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基于人工智能技术的智慧供热体系的应用与分析

林辉
  
富网媒体号
2024年157期
天津市政工程设计研究总院有限公司 天津 300000

摘要:人工智能技术的智慧供热体系,立足于“互联网+”及物联网架构,采用先进的室内温度监测技术、智能化调控和信息交流手段,打造了一套全新的人工智能驱动型智慧供热系统。此系统有效提升了企业的管理效率,促进了供热智能化与节能技术的深入发展,降低了能源消耗,减轻了环境污染,满足了管网精确供热的现实需求。本文详细介绍了基于人工智能技术的智慧供热体系的搭建与构成以及体系的应用。

关键词:人工智能;供热;室温;监测

1.体系的搭建与构成

1.1人工智能技术的引入

人工智能,简称AI,开发出模拟、延伸及扩展人类智慧的理论体系、技术手段与应用系统,属于一门前沿的技术学科。在供热领域,融合人工智能理论与技术,推行冬季换热站的自主学习模式,以智能化方式指导其运作。通过与互联网及物联网平台的结合,运用大数据和云计算技术,推进供热产业链向低碳、自动化、智能化方向发展,实现精准供热,使热力站无人监管成为可能,同时实现管网运行参数的远程调控和能耗的智能分析与平衡。

1.2体系模型的建立

人工智能控制系统融合了关键的物理热力学公式与统计学的黑箱理论。物理模型依据普遍认可的物理法则来表征系统特性,这些法则被视作科学上的确切结论。尽管如此,物理公式往往只能对复杂的现实情况做一个大致的预测,它们默认对整个系统的充分了解和测量,却忽略了诸如居民行为等可能对系统造成显著影响的实际因素。而黑箱模型以其高度适应性著称,不直接从物理角度进行解释,而是通过数据分析来揭示相关性和影响,从而掌握那些物理公式难以描述的复杂现象。然而,黑箱模型在数据传输量有限或数据质量不佳时,其表现并不尽如人意。结合黑箱模型与物理模型的人工智能模型,则能在各种条件下维持其精确度,并能够揭示那些物理方程所无法展现的复杂特性。

1.3体系的搭建与实现

人工智能体系借助服务器将海量数据云计算与热交换站控制系统、用户室内温控监测系统紧密集成,打造了一个用户端至热源端的多层互动与智能化管理网络。室内温度数据一般通过无线物联网感应器来收集,这些感应器是依靠电池驱动的,能够测量室内的温度和湿度。智能控制系统可以与任何联网的温度感应器匹配使用。在一般情况下,公寓楼中10%至100%的住户需安装室内温度感应器。较高的感应器安装率减少了由感应器误差或居民行为引起的错误读数可能性。然而,在大型建筑中,仅仅10%的感应器安装率就足以准确地反映整个建筑的状况。通过特定的网关设备对传感器数据实施采集,此类设备依据传感器的种类由物联网服务商负责部署。该设备会直接或通过换热站控制器等中间设备与云端大数据平台建立通信连接,该平台负责汇总所有检测数据以及其他输入信息,执行必要的数据处理并下达控制指令。在供热系统的实际操作中,人工智能系统可以接入换热站已有的控制器。这些控制器的主要任务是接收人工智能系统计算出的设定参数,并确保供热系统遵循这些参数进行调节。云端大数据平台提供了一系列数据分析工具、异常检测功能、供热参数调节以及人工智能性能的监控。通过实现建筑环境的可视化展示,或是利用通用的图形工具,该平台能够协助实时监控公寓楼和换热站的测量数据,调整换热站的参数设置,并对历史数据进行查阅与分析。此外,大数据云服务器承担着数据的存储和管理职责,并将数据传输至人工智能系统。系统处理后的优化控制信号由服务器转发至换热站的控制系统,进而自动分发至现场控制器,现场控制器则按照预设的控制逻辑完成控制目标的执行。

2.基于人工智能技术的智慧供热体系的应用

2.1实施智能化管控

在供热管理过程中,AI智能技术的作用在于自动调整热源输出、热网流量分配等,旨在实现能源利用效率的最大化和环境影响的最小化。结合历史数据和实时监测,AI算法可以预测恒温控制器或供热系统的潜在故障,提前进行维护,减少故障带来的能源损失和影响。并且,智能供热系统还具备自适应学习能力,能够不断优化算法,以适应气候变化和用户需求的变化,从而实现更加精细化的能源管理。通过整合建筑内的可再生能源资源,如光伏、风电等,智能供热系统可以有效降低对化石燃料的依赖,减少温室气体排放。此外,在供热管网的关键节点安装传感器,能够实时监测房间内部的温度数据,从而对温度进行更精确地控制,科技的进步,市场上逐步涌现出精确度更高、更为智能化的恒温器,这些恒温阀门是根据散热器的特性专门设计的,旨在最大限度地减少误差。

2.2改变传统供热模式

供热企业面临着从传统管理向智能化管理转型的迫切需求。高效管理延伸至二次供热管网,不仅是对现有资源的最大化利用,也是对能源消耗的有效控制。在此过程中,供热企业必须拥抱变革,增加资金投入,以构建更加智能化的供热管网系统。这包括引进和应用行业内先进技术设备,比如使用物联网、大数据分析、变频控制、DCS控制、无线远程数字模拟量控制等前沿技术,实现供热管网的实时监控和智能分析,提升供热系统的自动化和智能化水平。通过技术融合,供热管网的运行效率和响应速度将得到显著提高,故障诊断和预测维护的能力也将大幅提升。此外,对小区供热管网进行科学合理的等级划分,也是确保供热服务质量的关键。通过部署流量计、压力表、温度计等传感设备,可以实时采集管网运行数据及供热信息的高度集成。这些数据的实时反馈和分析,为生产调度中心提供了精确的远程调控依据,使得热量分配更加精准高效。

2.3构建多能互补系统

多能互补系统通过一体化管理理念,将多种分布式能源集成到一个综合性的能源网络中,形成一个多元化的能源互联网。为了实现多能互补,需建立一个以“互联网+”为核心的智能能源利用体系。该体系能够有效协调各种能源的运用,增强清洁能源的推广,进而提高供热系统的运行效率。这一模式在城镇供热系统中表现尤为突出,它能整合城镇及其周边的清洁资源,助力实现低碳环保和节能减排的目标。通过引入新质生产力、储能技术、光伏、风电等创新技术和新能源,能优化现有的供热方式,可为传统供热系统带来革命性变革,也是实现可持续发展的重要途径。

3结论

采用人工智能技术构建的智能供热系统,在提升供热效果方面取得了显著成效,有效提高了对用户居室内温控的精确管理,进一步改善了建筑内部的水力均衡状态。此举不仅极大提升了热用户的舒适体验,还显著减少了用户的不满和投诉。此外,它还确保了热交换站设备在最佳效率状态下运转,有效降低了二次供热网络的能量消耗,同时减轻了外部气温波动对室内温度的影响。

参考文献

[1]钟崴,陆烁玮,刘荣.智慧供热的理念、技术与价值.区域供热,2018(2).

[2]胡真,张振亮,孙中胜,等.城市供热热用户管控系统的调节策略研究及应用.区域供热,2018(2).

[3]何乐.智能楼栋平衡系统在供热二次网中的应用分析.区域供热,2018(2).

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