医院中央空调节能云控系统是基于 “云 - 边 - 端” 架构的智能化管理系统，通过实时感知医疗环境参数、动态适配诊疗流程、全局优化设备运行策略，在保障手术室、ICU、病房等区域严格环境要求（如温湿度、压差、洁净度）的前提下，实现空调节能降耗。其工作原理围绕 “精准感知 - 边缘响应 - 云端优化 - 协同执行” 的闭环展开，兼顾医疗安全性与节能效率。

医院中央空调节能云控系统通过三层架构实现 “本地稳定控制” 与 “全局智能优化” 的平衡，适配医院 “区域分散、场景特殊、安全冗余要求高” 的特点：

终端感知层：部署在各医疗区域的传感器与智能设备，负责采集环境参数与设备状态；

边缘控制层：位于医院本地的控制器与网关，执行实时调节与应急响应，确保毫秒级控制精度；

云端管理层：远程云平台，通过大数据分析与 AI 算法，生成全局节能策略并下发至边缘层。

1. 终端感知层：医疗级环境与设备状态采集

环境参数感知：

手术室 / ICU：部署高精度温湿度传感器（精度 ±0.3℃、±2% RH）、压差传感器（监测正压 / 负压，如手术室 + 5-10Pa）、洁净度传感器（粒子计数器，实时监测≥0.5μm 微粒数）；

普通病房 / 门诊：温湿度传感器（±0.5℃、±3% RH）、CO?浓度传感器（量程 0-2000ppm，超标阈值 800ppm）；

公共区域：光照传感器（联动窗帘减少空调负荷）、人流传感器（如大厅人流密度影响新风量）。

设备状态采集：

冷水机组 / 锅炉：采集出水温度、压力、能耗（用电量 / 燃气量）、运行模式（自动 / 手动）；

空调箱 / 风机盘管：回风温度、风机转速、水阀开度、滤网压差（预警堵塞）；

水泵 / 冷却塔：流量、频率、电流（判断是否过载）。

数据特征：采用医疗级屏蔽线缆传输，避免电磁干扰（如 MRI 设备对传感器信号的影响），采样频率根据区域等级设定（手术室 1 次 / 秒，普通区域 1 次 / 10 秒）。

2. 边缘控制层：本地实时调节与医疗安全兜底

边缘控制层是医院空调系统的 “神经末梢”，部署在楼宇弱电间或设备机房，核心功能是 “实时响应、应急处理、本地逻辑执行”，确保医疗场景的高可靠性：

动态调节逻辑：

手术室：采用 “PID 闭环控制”，当检测到温度偏离设定值（如 23℃→23.5℃），立即调节空调水阀开度（从 50% 增至 60%），10 秒内将偏差控制在 ±0.5℃内；

普通病房：根据 CO?浓度联动新风（浓度≥800ppm 时，新风阀从 30% 开至 50%），同时结合室外温湿度（焓值控制）决定新风 / 回风比例（如夏季室外高温时减少新风量）；

夜间模式：22:00 后自动降低病房空调风速（静音运行），温度设定值提高 1℃（从 24℃→25℃），兼顾节能与患者休息。

医疗安全优先级控制：

手术中锁定：接收到手术室 “手术进行中” 信号（从 HIS 系统或无影灯联动），边缘控制器强制锁定空调参数，禁止云端或远程干预；

应急备用：当传感器故障时，自动切换至 “历史数据模拟控制”（如近 1 小时平均温度），同时报警至运维人员；

消防联动：接收消防信号后，立即关闭空调新风阀，开启排烟风机，切断非消防区域空调电源。

3. 云端管理层：全局节能策略与 AI 优化

云端平台通过互联网接收边缘层上传的历史数据（每小时汇总 1 次）与实时报警（立即上传），基于大数据与 AI 算法生成优化策略，核心工作原理包括：

负荷预测与提前调度：

基于历史数据（近 3 年同期手术量、门诊量）、实时数据（当日排班、室外天气）、外部数据（季节变化、疫情防控等级），预测未来 24-72 小时空调负荷；

例：预测次日上午有 5 台手术，提前 2 小时启动冷水机组预冷（出水温度从 7℃降至 6.5℃），避免手术开始后负荷骤增导致的温度波动。

设备能效优化：

冷水机组群控：通过 AI 算法计算 “开机台数”，如冷负荷 1500kW 时，开启 2 台 800kW 机组（COP 3.8）比 3 台 500kW 机组（COP 3.2）更节能，云端指令边缘层执行切换；

水泵 / 风机变频调节：根据末端负荷动态调整频率（如门诊人流量减少 50% 时，空调箱风机频率从 50Hz 降至 35Hz），避免 “工频运行” 浪费。

分区域能耗诊断：

云端生成 “科室能耗报表”（如骨科手术室 vs 内科病房），标记高能耗区域（如 “某 ICU 月均能耗较标准值高 20%”）；

结合设备运行数据定位原因（如 “空调箱滤网堵塞导致风机能耗增加”），推送维修工单至后勤系统。

三、协同工作逻辑：云边互动与医疗场景适配

数据双向流动：

边缘层向云端上传：历史能耗数据、设备运行日志、非紧急报警（如滤网压差略高）；

云端向边缘层下发：负荷预测曲线、设备优化参数（如 “明日 9 点冷水机组目标出水温度 6℃”）、季节节能策略（如夏季空调设定值从 24℃调至 25℃）。

医疗场景联动：

手术排期联动：HIS 系统将手术时间推送至云端，云端指令边缘层提前 30 分钟启动手术室空调自净（换气次数≥20 次 / 小时），术前 10 分钟将温度稳定至 23℃；

疫情防控联动：云端接收到 “隔离病房启用” 信号，指令边缘层关闭该区域回风阀（全新风运行），维持负压（-5Pa），同时提高排风风机频率。

应急场景响应：

边缘层优先：突发停电时，边缘控制器立即启动柴油发电机，优先保障手术室、ICU 空调供电，云端同步记录事件并分析恢复方案；

云端兜底：当边缘层控制器故障，云端通过备用通信链路（4G）接管控制，确保核心区域空调不中断。