基于大數(shù)據(jù)的公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗分析探討

郭瀟瀟

摘 要：大數(shù)據(jù)技術(shù)可以及時(shí)收集分析公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗計(jì)算所需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及用戶對(duì)實(shí)時(shí)室內(nèi)舒適度的評(píng)價(jià)，可引導(dǎo)用戶采取更加節(jié)能的行為，并增加能耗分析的真實(shí)性和可靠性。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)能耗；大數(shù)據(jù)；云計(jì)算

Abstract： Big data technology can timely collect the realtime data of the public building air conditioning system energy consumption calculation， and the user's evaluation of realtime indoor comfort. And It can lead users to adopt more energysaving behavior. As well as It can increase the authenticity and reliability of energy consumption analysis.

Key words： Air Conditioning System Energy Consumption；Big Data；Cloud Computing

一、背景及意義

公共建筑空調(diào)系統(tǒng)，一般情況下是對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、清潔度和空氣流動(dòng)速度等的調(diào)節(jié)，以滿足人體舒適和工藝工程的需要。在控制環(huán)境各個(gè)因素的過(guò)程中，空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)需要消耗大量的能源，通常情況下，表現(xiàn)為消耗電能。近年來(lái)，各地能耗調(diào)查數(shù)據(jù)中，各類(lèi)公共建筑分項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，供暖空調(diào)能耗大約占到總能耗的40%～50%[1]。公共建筑的每平方米用電量是一般住宅建筑的10～20倍。隨著國(guó)民生活水平的提高，公共建筑的建設(shè)速度增長(zhǎng)也在加快，因此公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗控制對(duì)于節(jié)能有著重大的意義。

二、分析設(shè)計(jì)

公共建筑空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)的是用戶，目前用戶能切身感受的是空調(diào)系統(tǒng)是否滿足人體舒適度或者是否滿足工藝工程的要求。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在方案階段會(huì)做能耗分析，但在系統(tǒng)運(yùn)行和管理階段卻缺少專(zhuān)業(yè)的能耗控制，導(dǎo)致方案階段的各種節(jié)能效果不知是否落實(shí)。

傳統(tǒng)能耗控制基于三種模型：一是仿真軟件中建立的模型，二是理論計(jì)算的模型，三是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的模型。由于公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗值受多種實(shí)時(shí)因素的影響，這些因素在原先的條件下很難被實(shí)時(shí)收集利用，因此這三種模型都不能完全反映公共建筑空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的能耗，故而不能不能進(jìn)行合理的能耗控制。

但是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在，大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)為能耗控制帶來(lái)了巨大便利。大數(shù)據(jù)技術(shù)有兩個(gè)基本作用，一是收集龐大的數(shù)據(jù)，二是專(zhuān)業(yè)化的數(shù)據(jù)處理。大數(shù)據(jù)必然無(wú)法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，它必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)。云計(jì)算技術(shù)為大數(shù)據(jù)技術(shù)完成它的這兩個(gè)基本作用提供了技術(shù)支撐，使得原先難以收集使用的數(shù)據(jù)變得容易利用。

公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗，主要來(lái)源于兩個(gè)方面。一是冷熱源的能耗，例如空調(diào)制冷機(jī)組耗電量。二是動(dòng)力耗能，即輸送空氣、水等介質(zhì)的過(guò)程中風(fēng)機(jī)、水泵的耗電量。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)及時(shí)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可將影響公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗的數(shù)據(jù)分為三類(lèi)。

第一類(lèi)是客觀環(huán)境數(shù)據(jù)，主要有室外空氣干球溫度、室外濕球溫度、室外空氣濕度、室內(nèi)空氣干球溫度、室內(nèi)空氣濕球溫度、室內(nèi)空氣濕度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量等。

第二類(lèi)是機(jī)組設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，主要有冷熱源機(jī)組容量，冷熱源機(jī)組電耗、冷凍水供回水溫度、冷卻水供回水溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)壓力、風(fēng)機(jī)電耗、風(fēng)速、水泵轉(zhuǎn)速、水泵壓頭、水泵能耗、水流速度，送風(fēng)口溫度風(fēng)速，回風(fēng)口溫度風(fēng)速、新風(fēng)比、空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷率、熱回收裝置的性能等。

第三類(lèi)是用戶的特征（年齡、性別、身高、體重等）和人體舒適度的主觀數(shù)據(jù)。人體舒適度可參照人體熱平衡方程和PMVPPD指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。收集這一類(lèi)帶有用戶主觀判斷的數(shù)據(jù)，應(yīng)以用戶便于操作為主。可在用戶端APP軟件中將3至+3的PMV值形象化為用戶可以理解熱、暖、微暖、中性（不冷不熱）、微涼、涼、冷[2]，使得用戶可直接選擇自己在空調(diào)環(huán)境中的最直接感受。

用戶端APP軟件突出表現(xiàn)用戶和空調(diào)系統(tǒng)的無(wú)障礙交互，將主要運(yùn)行數(shù)據(jù)（室內(nèi)外溫濕度等）及能耗（主要是電耗）在末端APP顯示，用戶可自行調(diào)整空調(diào)設(shè)置參數(shù)，并可觀測(cè)實(shí)時(shí)能耗，以便用戶本身了解參數(shù)設(shè)置與能耗之間的大致關(guān)系，引導(dǎo)用戶采取更加節(jié)能的行為。

三、結(jié)論

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作的意見(jiàn)》中指出“政府投資的公益性建筑、大型公共建筑以及各直轄市、計(jì)劃單列市及省會(huì)城市的保障性住房，應(yīng)全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)?！薄赌茉窗l(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（20142020年）》中指出“實(shí)施綠色建筑行動(dòng)計(jì)劃?！蔽磥?lái)，隨著我們公共建筑建成使用面積不斷增加，綠色建筑概念的不斷提升，公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗分析面臨著巨大的變革?；诖髷?shù)據(jù)的公共建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗分析可將用戶、建筑、環(huán)境三者之間的關(guān)系真實(shí)地反應(yīng)，最終達(dá)到人與建筑的和諧一致。

參考文獻(xiàn)：

[1]王奇.公共建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)初步探討[J].江西建材，2016（20）：25.

[2]薛殿華.空氣調(diào)節(jié)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1991：36.

項(xiàng)目來(lái)源：聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)一般項(xiàng)目（2014LZY07）