开发背景与效益分析

背景介绍

随着城市节能改造与绿色建筑的实施，实现建筑节能减排已成为当务之急，空调作为公共建筑能耗的主要设备，其能耗约占建筑能耗的60%，超过了照明、电梯、办公设备的总能耗。因此建筑的节能减排的重点在空调系统。

空调长期在重负荷运行，在增加空调故障率同时，寿命也将大大缩短。合理设置空调温度，科学管理空调的运行，既能提供比较健康、舒适的室内环境，满足正常的工作、生活需要，又能节约能源，保护生态环境，是一件利国利民的好事。据测算，在正确使用空调的前提下，制冷空调温度每提高1℃，可节电8%；热空调温度每降低2℃，可节电10%。可见，制冷温度调得过低或者制热温度过高导致的电能浪费是惊人的。 对于楼宇管理者而言，无法实时管理、监测、控制所有的空调运行状态，造成能源损耗的巨大浪费。

空调系统现状

1. 空调无法进行统一的用能、使用习惯、空调效率等大数据分析，从而无法衡量各个空调的工作情况，一些较复杂的优化控制策略无法实施。

2. 分散控制，无法进行集中的节能管理(包括室温管控)，容易出现使用人员离开而空调仍照常开启运行的浪费能源。

3. 人们进入房间后为了快速制冷或快速制热，总是将空调的调定值调得很低或很高，但当温度达到过低或过高后又不去把调定值恢复到正常设定值，造成了大量能耗。如果人员节能意识淡薄，过冷或过热时开窗散热的话，能耗更会惊人。

4. 在不需要使用空调的季节及下班、周末、节假日等特殊时间段，可设置为空调禁止开机模式。

5. 个别人员过度追求舒适度，在夏天空调运行在制冷16℃，冬天运行在制热30℃，导致过高的空调能耗及舒适度的损失。

6. 责任主体量化节能问题。无计量，无量化指标，责任主体不明确，节能手段欠缺 。

7. 因为空调的过度使用，导致空调寿命降低。

经济效益

1) 时段管控，通过设置允许开机时段及禁止开机时段，即可以解决下班忘记关空调的情况，也可以解决在某些季节（春秋季）、周末特殊时段，直接不允许开机。

2) 温度限制的管控；在人们使用空调时，常常因为刚进入房间为了急用达到所需要的舒适温度而在制冷时设置温度为16℃，制热时制热温度为最高的30℃，之后因为疏于注意而使空调长时间处于高负荷下运行。而温度管控的目的就是设置制冷、制热的一个温度限制，比如设置制冷温度为24℃，制热最高温度为20℃，通过这种方式实现节能。

管理效益

1) 系统运行数据实时远传、实时监控，全面监控空调系统运行情况，对异常开启及故障空调及时处理。

2) 实行能源数据及能耗指标的统计、分析、管理，实现能耗曲线。

3) 设定自动启停计划任务、开机模式，实现定时自动启停。

社会效益

1) 积极响应国家节能减排号召，完成国家节能减排目标，建立节约型社会。

2) 降低建筑单位面积能耗，减少CO2排放量，改善气候环境。

3) 通过空调管控，响应国家对公共建筑空调温度不低于26℃的规定，把国家政策落实到实处。

控制方案

以某个校园分体式空调改造为例：分体式空调数量为 1396 台，其中挂机空调管家 788 台、单相柜机空调管家 448 台、三相柜机空调管家 160 台。智慧空调节能监控实现方式：空调运行信息通过每台空调的空调管家控制器上传至云平台系统服务器，系统平台通过空调管家控制器一键开关、定时控制/课程表控制、温度范围限制、强制禁用。

空调管家控制器安装示意图

系统方案架构

系统功能

监控数据：空调开关机状态、运行模式、设置温度等各种状态的数据；可远程遥控每台空调开关机或调节模式、温度、风力；各房间的实时温湿度采集和显示；空调用电的统计。

报警功能：空调缺氟、冷凝器堵塞、室内风机故障、室外风扇异常、室内滤网脏堵、毛细管或过滤器堵塞等报警和预警。通过故障报警和预警，可以从容安排集中维保，避免零散的分次维修造成整体费用上升。

数据分析：利用空调管家上报的各类数据，可以做到对空调运行信息的实时分析与故障报警。通过大数据和云技术提供了全面准确的信息和管理手段。根据故障紧急情况，自动划分维修优先级，将非紧急故障集中批量生成维修工单，避免零散报修推高维修的人工成本对报修工单的执行过程提供全流程督办；对维修效果进行确认，避免二次维修；通过故障早期预警，可以从容安排集中维保，避免零散的分次维修造成整体费用上升，也能最大限度减少紧急维修的概率，从总体上显著降低维保成本。

方案优势

空调管家采用全无线部署，就地安装，无需对空调设备做任何改造，不影响空调保修，不影响空调遥控器的正常使用，实现精确到每台的分体式空调的专项计量。系统采用了物联网LoRa 无线通讯，一个智能网关可以覆盖一层楼宇，接入节点可达 60 个。空调管家与智能网关之间采用数据加密的无线通讯。系统通过物联网技术产品做到随时监控，大数据和云技术提供全面准确的信息和管理手段。系统采用 B/S 架构，用户无需安装客户端软件，即可在电脑、手机或平板上登陆管理系统，查看历史和实时的用电、节电数据和故障信息，实现空调用能和运维的精细化管理。多种控制策略实现集中遥控，包括分区一键开关机、定时开关机、温度范围限制、强制禁用、授权额度控制等。实时优化空调运行，在满足舒适度的前提下，实现节能效益。提供空调健康度评估，并对故障进行早期预警。对部分故障还可利用核心技术之一的“动态修复技术”，延长故障空调的压缩机寿命，减小设备折旧费用。根据诊断的故障自动生成工单，对维保进行全流程督办，并通过运行数据对实际维修效果进行确认，避免虚假维修及二次维修，极大提高维保管理效益，有效降低综合维保成本。提供空调资产管理，建立包括空调型号参数、使用场所、健康度、历史故障及维保记录等详实的信息，并通过大数据分析为设备更换和采购提供数据支持和科学建议。

系统主要硬件

AC220V空调智能节能控制器

空调智能节能远程控制器QTAC220S空调管家是以节能、管理、远程集中控制为目的的一种新型壁挂式空调远程控制器，适用于办公室、宿舍、酒店等壁挂式空调应用场所，配置有万能码库，红外学习、控制模块，强制电源控制模块，远程通讯模块，电源管理模块，自控模块。QTAC220S采用纯平面板设计且搭配了高清VA显示屏使空调实时数据清晰直观。QTAC220S配置的万能码库，可实现一键自动匹配空调红外遥控指令，适用于市场上99%的分体空调。对于特殊空调QTAC220S还配置有红外学习模块能学习所有带遥控器的空调及其他设备的红外码值，模拟遥控器发送控制指令。控制器控制空调不需要改装或拆装空调(不影响空调原保修服务)，使空调远程控制更智能，更简单。

QTAC220S适用于学校、医院、办公室、工厂，宿舍等有人环境下的分体空调节能集控应用。

AC380V空调智能节能控制器

空调智能节能远程控制器QTAC380S空调管家是以节能、管理、远程集中控制为目的一种新型空调远程控制器。配置有红外控制模块，强制电源控制模块，远程通讯模块，电能管理模块，自控模块，QTAC380S的红外控制模块能学习所有带有遥控器的空调及其它设备的红外码值。模拟遥控器发送控制指令，控制器控制空调不需要改装或拆装空调。使空调远程控制更智能，更简单。

针对380V大功率分体空调，QTAC380S工业版380V空调控制器配置有大功率交流接触器，可以安全有效的控制380V空调电路的断开和闭合。

QTAC380S适用于学校、医院、办公室、工厂等有人环境下空调节能集控应用。

系统界面

主系统图

远程控制

空调监控

空调控制

实时详情

用电参数

电量分析

电量报表

历史报警