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【案例分享】苏州某制药工厂项目AI运行节能量测量和验证


  苏州某制药工厂中央空调系统由4台冷机(三用一备)、4台冷冻水泵、4台冷却水泵、3台空调侧冷冻水泵、4台工艺侧冷冻水泵组成,系统为二次泵变流量系统,在实际运行中,该系统的运行模式为一机带一泵。

  本项目AI优化算法由EBET易博负责完成,而支持AI算法的优化平台则由同济院主导,EBET易博配合建设。该平台可实现群控和AI控制的一键切换,同时亦可支持业主根据AI优化的建议值来对群控中冷却水泵频率、冷却塔频率进行实时调整。并且平台还预留了冷水机组出水温度和冷冻水泵频率优化的优化接口,为下一步的优化上线做好了准备。

  经过9月1日-10月7日期间累计37日的AI运行,与6月1日-7月7日期间的历史数据进行对比,AI运行模式通过调节冷却水泵频率和冷却塔频率设定值,较原运行模式平均COP提升12.11%,节能量达88505kWh,验证了AI运行模式下的节能效果。

  

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  项目节能措施

  冷却水泵变频

  自控模式下冷却水泵变频运行,在AI运行模式下,在不触发低流量保护的前提下,以整体运行能耗和室内温度变化为奖励,对冷却水泵进行变频运行,上下限为42Hz-50Hz。从运行结果来看。

  原冷却水泵的定48Hz和定46Hz和运行,其冷却水泵频率的运行变化情况以7月2日为例,如图2所示。

  

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  图2 7月2日冷却水泵频率变化情况

  在AI模式运行下,其冷却水泵频率运行变化情况以9月28日为例,如图3所示。

  

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  图3 9月28日冷却水泵频率变化情况

  冷却塔变频

  自控模式下冷却塔定频运行,在AI运行模式下,以整体运行能耗和室内温度变化为奖励,对冷却塔进行变频运行,上下限为22Hz~50Hz。从运行结果来看,AI运行模式下对冷却塔频率进行适时的降低,实现冷却塔的运行能耗下降约30%左右。以9月28日为例,AI模式冷却塔频率变化如图5所示。

  

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  图4 7月2日冷却塔频率的变化情况

  

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  图5 9月28日冷却塔频率的变化情况

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  项目节能率计算

  项目COP提升率

  由于本项目EBET易博仅针对冷却水泵频率和冷却塔频率进行优化,冷冻侧及末端供给无法控制,因此节能率的计算主要针对的是系统COP。

  6月1日至7月7日自控模式运行期间,每日系统平均COP为4.75,室外平均温度为22.66℃,室外平均湿球温度为19.36℃。

  9月1日至10月7日AI模式运行期间,每日系统平均COP为5.41,室外平均温度为25.64℃,室外平均湿球温度为22.43℃。

  因此其COP提升率为

  

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  其中自控模式与AI模式下,室外温度与COP的关系及室外湿球温度与COP的关系分别如图8和图9所示,从图中可以看出,AI模式较自控模式较为显著的提升了整个系统的COP,最低COP为4.84,平均COP为5.41,已达到并超过了二级高效机房标准,接近一级高效机房标准(见图6)。

  

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  图6 高效机房的评价标准

  (《高效空调制冷机房评价标准》T/CECS 1100-2022)

  

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  图7 自控模式与AI模式下湿球温度与COP的关系

  

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  图8 自控模式与AI模式下室外温度与COP的关系

  项目节能收益计算

  本项目9月1日-10月7日之间运行的总能耗为642412.88kWh,按照COP提升率12.11%来计算,仅9月1日-10月7日间的节能量即达到88505.56kWh,具体的计算公式如下所示:

  

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  附表1

  

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  附表2

  

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