在追求“雙碳”目標的宏大背景下,公共建筑與工業設施的節能改造已成時代浪潮。然而,核設施因其對安全性、穩定性和特殊環境要求的極端苛刻,其能源系統,尤其是作為“能耗大戶”的空調系統,其節能改造一直被視為技術深水區。它追求的不僅是用電數字的下降,更是安全冗余的強化、運行可靠性的躍升與全生命周期成本的優化。

陜西秦洲核與輻射安全技術有限公司,正是這片深水區的卓越“泳者”。作為一家植根于中國核工業體系、專注于核與輻射安全前沿技術的科技企業,秦洲公司并未止步于傳統業務。面對核設施輔助系統巨大的節能潛力和管理提升需求,公司精準切入,以自主研發的智慧控制系統為核心武器,成功實施了一套具有行業標桿意義的空調節能控制解決方案,為高安全等級工業環境的綠色智能化轉型提供了可復制、可驗證的秦洲范本。
精準診斷:洞悉傳統核設施空調系統的運行之痛
在啟動項目之初,秦洲公司的技術團隊對目標核設施輔助廠房的空調系統進行了深入診斷,發現了傳統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:中央空調系統往往根據設計工況或經驗手動設定運行參數,無法根據實際負荷變化實時調整。例如,即使末端只有部分區域需要制冷,主機也可能在高負載下運行,造成“大馬拉小車”的能源浪費。冷卻塔、水泵等輸配系統也多處于定頻或簡單啟停狀態,輸配能耗巨大。
系統割裂,缺乏協同智慧:制冷機、冷卻塔、循環水泵、末端空調箱等設備通常獨立控制,彼此間信息不通,無法形成系統級的優化策略。這導致整個空調系統綜合能效(COP)長期在低位徘徊。
依賴人工,安全與效率存隱患:參數的調整、系統的啟停嚴重依賴運行人員的經驗,不僅工作強度大,也存在人為誤操作的風險。缺乏對設備健康狀態的預測性感知,故障往往事后才發現,可能對核設施所需維持的穩定環境構成潛在威脅。
這些痛點,本質上源于控制系統“大腦”的缺失。秦洲公司認識到,必須為這套復雜的空調“肌體”植入一個智慧的“中樞神經”。
開方施治:自主研發的“智慧神經中樞”與系統性改造
基于深刻的洞察,秦洲公司并非進行簡單的設備替換,而是依托自身在核工業自動化與控制領域的深厚積累,推出了一套“軟硬結合、全局優化”的系統性解決方案,其核心是兩大自主研發的軟件平臺:
“高效制冷機房智能監控與能效優化管理系統V1.0”:該系統如同一位不知疲倦的“能效優化師”,構建了高效制冷機房的能源管理體系。它能夠實時感知機房設備的運行數據與環境狀態,精準采集用能需求與分布特征,并動態調節供能策略與區域輸配能力,使能源供需達到動態平衡。
“制冷機房設備狀態遠程監測與維護綜合平臺V1.0”:該平臺則扮演了“全天候健康顧問”的角色。通過對設備運行參數的持續監測與大數據分析,平臺能夠實現故障預警、性能衰退評估與維護決策支持,將傳統的“事后維修”轉變為“預測性維護”,極大提升了系統運行的可靠性與安全性。
以這兩大平臺為“大腦”,秦洲公司對空調系統實施了多維度的“手術”:
管路水力精準平衡:針對辦公區多樓層中央空調系統存在的無效循環問題,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,可根據樓層實際使用情況(如是否有人辦公)遠程或自動切斷該層管路水流,顯著減少系統水流量和泵送能耗,實現了從“全身循環”到“靶向供能”的轉變。
設備集群智能聯控:將制冷機、變頻冷卻塔、變頻水泵等所有關鍵設備接入智控網絡。系統算法綜合室內外溫濕度、工藝大廳要求、設備實時效率(COP)等多重參數,自動尋優計算出當前負荷下最高效的設備組合與運行頻率,下達協同指令。例如,在過渡季節,算法可能優先調整冷卻塔風機轉速和冷卻水溫度,而非直接啟動高耗能的制冷主機。
特殊場景創新應用:在保證核心區域絕對環境要求的前提下,對一些輔助性操作空間進行物理優化。借鑒“減少空間體積以降低空調負荷”的工業節能思想,秦洲公司在部分設施中通過合理優化空間布局與隔斷,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、節能與智能的多維價值兌現
秦洲公司這套以“智慧控制”為核心的改造方案,取得了超出預期的綜合效益,其價值體現在多個維度:
節能效益顯著,綠色低碳標桿:系統改造后,空調系統整體能效比(EER)提升超過25%。根據實測數據,僅智能聯控與水力平衡改造,每年就可為設施節約數十萬度的電力消耗,折合減少數百噸二氧化碳排放。這完美契合了國家對于重點用能單位節能減排的剛性要求。
安全冗余倍增,運行可靠性飛躍:預測性維護平臺的應用,使主要設備故障率下降了超過60%。遠程監控與自動控制減少了人員進入放射性控制區的頻次,降低了職業照射風險。系統在面對外界擾動或內部參數變化時,自適應調節能力更強,為核心工藝提供了更穩定、更可靠的環境保障,這無疑是核設施管理的最高價值。
管理效能提升,實現智慧運維:完全改變了以往“跑現場、憑經驗、手動調”的運維模式。管理人員在集控中心即可縱覽全局,系統提供清晰的能效看板、報警清單和維護工單。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”與“智慧”的層面。
啟示與展望:秦洲方案的行業輻射力
陜西秦洲核與輻射安全技術有限公司的空調節能控制案例,其意義遠不止于一個項目的成功。它向整個高安全要求工業領域(如核工業、數據中心、精密制造、生物醫藥等)昭示了一條清晰的路徑:
節能的根本出路在于“智能化”,而智能化的核心在于擁有自主知識產權的“控制大腦”。秦洲公司沒有依賴國外成套的樓宇自控系統,而是基于對核工業特殊需求的深刻理解,自主研發控制平臺與算法,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,其技術成果已不僅服務于核工業內部,更開始向對溫濕環境要求極高、能耗巨大的數據中心、高端實驗室、智慧醫院等領域拓展。據行業分析,僅全國數據中心空調系統的節能改造市場,規模就以百億計。
從保障核安全的專業機構,到引領工業節能的科技先鋒,陜西秦洲核與輻射安全技術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,非但不矛盾,反而可以深度融合、相互成就。當空調系統被賦予了“智慧”,它節省的不僅是能源,更提升了工業生產的本質安全與現代化管理水平,為中國高端制造業的綠色化、智能化轉型注入了強大的“核”動力。