Hr-AI 酒店綜合能耗管控系統(tǒng)

一、當(dāng)前酒店能耗普遍存在問題

1、酒店設(shè)備功率選型偏大，所有設(shè)備的設(shè)計(jì)都留有 20-30%的余量，再加上供貨商選型時(shí)功率都往往偏大，普遍存在大馬拉小車現(xiàn)象， 設(shè)備運(yùn)行時(shí)偏離了最佳能耗曲線，造成能耗浪費(fèi)。 

2、能耗管控自動(dòng)化程度較低，空調(diào)、熱水、供暖等系統(tǒng)是一種復(fù)雜的耦合系統(tǒng)，天氣冷熱、時(shí)段、季節(jié)等有關(guān)條件同時(shí)影響供熱量或供冷量，人工調(diào)控非多即少，難以精確調(diào)控，既影響了客人的舒適度，又造成了能耗浪費(fèi)。 

3、沒有完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)記錄往年能耗數(shù)據(jù)，也缺乏大數(shù)據(jù)分析的專業(yè)技術(shù)人員。對(duì)于酒店整體能耗系統(tǒng)的管控和優(yōu)化，不能夠提供精確的數(shù)據(jù)支撐，造成整體能耗居高不下。

二、當(dāng)前酒店能耗管控現(xiàn)狀

1、星級(jí)酒店消耗的能源由水、電和天然氣組成，水耗占的比例較小，電和天然氣加起來占到總能耗的 90%以上。且所有耗能設(shè)備的設(shè)計(jì)都留有 20-30%的余量，缺少能耗監(jiān)控設(shè)備；

2、空調(diào)、熱水、供暖等系統(tǒng)是一種復(fù)雜的耦合系統(tǒng)，人工對(duì)天氣、時(shí)段、季節(jié)等變化下對(duì)應(yīng)的熱量調(diào)控處于盲目狀態(tài)，不精準(zhǔn)，不及時(shí)； 

3、整體能耗系統(tǒng)是一個(gè)無反饋系統(tǒng)，缺乏診斷設(shè)備，且沒有完整的數(shù)據(jù)采集分析和調(diào)節(jié)周期表，無法對(duì)實(shí)際耗能情況進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。

三、我們產(chǎn)品另辟蹊徑的解決方案和全局意識(shí)

1、解決思路——人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)信息聯(lián)通、云計(jì)算等領(lǐng)先技術(shù)，構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)規(guī)則庫(kù)(類專家系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控策略。 

(1) 通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將所有設(shè)備進(jìn)行連接，遠(yuǎn)程采樣系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)、設(shè)備的集中監(jiān)控和控制。

(2) 利用綜合能耗管控云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的分析和深度學(xué)習(xí)，知識(shí)規(guī)則庫(kù)決策，得到人工經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，給出最優(yōu)設(shè)備參數(shù)和系統(tǒng)改造方案， 最終將系統(tǒng)的運(yùn)行情況數(shù)字化。

(3) 管控系統(tǒng)應(yīng)用了人工智能算法，可以根據(jù)外部氣候的變化、住戶使用習(xí)慣，建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能分布等眾多參數(shù)，從而調(diào)節(jié)尖峰負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警和初步定位。

2、全局意識(shí)——集“在線診斷-能耗優(yōu)化”于一體的智能管控系統(tǒng)。 

酒店綜合能耗管控系統(tǒng)功能包括：

(1)能耗在線診斷； 

(2)運(yùn)行參數(shù)分析； 

(3)智能調(diào)節(jié)設(shè)備； 

(4)優(yōu)化耗能環(huán)節(jié)。

各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面協(xié)調(diào)分工協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)酒店能動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)能控制。使系統(tǒng)的運(yùn)行情況數(shù)字化，高效化，達(dá)到平均節(jié)能率提高 30%以上。

3、最終形成了本公司拳頭產(chǎn)品——Hr-AI 酒店綜合能耗管控系統(tǒng)。

四、Hr-AI 酒店綜合能耗管控系統(tǒng)總體介紹

Hr-AI 系統(tǒng)應(yīng)用了人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)信息聯(lián)通、云計(jì)算等領(lǐng)先技術(shù)，構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)規(guī)則庫(kù)(類專家系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控策略， 作為酒店行業(yè)基于人工智能平臺(tái)的能耗管控解決方案，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)酒店能動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)能控制。

圖 1 Hr-AI 能耗管控系統(tǒng)圖

Hr-AI 智能酒店綜合能耗管控系統(tǒng)可以根據(jù)一天當(dāng)中的天氣、所處時(shí)段、所在季節(jié)眾多參數(shù)，基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)和人工智能的深度學(xué)習(xí)， 通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程采樣系統(tǒng)參數(shù)，云平臺(tái)同步計(jì)算，知識(shí)規(guī)則庫(kù)決策，最終將系統(tǒng)的運(yùn)行情況數(shù)字化，使得整個(gè)系統(tǒng)高效地運(yùn)行，可以大大節(jié)約系統(tǒng)的能耗，平均節(jié)能率達(dá)到 30%以上；調(diào)節(jié)尖峰負(fù)荷；實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警和初步定位，并為系統(tǒng)的故障診斷提供數(shù)字依據(jù)。

公司自主研發(fā)了專門為酒店綜合能耗智能化管控定制的全新軟硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)酒店能耗智能化管控，對(duì)酒店存在能耗故障進(jìn)行在線診斷，診斷設(shè)備將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到酒店綜合能耗管控平臺(tái)，平臺(tái)通過軟件分析，給出最優(yōu)設(shè)備參數(shù)和系統(tǒng)改造方案。

圖 2 Hr-AI 能耗管控系統(tǒng)主界面

1. 數(shù)據(jù)采集與控制

系統(tǒng)圍繞能源、網(wǎng)絡(luò)和住戶展開，提高供能系統(tǒng)的管理手段，實(shí)現(xiàn)智慧能源管理與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的管控一體化平臺(tái)，調(diào)高調(diào)度效率，便于高層管理決策。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由四層結(jié)構(gòu)組成：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。

1） 感知層包括一體化的數(shù)據(jù)采集、計(jì)量分析和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)， 主要組成為儀器儀表設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng) PLC 控制器。 

2） 網(wǎng)絡(luò)層能夠通過各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度管理中心，管理中心也可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將控制指令下達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)控制器， 執(zhí)行控制調(diào)節(jié)指令。

3） 平臺(tái)層負(fù)責(zé)接收各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備發(fā)來的數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中，為后續(xù)的管理、分析、控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、報(bào)警、報(bào)表打印。

4） 應(yīng)用層為運(yùn)行人員的直接使用層面，實(shí)時(shí)對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)分析，并可以依據(jù)分析結(jié)果下達(dá)調(diào)節(jié)指令。

控制功能通過整個(gè)供能系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算，得出理論功能系統(tǒng)負(fù)荷情況，并根據(jù)它調(diào)整各系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷數(shù)實(shí)現(xiàn)。在保證節(jié)能的基礎(chǔ)上， 延長(zhǎng)各系統(tǒng)的使用壽命。

圖 3 Hr-AI 采集系統(tǒng)框架 

2. 三維監(jiān)視中心

通過模擬酒店三維畫面，實(shí)時(shí)監(jiān)視酒店的能源能量流、信息流和價(jià)值流，結(jié)合模擬位置實(shí)現(xiàn)能源站、耗能設(shè)備、住戶情況和生產(chǎn)管理全方位的實(shí)時(shí)關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過診斷預(yù)警中心的計(jì)算可在三維畫面上的相關(guān)位置上展示告警信息，可以非?？焖贉?zhǔn)確的定位關(guān)鍵和告警相關(guān)位置和設(shè)備,可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程看到酒店重要區(qū)域設(shè)備畫面。

圖 4 Hr-AI 監(jiān)控畫面 

3. 用能側(cè)監(jiān)管

用能側(cè)監(jiān)管包含區(qū)域能耗、設(shè)備能耗、住戶能耗等分析各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和同比環(huán)比曲線，圍繞監(jiān)管電、冷、熱、氣、水和汽相關(guān)設(shè)備，如電能表、變壓器、配電室、中水站、中央空調(diào)、變電站、供水管網(wǎng)設(shè)備，從不同的角度統(tǒng)計(jì)和展示能耗情況。

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

動(dòng)態(tài)顯示電、冷、熱、氣、水和汽的能耗狀況。

2）實(shí)時(shí)分析

各監(jiān)測(cè)電、冷、熱、氣、水和汽逐時(shí)、逐日、逐月、逐年各項(xiàng)指標(biāo)累計(jì)和排序。

3）分類能耗

按照能源種類分為電、冷、熱、氣、水和汽進(jìn)行計(jì)量，做到每類負(fù)荷逐時(shí)、逐日、逐月、逐年各項(xiàng)指標(biāo)累計(jì)、排序、分析。

4）分項(xiàng)能耗

按照負(fù)荷性質(zhì)分為設(shè)備類型進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，做到各分項(xiàng)回路逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗統(tǒng)計(jì)、分析。

5）分戶能耗

按照用戶類型進(jìn)行分戶計(jì)量，做到每個(gè)用戶逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗累計(jì)、排序、分析。

6）節(jié)能分析

統(tǒng)計(jì)出監(jiān)測(cè)分類、分項(xiàng)、分戶能耗值，進(jìn)行分析后對(duì)能耗大的項(xiàng)目進(jìn)行深入分析。

7）節(jié)假日能耗

統(tǒng)計(jì)出監(jiān)測(cè)電、冷、熱、氣、水和汽工作時(shí)間、休息時(shí)間、節(jié)假日時(shí)間的歷史能耗值，并對(duì)待機(jī)能耗、工作能耗、節(jié)假日能耗進(jìn)行分析,掌握設(shè)備待機(jī)能耗情況。

4. 診斷預(yù)警

針對(duì)燃?xì)忮仩t供冷供熱系統(tǒng)、常規(guī)制冷系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)行等關(guān)鍵設(shè)備和運(yùn)行情況、充電樁試用和運(yùn)行情況、變電站運(yùn)行情況、生產(chǎn)運(yùn)行異常等通過數(shù)據(jù)自動(dòng)分析進(jìn)行診斷預(yù)警，實(shí)時(shí)全方位提醒和報(bào)警和預(yù)警。 

5. 輔助調(diào)度

通過對(duì)能耗分析預(yù)測(cè)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素，系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)生成合理的負(fù)荷設(shè)置方案，供運(yùn)行人員參考。

6. 運(yùn)營(yíng)管理

運(yùn)營(yíng)管理包含巡檢管理、檢修管理、缺陷管理、安全管理、運(yùn)行記錄、設(shè)備管理、人員部門管理和值班管理等核心功能，能夠?qū)崿F(xiàn)輕松、規(guī)范、細(xì)致的運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)一體化管理工作。提高管理效率、掌握及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，有效控制運(yùn)營(yíng)過程。

五、Hr-AI 核心技術(shù)

Hr-AI 能耗管控系統(tǒng)運(yùn)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等領(lǐng)先技術(shù)， 利用人工智能和深度學(xué)習(xí)的最新成果，采集實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)計(jì)算各耗能設(shè)備在不同時(shí)段，不同天氣，不同溫度下能源使用情況；然后將采集到的數(shù)據(jù)與模型相結(jié)合得到參數(shù)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析；最終生成調(diào)節(jié)周期表，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備單元的精準(zhǔn)調(diào)控，當(dāng)實(shí)時(shí)數(shù)值超出設(shè)定的閾值時(shí)， 還會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反饋，以達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)控。綜合性的能耗管控系統(tǒng)方案， 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)酒店耗能的最優(yōu)控制，起到大幅節(jié)能降耗的作用。如圖 5 所示為核心技術(shù)框架。 

圖 5 Hr-AI 核心技術(shù)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為監(jiān)控系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)兩部分。監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集傳感器和智能抄表系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)，利用酒店內(nèi)原有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)或使用獨(dú)立的通信模塊將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，負(fù)責(zé)接收并處理發(fā)送的傳感器數(shù)據(jù)，再根據(jù)設(shè)定閾值邏輯判斷房間內(nèi)節(jié)能情況，通過可視化界面將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)展現(xiàn)給酒店管理人員。同時(shí)，系統(tǒng)還可以根據(jù)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，形成和構(gòu)建知識(shí)規(guī)則庫(kù)， 類似于專家系統(tǒng)，集大量人工經(jīng)驗(yàn)于一體，以此可直觀的從結(jié)果數(shù)據(jù)中找到不同變量對(duì)耗能需求的影響。達(dá)到能耗節(jié)約與用戶舒適度的平衡。如圖 6 所示為核心診斷框架。

 圖 6 Hr-AI 核心診斷構(gòu)架

Hr-AI 綜合能耗管控系統(tǒng)具有以下功能：

1. 耗能設(shè)備能效的提升。

2. 能源實(shí)時(shí)消耗量的監(jiān)測(cè)。 

3. 降低酒店能耗成本，節(jié)約能源。 

4. 能源消耗負(fù)荷預(yù)測(cè)。 

5. 降低尖峰負(fù)荷。 

六、Hr-AI 系統(tǒng)帶來的效益

從企業(yè)的角度來講，企業(yè)在發(fā)展與變革的過程中，能源管理能力也會(huì)有更高的要求。智能化系統(tǒng)是最快捷、最有效的實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值提升的手段之一，能源管理智能化、精細(xì)化是發(fā)展的關(guān)鍵。

1、能源智能化管理，提高管理效率

能耗監(jiān)控系統(tǒng)是一套智能化的技術(shù)平臺(tái)，將數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，通過在線診斷集中監(jiān)控平臺(tái)等實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理，提高管理效率。

2、提升能源管理水平

能耗監(jiān)控系統(tǒng)是進(jìn)行能源管理決策的最科學(xué)依據(jù)，通過關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息了解問題的輕重緩急，有層次地展開工作；還可以為管理指令提供清晰的數(shù)據(jù)依據(jù)，便于目標(biāo)的確定和任務(wù)的分解，提高能源管理水平。 

3、節(jié)能降耗、降低運(yùn)營(yíng)成本

能耗監(jiān)控系統(tǒng)通過能耗可視化管理、能耗動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)從不同角度對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗異常，根除能耗漏洞，減少能耗損失、降低運(yùn)營(yíng)成本，提高效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4、能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化

系統(tǒng)提供翔實(shí)可靠的能源數(shù)據(jù)，通過比對(duì)不同狀況、用能設(shè)備的能源投入產(chǎn)出比，挖掘系統(tǒng)的效能指標(biāo)，持續(xù)不斷地為管理人員提供合理的運(yùn)行調(diào)節(jié)建議。

5、為節(jié)能改造提供客觀依據(jù)

盲目的進(jìn)行建筑節(jié)能改造，可能造成建筑節(jié)能不節(jié)錢，系統(tǒng)以能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)，指明最佳改造方向，為用戶帶來最高節(jié)能收益。

而對(duì)政府來說，城市酒店安裝智能綜合管控系統(tǒng)的實(shí)施，可以更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生態(tài)城宜居目標(biāo)。能耗精細(xì)控制也極大的降低了城市能源缺乏的壓力與污染物的排放，有利于創(chuàng)建和諧社區(qū)、和諧社會(huì)。

七、應(yīng)用案例

應(yīng)用案例 1：海德酒店集餐飲、洗浴、住宿、康樂為一體的五星級(jí)休閑主題酒店，擁有客房 130 多間和多功能洗浴中心。本產(chǎn)品于2021 年改造投入運(yùn)行后能耗對(duì)照如下表：

2021 年度熱水鍋爐節(jié)能表

 2021 年度蒸汽鍋爐節(jié)能表

具體硬件改造過程如下所示：

        圖 7 設(shè)備改造畫面

實(shí)施軟件畫面如下：

      圖 8 空氣泵控制畫面

 圖 9 空調(diào)系統(tǒng)控制畫面

           圖 10 煙氣回收控制畫面

圖 11 AIAO 參數(shù)顯示界面

           圖 12 冷卻塔系統(tǒng)控制界面

從以上數(shù)據(jù)分析可以看出，本產(chǎn)品在 2021 年一整年的投入運(yùn)行測(cè)試中，平均節(jié)能率達(dá) 33％，節(jié)約能耗明顯，大幅降低了酒店因鍋爐耗能所產(chǎn)生的浪費(fèi)，為企業(yè)節(jié)能降耗增效提供了有力的支持。