研华昆山工厂节能实践：以自研iEMS.HAVC方案，实现暖通系统数智化节能降碳改造

一、背景 

在全球积极响应 “双碳” 目标的大背景下，绿色低碳发展已成为各行业发展的主旋律。暖通空调作为工厂及园区的关键公辅设施，其节能降耗与数智化转型对于实现整体绿色发展具有极为重要的意义。研华科技作为行业的引领者，凭借自身强大的研发实力与创新精神，将自研的 iEMS.HVAC暖通空调能效管理方案成功应用于自身工厂，实现了显著的数智化转型与节能成效，为行业树立了卓越典范。

二、研华工厂暖通系统现状 

研华科技在全球布局中，昆山制造中心占据着举足轻重的地位，设有板卡、机箱、模组、系统组装和快速定制化生产5个厂区，其整体产能占集团的 55% 以上。多年来，昆山工厂凭借卓越的表现荣获了 “2017 国家第一批绿色工厂”“2020 中国制造标杆智能工厂”“省级高新技术企业”“省级工程技术研究中心” 等众多殊荣，这为其进一步的数智化转型与节能降耗奠定了坚实基础。

在研华昆山工厂内，暖通空调系统为重要的公辅设施。其中一期厂有2台冷水主机、4台冷却塔、2台冷却泵、2台冷冻泵和1台备用泵，冷却塔采用并联连接形式，冷冻泵、冷却水泵与冷水机组也为并联连接。随着工厂的持续运营，暖通空调系统暴露出一系列亟待解决的问题。部分设备已运行多年，存在不同程度的陈旧老化现象，这直接导致了能耗居高不下。控制系统损坏，纯手动控制设备的开关机，系统能效低；冷冻泵和冷却泵为工频，无法依据末端负荷需求调整运行频率，造成不必要的能源浪费。冷却塔虽为变频，仍然依靠人工设定频率，设备效率低下。此外，原有的运行策略在面对日益复杂的生产工况和节能要求时，显得捉襟见肘，缺乏精准性与灵活性，无法实现能源的高效利用，急需进行全面的节能化改造与数智化升级。

三、暖通动力系统数智化节能降碳改造

（一）科技创新驱动：iEMS.HVAC 研华暖通空调能效管理方案导入

研华科技始终秉持科技创新理念，深度聚焦自身数字化转型需求。依托在工业物联网领域积累的丰富经验，引入自研的 iEMS.HVAC AI 节能方案，开启了暖通空调系统的数智化节能新篇章。以昆山厂一期暖通空调系统为例，在 2023 年，该节能改造项目取得了令人瞩目的成果，ROI 高达约 37.5%。通过先进的实时智控技术与节能调优算法，系统年平均 SCOP 从改造前的 3.8 大幅提升至 4.5，上线仅 4 个月节能率便达到 16%，年度节费约 15 万元，为企业带来了显著的经济效益与环境效益。

（二）改造方案详述

1.软件系统升级：

上线研华iEMS.HVAC暖通空调能效管理系统，系统全面采集暖通空调各设备运行参数、能耗、天气等数据，实时监测系统及设备的运行状况，针对异常及时进行提醒。基于多层级的人工智能算法和专家知识图谱，对制冷机组、冷却水系统、中央空调整体系统等进行全局寻优，由系统自动给出调整建议，同时结合边缘端实时智控，将寻优的参数及时下发到边缘侧的设备，实现高质量节能。 

2.硬件设施改造：

为提升系统的节能性能，对冷冻水泵、冷却水泵加装变频器，实现了对水泵转速的精准调节，根据实际需求动态匹配功率，有效降低了能耗。此外，整个系统加装了自控系统，配备了先进的传感器、电动阀门计量仪表以及采集器等设备，进一步增强了系统的自动化控制与数据采集能力，为实现数智化管理提供了坚实的硬件支撑。

主要实施改造内容：

1)改造机房设备、电柜、线路

2)安装电表、能量表、电动阀、传感器等

3)加装冷冻水泵、冷却水泵变频器

4)加装数据采集网关

5)加装暖通空调边缘智能控制柜

四、亮点功能及价值

研华暖通空调能效管理方案以监控分析、智能诊断、节能调优三大核心模块为基石，构建起全方位的能效提升体系。通过将专家经验与 AI 技术深度融合的诊断规则，能够迅速、精准地识别设备故障，并及时优化运行参数，为企业实现可持续发展提供了坚实保障。

01 全方位监控分析，打造数字孪生能源站：通过实时监控空调工艺和设备能效，进行经济运行评估，确保系统高效稳定运行。

02 智能诊断，一键生成能效评估报告：通过诊断规则库，包括基于专家经验、AI驱动以及用户自定义的诊断规则，实现对设备运行参数、系统能效、系统或设备运行故障等的全面诊断。更为便捷的是，系统可自动生成能效评估报告，深度剖析客户关注的能效数据，依据科学的评价指标快速评估节能潜力，让客户对系统运行状况一目了然，轻松掌握能源利用情况。

03 AI节能调优，云边协同智控：通过负荷预测、机理模型和数据模型，对冷站全局进行寻优，实现系统综合能耗的最优。通过云平台与边缘端控制器的紧密协作，优化后的运行策略能够迅速、精准地下发至具体设备，实现冷热源系统的全自动化运行。这种云边协同的智控模式不仅提高了系统的响应速度和控制精度，还极大地提升了能源利用效率，为企业节省了大量的能源成本。

五、成功案例 

研华iEMS.HVAC 暖通空调能效管理方案不仅为研华自身工厂带来了卓越的效益，已在多个领域取得了丰硕的成功应用成果。截至目前，已有超过 10 家客户成功上线该方案，制冷站节能率可达10% - 20% ，为行业的数智化转型与节能降耗提供了可借鉴的成功范例。iEMS.HVAC 能够满足不同规模与复杂程度的能源管理需求，且具备广泛的兼容性，广泛应用在建筑、工厂、医院等行业，为节能减排与数智化发展贡献力量。