一、产品简介

       本成套技术将国际现有集中供暖锅炉和中央空调系统主机的输出功率控制算法改变，并在国际上首创用户端行为节能控制模式，国家科技部和国家机关事务管理局将其列入了国家科技支撑计划，本成套技术节能率高达35%，在全国普及后，可将我国总能耗降低2.28%，每年节约1.135亿吨煤、1094亿度电，为我国和世界碳达峰和碳中和作出重大贡献。

       图1、利用科学技术推动世界碳达峰碳中和

二、产品功能

产品功能如下：

1、采用人工智能技术，人走自动关闭中央空调风机盘管（北方冬天设置为保温）、集中供暖用户端设置为保温状态，人来自动开启风机盘管、集中供暖用户端恢复供暖。

     图2、人走关闭中央空调或将集中供暖散热片设置为保温

2、实时检测中央空调和集中供暖系统用户端的功率需求情况，与中央空调智慧控制器和锅炉智慧控制服务器通讯。

3、中央空调智慧控制器和锅炉智慧控制服务器对用户端功率进行大数据分析，并根据总功率需求变化情况对锅炉输出功率、循环水泵功率、冷却塔工作状况等进行匹配控制。

三、产品研发环境及过程

       国际能源署近期发布的《能源转型时代的可再生能源政策—供热和制冷》指出：“供热和制冷约占全球能源消耗的一半，而这些能源大多来自化石燃料或生物质能的低效利用，其碳排量占全球能源碳排放量的40%以上。因此，发展高效的供热和制冷技术已成各国需要优先落实的事项。”

图3、国际能源署署长Fatihbirol发言支持中国节能减排

       据中国建筑节能协会《中国建筑能耗研究报告（2020）成果发布》披露的数据显示：2018年我国建筑运行能耗为10亿tce，占全国能源消耗总量的比重为21.7%，而且，随着采暖和空调设备的普及，建筑运行能耗以每年3.1%的速度递增。在建筑运行能耗中，采暖和空调的能耗占比超过60%以上，而集中供暖和中央空调系统又在其中占比超过50%，并且因控制算法落后导致能源浪费巨大。

       住建部城镇供热专家组专家徐中堂说：“我国集中供热的一次能源消耗为20公斤标煤/平方米，高出欧洲同纬度甚至更高纬度国家一倍，而且欧洲国家的集中供热能耗还覆盖了夏日制冷和四季生活热水供应。”此外，我国中央空调系统主要应用于公共机构，经常出现人走不关空调的现象，管理较为混乱，能源浪费司空见惯。而且，空调在无人的情况下长期运转，有火灾隐患。

造成我国集中供暖和中央空调系统能源浪费的深层次原因如下：

1、我国集中供暖系统沿用苏联的老旧技术，以系统进出水温差来调节锅炉和循环水泵的输出功率大小，因北方城市供暖户数极其庞大，传热媒质水量也相当惊人，大的集中供暖系统有几十万吨循环水量，水的总比热容随水量相应骤升，导致水温的变化非常缓慢，系统末端（用户端）的功率变化需要漫长的时间（几天或者更长）才能传导至系统前端，以致于前端锅炉控制设备无法进行实时控制。因此，我国集中供暖系统的末端供热需求和前端的能量供给完全脱节，在采暖季内不管天气变冷变热，都是以最大功率供暖，致使天晴时有些房间达到如夏天一样三十几度的高温，能源被大量浪费，而远离热源的建筑在夜晚又出现供热不足的现象，用户的体验感很差。  

               图4、集中供暖供热公司厂区

图5、集中供暖系统冷热不均，有些用户寒冬在家可以穿单衣

图6、集中供暖系统冷热不均，有些用户寒冬如坐冰窟

2、我国北方普遍采用不间断供暖模式，白天用户去上班，家居无人却照常供暖，晚上用户下班回到家里，办公室无人还是一样供暖，这种落后的、供需完全不匹配的供暖形式，造成我国集中供暖系统浪费巨大。国家住建部一直在全国推行分户计量、按需供暖，但现有集中供暖系统前端控制和用户端功率需求脱节，导致锅炉控制系统不能感知多少用户关掉暖气，而是一直以最大功率输出，因此，用户端的控制并不能给整个系统节能，致使现有锅炉控制算法技术落后导致分户计量、按需供暖推行受阻。

3、全世界现有的中央空调系统同样采用以进出水(或介质)温差调节空调主机、冷却塔和水泵的输出功率大小的技术路线，当用户数很多时，也会出现上述集中供暖系统供和需不匹配的弊端，同样造成能源的大量浪费；而且，国际上现有集中供暖系统和中央空调系统还没有实现末端的人工智能自动控制，加上我国公共机构或大型公建的空调付费与个人无关，经常会有人走不关空调的现象发生，能源浪费现象普遍。

4、人走不关中央空调，风机在运转，长时间工作还会酿成电气火灾。据中国消防网站公布的最新数据，2020年我国消防总队共接报火灾25.2万起，死亡1183人，伤775人，直接财产损失40.09亿元，其中，住宅火灾中，电气引发的居高不下，已查明原因的火灾中有52%系电气原因引起。电气火灾造成的死亡人数众多，损失非常严重，而绝大多数电气火灾是在无人状况下电气设备开启造成的，当用户不关中央空调时，热交换器的风扇还在运转，长时间工作存在火灾隐患。

       为解决集中供暖系统和中央空调系统能源大量浪费的问题，从1993年至今，我们为此研究、做出产品、工程示范、再改进、再示范……，锲而不舍地坚持了28年多。早期，我们利用物联网技术对集中供暖系统和中央空调系统的末端设备进行智能控制，实现人走自动将散热器设置为保温状况，或者自动控制关闭风机盘管和风扇，通过实施获得了31%以上的节能率；近期，经过了长时间的探索积累，我们针对湖南东尤水汽能有限公司等空调产商的能源浪费情况，终于找到解决世界暖通行业能源浪费问题金钥匙，我们改变集中供暖锅炉和中央空调系统主机功率输出的控制模式，在国际上首创集中制冷制热系统供需极速匹配与AI控制成套技术，实现系统供需功率的极速匹配，节能率将高达35%以上，为现有集中供暖系统和中央空调系统带来一次大的绿色节能技术变革。

图7、本成套技术2008年在国务院机关事务管理局1号楼试点

       本成套技术具有节能、预防火灾和智能控制等多项功能，2014年，我公司在山西省襄垣县财政局办公大楼（11000平米）开展国家科技支撑计划项目示范工程，取得了节能率为31%的极佳效果，而当时只采用了人工智能技术对中央空调末端进行控制，若进一步改变中央空调基于主机进出水温差的落后控制模式，改为功率极速匹配技术，其的整体节能率将高达35%以上。据中国建筑节能协会《中国建筑能耗研究报告（2020）成果发布》披露的数据计算，中央空调和集中供暖占全国总能耗的6.51%，若该项目在全国普及，一年可节约全国总能耗的2.28%，即1.135亿吨标准煤,可为用户节约采暖用煤费用1023.77亿元（按照902元/吨计算），可减排3.02亿吨二氧化碳；另外，该项目的行为节能智能控制模式，实现了人走关闭所有的电器设备，不仅预防火灾，节能率也达10%以上，据国家能源局发布2020年全社会用电量数据，城乡居民生活用电量10949亿千瓦时，如只考虑在居民家中安装（机关、学校等办公室都可安装），可节电1094.9亿千瓦时（减排1.05亿吨二氧化碳），节省电费546.45亿元（按0.5元/度计算），在碳交易市场卖碳指标赚取225.97亿元（减少4.07亿吨二氧化碳，以55.52元/吨计算），正如国家住房与城乡建设部对本项目的验收意见：“该项目技术先进、自动化程度较高，通过使用表明该技术实用、可靠，设备运行状态良好，产品的功能设计符合我国建筑节能的实际需求。在建筑智能化、节能控制、热计量、缴费管理方面具有创新，对我国建筑节能具有重要意义。”因此，本项目不仅有很好的经济效益，为国家增加税收，改善就业，还能降低能源浪费、减少环境污染，促进我国经济可持续发展，为尽早实现碳达峰、碳中和作出重大贡献。

图8.本成套技术2013年被国家科技部和国务院机关事务管理局列入国家科技支撑计划，2015年在山西襄垣县财政局示范取得成功，节能率达31%。

图9、2020年在郴州市机关事务管理局应用得到好评

       该技术已获得10项国家发明专利，又于2021年7月9日申请1项国家发明专利，我们拟在今年6月底前申请PCT世界专利，随后申请欧盟、美国、日本、加拿大、韩国等发达国家专利。