研華昆山工廠節(jié)能實(shí)踐：以自研iEMS.HAVC方案，實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)數(shù)智化節(jié)能降碳改造

一、背景 

在全球積極響應(yīng) “雙碳” 目標(biāo)的大背景下，綠色低碳發(fā)展已成為各行業(yè)發(fā)展的主旋律。暖通空調(diào)作為工廠及園區(qū)的關(guān)鍵公輔設(shè)施，其節(jié)能降耗與數(shù)智化轉(zhuǎn)型對于實(shí)現(xiàn)整體綠色發(fā)展具有極為重要的意義。研華科技作為行業(yè)的引領(lǐng)者，憑借自身強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力與創(chuàng)新精神，將自研的 iEMS.HVAC暖通空調(diào)能效管理方案成功應(yīng)用于自身工廠，實(shí)現(xiàn)了顯著的數(shù)智化轉(zhuǎn)型與節(jié)能成效，為行業(yè)樹立了卓越典范。

二、研華工廠暖通系統(tǒng)現(xiàn)狀 

研華科技在全球布局中，昆山制造中心占據(jù)著舉足輕重的地位，設(shè)有板卡、機(jī)箱、模組、系統(tǒng)組裝和快速定制化生產(chǎn)5個(gè)廠區(qū)，其整體產(chǎn)能占集團(tuán)的 55% 以上。多年來，昆山工廠憑借卓越的表現(xiàn)榮獲了 “2017 國家第一批綠色工廠”“2020 中國制造標(biāo)桿智能工廠”“省級高新技術(shù)企業(yè)”“省級工程技術(shù)研究中心” 等眾多殊榮，這為其進(jìn)一步的數(shù)智化轉(zhuǎn)型與節(jié)能降耗奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在研華昆山工廠內(nèi)，暖通空調(diào)系統(tǒng)為重要的公輔設(shè)施。其中一期廠有2臺冷水主機(jī)、4臺冷卻塔、2臺冷卻泵、2臺冷凍泵和1臺備用泵，冷卻塔采用并聯(lián)連接形式，冷凍泵、冷卻水泵與冷水機(jī)組也為并聯(lián)連接。隨著工廠的持續(xù)運(yùn)營，暖通空調(diào)系統(tǒng)暴露出一系列亟待解決的問題。部分設(shè)備已運(yùn)行多年，存在不同程度的陳舊老化現(xiàn)象，這直接導(dǎo)致了能耗居高不下。控制系統(tǒng)損壞，純手動控制設(shè)備的開關(guān)機(jī)，系統(tǒng)能效低；冷凍泵和冷卻泵為工頻，無法依據(jù)末端負(fù)荷需求調(diào)整運(yùn)行頻率，造成不必要的能源浪費(fèi)。冷卻塔雖為變頻，仍然依靠人工設(shè)定頻率，設(shè)備效率低下。此外，原有的運(yùn)行策略在面對日益復(fù)雜的生產(chǎn)工況和節(jié)能要求時(shí)，顯得捉襟見肘，缺乏精準(zhǔn)性與靈活性，無法實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，急需進(jìn)行全面的節(jié)能化改造與數(shù)智化升級。

三、暖通動力系統(tǒng)數(shù)智化節(jié)能降碳改造

（一）科技創(chuàng)新驅(qū)動：iEMS.HVAC 研華暖通空調(diào)能效管理方案導(dǎo)入

研華科技始終秉持科技創(chuàng)新理念，深度聚焦自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。依托在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，引入自研的 iEMS.HVAC AI 節(jié)能方案，開啟了暖通空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)智化節(jié)能新篇章。以昆山廠一期暖通空調(diào)系統(tǒng)為例，在 2023 年，該節(jié)能改造項(xiàng)目取得了令人矚目的成果，ROI 高達(dá)約 37.5%。通過先進(jìn)的實(shí)時(shí)智控技術(shù)與節(jié)能調(diào)優(yōu)算法，系統(tǒng)年平均 SCOP 從改造前的 3.8 大幅提升至 4.5，上線僅 4 個(gè)月節(jié)能率便達(dá)到 16%，年度節(jié)費(fèi)約 15 萬元，為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

（二）改造方案詳述

1.軟件系統(tǒng)升級：

上線研華iEMS.HVAC暖通空調(diào)能效管理系統(tǒng)，系統(tǒng)全面采集暖通空調(diào)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、能耗、天氣等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行狀況，針對異常及時(shí)進(jìn)行提醒?；诙鄬蛹壍娜斯ぶ悄芩惴ê蛯＜抑R圖譜，對制冷機(jī)組、冷卻水系統(tǒng)、中央空調(diào)整體系統(tǒng)等進(jìn)行全局尋優(yōu)，由系統(tǒng)自動給出調(diào)整建議，同時(shí)結(jié)合邊緣端實(shí)時(shí)智控，將尋優(yōu)的參數(shù)及時(shí)下發(fā)到邊緣側(cè)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量節(jié)能。 

2.硬件設(shè)施改造：

為提升系統(tǒng)的節(jié)能性能，對冷凍水泵、冷卻水泵加裝變頻器，實(shí)現(xiàn)了對水泵轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際需求動態(tài)匹配功率，有效降低了能耗。此外，整個(gè)系統(tǒng)加裝了自控系統(tǒng)，配備了先進(jìn)的傳感器、電動閥門計(jì)量儀表以及采集器等設(shè)備，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的自動化控制與數(shù)據(jù)采集能力，為實(shí)現(xiàn)數(shù)智化管理提供了堅(jiān)實(shí)的硬件支撐。

主要實(shí)施改造內(nèi)容：

1)改造機(jī)房設(shè)備、電柜、線路

2)安裝電表、能量表、電動閥、傳感器等

3)加裝冷凍水泵、冷卻水泵變頻器

4)加裝數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)

5)加裝暖通空調(diào)邊緣智能控制柜

四、亮點(diǎn)功能及價(jià)值

研華暖通空調(diào)能效管理方案以監(jiān)控分析、智能診斷、節(jié)能調(diào)優(yōu)三大核心模塊為基石，構(gòu)建起全方位的能效提升體系。通過將專家經(jīng)驗(yàn)與 AI 技術(shù)深度融合的診斷規(guī)則，能夠迅速、精準(zhǔn)地識別設(shè)備故障，并及時(shí)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)保障。

01 全方位監(jiān)控分析，打造數(shù)字孿生能源站：通過實(shí)時(shí)監(jiān)控空調(diào)工藝和設(shè)備能效，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評估，確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。

02 智能診斷，一鍵生成能效評估報(bào)告：通過診斷規(guī)則庫，包括基于專家經(jīng)驗(yàn)、AI驅(qū)動以及用戶自定義的診斷規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、系統(tǒng)能效、系統(tǒng)或設(shè)備運(yùn)行故障等的全面診斷。更為便捷的是，系統(tǒng)可自動生成能效評估報(bào)告，深度剖析客戶關(guān)注的能效數(shù)據(jù)，依據(jù)科學(xué)的評價(jià)指標(biāo)快速評估節(jié)能潛力，讓客戶對系統(tǒng)運(yùn)行狀況一目了然，輕松掌握能源利用情況。

03 AI節(jié)能調(diào)優(yōu)，云邊協(xié)同智控：通過負(fù)荷預(yù)測、機(jī)理模型和數(shù)據(jù)模型，對冷站全局進(jìn)行尋優(yōu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合能耗的最優(yōu)。通過云平臺與邊緣端控制器的緊密協(xié)作，優(yōu)化后的運(yùn)行策略能夠迅速、精準(zhǔn)地下發(fā)至具體設(shè)備，實(shí)現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)的全自動化運(yùn)行。這種云邊協(xié)同的智控模式不僅提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度，還極大地提升了能源利用效率，為企業(yè)節(jié)省了大量的能源成本。

五、成功案例 

研華iEMS.HVAC 暖通空調(diào)能效管理方案不僅為研華自身工廠帶來了卓越的效益，已在多個(gè)領(lǐng)域取得了豐碩的成功應(yīng)用成果。截至目前，已有超過 10 家客戶成功上線該方案，制冷站節(jié)能率可達(dá)10% - 20% ，為行業(yè)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型與節(jié)能降耗提供了可借鑒的成功范例。iEMS.HVAC 能夠滿足不同規(guī)模與復(fù)雜程度的能源管理需求，且具備廣泛的兼容性，廣泛應(yīng)用在建筑、工廠、醫(yī)院等行業(yè)，為節(jié)能減排與數(shù)智化發(fā)展貢獻(xiàn)力量。