南北方比冷大战,智慧供暖何时成型

发布日期:2019-04-24

近日,南方大部分地区气温骤减,“南方究竟应不应该集中供暖”这一话题又被渴望暖气的南方人带上了热搜。

然而,南方人羡慕北方有暖气,北方人享受温暖的同时,却也有苦说不出。如何才能让南北方共享舒适,成为人们在这个冬日里最为关心的话题。

面对南北方不同的需求,供暖显然需要一个更加系统的、科学的管理平台。人工智能全面爆发以来,在“智慧城市”和“智慧地球”理念的引导下“智慧供暖”的构想也应运而生。

那些亟待解决的供暖问题,AI正在做些什么

从上世纪50年代起,中国城市民用建筑集中供暖开始展开,到如今,北方大多数城市已经具有集中供暖的设施,并且每年改建与扩建的多数民用建筑都会采用集中供暖。

然而,我国供暖事业迅速发展的同时,也带来了一些问题。比如建筑物内水平和垂直温度失调,用户不能自由控制供暖,进而造成能源浪费,还有因设计不合理、用户私改、管理不当带来的安全隐患,更广为人知的,则是供暖系统高能耗、高排放带来的环境污染。

图片:根据公开资料整理

而这些,还只是集中供暖客观上存在的问题。在主观上,还有系统惰性供热,用户舒适度不够等问题,此类问题往往也得不到很好的解决,用户时常觉得自己的“暖气费被黑了”。一到冬天,微博上都是南方为什么不供暖的质疑,而到了北方本地,其媒体上常常会有暖气不够暖的新闻。

总的来看,管理问题是集中供暖最大的病因,而要想解决供暖带来的弊端,智能化是一个重要途径。

所以,人们首先要做的就是利用信息化手段建立智能管理系统,通过网络平台实时监控和调度供暖区内的系统运行,依据用户状态信息、室内外温度乃至气候等因素自动完成室内温度调控。国内某企业做过相关的测试,在使用了AI和云服务后,当用户室内温度保持在21摄氏度左右时,在智能供暖服务控制下的供暖能耗比人工控制降低了10%。

同时,随着我国互联网、智能硬件的发展,供暖的管理工作应该更加直接连接用户端,供暖系统从设计到运行维护再到退役的每一个过程,用户都能采用现代信息技术手段比如智能手机进行监控。去年,杭州就曾推出天然气家庭分户式供暖服务,用户可以根据自己的实际情况自由设置供暖时长、温度,用热也可单独计量。

另外,从供热企业层面来看,各企业应该在大数据的基础之上,建立智慧供热计量体系。通过供暖计量数据的实时监测,包括实时掌握各个关键点的温度,流量,压力,水,电,热等能耗指标,数据的挖掘分析,数据的多方位交叉共享,为智慧供热的优化决策提供科学依据。

在我国,太原市的相关企业自12年就开始了供热计量的改革。通过这一改革,一方面,政府和企业能够及时发现系统运行中存在的问题,针对性的给予解决方案,另一方面,通过对单位面积能耗进行分析,并结合当地的地理气候特征、室外温度等参数,热企能够在大数据的基础上进行系统改造和维护。

最大的争议,南方何时能智慧供暖?

说起供暖,北方人最有体会,而南方人最有话说。

只要温度一降下来,各种南北方抗寒的段子可谓是层出不穷,“我在南方的艳阳里冷成狗,你在北方的雪纷飞里穿短袖“,“北方人过冬靠暖气,南方人过冬靠一身正气”……诸如此类的调侃,背后是南方人对北方暖气求而不得的心酸。

南方为何没有暖气?总的来说,还是成本的问题,当然,从地形、气候、湿度等自然条件来分析,集中供暖也不适合南方。清华大学的调查显示,南方现在经常采用局部间歇式空调取暖,只在需要时打开,煤的消耗反而更低,仅为集中供热煤耗的63%。不仅更节省能耗,这种在小空间内的取暖也能实现更快升温。

显然,南方取暖方式基本可以定下来了,即分户取暖。然而,不管是壁挂炉还是空调制热,似乎都不能应付日益严寒的南方天气。根据有关调研显示,有91%的南方居民希望冬季集中供暖,有48%的家用式空调居民表示这种取暖方式并不舒适,而且空调采暖电能消耗量大,资源利用率较低。

所以,要想提升南方人的生活幸福感,还得从分户取暖的舒适性差和热效率低这两大问题着手。

这时,具有更好供暖效果的智能硬件显然更有优势。当然了,这个硬件指的可不是能够温暖双手的“发烧”小米。去年,法国就有一家公司尝试着用发热的计算机设备为家庭供暖,该公司的电暖器采用了3块电脑CPU,单台功率为500瓦,足够为14-28平米的房间供暖。

在供暖的同时,这个智能电热器中内置的计算单元还能为电影和动画工作室、银行或研究机构等地贡献运力。也就是说,它同时也是一台分布式的计算节点。于是,用户只需要支付购买设备的钱,而该“计算机”运行时的电费,将会有其他的支付方为用户买单。

人工智能能做的不仅如此,通过数据驱动,我们能够更加了解一个城市的行为模式。智能手机的普及也使得直接测量人类行为成为可能,利用这些数字痕迹收集数据,我们可能会更容易回答这些问题:他们几时对暖气的需求较多?主卧室比客卧的供暖应该更高?房间内的温度对他们的生活是否造成了严重的影响?

如此,南方供暖就可以更加个性化、市场化、集成化,关于人类行为的连续的数据流可以让我们更加准确地预报暖气系统的使用情况。

粪便也能供暖?最重要的还是能源突破

所谓擒贼先擒王,要想让人们更好地享受温暖,还是得把供暖源头——能源先搞定。

面对日益严重的环境污染问题,较之于使用煤炭、柴油等供暖,天然气等新能源供暖更为便捷,也更加符合节能减排的需要。

当然,除了天然气,人们还想用更多的办法产生更多的清洁能源。比如比尔盖茨就致力于从粪便中获得能源或资源。位于美国华盛顿州西雅图的Janicki生质能源公司,研发的“全能处理器”就很好地解决了这个问题,它的处理过程是把人类粪便分解成水蒸汽和干燥污物。干燥污物再经过高温燃烧,就能成为能源,为发电机供应电力,电力可以输送到需要的社区,成为一种能源。

中国雄安新区也采用了类似的系统来处理生活污水,根据生活污水冬夏两季与环境温度差大的特点,该系统能从园区每天产生的生活污水中提取能量,作为辅助供能来源。与单独使用电能的供能方案相比,该系统节约能源折合标煤超过600吨,减少二氧化碳排放约1510吨。

除了粪便和污水,还有更多的清洁能源能够利用,比如山西太原启动的干热岩供暖项目,也能够降低运行成本,减少有害气体的排放量。

当然,在能源利用的过程中,人工智能的作用也不可小觑。比如在能源采用时,利用光纤电缆和传感器实现数据传输,为团队的监控、维护、设备优化等工作进行支持,并最终节约运行成本。作为世界上最大的石油和天然气公司之一,英国石油在去年便计划在整个公司层面启用人工智能驱动的数字转型,扩大智能应用的部署规模。

显而易见的是,在未来,智慧供暖将成为智慧能源必不可少的终端之一。

参考文献:

1.田燕青,《打造一流热力企业智慧供暖计量先行》

2.浪潮工作室,《请给我们南方人装暖气》

3.康慧,《雄安新区供暖模式探讨》

4.渠义杭,高磊,《南方供暖需求现状及技术分析》