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中央空調(diào)溫控器工作原理

  中央空調(diào)是用于大中型建筑的環(huán)境控制的基本設(shè)備,也是建筑能耗的主要來(lái)源。中央空調(diào)系統(tǒng)末端——負(fù)荷側(cè),通常有三類(lèi)設(shè)備:風(fēng)機(jī)盤(pán)管、新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)箱等。其中,風(fēng)機(jī)盤(pán)管是用于辦公室、會(huì)議室、賓館客房及其它面積相對(duì)較小的空間環(huán)境溫度控制的裝置;新風(fēng)機(jī)組通常是配合風(fēng)機(jī)盤(pán)管使用,用于向室內(nèi)補(bǔ)充新風(fēng)以改善空氣質(zhì)量的一種設(shè)備;空調(diào)箱側(cè)是用于較大空間如商場(chǎng)、影院、大廳等提供溫度適宜、濕度良好且補(bǔ)充新風(fēng)的大中型設(shè)備。本文介紹的是風(fēng)機(jī)盤(pán)管的控制裝置——中央空調(diào)溫控器(亦稱(chēng)房間溫控器)的工作原理。

一、房間溫度控制目標(biāo)

   傳統(tǒng)中央空調(diào)溫控器是一種機(jī)械式控制裝置,稱(chēng)為三速開(kāi)關(guān),是通過(guò)用戶(hù)手動(dòng)操作方式來(lái)設(shè)定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以達(dá)到降低或提升室內(nèi)溫度的目標(biāo)。三速開(kāi)關(guān)通常并不會(huì)控制冷/熱水閥的開(kāi)關(guān),且無(wú)預(yù)設(shè)溫度控制值,因而其節(jié)能效果并不明顯,且往往由于用戶(hù)節(jié)能意識(shí)較差,造成能源的浪費(fèi),現(xiàn)在已逐步退出了歷史舞臺(tái)。

   房間溫控器欲實(shí)現(xiàn)節(jié)能,有二種途徑:一是控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,二是控制冷/熱水閥工作狀態(tài)。作為節(jié)能減排的數(shù)據(jù)指標(biāo),我國(guó)制定了室內(nèi)空調(diào)控溫限制目標(biāo):冬季室內(nèi)溫度設(shè)定不得高于20℃,夏季室內(nèi)溫度不得低于26℃。有鑒于此,采用微處理器技術(shù)、傳感器技術(shù)與數(shù)顯技術(shù),實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)盤(pán)管運(yùn)行的高效節(jié)能成為可能,從而催生了數(shù)字式空調(diào)溫控器。微處理器技術(shù)的加入,提供了強(qiáng)大的遠(yuǎn)程通訊技術(shù)支撐,多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊技術(shù)相繼成為溫控器數(shù)據(jù)通訊的重要手段,為中央空調(diào)末端房間節(jié)能控制提供了真實(shí)、有效的遠(yuǎn)程集中控制解決方案。

二、數(shù)字式空調(diào)溫控器工作原理

   當(dāng)前,市場(chǎng)上數(shù)字式空調(diào)溫控器主要有二類(lèi),一類(lèi)是非聯(lián)網(wǎng)型,一類(lèi)是聯(lián)網(wǎng)型。通常采用液晶顯示控制技術(shù)作為人機(jī)界面,以單片機(jī)作為系統(tǒng)核心,通過(guò)溫度傳感器探頭,單片機(jī)對(duì)溫感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),以控制風(fēng)機(jī)、水閥的工作狀態(tài),達(dá)到室內(nèi)溫度的控制目標(biāo)。下面分別作介紹。

1、非聯(lián)網(wǎng)型液晶空調(diào)溫控器

   非聯(lián)網(wǎng)型數(shù)字式空調(diào)溫控器是指采用微處理器作為核心,運(yùn)用數(shù)字式溫度傳感器采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù),與預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)溫度控制目標(biāo)值進(jìn)行比較,以控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷/熱水閥工作狀態(tài),并通過(guò)液晶顯示技術(shù)直觀顯示,但不具備遠(yuǎn)程通訊接口。

   非聯(lián)網(wǎng)型數(shù)字式空調(diào)溫控器控溫精度好,智能化運(yùn)行,尤其是高性能處理器可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更精密的溫度控制功能,如多時(shí)段智能控制,時(shí)間表控制,經(jīng)緯度溫度自主控制,溫度補(bǔ)償,狀態(tài)顯示等。

 


海思iTC600液晶房間溫控器
圖一 海思iTC600系列液晶中央空調(diào)溫控器(面板顏色:白色,黑色,金色,鏡面等)

2、聯(lián)網(wǎng)型液晶空調(diào)溫控器

   聯(lián)網(wǎng)型數(shù)字式空調(diào)溫控器是指采用微處理器作為核心,采用數(shù)字式溫度傳感器采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù),與預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)溫度控制目標(biāo)值進(jìn)行比較,以控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷/熱水閥工作狀態(tài),并通過(guò)液晶顯示技術(shù)直觀顯示。聯(lián)網(wǎng)型數(shù)字式空調(diào)溫控器運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)用為控制網(wǎng)絡(luò)通訊接口,以實(shí)現(xiàn)集中控制,避免因人為因素導(dǎo)致能源浪費(fèi),并可根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)每個(gè)房間進(jìn)行差異化溫度設(shè)定,滿(mǎn)足人們的個(gè)性化需求。聯(lián)網(wǎng)型數(shù)字式空調(diào)溫控器也稱(chēng)為智能型溫控器,是一種理想的空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管智能控制裝置。

海思485聯(lián)網(wǎng)溫控器 風(fēng)機(jī)盤(pán)管、地暖控制面板


   目前,市場(chǎng)上聯(lián)網(wǎng)型空調(diào)溫控器主要是485總線(xiàn)型,通訊協(xié)議為Modbus RTU協(xié)議,這是一種低成本控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。不可否認(rèn)的是,485總線(xiàn)技術(shù)運(yùn)用廣泛,但缺陷也很明顯,如抗干擾能力不足,穩(wěn)定性差,施工及維護(hù)困難,故障查找難度大,協(xié)議不開(kāi)放,系統(tǒng)封閉,第三方產(chǎn)品難以替換,用戶(hù)往往受制于廠商等等。


lora溫控器 無(wú)線(xiàn)空調(diào)面板

   隨著信息技術(shù)、通訊技術(shù)的快速發(fā)展,各類(lèi)先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)如LonWorks總線(xiàn)、BACnet總線(xiàn)等已逐漸被市場(chǎng)接受,在建筑領(lǐng)域得到了市場(chǎng)的認(rèn)同。采用LonWorks總線(xiàn)、BACnet總線(xiàn)等先進(jìn)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型智能空調(diào)溫控器也快速進(jìn)入市場(chǎng),并將逐漸成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。


海思BACnet溫控器 風(fēng)機(jī)盤(pán)管地暖控制器

 聯(lián)網(wǎng)型智能溫控器又可分為獨(dú)立運(yùn)行式智能溫控器(標(biāo)準(zhǔn)86盒安裝)和分體架構(gòu)式智能溫控器(溫控操作面板與控制處理單元裝置獨(dú)立結(jié)構(gòu),以數(shù)據(jù)通訊形式連接處理室內(nèi)監(jiān)測(cè)與操作,控制單元模塊通過(guò)遠(yuǎn)程通訊接口與監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通訊)。

3、傳感器選擇與風(fēng)機(jī)、水閥控制

   作為室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)采集裝置,溫度傳感器的選擇十分重要。溫度傳感器有熱電阻、熱偶等。NTC傳感器是一種數(shù)字化溫度傳感裝置,是數(shù)字式溫控器傳感器的理想選擇,其靈敏度高、精度好,非常適宜于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集。風(fēng)機(jī)的三速控制則由單片機(jī)I/O接口輸出控制輸出繼電器通/斷。這里,繼電器應(yīng)選擇可靠性好、負(fù)載能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的,以改善溫控器整機(jī)性能與使用壽命。

   水閥的控制情況較為復(fù)雜,原因是多方面的,既有二管制水系統(tǒng)、四管制水系統(tǒng)的差異,更有水閥自身類(lèi)型差異,尤其是水閥的類(lèi)型有多種,如二線(xiàn)制、三線(xiàn)制、常開(kāi)型、常閉型、斷電保持型、斷電復(fù)位型等,又有開(kāi)/關(guān)型、調(diào)節(jié)型等,因而,溫控器軟件控制邏輯也存在很大的不同。用戶(hù)在訂貨時(shí)需要向廠方詳細(xì)說(shuō)明,以免到貨后才發(fā)現(xiàn)溫控器與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用不符,造成損失。



海思iTC600型房間溫控器
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