基于边缘计算的多联机实时调控技术
2025-10-14

随着物联网、人工智能和5G通信技术的快速发展,传统的集中式云计算架构在应对海量设备接入与实时性要求极高的应用场景中逐渐暴露出延迟高、带宽压力大、数据安全风险高等问题。尤其是在暖通空调(HVAC)系统领域,多联机(VRF)系统的广泛应用对控制精度和响应速度提出了更高要求。在此背景下,基于边缘计算的多联机实时调控技术应运而生,成为提升系统能效、优化运行策略的重要手段。

多联机系统因其灵活配置、节能高效等优势,广泛应用于商业楼宇、医院、数据中心等大型建筑中。然而,传统控制方式多依赖于中央控制器或云端平台进行数据处理与决策,存在控制延迟、网络依赖性强等问题。当多个室内机与室外机协同运行时,若不能及时响应负荷变化,极易造成能源浪费或舒适度下降。边缘计算通过将数据处理能力下沉至靠近设备端的边缘节点,有效缓解了这一矛盾。

边缘计算的核心在于“就近处理”,即在数据源附近完成感知、分析与控制闭环。在多联机系统中,边缘网关或嵌入式控制器可部署于每台室外机或区域配电间,实时采集温度、压力、流量、电流等运行参数,并结合本地算法快速做出调控决策。例如,当某区域室内温度骤升时,边缘节点可在毫秒级内调整压缩机频率、电子膨胀阀开度及风机转速,而不必等待云端指令返回,显著提升了系统的动态响应能力。

此外,基于边缘计算的架构支持分布式智能协同。多个边缘节点之间可通过局域网实现轻量级通信,在无需中心服务器干预的情况下完成负荷均衡与冲突规避。比如,在多台室外机并联运行的场景下,各边缘控制器可根据各自负载率和环境工况,自主协商制冷剂分配策略,避免个别机组过载运行,延长设备寿命。这种去中心化的协作模式不仅提高了系统鲁棒性,也降低了单点故障带来的风险。

为了进一步提升调控精度,现代边缘控制系统常融合机器学习与模型预测控制(MPC)算法。这些算法可在边缘设备上以较低算力消耗运行轻量化模型,实现对未来负荷趋势的预判。例如,利用历史数据训练出的短期温度预测模型,可提前调节系统输出功率,平抑峰谷差异,达到“按需供能”的目标。同时,边缘侧还可集成异常检测功能,一旦发现压缩机异常振动、冷媒泄漏等潜在故障,立即触发告警并执行保护动作,实现预防性维护。

在系统集成方面,边缘计算平台通常具备良好的兼容性与扩展性。通过标准化协议如Modbus、BACnet或MQTT,可无缝对接不同品牌、型号的多联机设备,打破信息孤岛。同时,边缘节点保留向云端上传关键数据的能力,用于长期能效分析、运维管理与碳排放核算,形成“边缘实时控制+云端全局优化”的混合架构,兼顾实时性与战略决策需求。

值得注意的是,边缘计算在提升性能的同时,也对设备安全性提出更高要求。由于边缘节点分布广泛且物理暴露风险较高,必须强化身份认证、数据加密与访问控制机制。采用可信执行环境(TEE)或硬件安全模块(HSM),可有效防止恶意篡改与中间人攻击,保障控制指令的完整性与可靠性。

综上所述,基于边缘计算的多联机实时调控技术,通过将智能决策前移至网络边缘,实现了更低延迟、更高可靠性的系统控制。它不仅解决了传统集中式架构在响应速度与带宽利用上的瓶颈,还为建筑能源系统的智能化升级提供了可行路径。未来,随着边缘AI芯片性能的持续提升和行业标准的逐步统一,该技术有望在更多复杂场景中落地应用,推动暖通空调系统向更高效、更绿色、更智慧的方向发展。

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