一、應(yīng)用背景

在全球能源緊張與 “雙碳” 目標(biāo)推進(jìn)的大背景下，建筑能耗已成為社會(huì)總能耗的重要組成部分，而空調(diào)系統(tǒng)作為建筑能耗的核心設(shè)備，其能源浪費(fèi)問題尤為突出。傳統(tǒng)空調(diào)控制系統(tǒng)普遍存在控制精度低、缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力、人工管理成本高、能源利用效率低等痛點(diǎn)。例如，辦公場所下班后空調(diào)未及時(shí)關(guān)閉、不同區(qū)域溫度需求差異未被精準(zhǔn)響應(yīng)、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測導(dǎo)致故障無法及時(shí)排查等，這些問題不僅造成了大量的能源浪費(fèi)，也增加了用戶的運(yùn)營成本。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展為空調(diào)系統(tǒng)的智能化升級提供了有力支撐，通過將傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)與空調(diào)控制相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的精準(zhǔn)感知、智能調(diào)控和高效管理，從根本上解決傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能痛點(diǎn)。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

空調(diào)智慧節(jié)能控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建，采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，從上至下分為感知層、傳輸層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，各層協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和應(yīng)用，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性和智能化水平。

1、感知層

感知層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端，負(fù)責(zé)收集空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為后續(xù)的智能調(diào)控提供數(shù)據(jù)支撐。

2、傳輸層

傳輸層負(fù)責(zé)將感知層采集到的數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)層，同時(shí)將平臺(tái)層的控制指令下發(fā)至感知層設(shè)備，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、高效和安全。

3、平臺(tái)層

平臺(tái)層是系統(tǒng)的核心樞紐，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、分析和管理，為應(yīng)用層提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)服務(wù)。

4、應(yīng)用層

應(yīng)用層是系統(tǒng)面向用戶的交互界面，為不同類型的用戶提供個(gè)性化的功能服務(wù)，包括 Web 端管理平臺(tái)、移動(dòng)端 APP、大屏監(jiān)控中心等。

三、核心功能

1、數(shù)據(jù)感知與實(shí)時(shí)監(jiān)測

作為系統(tǒng)的 “感官中樞”，實(shí)現(xiàn)全維度數(shù)據(jù)采集與可視化，為智能控制提供依據(jù)：

多維度參數(shù)采集：實(shí)時(shí)采集室內(nèi)溫度、濕度、人體活動(dòng)狀態(tài)(是否有人)、空調(diào)運(yùn)行參數(shù)(運(yùn)行模式、設(shè)定溫度、功率、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間)、室外環(huán)境數(shù)據(jù)(溫度、濕度、風(fēng)速)，采集精度達(dá) ±0.5℃(溫度)、±5% RH(濕度)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

全場景可視化展示：通過 Web 端管理平臺(tái)、移動(dòng)端 APP、大屏監(jiān)控中心，以圖表、數(shù)字等形式直觀呈現(xiàn)所有數(shù)據(jù)，支持按區(qū)域、設(shè)備、時(shí)間段篩選查看，讓用戶實(shí)時(shí)掌握空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)與環(huán)境情況。

異常數(shù)據(jù)報(bào)警：當(dāng)溫濕度超標(biāo)、空調(diào)運(yùn)行參數(shù)異常(如功率過高 / 過低)、設(shè)備離線時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)告警(APP 推送、短信、郵件)，第一時(shí)間提醒用戶或運(yùn)維人員。

2、智能調(diào)控

基于數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、精準(zhǔn)化控制，是節(jié)能的核心環(huán)節(jié)：

分區(qū)精準(zhǔn)控制：按空間功能(辦公室 / 會(huì)議室 / 車間 / 臥室等)或物理區(qū)域劃分控制單元，每個(gè)單元獨(dú)立設(shè)定溫度、運(yùn)行模式和節(jié)能規(guī)則，避免 “一刀切” 造成的能源浪費(fèi)(如會(huì)議室無人自動(dòng)關(guān)機(jī)，車間按生產(chǎn)需求恒溫)。

動(dòng)態(tài)溫度優(yōu)化：結(jié)合室內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù)、人體活動(dòng)情況、用戶行為習(xí)慣，通過 AI 算法動(dòng)態(tài)調(diào)整空調(diào)設(shè)定溫度。例如：制冷模式下，室外溫度低時(shí)上調(diào)設(shè)定溫度 2-3℃;制熱模式下，根據(jù)室內(nèi)熱負(fù)荷變化實(shí)時(shí)微調(diào)，在保障舒適度的同時(shí)最大化節(jié)能。

人體感應(yīng)聯(lián)動(dòng)控制：通過人體感應(yīng)傳感器檢測區(qū)域內(nèi)人員活動(dòng)，無人狀態(tài)持續(xù) 15-30 分鐘(可自定義)后，自動(dòng)切換至節(jié)能模式(調(diào)溫 ±3-5℃)或關(guān)閉空調(diào);檢測到人員進(jìn)入時(shí)，快速恢復(fù)預(yù)設(shè)舒適溫度。

負(fù)荷均衡控制：針對多臺(tái)空調(diào)(如中央空調(diào)、車間多聯(lián)機(jī))，系統(tǒng)根據(jù)各區(qū)域負(fù)荷情況合理分配運(yùn)行任務(wù)，避免部分設(shè)備過載、部分設(shè)備閑置，提升整體能源利用效率，減少設(shè)備損耗。

定時(shí)任務(wù)與場景聯(lián)動(dòng)：支持自定義定時(shí)規(guī)則(如上班前 30 分鐘預(yù)冷 / 預(yù)熱、下班后自動(dòng)關(guān)機(jī)、午休時(shí)段節(jié)能模式);可與窗簾、燈光等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)(如窗簾關(guān)閉時(shí)空調(diào)調(diào)至高效模式，減少冷熱交換)。

3、遠(yuǎn)程管理與操作

打破空間限制，實(shí)現(xiàn)便捷化、靈活化管理：

多終端遠(yuǎn)程控制：用戶通過 Web 端、移動(dòng)端 APP，可遠(yuǎn)程開啟 / 關(guān)閉空調(diào)、調(diào)整運(yùn)行模式、設(shè)定溫度、修改定時(shí)任務(wù)，無需現(xiàn)場操作(如業(yè)主下班前遠(yuǎn)程開啟家用空調(diào)，物業(yè)遠(yuǎn)程調(diào)控寫字樓各樓層空調(diào))。

設(shè)備集中管理：管理員可對所有空調(diào)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括設(shè)備注冊、身份認(rèn)證、狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程升級、參數(shù)批量配置，支持?jǐn)?shù)千臺(tái)設(shè)備同時(shí)接入，適用于大型建筑或園區(qū)。

個(gè)性化權(quán)限分配：按角色(管理員、運(yùn)維人員、普通用戶、租戶)分配不同操作權(quán)限，例如：普通用戶僅能控制自己區(qū)域的空調(diào)，管理員可查看全系統(tǒng)數(shù)據(jù)并配置節(jié)能規(guī)則，保障管理安全性。

4、能耗分析與優(yōu)化

通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效果量化與持續(xù)優(yōu)化：

全維度能耗統(tǒng)計(jì)：自動(dòng)統(tǒng)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)的日 / 周 / 月 / 年能耗數(shù)據(jù)，支持按區(qū)域、設(shè)備、部門、時(shí)間段拆分統(tǒng)計(jì)(如寫字樓按樓層、車間按生產(chǎn)線)，生成能耗趨勢圖、對比報(bào)表。

節(jié)能效果分析：對比系統(tǒng)啟用前后、不同節(jié)能策略下的能耗數(shù)據(jù)，量化節(jié)能率(如降低 20%)、節(jié)約電費(fèi)金額，為能源管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。

智能節(jié)能建議：基于大數(shù)據(jù)分析，識(shí)別高能耗區(qū)域或不合理運(yùn)行模式，自動(dòng)推送優(yōu)化建議(如 “某會(huì)議室無人時(shí)空調(diào)未關(guān)閉，建議縮短無人檢測時(shí)間”“車間溫度設(shè)定過低，建議上調(diào) 2℃”)。

5、故障報(bào)警與運(yùn)維

降低設(shè)備故障率，減少運(yùn)維成本：

實(shí)時(shí)故障監(jiān)測：持續(xù)監(jiān)測空調(diào)運(yùn)行參數(shù)(如壓縮機(jī)電流、制冷效果)，當(dāng)檢測到故障征兆(如功率異常、溫度調(diào)節(jié)失效)時(shí)，自動(dòng)發(fā)出告警并定位故障設(shè)備，支持故障等級劃分(一般故障、緊急故障)。

故障診斷與溯源：系統(tǒng)內(nèi)置故障數(shù)據(jù)庫，結(jié)合運(yùn)行日志自動(dòng)分析故障原因(如 “傳感器故障”“冷媒不足”)，提供維修建議;記錄故障發(fā)生時(shí)間、處理過程、結(jié)果，便于后續(xù)溯源。

運(yùn)維管理優(yōu)化：生成設(shè)備維護(hù)提醒(如 “某空調(diào)累計(jì)運(yùn)行 1000 小時(shí)，需進(jìn)行濾網(wǎng)清潔”)，支持運(yùn)維工單創(chuàng)建、分配、跟蹤，提升維修效率，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間。

四、應(yīng)用優(yōu)勢

高度智能化：融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的自主感知、自主決策、自主調(diào)控，無需人工干預(yù)即可完成節(jié)能控制，大幅降低人工管理成本。

精準(zhǔn)控制：通過部署高密度的傳感器和先進(jìn)的控制算法，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境和空調(diào)設(shè)備的精準(zhǔn)監(jiān)測與控制，在保證用戶舒適度的前提下，最大化降低能耗。

兼容性強(qiáng)：系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議和接口設(shè)計(jì)，可與市場上主流品牌的空調(diào)設(shè)備(家用空調(diào)、中央空調(diào)、多聯(lián)機(jī)等)實(shí)現(xiàn)無縫對接，無需更換現(xiàn)有空調(diào)設(shè)備，降低項(xiàng)目改造成本。

擴(kuò)展性好：系統(tǒng)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持設(shè)備數(shù)量和功能模塊的靈活擴(kuò)展，可根據(jù)用戶需求逐步增加傳感器部署、擴(kuò)展控制區(qū)域或新增功能模塊(如與樓宇自控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)聯(lián)動(dòng))，滿足不同場景的應(yīng)用需求。

易用性高：提供簡潔直觀的 Web 端管理平臺(tái)和移動(dòng)端 APP，操作簡單便捷，用戶可快速上手使用，同時(shí)支持個(gè)性化定制功能，滿足不同用戶的使用需求。

直接節(jié)能效益：通過智能溫控調(diào)節(jié)、人體感應(yīng)節(jié)能、負(fù)荷均衡控制等多種節(jié)能策略的綜合應(yīng)用，可降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。

間接節(jié)能效益：通過故障報(bào)警與診斷功能，減少空調(diào)設(shè)備的故障停機(jī)時(shí)間和維修成本，延長設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備更換成本;同時(shí)，減少人工巡檢和管理成本，提高管理效率。

五、應(yīng)用場景

1、商業(yè)建筑場景

寫字樓 / 辦公園區(qū)

人員流動(dòng)頻繁、區(qū)域功能多樣(辦公室、會(huì)議室、走廊、茶水間)、節(jié)能與舒適度平衡、遠(yuǎn)程管理需求高

分區(qū)精準(zhǔn)控制：按辦公區(qū)、會(huì)議室、公共區(qū)域制定差異化溫控策略(如會(huì)議室無人 15 分鐘自動(dòng)關(guān)空調(diào)，走廊保持節(jié)能恒溫)

定時(shí)任務(wù) + 遠(yuǎn)程控制：上班前 30 分鐘預(yù)冷 / 預(yù)熱，下班后自動(dòng)關(guān)閉，加班人員通過 APP 臨時(shí)開啟

能耗分析報(bào)表：為物業(yè)提供各樓層、各部門能耗數(shù)據(jù)，支持節(jié)能考核與成本分?jǐn)?/p>

購物中心 / 商超

大面積空間、人流密度波動(dòng)大、營業(yè)時(shí)間固定、需兼顧購物體驗(yàn)與節(jié)能

動(dòng)態(tài)溫度優(yōu)化：根據(jù)實(shí)時(shí)人流密度(結(jié)合攝像頭或人體感應(yīng)數(shù)據(jù))調(diào)整溫度，高峰期維持 24-26℃，低峰期上調(diào) 2-3℃

負(fù)荷均衡控制：多臺(tái)中央空調(diào)聯(lián)動(dòng)，避免部分區(qū)域過度制冷 / 制熱，降低設(shè)備損耗

故障報(bào)警：針對商超制冷設(shè)備(如冷鏈配套空調(diào))實(shí)時(shí)監(jiān)測，避免故障導(dǎo)致商品損耗

2、公共設(shè)施場景

學(xué)校 / 醫(yī)院

長時(shí)間運(yùn)行、區(qū)域功能特殊(教室 / 病房 / 手術(shù)室)、溫濕度精度要求高、節(jié)能與安全并重

分時(shí)段溫控：教室按上課時(shí)間自動(dòng)啟停，課間切換節(jié)能模式;病房維持 22-24℃恒定溫度，手術(shù)室精準(zhǔn)控溫 ±0.5℃

人體感應(yīng)節(jié)能：圖書館、走廊等區(qū)域無人時(shí)自動(dòng)調(diào)低功率，避免夜間空耗

數(shù)據(jù)可視化：校方 / 醫(yī)院管理層實(shí)時(shí)查看各樓宇能耗，優(yōu)化能源分配

交通樞紐(機(jī)場 / 高鐵站 / 地鐵站)

超大空間、24 小時(shí)運(yùn)行、人流密集且流動(dòng)快、室外環(huán)境影響大

室外環(huán)境聯(lián)動(dòng)：根據(jù)室外溫度、風(fēng)速數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，減少能源浪費(fèi)

分區(qū)精準(zhǔn)控制：候車廳、VIP 室、辦公區(qū)獨(dú)立調(diào)控，候車廳按人流密度動(dòng)態(tài)調(diào)溫

遠(yuǎn)程運(yùn)維：通過大屏監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)測遍布樞紐的空調(diào)設(shè)備，故障快速響應(yīng)

3、工業(yè)場所場景

生產(chǎn)車間(電子 / 機(jī)械 / 化工等)

部分區(qū)域需恒定溫濕度(如電子車間)、設(shè)備散熱大、生產(chǎn)時(shí)段固定、節(jié)能與生產(chǎn)安全兼顧

精準(zhǔn)溫濕度控制：電子車間維持 23±1℃、濕度 45%-65%，保障生產(chǎn)質(zhì)量;普通車間按設(shè)備散熱動(dòng)態(tài)調(diào)溫

負(fù)荷均衡 + 故障報(bào)警：多臺(tái)工業(yè)空調(diào)聯(lián)動(dòng)，避免過載運(yùn)行;實(shí)時(shí)監(jiān)測空調(diào)運(yùn)行參數(shù)，防止故障影響生產(chǎn)

能耗統(tǒng)計(jì)分析：按生產(chǎn)線、車間統(tǒng)計(jì)能耗，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐

倉儲(chǔ) / 物流中心

大面積倉儲(chǔ)空間、部分貨物需恒溫(如冷鏈倉儲(chǔ)、電子產(chǎn)品倉儲(chǔ))、人員活動(dòng)少、長時(shí)間運(yùn)行

無人區(qū)域節(jié)能：倉儲(chǔ)主體區(qū)域無人時(shí)自動(dòng)切換至節(jié)能模式(如制冷溫度上調(diào) 5℃)，僅作業(yè)區(qū)維持設(shè)定溫度

恒溫精準(zhǔn)控制：冷鏈倉儲(chǔ)聯(lián)動(dòng)溫度傳感器，維持 0-5℃恒定，避免貨物損耗

遠(yuǎn)程控制：物流中心管理人員通過 APP 遠(yuǎn)程調(diào)整倉儲(chǔ)區(qū)域溫度，無需現(xiàn)場操作

4、居住社區(qū)場景

1. 住宅小區(qū)(商品房 / 保障房)

家庭個(gè)性化需求、分戶型控制、遠(yuǎn)程操作、電費(fèi)節(jié)約

遠(yuǎn)程控制 + 定時(shí)任務(wù)：業(yè)主下班前通過 APP 開啟空調(diào)，回家即享舒適溫度;設(shè)置睡眠模式，夜間自動(dòng)調(diào)溫

人體感應(yīng)節(jié)能：臥室、客廳無人時(shí)自動(dòng)降低功率或關(guān)閉，避免離家忘關(guān)空調(diào)

能耗查詢：業(yè)主通過 APP 查看每日 / 每月空調(diào)能耗，培養(yǎng)節(jié)能習(xí)慣

2. 高端公寓 / 別墅

多房間獨(dú)立控制、智能聯(lián)動(dòng)(如與智能家居系統(tǒng)對接)、高端舒適體驗(yàn)、節(jié)能定制化

全屋分區(qū)控制：臥室、客廳、書房、地下室獨(dú)立設(shè)定溫度與運(yùn)行模式

智能聯(lián)動(dòng)：與窗簾、燈光系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，如窗簾關(guān)閉時(shí)空調(diào)自動(dòng)調(diào)至舒適模式，減少冷熱交換

個(gè)性化節(jié)能規(guī)則：支持自定義節(jié)能策略，如度假期間自動(dòng)關(guān)閉非必要區(qū)域空調(diào)，僅保留冰箱配套空調(diào)運(yùn)行