一、 系统简介
“HT云观智慧楼宇系统”是一款专注于楼宇自控BAS的智慧运维系统。以设备监控为基础、楼宇能效优化管理为业务目标,业务覆盖:暖通监控、环境监控、照明监控、太阳能热媒循环泵监控、能源管理等多个楼宇自控领域。利用物联网大数据、人工智能等技术手段,通过云边协同的方式实现楼宇智慧化运维。
1.1 系统优势
(1)低成本:无需增设集控机房,极低工程量,投资额低,工程成本大幅降低。
(2)高效率:全无线,无感安装,即装即用,不受任何制约,实施周期短。
(3)精准控制:利用边缘计算技术、AI算法、多参数多约束算法等构建数学模型,实现优化控制。
(4)轻部署:无设备更改,不停电、不穿墙、不凿孔、不走线,生产运营影响降至最低。
(5)通用性强:系统控制策略及算法可根据具体应用场景、设备运行状态不断迭代更新。
(6)订阅式产品化交付:系统实现产品化交付、无需定制开发,可灵活的选择所需的业务板块,降低项目成本。
1.2 技术原理
在不改造楼宇中央空调设备和系统的前提下,通过加装基于物联网技术最轻量级、全无线的数据采集分析系统和智能控制系统优化运行,使整个楼宇系统综合节能达10%以上。
数据感知:在楼宇暖通机房和室内外无感安装各类采集、传输模块,采集内外环境和设备数据并实时传输给中枢神经-边缘计算服务器,边缘服务器进行边缘计算后通过4G/5G,以太网等方式传给云端大脑。
云端AI赋能:云端AI大脑依托强大的大数据分析及云计算能力并基于最专业的暖通理论基础,通过半监督循环神经网络模糊算法,自动生成最优控制策略,并将策略实时下发至边缘服务器。
精准数智:边缘服务器获取控制策略后,对分布于各单元的智能控制器分派控制指令,各控制器如同手脚一般迅速响应,及时调控。
二、 原有集控系统现状:
1、原有一套霍尼韦尔集控系统对新风机组、空调机组、热回收机组、换热站、送排风机、给排水等系统设备进行集中控制,根据调研情况,集控目前使用程度较低,部分系统设备存在失效的情况,同时末端系统基本根据季节变化手动调整,还不能和冷热源系统进行联动控制,
2、冷热源系统在制冷制热季由市政集中供给,通过板换和循环泵输送到各楼层。同时核心区有一套独立的冷热源系统,在过渡季提供各楼层的冷热源输出。
冷热源系统主设备清单
序号 |
设备名称 |
厂家/品牌 |
数量 |
规格型号 |
基本参数 |
备注 |
1 |
螺杆式水冷机组 |
开利 |
2 |
30XW-V428 |
制冷/热量:1509KW 制冷/热功率:240.3KW |
|
2 |
离心式水冷机组 |
开利 |
2 |
19XR6566069VG52 |
制冷/热量:2814KW 制冷/热功率:443.3KW |
|
3 |
锅炉 |
|
2 |
|
|
|
4 |
冷冻泵 |
格兰富 |
3 |
ELH 250M-4 |
55KW |
|
5 |
冷冻泵 |
格兰富 |
3 |
ELH 200L-4 |
30KW |
|
6 |
冷却泵 |
格兰富 |
3 |
ELH 280M-4 |
90KW |
|
7 |
冷却泵 |
格兰富 |
3 |
ELH 225M-4 |
45KW |
|
8 |
锅炉热水循环泵 |
格兰富 |
3 |
|
18.5KW |
|
9 |
市政热水循环泵 |
格兰富 |
3 |
ELH 200L-4 |
30KW |
|
10 |
空调机组 |
开利 |
11 |
39CQ1621 |
22KW |
有变频器 |
11 |
空调机组 |
开利 |
4 |
39CQ1822 |
18.5KW |
|
12 |
冷却塔 |
|
10 |
|
7.5KW |
有变频器 |
3、地下车库公共区域照明没有集中控制,不能做到根据现场实际使用情况开关,达不到集控节能的效果。
4、太阳能热媒循环泵没有集中控制,不能做到根据现场实际使用情况定时开关,达不到集控节能的效果。
三、 管理痛点:
1、管理依靠人工,效率较低。
目前暖通空调设备均由人工手动开启、调节,运行效率低。
2、空调设备出现故障后全靠人工排查,排查难度大,周期长,能耗高、管理成本加大。
有些设备基本处于24小时运行状态,能耗高;同时末端系统基本根据季节变化手动调整。
3、智能化程度低,管理难度大。
没有集中控制系统,加大了管理难度。
四、 解决方案
HT云观智慧楼宇系统解决方案
针对智慧楼宇的应用场景,我司提出通过“数据采集及分析—数智系统改造—数智节能运行”三步走的方式,为客户提供楼宇物联网数智节能系统,以实现中央空调高效舒适的运行,同时将楼宇各种类系统集中进行监控,提高管理效率,为业主节省运营费用。
HT云观智慧楼宇系统依托于环境监控、照明监控、暖通监控、太阳能热媒循环泵、能源管理等平台,采用数据集成等方式将楼宇数智中各场景的数据进行集中的采集与显示。采用自主研发的低功耗LORA 无线通讯和数据采集专利技术进行数据交互,为控制系统和节能系统提供数据支撑。
1、中央空调集控系统:
实现中央空调集控系统的最轻量化部署;同时基于云端AI 算法和大数据处理技术,在确保室内环境舒适的前提下,对制冷主机、锅炉、水泵、等设备进行安全与能效的双重监测分析,将提供最优化控制策略,实现能效提升、能耗需求侧响应和智能运维,帮助企业节能、降本、增效。
建设能耗监测系统,通过系统将主机、水泵等空调设备进行集中分项能耗采集。新增智能电表和抄表设备实现整个核心区空调系统的能耗数据可视化、集中抄表、数据导出等功能。
建设空调设备报警/预警系统,设备发生故障时,及时推送短信或电话进行报警预警功能,并利用大数据,定期提供相关设备健康诊断及维护建议。
(1)搭建本地服务器及无线传输局域网:在冷站、锅炉房和冷却塔控制柜内合适地方加装边缘计算服务器,使下属主机智能控制器、水泵智能控制器、冷却塔智能控制器、无线能源采集器等均可和边缘计算服务器进行数据交互,并通过边缘计算服务器上传至云端。
(2)空调主机运行参数信息采集和控制:4台开利主机利用协议转换网关和主机智能控制器实现和主机通讯;2台热水锅炉主机利用协议转换网关和主机智能控制器实现和主机通讯,并通过LORA无线传送到边缘计算服务器后上云 ,实现主机的运行监测和远程控制。
(3)水泵、冷却塔运行参数信息采集和控制:水泵、冷却塔利用变频器自带的RS485接口,与智能控制器直接进行通讯,实现水泵、冷却塔运行状态监测,并利用智能控制器的DO点,实现水泵、冷却塔的远程启停控制。
(4)管道温度/压力信息采集:在分集水器干管/支管、开利系统冷却供回水干管处加装智慧单元,通过无线数据采集节点(温度/压力传感器+LORA低功耗数据采集传输设备),将采集到的温度/压力信息通过LORA无线传送到边缘计算服务器后上云,不穿墙、不凿孔、对生产运营影响降至最低;
(5)主机、锅炉、水泵、冷却塔能耗信息采集:锅炉采用视觉抄表的形式采集燃气表的燃气数据,并通过4G信号直接上传至云端;4台开利主机/水泵/冷却塔均在控制柜电源进线侧加装智能电表和无线能源采集器,利用智能电表RS485通讯接口和无线能源采集器进行通讯,并通过LORA无线传送到边缘计算服务器后上云,实现相关设备的能耗信息采集。
(6)电动阀控制:利用电动阀智能控制器的DO点,并通过LORA无线传送到边缘计算服务器后上云,实现设备的远程启停控制。
(7)末端风柜远程监控改造
风柜运行参数信息采集和控制: 15台组合风柜,利用原风柜DDC控制箱内的控制线路,通过将原有主控替换成智慧单元,智慧单元可实现原有风柜DI/DO/AI/AO等点位的控制;同时利用智慧单元可4G直接上云,实现风柜相关设备数据采集和远程控制。将提供最优化控制策略,实现能效提升。
风柜能耗采集:在风柜风机控制柜电源进线侧加装智能电表和无线能源采集器,利用智能电表RS485通讯接口和无线能源采集器进行通讯,并通过LORA无线传送到边缘计算服务器后上云,实现相关设备的能耗信息采集;
室内温湿度信息采集:在每台组合风柜室内合适地方加装温湿度传感器和边缘计算服务器lite,通过无线数据采集节点(温湿度传感器+LORA低功耗数据采集传输设备),将采集到的温湿度信息通过LORA无线传送到边缘计算服务器lite后上云,不穿墙、不凿孔、对生产运营影响降至最低;
(5)集控系统其它设备远程控制改造:利用机房集控系统,通过加装智慧单元与集控系统进行对接,将集控系统其它设备的数据采集并上传到平台,实现风盘电控柜的远程控制;
具体页面参见下图:
图5.1 HT云观智慧楼宇系统——暖通监控界面
2、环境监控
在重点区域加装无线温湿度、CO2等探测器对环境指标监控、环境报警、智能联动等功能,实现环境数据的实时采集、智能分析和异常报警等功能。具体页面参见下图:
图5.2 HT云观智慧楼宇系统——环境监控界面
3、照明节能监控
提供公共区照明设备的分组群控、节能控制,为照明系统的节能降耗提供有力支撑。具体页面参见下图:
图5.3 HT云观智慧楼宇系统——照明监控界面
(4)太阳能热媒循环泵监控
太阳能热媒循环泵运行参数信息采集和控制:水泵利用控制柜的接口,与智能控制器直接进行通讯,实现水泵运行状态监测,并利用智能控制器的DO点,实现水泵的远程定时启停控制。
(5)能源管理
提供实时用能设备功率数据、用能数据、能耗走势等监控,同时支持能耗分析、能耗告警、自动抄表等功能。具体页面参见下图:
图5.5 HT云观智慧楼宇系统——能源监控界面
施工周期:
无侵入,低影响,自适应
设备通讯均采用无线方式,安装无需穿墙打洞,无需停电停业,且系统设备内置市场95%以上暖通设备的通讯协议,接线后自行配置,无需现场调试。
无破坏,无感施工,系统可逆
项目实施对现有系统无破坏,在现有系统运行中完成安装调试施工过程对原系统无任何影。AI节能系统可一键关停,空调系统可按安装前模式运行。
施工周期:2*15人/天
直接收益:
该项目实施完成后,暖通空调系统年节能率为10—15%, 公共区照明系统节能率为5—8%,太阳能热媒循环泵年节能率为10—15%。
间接收益:
1、降低人工管理成本,可实现无人值守。
2、具有设备的诊断、预警功能,可降低维修保养成本,延长设备使用寿命。
3、环境更舒适。