12月22日，中國節(jié)能協(xié)會通過線上會議方式組織召開了科技成果評價會，對由美的樓宇科技完成的“高效機(jī)房多智能體分布式控制系統(tǒng)與虛擬調(diào)試平臺技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目和由美的樓宇科技、上海交通大學(xué)合作完成的“多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)高可靠虛擬傳感器關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目進(jìn)行了科技成果評價。
本次科技成果評價會的評價委員會由西安交通大學(xué)院士何雅玲、清華大學(xué)教授石文星、中國節(jié)能協(xié)會秘書長宋忠奎、北京建筑大學(xué)教授李德英、華中科技大學(xué)教授徐新華、機(jī)械科學(xué)研究總院高工馬炳權(quán)、中國建筑科學(xué)研究院教授級高工路賓共7位專家組成。
評價委員會聽取了技術(shù)研發(fā)報告，審查了相關(guān)資料，并線上觀看了技術(shù)展示視頻，經(jīng)嚴(yán)謹(jǐn)、全面、深入的質(zhì)詢和討論，一致認(rèn)為，“高效機(jī)房多智能體分布式控制系統(tǒng)與虛擬調(diào)試平臺技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平；“多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)高可靠虛擬傳感器關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，在多聯(lián)機(jī)傳感器數(shù)字孿生技術(shù)方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
高效機(jī)房多智能體分布式控制系統(tǒng)
與虛擬調(diào)試平臺技術(shù)研究與應(yīng)用
現(xiàn)有普通機(jī)房通常采用分散招采和建造模式，存在中間環(huán)節(jié)多、責(zé)任不明確、管理難度大等諸多工程問題，特別是在設(shè)計(jì)、設(shè)備、配電、控制、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)。這進(jìn)一步帶來機(jī)房系統(tǒng)能效低、控制系統(tǒng)不完善、施工調(diào)試周期長、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等痛點(diǎn)。
針對普通機(jī)房存在的種種弊端，美的樓宇科技進(jìn)行了高效機(jī)房多智能體分布式控制系統(tǒng)與虛擬調(diào)試平臺技術(shù)研究，從標(biāo)準(zhǔn)化的暖通機(jī)房設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化的軟件、調(diào)試、運(yùn)維等三個維度，打通高效機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化工程產(chǎn)品全鏈路，大幅提升機(jī)房年COP，降低能耗及運(yùn)維成本，縮短建設(shè)調(diào)試周期，提高平臺通用化程度。該技術(shù)的主要創(chuàng)新點(diǎn)如下：
多智能體分布式節(jié)能控制系統(tǒng)架構(gòu)
提出高效機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)路徑，創(chuàng)新性構(gòu)建了一種多智能體分布式節(jié)能控制系統(tǒng)架構(gòu)，研制了高效制冷機(jī)房的自組織模組控制單元和協(xié)同控制單元，控制系統(tǒng)靈活性高、算法自動適配、魯棒性(robustness)強(qiáng)。
1）更標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)架構(gòu)、控制程序，使機(jī)房可快速成型和部署，縮短建設(shè)周期，節(jié)約項(xiàng)目時間、人力和運(yùn)維成本。
2）更簡易
各模組控制柜自帶封裝節(jié)能算法，可以在現(xiàn)場接線后實(shí)現(xiàn)快速就地節(jié)能控制，做到0編程、免調(diào)試。
3）更穩(wěn)定
各個模組互不干涉，獨(dú)立控制，即使部分設(shè)備出現(xiàn)故障甚至指揮官系統(tǒng)故障時，整個系統(tǒng)仍可維持正常穩(wěn)定運(yùn)行。
高效機(jī)房多智能體分布式節(jié)能控制系統(tǒng)架構(gòu)
節(jié)能控制算法及自組織協(xié)調(diào)控制算法
研發(fā)了高效機(jī)房的通用化、可拓展的節(jié)能控制算法及自組織協(xié)調(diào)控制算法，基于零代碼圖形化編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多智能體分布式節(jié)能控制算法及協(xié)調(diào)控制算法的模塊化封裝，顯著提升了高效機(jī)房場景控制系統(tǒng)程序的部署水平和工程實(shí)施效率。
云邊協(xié)同高效機(jī)房虛擬調(diào)試平臺
開發(fā)了高效機(jī)房系統(tǒng)各部件的半機(jī)理混合模型、復(fù)雜流體網(wǎng)絡(luò)變體模型自動生成技術(shù)與通用計(jì)算引擎技術(shù)，基于此首創(chuàng)了云邊協(xié)同高效機(jī)房虛擬調(diào)試平臺，進(jìn)一步融合通用仿真工裝以及設(shè)備通訊程序，實(shí)現(xiàn)了端到端的快速虛擬調(diào)試應(yīng)用。
云邊協(xié)同高效機(jī)房虛擬調(diào)試平臺
該科技成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)，獲授權(quán)發(fā)明專利14件，參編國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。經(jīng)國家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測，制冷機(jī)房應(yīng)用多智能體分布式節(jié)能控制系統(tǒng)均達(dá)到高效機(jī)房能效標(biāo)準(zhǔn)；工程用戶評價多智能體分布式節(jié)能控制系統(tǒng)與虛擬調(diào)試平臺能夠有效提高工程實(shí)施效率，降低人力成本與調(diào)試費(fèi)用，節(jié)能減碳效果顯著。
多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)高可靠虛擬傳感器
關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
數(shù)據(jù)顯示，多聯(lián)機(jī)市場份額已占到中央空調(diào)市場的近50%；而空調(diào)運(yùn)行階段碳排占全生命周期的97%，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)高可靠節(jié)能運(yùn)行已經(jīng)成為目前行業(yè)發(fā)展的重要方向。研究表明，空調(diào)能力與負(fù)荷匹配運(yùn)行能減少系統(tǒng)的啟停，可降低20%的運(yùn)行能耗。為了更好地感受識別建筑的負(fù)荷變化并快速響應(yīng)負(fù)荷的變化，傳感器的數(shù)量與可靠性是必不可少的。然而，當(dāng)前行業(yè)存在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行能效無法感知，建筑空間熱特性無法識別，傳感器與零部件性能漂移無法預(yù)警等難題。
以多聯(lián)機(jī)運(yùn)行階段的節(jié)能性與可靠性提升為目標(biāo)，美的樓宇科技提出了多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)高可靠虛擬傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究，針對能力能效監(jiān)測、室內(nèi)負(fù)荷識別以及傳感器故障停機(jī)三大行業(yè)難題，提出了虛擬能力能效傳感器、虛擬熱工特性傳感器以及虛擬后備運(yùn)轉(zhuǎn)傳感器的技術(shù)方向，并獲得了相應(yīng)的突破。該技術(shù)的主要創(chuàng)新點(diǎn)如下：
制冷劑循環(huán)流量實(shí)時感知技術(shù)
發(fā)明了基于壓縮機(jī)性能曲線和中壓精準(zhǔn)預(yù)測的制冷劑循環(huán)流量實(shí)時感知技術(shù)，結(jié)合室內(nèi)側(cè)多工況制冷劑分配模型，形成了多聯(lián)機(jī)虛擬流量及能力傳感器，使多聯(lián)機(jī)的全工況制冷（熱）能力的在線測量準(zhǔn)確度高達(dá)90%以上。
制冷工況對比
制熱工況對比
多聯(lián)機(jī)能力能效感知效果對比
建筑熱工參數(shù)辨識模型
提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動與物理模型相結(jié)合的建筑熱工參數(shù)辨識模型，結(jié)合多聯(lián)機(jī)虛擬能力傳感器，可有效識別不同房間的熱工參數(shù)，模型預(yù)測精度高，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)環(huán)境感知應(yīng)用方面的行業(yè)突破，為多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)適應(yīng)需求側(cè)響應(yīng)控制提供了基礎(chǔ)條件。
建筑熱工熱性識別效果對比
多聯(lián)機(jī)傳感器數(shù)字孿生技術(shù)
發(fā)明了基于制冷劑循環(huán)模型和傳感器映射網(wǎng)絡(luò)的多聯(lián)機(jī)傳感器數(shù)字孿生技術(shù)，形成了多聯(lián)機(jī)12個傳感器的虛擬備份，實(shí)現(xiàn)了對實(shí)體傳感器的相互校準(zhǔn)且其測量誤差小于±10%，實(shí)現(xiàn)了實(shí)體傳感器故障后的數(shù)據(jù)重構(gòu)，顯著提高了多聯(lián)機(jī)的可靠性。
本項(xiàng)目虛擬后備傳感器
本項(xiàng)目共獲得授權(quán)國家發(fā)明專利12項(xiàng)、PTC授權(quán)專利2項(xiàng)，研發(fā)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。該項(xiàng)目技術(shù)已完全應(yīng)用于美的MDV8系列機(jī)型，同時也能應(yīng)用到普通熱泵、單元機(jī)等中央空調(diào)系統(tǒng)中；搭載該技術(shù)的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于辦公樓、酒店及節(jié)能改造項(xiàng)目中，用戶反映良好。在社會效益方面，一方面該技術(shù)所識別到的設(shè)備與建筑的特征參數(shù)，可以為未來的建筑數(shù)字孿生平臺提供技術(shù)支撐，為建筑智能化的發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)；另一方面，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與負(fù)荷的精準(zhǔn)匹配控制，按每年銷售10萬臺22HP（61600W）的多聯(lián)機(jī)計(jì)算，每年可節(jié)約6.8億度電，相當(dāng)于減少CO?排放64.8萬噸，為我國“雙碳”目標(biāo)達(dá)成提供了必要支撐。
評價委員會對兩項(xiàng)科技成果的技術(shù)創(chuàng)新性及研究價值給予了高度肯定，認(rèn)為兩項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著，應(yīng)用前景廣闊，一致同意通過科技成果評價，并建議加大推廣力度，適用市場需求。
未來，美的樓宇科技將繼續(xù)秉承綠色低碳的發(fā)展理念，不斷提高技術(shù)創(chuàng)新能力，以科技賦能智慧建筑，與行業(yè)攜手助力我國碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
