大數(shù)據(jù)技術(shù)在暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

鄒觀華 謝惠敏 李曉明 朱麟濤 李云龍 梁淑芬

摘? 要：大數(shù)據(jù)的底層采集、數(shù)據(jù)儲存、過程分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用等實(shí)踐性技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)融合，加快了社會科技發(fā)展的進(jìn)程。因此，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的潛在價(jià)值已經(jīng)被各個(gè)行業(yè)看重的今天，對大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章主要從大數(shù)據(jù)技術(shù)背景入手，基于暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，了解大數(shù)據(jù)技術(shù)是如何讓暖通空調(diào)做到“芯”中有“數(shù)”。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);應(yīng)用;分析;暖通空調(diào)

中圖分類號：TU83? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0167-02

Abstract： The practical technologies of big data， such as bottom layer collection， data storage， process analysis and data application， have realized the technology integration through Internet technology and computer technology， and accelerated the development process of social science and technology. Therefore， when the potential value of big data technology has been valued by various industries nowadays， the application research of big data technology has very important practical significance. This paper starts from the background of big data technology， analyzes the application of big data technology based on HVAC operation and maintenance system， and understands how big data technology makes HVAC achieve "number" in "core".

Keywords： big data technology; application; analysis; HVAC

1 概述

暖通空調(diào)[1]，簡稱HVAC（Heating，Ventilating and Air Conditioning）是指具有采暖功能、通風(fēng)功能和空氣調(diào)節(jié)功能的空調(diào)器，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以控制使用環(huán)境的空氣溫濕度、空氣潔凈度、室內(nèi)區(qū)域風(fēng)速、室內(nèi)外壓力等重要指標(biāo)參數(shù)，提高目標(biāo)室內(nèi)的舒適度，是中大型工業(yè)建筑或辦公建筑中重要的一環(huán)。

而隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展，使得建筑能耗不斷增加，直到今天，社會的建筑能耗已經(jīng)占據(jù)社會總能耗的30%左右，且呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，在既有的建筑能耗組成中，暖通空調(diào)是其中一個(gè)重要的分項(xiàng)，其能耗消耗在公共建筑能耗中占據(jù)了30%-50%比例，而隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和人民生活水平的不斷提高，暖通空調(diào)作為建筑中的基礎(chǔ)建設(shè)也被大量的投入使用，人們對于暖通空調(diào)需求的不斷擴(kuò)大勢必會讓暖通空調(diào)的能耗進(jìn)一步擴(kuò)大，而在全球資源緊缺的今天，兩者的供需矛盾更加激化，讓暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，因此，采取相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)，使現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行，是具有長遠(yuǎn)意義的[2]。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 利用氣候、舒適度及各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，智能調(diào)節(jié)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

首先，將暖通空調(diào)的運(yùn)維系統(tǒng)通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)與大數(shù)據(jù)庫相連接，大數(shù)據(jù)庫通過外部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)獲取當(dāng)日的本區(qū)域天氣情況，溫濕度變化數(shù)據(jù)，同時(shí)在本地通過傳感器采集室內(nèi)、外溫濕度、當(dāng)前雨量的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控更新室內(nèi)人員數(shù)量以及室內(nèi)人員舒適度反饋數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整理分析后形成暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率與環(huán)境變化的曲線圖，暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)則實(shí)時(shí)按照曲線圖運(yùn)行。當(dāng)室外下起大雨，雨量監(jiān)測器監(jiān)測雨量較大時(shí)，同時(shí)根據(jù)室外傳感器數(shù)據(jù)探測到室外溫度降低，濕度升高，數(shù)據(jù)分析中心根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)更新運(yùn)行曲線，暖通空調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)最新曲線運(yùn)行，升高暖通空調(diào)的中央制冷溫度，將制冷溫差降低，同時(shí)控制室內(nèi)的AHU和PAU控制器，降低風(fēng)速，降低新風(fēng)交換效率，然后根據(jù)室內(nèi)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)，緩慢調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的控制系統(tǒng)，以達(dá)到迅速平衡室內(nèi)溫濕度變化，最后根據(jù)室內(nèi)的舒適度評價(jià)監(jiān)測，在舒適，暖和，寒冷的判定數(shù)量基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)長期的穩(wěn)定調(diào)控（如圖1實(shí)際室內(nèi)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場景）。這樣不僅能讓空調(diào)能實(shí)時(shí)根據(jù)環(huán)境變化情況智能調(diào)節(jié)和穩(wěn)定室內(nèi)溫濕度，更能讓空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài)，而非一直的滿負(fù)荷運(yùn)行，整個(gè)數(shù)據(jù)流向?qū)崿F(xiàn)了無限循環(huán)的閉環(huán)控制流程，讓暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)真正做到“芯”中有“數(shù)”，達(dá)到讓系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，空調(diào)達(dá)到最優(yōu)舒適度的環(huán)境狀態(tài)，做到精準(zhǔn)控制，精準(zhǔn)節(jié)能，精準(zhǔn)判斷。

2.2 利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，智能預(yù)診暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行故障

主要是以暖通空調(diào)中央制冷冷凍水循環(huán)系統(tǒng)為主要的討論案例，從而對此進(jìn)行故障的預(yù)診分析。對于暖通空調(diào)中央制冷冷凍水系統(tǒng)故障預(yù)診與驗(yàn)證。首先一定要先對各個(gè)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行重新的分級，此外由于不同設(shè)備在運(yùn)行的過程當(dāng)中，電流對于系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障的反應(yīng)程度具有最明顯的高時(shí)效性，因此，將整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行電流參數(shù)定義在了A優(yōu)先級，冷凍水的溫度參數(shù)則被定義在了B優(yōu)先級上，那么冷凍水的流量參數(shù)就定義在C優(yōu)先級上。然后，確定好各個(gè)參數(shù)數(shù)值是處于合理的范圍之內(nèi)的，在冷水機(jī)組在運(yùn)行過程當(dāng)中，電流的百分比應(yīng)當(dāng)被規(guī)定在98%，誤差為正負(fù)2%，而對于冷凍水的溫度參數(shù)定義：進(jìn)水口溫度為5攝氏度，誤差正負(fù)為1.5攝氏度，出水口溫度為13攝氏度，誤差正負(fù)為1.5攝氏度，冷凍水流量的正常范圍定位：790m/h正負(fù)10m/h，根據(jù)暖通空調(diào)中央制冷機(jī)組的工作原理可以確定預(yù)診斷模型。

暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，監(jiān)測到數(shù)據(jù)波動(dòng)的異常情況：中央制冷器運(yùn)行電流過小，根據(jù)運(yùn)行異常判斷關(guān)系以及相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，診斷結(jié)果為水泵故障或者管道閥門開啟過小導(dǎo)致，在優(yōu)先級判斷之下，顯示結(jié)果為建議現(xiàn)場檢查閥門開啟度。經(jīng)過現(xiàn)場仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)為閥門開啟度存在故障。通過故障預(yù)診斷模型與大量實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除了該故障，待修復(fù)后，將已確認(rèn)故障數(shù)據(jù)導(dǎo)入本地?cái)?shù)據(jù)庫保存，為以后進(jìn)一步改進(jìn)模型和提高大數(shù)據(jù)預(yù)先診斷精度儲存大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 大數(shù)據(jù)在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

3.1 防止數(shù)據(jù)信息安全問題

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要輔以強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計(jì)算等新科技作為技術(shù)支撐，在網(wǎng)絡(luò)病毒眾多的互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)信息的安全問題顯得尤為重要，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息泄露，很可能會造成暖通空調(diào)系統(tǒng)無法運(yùn)行，對建筑的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成重大影響。

3.2 數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問題

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用提高了運(yùn)行系統(tǒng)的工作效率，也在一定條件下為世界節(jié)省大量能源，但在智能化的同時(shí)也是將系統(tǒng)置于整個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)也就成了大數(shù)據(jù)時(shí)代下智慧城市建設(shè)中需要面臨的挑戰(zhàn)之一。

3.3 信息孤島問題

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用主要是對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行底層采集、數(shù)據(jù)儲存、過程分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用，如果沒有足夠且精確的數(shù)據(jù)來源，那么大數(shù)據(jù)技術(shù)也就成為空話，因此，也需要社會各行業(yè)的共同努力，打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，才能真正讓暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)做到“芯”中有“數(shù)”。

4 結(jié)束語

終上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)是目前科技時(shí)代的新興產(chǎn)物，推動(dòng)了世界各個(gè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用，對科技信息的交叉融合具有很大的促進(jìn)意義。只有真正加強(qiáng)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用能力，才能有效推動(dòng)暖通空調(diào)運(yùn)維系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]張利軍.大數(shù)據(jù)技術(shù)在預(yù)診暖通空調(diào)系統(tǒng)軟故障中的應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，000（018）：3474-3474.

[2]應(yīng)康璽，徐佩榮，潘雷彬，等.大數(shù)據(jù)技術(shù)在預(yù)診暖通空調(diào)系統(tǒng)軟故障中的應(yīng)用[J].制冷與空調(diào)，2016，016（005）：59-62.

[3]謝舒遲.對于大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2017（12）：11.