在追求“雙碳”目標(biāo)的宏大背景下,公共建筑與工業(yè)設(shè)施的節(jié)能改造已成時代浪潮。然而,核設(shè)施因其對安全性、穩(wěn)定性和特殊環(huán)境要求的極端苛刻,其能源系統(tǒng),尤其是作為“能耗大戶”的空調(diào)系統(tǒng),其節(jié)能改造一直被視為技術(shù)深水區(qū)。它追求的不僅是用電數(shù)字的下降,更是安全冗余的強(qiáng)化、運行可靠性的躍升與全生命周期成本的優(yōu)化。

陜西秦洲核與輻射安全技術(shù)有限公司,正是這片深水區(qū)的卓越“泳者”。作為一家植根于中國核工業(yè)體系、專注于核與輻射安全前沿技術(shù)的科技企業(yè),秦洲公司并未止步于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)。面對核設(shè)施輔助系統(tǒng)巨大的節(jié)能潛力和管理提升需求,公司精準(zhǔn)切入,以自主研發(fā)的智慧控制系統(tǒng)為核心武器,成功實施了一套具有行業(yè)標(biāo)桿意義的空調(diào)節(jié)能控制解決方案,為高安全等級工業(yè)環(huán)境的綠色智能化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制、可驗證的秦洲范本。
精準(zhǔn)診斷:洞悉傳統(tǒng)核設(shè)施空調(diào)系統(tǒng)的運行之痛
在啟動項目之初,秦洲公司的技術(shù)團(tuán)隊對目標(biāo)核設(shè)施輔助廠房的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了深入診斷,發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)運行模式下存在的幾個普遍性痛點:
粗放運行,能耗居高不下:中央空調(diào)系統(tǒng)往往根據(jù)設(shè)計工況或經(jīng)驗手動設(shè)定運行參數(shù),無法根據(jù)實際負(fù)荷變化實時調(diào)整。例如,即使末端只有部分區(qū)域需要制冷,主機(jī)也可能在高負(fù)載下運行,造成“大馬拉小車”的能源浪費。冷卻塔、水泵等輸配系統(tǒng)也多處于定頻或簡單啟停狀態(tài),輸配能耗巨大。
系統(tǒng)割裂,缺乏協(xié)同智慧:制冷機(jī)、冷卻塔、循環(huán)水泵、末端空調(diào)箱等設(shè)備通常獨立控制,彼此間信息不通,無法形成系統(tǒng)級的優(yōu)化策略。這導(dǎo)致整個空調(diào)系統(tǒng)綜合能效(COP)長期在低位徘徊。
依賴人工,安全與效率存隱患:參數(shù)的調(diào)整、系統(tǒng)的啟停嚴(yán)重依賴運行人員的經(jīng)驗,不僅工作強(qiáng)度大,也存在人為誤操作的風(fēng)險。缺乏對設(shè)備健康狀態(tài)的預(yù)測性感知,故障往往事后才發(fā)現(xiàn),可能對核設(shè)施所需維持的穩(wěn)定環(huán)境構(gòu)成潛在威脅。
這些痛點,本質(zhì)上源于控制系統(tǒng)“大腦”的缺失。秦洲公司認(rèn)識到,必須為這套復(fù)雜的空調(diào)“肌體”植入一個智慧的“中樞神經(jīng)”。
開方施治:自主研發(fā)的“智慧神經(jīng)中樞”與系統(tǒng)性改造
基于深刻的洞察,秦洲公司并非進(jìn)行簡單的設(shè)備替換,而是依托自身在核工業(yè)自動化與控制領(lǐng)域的深厚積累,推出了一套“軟硬結(jié)合、全局優(yōu)化”的系統(tǒng)性解決方案,其核心是兩大自主研發(fā)的軟件平臺:
“高效制冷機(jī)房智能監(jiān)控與能效優(yōu)化管理系統(tǒng)V1.0”:該系統(tǒng)如同一位不知疲倦的“能效優(yōu)化師”,構(gòu)建了高效制冷機(jī)房的能源管理體系。它能夠?qū)崟r感知機(jī)房設(shè)備的運行數(shù)據(jù)與環(huán)境狀態(tài),精準(zhǔn)采集用能需求與分布特征,并動態(tài)調(diào)節(jié)供能策略與區(qū)域輸配能力,使能源供需達(dá)到動態(tài)平衡。
“制冷機(jī)房設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測與維護(hù)綜合平臺V1.0”:該平臺則扮演了“全天候健康顧問”的角色。通過對設(shè)備運行參數(shù)的持續(xù)監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析,平臺能夠?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警、性能衰退評估與維護(hù)決策支持,將傳統(tǒng)的“事后維修”轉(zhuǎn)變?yōu)椤邦A(yù)測性維護(hù)”,極大提升了系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。
以這兩大平臺為“大腦”,秦洲公司對空調(diào)系統(tǒng)實施了多維度的“手術(shù)”:
管路水力精準(zhǔn)平衡:針對辦公區(qū)多樓層中央空調(diào)系統(tǒng)存在的無效循環(huán)問題,在每層供水主管上安裝高性能電動控制閥。通過中央控制系統(tǒng),可根據(jù)樓層實際使用情況(如是否有人辦公)遠(yuǎn)程或自動切斷該層管路水流,顯著減少系統(tǒng)水流量和泵送能耗,實現(xiàn)了從“全身循環(huán)”到“靶向供能”的轉(zhuǎn)變。
設(shè)備集群智能聯(lián)控:將制冷機(jī)、變頻冷卻塔、變頻水泵等所有關(guān)鍵設(shè)備接入智控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)算法綜合室內(nèi)外溫濕度、工藝大廳要求、設(shè)備實時效率(COP)等多重參數(shù),自動尋優(yōu)計算出當(dāng)前負(fù)荷下最高效的設(shè)備組合與運行頻率,下達(dá)協(xié)同指令。例如,在過渡季節(jié),算法可能優(yōu)先調(diào)整冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻水溫度,而非直接啟動高耗能的制冷主機(jī)。
特殊場景創(chuàng)新應(yīng)用:在保證核心區(qū)域絕對環(huán)境要求的前提下,對一些輔助性操作空間進(jìn)行物理優(yōu)化。借鑒“減少空間體積以降低空調(diào)負(fù)荷”的工業(yè)節(jié)能思想,秦洲公司在部分設(shè)施中通過合理優(yōu)化空間布局與隔斷,有效縮減了需要精確溫控的容積,從源頭降低了冷熱需求。
成效卓著:安全、節(jié)能與智能的多維價值兌現(xiàn)
秦洲公司這套以“智慧控制”為核心的改造方案,取得了超出預(yù)期的綜合效益,其價值體現(xiàn)在多個維度:
節(jié)能效益顯著,綠色低碳標(biāo)桿:系統(tǒng)改造后,空調(diào)系統(tǒng)整體能效比(EER)提升超過25%。根據(jù)實測數(shù)據(jù),僅智能聯(lián)控與水力平衡改造,每年就可為設(shè)施節(jié)約數(shù)十萬度的電力消耗,折合減少數(shù)百噸二氧化碳排放。這完美契合了國家對于重點用能單位節(jié)能減排的剛性要求。
安全冗余倍增,運行可靠性飛躍:預(yù)測性維護(hù)平臺的應(yīng)用,使主要設(shè)備故障率下降了超過60%。遠(yuǎn)程監(jiān)控與自動控制減少了人員進(jìn)入放射性控制區(qū)的頻次,降低了職業(yè)照射風(fēng)險。系統(tǒng)在面對外界擾動或內(nèi)部參數(shù)變化時,自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力更強(qiáng),為核心工藝提供了更穩(wěn)定、更可靠的環(huán)境保障,這無疑是核設(shè)施管理的最高價值。
管理效能提升,實現(xiàn)智慧運維:完全改變了以往“跑現(xiàn)場、憑經(jīng)驗、手動調(diào)”的運維模式。管理人員在集控中心即可縱覽全局,系統(tǒng)提供清晰的能效看板、報警清單和維護(hù)工單。這不僅解放了人力,更將運行管理從“技藝”層面提升到了“科學(xué)”與“智慧”的層面。
啟示與展望:秦洲方案的行業(yè)輻射力
陜西秦洲核與輻射安全技術(shù)有限公司的空調(diào)節(jié)能控制案例,其意義遠(yuǎn)不止于一個項目的成功。它向整個高安全要求工業(yè)領(lǐng)域(如核工業(yè)、數(shù)據(jù)中心、精密制造、生物醫(yī)藥等)昭示了一條清晰的路徑:
節(jié)能的根本出路在于“智能化”,而智能化的核心在于擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“控制大腦”。秦洲公司沒有依賴國外成套的樓宇自控系統(tǒng),而是基于對核工業(yè)特殊需求的深刻理解,自主研發(fā)控制平臺與算法,這正是其方案能如此“貼肉”、成效如此顯著的關(guān)鍵。
這一成功實踐,為秦洲公司贏得了更廣闊的市場空間。目前,其技術(shù)成果已不僅服務(wù)于核工業(yè)內(nèi)部,更開始向?qū)貪癍h(huán)境要求極高、能耗巨大的數(shù)據(jù)中心、高端實驗室、智慧醫(yī)院等領(lǐng)域拓展。據(jù)行業(yè)分析,僅全國數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造市場,規(guī)模就以百億計。
從保障核安全的專業(yè)機(jī)構(gòu),到引領(lǐng)工業(yè)節(jié)能的科技先鋒,陜西秦洲核與輻射安全技術(shù)有限公司完成了一次華麗的身份拓展。他們的案例證明,最高等級的安全需求與最前沿的綠色智慧技術(shù),非但不矛盾,反而可以深度融合、相互成就。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)被賦予了“智慧”,它節(jié)省的不僅是能源,更提升了工業(yè)生產(chǎn)的本質(zhì)安全與現(xiàn)代化管理水平,為中國高端制造業(yè)的綠色化、智能化轉(zhuǎn)型注入了強(qiáng)大的“核”動力。