中國移動通信集團有限公司政企客戶分公司（簡稱：政企分公司），成立于2012年8月，是中國移動通信集團下屬經營集團客戶市場的專業(yè)化分公司。政企分公司作為政企市場經營和新業(yè)務開拓的專業(yè)化公司，立志成為“全球領先的行業(yè)數(shù)字化運營商”，成為跨行業(yè)專業(yè)化運營、共創(chuàng)行業(yè)數(shù)字化新價值的企業(yè)集團。政企分公司不斷追求成為萬物智聯(lián)新時代的先行者、行業(yè)數(shù)字化變革的賦能者、合作共贏大生態(tài)的開拓者，在各行業(yè)數(shù)字化創(chuàng)新浪潮中發(fā)揮賦能支撐和方向引領的作用。政企分公司著力構建“政企2.0”戰(zhàn)略藍圖，經營范圍橫跨政務、金融、教育、交通、醫(yī)療、工業(yè)能源、互聯(lián)網、農商等8個重點行業(yè)，整合云、管、端能力，提供行業(yè)整體解決方案，賦能數(shù)字化轉型。
《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》要求強化建筑節(jié)能，強化既有居住建筑節(jié)能改造，實施改造面積5億平方米以上，完成公共建筑節(jié)能改造面積1億平方米以上。中央空調作為建筑中不可或缺的組成單元，耗電量十分巨大。我國能源總消費中建筑能耗占比超過30%，中央空調能耗約占整個樓宇能耗的30%~60%，通過節(jié)能控制，中央空調系統(tǒng)可節(jié)約10%~50%能耗，節(jié)能利益空間巨大。對中央空調進行節(jié)能改造是國家政策要求和客戶節(jié)能減排的利益訴求。
一、關鍵詞
中央空調，節(jié)能控制，節(jié)能減排，設備上云
二、發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
中國移動通信集團有限公司政企客戶分公司
胡偉：huwei@chinamobile.com; 13911685313
張翠柳：zhangcuiliu@chinamobile.com; 15201614921
三、合作公司
青島海爾空調電子有限公司
四、測試床項目目標和概述
本測試床面向中央空調用戶，以設備智能連接、數(shù)據(jù)采集能力為基礎，通過2G、4G、NB-IoT等技術實現(xiàn)空調設備上網，將中央空調系統(tǒng)主機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等設備的運行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等傳輸至云端，通過云端智能化分析選擇當前狀態(tài)下最優(yōu)運行邏輯，控制中央空調系統(tǒng)各設備的運行，實現(xiàn)系統(tǒng)高效節(jié)能運行及自動化運維管理，解決客戶中央空調系統(tǒng)能耗高、運維成本高等問題。
測試床主要測試目標為節(jié)能算法的有效性，同時節(jié)能算法可根據(jù)專家經驗和運行數(shù)據(jù)分析進行更新、迭代和優(yōu)化。系統(tǒng)可實現(xiàn)節(jié)能運行、實時監(jiān)測、遠程控制、能耗分析、故障預警、智能維保6種功能。
（1）節(jié)能運行
通過采集空調設備狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)，經過平臺智能化分析生成最優(yōu)運行方案，下發(fā)控制指令至空調系統(tǒng)，調整主機、水泵、冷卻塔等設備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)中央空調系統(tǒng)節(jié)能。
（2）實時監(jiān)測
實時監(jiān)測空調系統(tǒng)狀態(tài)和運行參數(shù)，如壓縮機工作狀態(tài)，進出水溫度，系統(tǒng)運行狀態(tài)等，實現(xiàn)設備遠程智能監(jiān)測。
（3）遠程控制
通過Web端、手機端遠程控制中央空調系統(tǒng)運行狀態(tài)，如開關、制冷模式、溫度等。
（4）能耗分析
對中央空調系統(tǒng)的耗電量、制冷量、能效比等參數(shù)進行分析。
（5）故障預警
對可能出現(xiàn)的故障、預警信息進行提示，如機組故障、水流丟失保護、設備清洗等并針對預警內容給出處理建議。
（6）智能維保
根據(jù)使用時長、設備情況定時提醒用戶進行維保，詳細說明維保項目及內容，指導用戶進行維保。
五、測試床解決方案架構
(一) 測試床應用場景
使用中央空調系統(tǒng)的大型高耗能樓宇，如數(shù)據(jù)中心、寫字樓、酒店、綜合商體、機場、地鐵等，通常建筑面積超過2萬平方米，中央空調年耗電量超過100萬度，通過將中央空調接入空調云平臺進行綜合節(jié)能控制，可節(jié)約10%~50%空調能耗，有效降低用戶用電成本。
(二) 測試床重點技術
（1）系統(tǒng)綜合節(jié)能控制
傳統(tǒng)空調系統(tǒng)的主機、水泵、冷卻塔等設備獨立運行，沒有進行整體的節(jié)能控制，系統(tǒng)運行效率低；例如冷卻水溫度越低，主機運行能效越高，但冷卻水溫度的降低卻會增加冷卻塔風扇的能耗，不同設備之間的最優(yōu)運行工況差異給空調系統(tǒng)整體能效的優(yōu)化調節(jié)帶來了極大困難。本測試床采用的系統(tǒng)綜合節(jié)能控制技術可以通過傳感器和空調定制網關采集并獲取主機、水泵、冷卻塔等設備的運行狀態(tài)參數(shù)并對數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，在此基礎上借由節(jié)能算法自動生成當前工況下系統(tǒng)最優(yōu)運行方案，并將控制邏輯下發(fā)到設備執(zhí)行，實現(xiàn)中央空調系統(tǒng)的高效節(jié)能。
（2）冷量按需索配
傳統(tǒng)空調系統(tǒng)的冷量供應恒定不變，這會造成人員體驗差和能源浪費。例如一棟寫字樓，在空調冷量供應不變的情況下，隨著進入人數(shù)的不斷增多，人員會出現(xiàn)悶熱感，相反隨著人員的減少，則會出現(xiàn)冷感，同時也造成了能源的浪費。本測試床可以根據(jù)當前室內外環(huán)境參數(shù)自動對比系統(tǒng)制冷能力與冷負荷需求，并動態(tài)調整冷量輸出，實現(xiàn)冷量按需索配。
（3）機房無人值守
常規(guī)空調系統(tǒng)需要人工定期巡檢，故障發(fā)現(xiàn)不及時的情況時有發(fā)生。本測試床可以通過遠程控制、故障預警和智能維保功能實現(xiàn)最少人力投入甚至是無人情況下，空調系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。
(三) 技術創(chuàng)新性及先進性
傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)主機、水泵、閥門、冷卻塔等設備只能依靠人工根據(jù)經驗在現(xiàn)場進行簡單的啟停、調節(jié)操作，無法根據(jù)環(huán)境變化、負載需求動態(tài)調整設備的運行狀態(tài)。而本測試床以設備智能連接、數(shù)據(jù)采集能力為基礎，通過2G、4G、NB-IoT等技術實現(xiàn)空調設備上云，采集中央空調系統(tǒng)主機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等設備的運行狀態(tài)實現(xiàn)實時監(jiān)控。根據(jù)中央空調的運行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等信息，選擇當前工況下最優(yōu)運行方案，控制中央空調系統(tǒng)各設備的運行，實現(xiàn)高效節(jié)能服務，解決客戶中央空調系統(tǒng)能耗高、運維成本高等問題。
(四) 測試床解決方案架構
本測試床總體方案架構如下圖所示。底層通過可適配多種協(xié)議和通信方式的定制空調網關采集中央空調主機、冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔、風機盤管、控制柜等設備的運行數(shù)據(jù)，通過2G/4G/NB-IoT方式上傳數(shù)據(jù)至工業(yè)互聯(lián)網基礎平臺，空調云平臺通過工業(yè)互聯(lián)網基礎平臺收集設備數(shù)據(jù)和下發(fā)指令。
圖1.空調云節(jié)能控制系統(tǒng)總體方案架構
本測試床的功能架構如下圖所示：
圖2.空調云節(jié)能控制系統(tǒng)功能架構
l 接口層：實現(xiàn)平臺間的接口定義。
l 數(shù)據(jù)層管理：實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和處理，持久化設備的運行參數(shù)和設定參數(shù)，并保存設備周圍溫濕度，參與數(shù)據(jù)運算和算法生成與優(yōu)化。
l 業(yè)務能力層：實現(xiàn)節(jié)能算法控制、設備監(jiān)測、遠程控制、能耗報告、機組異常告警、維保建議提醒等功能。
l 交互層：實現(xiàn)平臺與用戶的頁面交互，包括Web端和App端，空調管理人員、空調擁有人員、空調使用人員、平臺運營人員擁有不同的管理和查看權限。
六、預期成果
(一) 測試床的預期測試結果，針對測試項
本測試床預期在項目結束時驗證節(jié)能算法的有效性，同時節(jié)能算法可根據(jù)專家經驗和運行數(shù)據(jù)分析進行更新、迭代和優(yōu)化。系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能運行、實時監(jiān)測、遠程控制、能耗分析、故障預警、智能維保6種功能。
(二) 商業(yè)價值
本測試床是對傳統(tǒng)電器產品的功能升級，實現(xiàn)了電器設備與服務的智能化。測試床通過空調專用網關，將傳統(tǒng)中央空調設備連接至網絡，對設備的運行狀態(tài)進行統(tǒng)計和監(jiān)測，并通過云端分析實現(xiàn)設備的高效、節(jié)能運行，推動空調產品升級，提升空調產業(yè)價值，助力企業(yè)智慧運營。
(三) 經濟效益
主流商業(yè)建筑規(guī)模10萬平米，空調年耗電約500萬元，通過節(jié)能控制，空調系統(tǒng)可降耗10%~50%，取平均水平30%則每年可為用戶節(jié)約電費150萬元。此外，通過遠程控制、故障預警和智能維保功能實現(xiàn)的機房無人值守，也可以大幅減少企業(yè)人員的投入，降低人力資源成本。
(四) 社會價值
（1）促進兩化融合，推動行業(yè)跨界合作，提升工業(yè)產品與服務價值
中國移動與海爾聯(lián)合打造空調云產品，打破了制冷、暖通行業(yè)與IT、通信行業(yè)的專業(yè)壁壘，實現(xiàn)雙方產品的融合創(chuàng)新。更是通過新一代信息技術的發(fā)展，實現(xiàn)了社會資源的節(jié)約。通過兩化融合，推進制造業(yè)的轉型升級。
（2）積極響應國家節(jié)能減排要求，解決能耗高、管理不到位問題
《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》要求強化建筑節(jié)能，強化既有居住建筑節(jié)能改造，實施改造面積5億平方米以上，完成公共建筑節(jié)能改造面積1億平方米以上。發(fā)改委等4部委聯(lián)合發(fā)布的《關于請組織申報2014年云計算工程的通知》要求：新建數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.5。目前國內機房已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5% ，PUE在1.5以下的僅占10%左右。工信部也要求狠抓工業(yè)節(jié)能降耗，大力推廣先進節(jié)能技術和產品。本測試床通過對空調系統(tǒng)進行節(jié)能控制，可有效提升空調系統(tǒng)能效，降低能耗10%~50%。
七、測試床技術可行性
(一) 物理平臺
本測試床涉及的物理設備包括：
1） 傳感器組
2） 中央空調設備及自身控制系統(tǒng)
3） 空調專用網關（中國移動智能硬件）
4） 數(shù)據(jù)回傳網絡（2G/4G、NB-IoT）
5） 運行移動云所需的計算服務器、存儲設備、網絡設備
(二) 軟件平臺
本測試床涉及的軟件平臺包括：
1）中國移動空調云平臺（簡稱“空調云”）：空調云節(jié)能控制系統(tǒng)面向具有節(jié)能需求的空調用戶，可針對不同用戶需求提供定制空調網關，通過平臺智能化分析，實現(xiàn)空調系統(tǒng)節(jié)能運行、遠程監(jiān)控、智能維保，使空調系統(tǒng)運行更加可靠、高效、節(jié)能。
2）中國移動工業(yè)互聯(lián)網基礎平臺（簡稱“基礎平臺”）：空調云建立在基礎平臺之上，通過基礎平臺采集數(shù)據(jù)、下發(fā)指令。基礎平臺是中國移動工業(yè)互聯(lián)網“1+N”產品體系的基礎和核心，支持物聯(lián)卡/設備接入管理及監(jiān)控，并為工業(yè)客戶構建通用的工業(yè)互聯(lián)網能力支撐，包含IoT能力、大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)AI等能力，幫助工業(yè)客戶快速的搭建工業(yè)互聯(lián)網應用，滿足工業(yè)、能源行業(yè)客戶及應用的通用需求，同時提供合作伙伴的引入和管理服務，助力構建開放共贏的工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)。
3）移動云：空調云和基礎平臺運行于移動云。作為公有云平臺，“移動云”搭建IaaS、PaaS、SaaS完整三層架構產品體系，通過云計算與網絡資源的系統(tǒng)互連，為客戶提供云網融合整體服務，實現(xiàn)智能計算、海量存儲、高速互聯(lián)、精準調度、快速分發(fā)，同時可廣泛應用于政務、教育、金融、醫(yī)療、互聯(lián)網和媒體等行業(yè)。
八、和AII技術的關系
(一) 與AII總體架構的關系
本測試床符合AII工業(yè)互聯(lián)網總體架構以及在網絡體系、數(shù)據(jù)體系和安全體系方面的架構。同時以節(jié)能運行、實時監(jiān)測、遠程控制、能耗分析、故障預警、智能維保為核心功能的重點測試技術則驗證了AII工業(yè)互聯(lián)網體系架構網絡模塊中的網絡互連（空調設備網絡連接）；數(shù)據(jù)模塊中的產業(yè)數(shù)據(jù)采集交換、數(shù)據(jù)集成處理以及產業(yè)建模和分析功能。
圖2.AII工業(yè)互聯(lián)網體系架構
(二) 安全聯(lián)系人
張翠柳 中國移動空調云產品經理
(三) 與已存在AII測試床的關系
本測試床與之前已經審批的測試床無任何關聯(lián)。
九、交付件
測試床的交付件包括：
1） 解決方案設計書
2） 空調專用網關
3） 空調云節(jié)能控制系統(tǒng)
十、測試床使用者
非發(fā)起方的測試床參與者可以使用本測試床的所有操作功能，但僅限于功能的操作使用，禁止泄露給同行業(yè)的第三方。
十一、 知識產權說明
中國移動通信集團有限公司政企客戶分公司擁有對基于空調云平臺的節(jié)能控制系統(tǒng)測試床的建設、運營以及使用權。
十二、 部署，操作和訪問使用
平臺部署在中國移動IDC/云計算資源池上，并為青島海爾相關人員提供訪問權限。
十三、 資金
測試床建設為自有資金，穩(wěn)定充足，同時也會爭取專項資金支持。
十四、 時間軸
本測試床為短期項目，測試床驗證的時間進度安排如下：
2018年9月-2018年12月：需求調研，平臺功能、架構設計
2019年1月-2019年3月：搭建空調云節(jié)能控制系統(tǒng)
2019年4月-2019年6月：項目現(xiàn)場勘察，方案設計
2019年7月-2019年9月：項目節(jié)能改造工程實施，實現(xiàn)空調云節(jié)能控制系統(tǒng)接入
2019年10月-2019年12月：節(jié)能效果評估
十五、 附加信息
測試床具備良好的可復制性，可在數(shù)據(jù)中心、寫字樓、酒店、綜合商體、機場、地鐵等使用中央空調且具有節(jié)能需求的高耗能樓宇場景中應用。同時以采集、監(jiān)測、算法、調節(jié)為核心的云化、智能化節(jié)能解決方案也適用于所有電器產品的節(jié)能。
聲明
本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點、建議，不構成法律建議，也不應替代律師意見。本報告所有材料或內容的知識產權歸工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟所有（注明是引自其他方的內容除外），并受法律保護。如需轉載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權許可。未經授權許可，任何人不得將報告的全部或部分內容以發(fā)布、轉載、匯編、轉讓、出售等方式使用，不得將報告的全部或部分內容通過網絡方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內相關描述及相關數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者，本聯(lián)盟將追究其相關法律責任。
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