这也是后面对设备进行智能控制的基础条件。

举一个最常见的痛点：系统水力不平衡是中央空调常见的系统问题，它会导致末端大面积过热，环境温湿度难以保障，还会导致水泵无法变频、冷冻水出水温度无法优化、很多末端也没有变频空间。

(系统水力不平衡）

云智控根据现场实际情况，建立楼栋、楼层以及车间的分区模型，以各分区历史温湿度数据为支撑，通过数据分析，再结合AI算法与专业机理模型，找出系统水力平衡问题，并给出诊断建议及针对性解决方案。

解决了系统和设备运维管理水平低的问题，可以节能10-20%。

3.智能化控制

智能化控制主要是解决两个问题：一个是设备开关机与运行组合的问题；一个是设备运行参数的问题。

解决设备开关机与运行组合的问题，核心在于掌握冷负荷的变化规律，以及设备的真实性能。云智控AI算法通过预测系统长周期冷负荷的变化，掌握未来冷负荷变化规律，再分析每台设备的历史数据，建立每台设备的性能模型。

但这还只是基础。真正的智能控制，还需要在保障每一个末端温湿度要求的前提下，去计算不同情况下冷机启停时间及最优运行组合，生成最佳控制模型，将控制指令下发到边缘端，边缘端控制机房里的设备启停，实现机房无人值守和节能降耗。

解决设备运行参数的问题，核心在于要把中央空调系统当做一个整体，追求中央空调系统整体能耗最低，而不是单台设备能耗最低。云智控将预测每个末端的实时冷负荷与未来两小时负荷变化，结合每台设备的性能模型，建立整个中央空调系统的能耗模型。

再通过AI智能寻优算法，实时动态全局寻优，找到当前工况下的能耗最优解，实时优化冷却塔、冷却泵、冷机、冷冻泵、末端的各项参数，实现中央空调整体能效最优。

智能控制解决设备控制水平低的问题，可以再节能20-30%。

4.自动更新的算法

云智控能根据现场工况、设备真实性能和环境的变化，不断升级算法至最优，来保障系统的长期稳定性和先进性，保障节能效果可持续。 

云智控

智能化解决方案

「如果25岁的威利斯·开利真的穿越到今天，你觉得他会怎么解决这些问题？」我再问中央空调云智控的产品经理刘星如。

「当我看到物联网、大数据技术、云计算、AI算法以及智能硬件的发展，我意识到暖通行业应用这些新技术，可以解决中央空调运维管理和控制水平低的顽疾。

因此我毅然选择了这个方向，想为这个行业找到一条能真正实现智能化的路径。」