Hr-AI 酒店综合能耗管控系统
1、酒店设备功率选型偏大，所有设备的设计都留有 20-30%的余量，再加上供货商选型时功率都往往偏大，普遍存在大马拉小车现象， 设备运行时偏离了最佳能耗曲线，造成能耗浪费。
2、能耗管控自动化程度较低，空调、热水、供暖等系统是一种复杂的耦合系统，天气冷热、时段、季节等有关条件同时影响供热量或供冷量，人工调控非多即少，难以精确调控，既影响了客人的舒适度，又造成了能耗浪费。
3、没有完善的数据采集系统，无法实时记录往年能耗数据，也缺乏大数据分析的专业技术人员。对于酒店整体能耗系统的管控和优化，不能够提供精确的数据支撑，造成整体能耗居高不下。
1、星级酒店消耗的能源由水、电和天然气组成，水耗占的比例较小，电和天然气加起来占到总能耗的 90%以上。且所有耗能设备的设计都留有 20-30%的余量，缺少能耗监控设备；
2、空调、热水、供暖等系统是一种复杂的耦合系统，人工对天气、时段、季节等变化下对应的热量调控处于盲目状态，不精准，不及时；
3、整体能耗系统是一个无反馈系统，缺乏诊断设备，且没有完整的数据采集分析和调节周期表，无法对实际耗能情况进行实时反馈。
(1) 通过物联网技术将所有设备进行连接，远程采样系统运行参数，实现数据实时传输和存储、设备的集中监控和控制。
(2) 利用综合能耗管控云平台实现大数据的分析和深度学习，知识规则库决策，得到人工经验规则，给出最优设备参数和系统改造方案， 最终将系统的运行情况数字化。
(3) 管控系统应用了人工智能算法，可以根据外部气候的变化、住户使用习惯，建筑结构、系统功能分布等众多参数，从而调节尖峰负荷，实现故障报警和初步定位。
酒店综合能耗管控系统功能包括：
(1)能耗在线诊断；
(2)运行参数分析；
(3)智能调节设备；
(4)优化耗能环节。
各个环节进行全面协调分工协作，从而实现对整个酒店能动系统的优化与节能控制。使系统的运行情况数字化，高效化，达到平均节能率提高 30%以上。
Hr-AI 系统应用了人工智能算法、物联网信息联通、云计算等领先技术，构建了深度学习规则库(类专家系统)，实现智能监控策略， 作为酒店行业基于人工智能平台的能耗管控解决方案，可以实现对整个酒店能动系统的优化与节能控制。
图 1 Hr-AI 能耗管控系统图
Hr-AI 智能酒店综合能耗管控系统可以根据一天当中的天气、所处时段、所在季节众多参数，基于试验设计和人工智能的深度学习， 通过物联网技术远程采样系统参数，云平台同步计算，知识规则库决策，最终将系统的运行情况数字化，使得整个系统高效地运行，可以大大节约系统的能耗，平均节能率达到 30%以上；调节尖峰负荷；实现故障报警和初步定位，并为系统的故障诊断提供数字依据。
公司自主研发了专门为酒店综合能耗智能化管控定制的全新软硬件系统，该系统可实现酒店能耗智能化管控，对酒店存在能耗故障进行在线诊断，诊断设备将系统运行数据上传到酒店综合能耗管控平台，平台通过软件分析，给出最优设备参数和系统改造方案。
图 2 Hr-AI 能耗管控系统主界面
系统围绕能源、网络和住户展开，提高供能系统的管理手段，实现智慧能源管理与互联网技术应用的管控一体化平台，调高调度效率，便于高层管理决策。监控网络架构主要由四层结构组成：感知层、网络层、平台层和应用层。
1） 感知层包括一体化的数据采集、计量分析和实时控制系统， 主要组成为仪器仪表设备和现场 PLC 控制器。
2） 网络层能够通过各种网络系统，将实时数据传输到调度管理中心，管理中心也可以通过网络系统将控制指令下达到现场控制器， 执行控制调节指令。
3） 平台层负责接收各现场监控设备发来的数据，将实时运行参数存储在数据中，为后续的管理、分析、控制提供基础数据，并对数据进行存储、分析、报警、报表打印。
4） 应用层为运行人员的直接使用层面，实时对上传数据进行连续动态分析，并可以依据分析结果下达调节指令。
控制功能通过整个供能系统参数的计算，得出理论功能系统负荷情况，并根据它调整各系统的实际负荷数实现。在保证节能的基础上， 延长各系统的使用寿命。
图 3 Hr-AI 采集系统框架
通过模拟酒店三维画面，实时监视酒店的能源能量流、信息流和价值流，结合模拟位置实现能源站、耗能设备、住户情况和生产管理全方位的实时关键数据监测，同时通过诊断预警中心的计算可在三维画面上的相关位置上展示告警信息，可以非常快速准确的定位关键和告警相关位置和设备,可以实时远程看到酒店重要区域设备画面。
图 4 Hr-AI 监控画面
用能侧监管包含区域能耗、设备能耗、住户能耗等分析各项指标的实时曲线、历史曲线和同比环比曲线，围绕监管电、冷、热、气、水和汽相关设备，如电能表、变压器、配电室、中水站、中央空调、变电站、供水管网设备，从不同的角度统计和展示能耗情况。
1）实时监测
动态显示电、冷、热、气、水和汽的能耗状况。
2）实时分析
各监测电、冷、热、气、水和汽逐时、逐日、逐月、逐年各项指标累计和排序。
3）分类能耗
按照能源种类分为电、冷、热、气、水和汽进行计量，做到每类负荷逐时、逐日、逐月、逐年各项指标累计、排序、分析。
4）分项能耗
按照负荷性质分为设备类型进行分项计量，做到各分项回路逐时、逐日、逐月、逐年能耗统计、分析。
5）分户能耗
按照用户类型进行分户计量，做到每个用户逐时、逐日、逐月、逐年能耗累计、排序、分析。
6）节能分析
统计出监测分类、分项、分户能耗值，进行分析后对能耗大的项目进行深入分析。
7）节假日能耗
统计出监测电、冷、热、气、水和汽工作时间、休息时间、节假日时间的历史能耗值，并对待机能耗、工作能耗、节假日能耗进行分析,掌握设备待机能耗情况。
针对燃气锅炉供冷供热系统、常规制冷系统、生产运行等关键设备和运行情况、充电桩试用和运行情况、变电站运行情况、生产运行异常等通过数据自动分析进行诊断预警，实时全方位提醒和报警和预警。
通过对能耗分析预测，结合经济因素，系统实时动态生成合理的负荷设置方案，供运行人员参考。
运营管理包含巡检管理、检修管理、缺陷管理、安全管理、运行记录、设备管理、人员部门管理和值班管理等核心功能，能够实现轻松、规范、细致的运营业务一体化管理工作。提高管理效率、掌握及时、准确、全面的生产动态，有效控制运营过程。
Hr-AI 能耗管控系统运用人工智能、物联网、云计算等领先技术， 利用人工智能和深度学习的最新成果，采集实时运行数计算各耗能设备在不同时段，不同天气，不同温度下能源使用情况；然后将采集到的数据与模型相结合得到参数，进行大数据分析；最终生成调节周期表，实现对各个设备单元的精准调控，当实时数值超出设定的阈值时， 还会对系统进行反馈，以达到实时调控。综合性的能耗管控系统方案， 可以实现对整个酒店耗能的最优控制，起到大幅节能降耗的作用。如图 5 所示为核心技术框架。
系统设计主要分为监控系统和物联网云平台两部分。监控系统负责采集传感器和智能抄表系统收集到的数据，利用酒店内原有的网络基础或使用独立的通信模块将监控数据上传到服务器。物联网云平台，负责接收并处理发送的传感器数据，再根据设定阈值逻辑判断房间内节能情况，通过可视化界面将监控数据展现给酒店管理人员。同时，系统还可以根据有效数据进行自学习，形成和构建知识规则库， 类似于专家系统，集大量人工经验于一体，以此可直观的从结果数据中找到不同变量对耗能需求的影响。达到能耗节约与用户舒适度的平衡。如图 6 所示为核心诊断框架。
图 6 Hr-AI 核心诊断构架
Hr-AI 综合能耗管控系统具有以下功能：
1. 耗能设备能效的提升。
2. 能源实时消耗量的监测。
3. 降低酒店能耗成本，节约能源。
4. 能源消耗负荷预测。
5. 降低尖峰负荷。
从企业的角度来讲，企业在发展与变革的过程中，能源管理能力也会有更高的要求。智能化系统是最快捷、最有效的实现企业价值提升的手段之一，能源管理智能化、精细化是发展的关键。
1、能源智能化管理，提高管理效率
能耗监控系统是一套智能化的技术平台，将数据采集、存储，通过在线诊断集中监控平台等实现系统化管理，提高管理效率。
2、提升能源管理水平
能耗监控系统是进行能源管理决策的最科学依据，通过关键的数据信息了解问题的轻重缓急，有层次地展开工作；还可以为管理指令提供清晰的数据依据，便于目标的确定和任务的分解，提高能源管理水平。
3、节能降耗、降低运营成本
能耗监控系统通过能耗可视化管理、能耗动态化监测从不同角度对能耗数据进行分析，及时发现能耗异常，根除能耗漏洞，减少能耗损失、降低运营成本，提高效益，实现可持续发展。
4、能源系统运行优化
系统提供翔实可靠的能源数据，通过比对不同状况、用能设备的能源投入产出比，挖掘系统的效能指标，持续不断地为管理人员提供合理的运行调节建议。
5、为节能改造提供客观依据
盲目的进行建筑节能改造，可能造成建筑节能不节钱，系统以能耗数据为依据，指明最佳改造方向，为用户带来最高节能收益。
而对政府来说，城市酒店安装智能综合管控系统的实施，可以更进一步实现生态城宜居目标。能耗精细控制也极大的降低了城市能源缺乏的压力与污染物的排放，有利于创建和谐社区、和谐社会。
七、应用案例
应用案例 1：海德酒店集餐饮、洗浴、住宿、康乐为一体的五星级休闲主题酒店，拥有客房 130 多间和多功能洗浴中心。本产品于2021 年改造投入运行后能耗对照如下表：
2021 年度热水锅炉节能表
海德酒店热水锅炉 | ||||
日期 | 历史每月用气量（Nm³） | 改造后每月用气量（Nm³） | 节约气量（Nm³） | 节能率（%） |
1月 | 21137 | 13999 | 7138 | 34% |
2月 | 29432 | 15426 | 14005 | 48% |
3月 | 20909 | 6580 | 14329 | 69% |
4月 | 19980 | 6580 | 13401 | 67% |
5月 | 19210 | 7488 | 11722 | 61% |
6月 | 14133 | 12008 | 2125 | 15% |
7月 | 12533 | 9358 | 3176 | 25% |
8月 | 13392 | 5376 | 8016 | 60% |
9月 | 15457 | 6128 | 9328 | 60% |
10月 | 17094 | 7488 | 9606 | 56% |
11月 | 15075 | 15493 | -418 | -3% |
12月 | 19280 | 14024 | 5256 | 27% |
合计 | 217632 | 119948 | 97684 | 43% |
2021 年度蒸汽锅炉节能表
海德酒店蒸汽锅炉 | ||||
日期 | 历史每月用气量（Nm³） | 改造后每月用气量（Nm³） | 节约气量（Nm³） | 节能率（%） |
1月 | 19405 | 13887.00 | 5517.67 | 28% |
2月 | 25060 | 17526.00 | 7534.00 | 30% |
3月 | 18564 | 17526.00 | 1038.33 | 6% |
4月 | 19045 | 17526.00 | 1519.00 | 8% |
5月 | 19721 | 17526.00 | 2194.67 | 11% |
6月 | 21126 | 16130.00 | 4996.33 | 24% |
7月 | 21277 | 17208.00 | 4068.67 | 19% |
8月 | 23210 | 15670.00 | 7540.33 | 32% |
9月 | 21823 | 15136.00 | 6687.33 | 31% |
10月 | 20743 | 15732.00 | 5010.67 | 24% |
11月 | 17947 | 9970.00 | 7977.00 | 44% |
12月 | 18578 | 15583.00 | 2994.67 | 16% |
合计 | 217632 | 189420.00 | 57078.67 | 23% |
具体硬件改造过程如下所示：
实施软件画面如下：
图 9 空调系统控制画面
图 11 AIAO 参数显示界面
从以上数据分析可以看出，本产品在 2021 年一整年的投入运行测试中，平均节能率达 33％，节约能耗明显，大幅降低了酒店因锅炉耗能所产生的浪费，为企业节能降耗增效提供了有力的支持。
