空调智能化与云计算结合节能技术研究.docVIP

PAGE  PAGE 17 空调智能化与云计算结合节能技术研究 　　摘要：指出了能源短缺是制约我国发展的重要因素，开发新能源和研究节能技术是解决我国能源问题的有效途径；建筑能耗占城市能耗的一半以上，而空调能耗占建筑能耗的2/3，因此发展空调节能技术对实施我国可持续发展战略有重大意义。结合现代智能技术和云计算技术，能够通过互联网，使用手机、平板电脑等移动设备在特定APP上直接实现科学、便捷的智能化控制，有效地减少了空调的能耗，有利于贯彻我国可持续发展战略。 　　关键词：能源短缺；空调节能技术；云计算与智能化 　　中图分类号：TU831.7 　　文献标识码：B文章编号：1674-9944（2016）22-0081-05 　　1引言 　　自工业革命以来，随着人类科技水平的不断发展进步，世界对能源的需求与日俱增。根据国际能源署数据：1990～2008年，人均能源消耗增加10%，世界人口增长了27%，这意味着世界能源消费总量增长了39%[1]。中国自改革开放以来，对能源的需求不断增加，据国际能源署预测，至2035年，中国将超过欧洲，成为世界上最大的能源购买国[2]。 　　目前主要使用的能源物质是煤炭、石油和天然气等化石能源。例如，据2008年统计，供应能源分别是：石油占33.5%，煤占26.8%，天然气占20.8%（化石能源共占81%）和“其他能源”（包括水电、太阳能、风能、地热能、生物燃料和核能等）占19%[3]。化石能源的使用将导致大量温室气体排放，尤其是二氧化碳，将会加剧温室效应带来环境问题。并且这些化石能源都属于不可再生资源，一旦消耗完毕短期内不可再生，全球已探明的能源储量是有限的：石油将在50年左右枯竭，天然气能用7年左右，煤炭能够支持200年[4]。随着能源资源的捉襟见肘，能源的价格也直线上升，如美国普通零售汽油价格增长了3倍，从1990年的每加仑1.2美元到2014年的每加仑3.6美元，这一趋势仍在增加[5]。能源资源的有限性使得开发新能源和发展新的节能技术成为人类解决能源短缺问题的最有效途径。 　　建筑的能量转换系统，特别是加热、通风和空调系统，是今天主要的能源消费单位。仅在美国，住宅和商业建筑的能??消耗占总能量的39.6%[6]。建筑能耗占我国能源消耗的比例如图1所示。 　　在欧美国家，大约一半的总能量用于建筑，国家能源总量的20%被用于加热、通风、空调和制冷系统[7]。一般在工业发达的国家，建筑能耗占总能耗的30%～50%，而空调能耗又能占建筑能耗的50%[8]，大约全球15%的电力是被用于各种制冷和空调的使用方面[9，10]。 　　因为空调的普及率与日俱增，各个国家也逐渐意识到了空调使用对节能减排的重要性，大多数国家高层决策委员会也设置了相关的政策降低空调能耗[11～13]。我国人口众多，地域辽阔，空调使用数量巨大。因此，大力研发和发展空调节能技术对贯彻我国可持续发展战略有着十分重要的意义。目前，我国空调节能领域正处于稳健发展的状态，但受到了技术障碍、政策障碍、市场障碍和其他诸多因素的制约[14～18]。在诸多障碍中，如何寻找到真正有效并切合中国基本国情的节能方式，是促进中国空调节能领域发展的工作重点。 　　通过调查发现，在酒店、宾馆和KTV等场所多采用分体式空调与中央空调结合的模式。这些场所通常需要保持着空调整天工作，有时还要满足个别顾客对空调过低温度或者过高?囟鹊囊?求。而制冷温度每降低或者制热温度每增高1℃，电功率就会增加5%～10%[19～21]。不合理地使用空调不仅增加了空调的能耗，还减少了空调的使用寿命，直接增加了城市的能源消耗，不利于贯彻我国的可持续发展战略。引进分体空调智能节能控制器和中央空调控制器，并将其与现代云计算技术结合起来，将能够通过互联网在手机、平板电脑等移动设备上实现远程控制空调运行状况，达到智能控制的目的，可以直接降低空调使用中不必要的能耗，对我国空调节能产业的发展有重大意义。 　　2中国空调产业现状 　　2.1空调的历史 　　在1902年，美国人威利斯?开利为了保持印刷机工作时稳定的湿度和温度，最先成功设计了第一个空调系统。最初的空调系统被广泛应用于调节化工业、制药业和军火业等各个工业生产中的温度和湿度。1922年开利工程公司研制成功了空调史上具有里程碑地位的产品―离心式空调机，大大提高了空调系统的效率，从此人开始成为空调服务的对象[22]。 　　2.2空调产业在中国的发展 　　自改革开放以来，中国经济走上了飞速发展的道路。随着人们生活水平的不断提高，空调的使用变得普遍起来。全国各大城市兴建的公共建筑，大多都配备了空调设备来提高环境的舒适度[23，24]。目前，空调在我国建筑物中普及率仍在不断提高，使得我国已经成为继美国、日本之后世界