公共建筑分体空调智能管控终端技术与应用研究

摘要

公共建筑中大量存量分体式空调普遍存在管理分散、能耗监管缺失、人为不合理用能等问题，是建筑节能工作中较难管控的部分。传统依靠人工管理模式效率低下，全盘更换新型智能空调改造成本高。本文围绕分体空调外围智能管控技术开展研究，分析分体空调管控痛点，对 AAC 系列空调控制器的工作原理、硬件构成、功能体系进行阐述，探讨设备选型原则、安装施工要点以及系统组网架构。该终端无需改动空调本体硬件，集成电能计量、电参量监测、红外遥控、多模式联动控制、多类型通信接口，可对接上位平台实现集中化管理。实践表明，该终端能够实现分体空调用电计量、运行状态监测、远程策略管控，有效遏制空调无效运行，助力公共建筑落实节能管理要求，为存量分体空调智能化改造提供一种经济可行的技术路径。

关键词：公共建筑；分体空调；空调控制器；能耗监测；远程智能管控；节能改造

1 引言

随着国内公共建筑规模持续扩大，除大型中央空调系统以外，壁挂、柜式分体空调被广泛应用于办公楼、学校、医院、产业园区等场所。分体空调布置点位分散，每台设备独立运行，缺少统一的监控手段。日常使用过程中经常出现下班、节假日空调未关闭，夏季制冷温度设置过低、冬季制热温度设置过高等现象，造成大量能源浪费，增加建筑运营能耗成本。

对于存量建筑，如果全部替换为自带物联网功能的智能空调，设备采购与施工成本高昂，很多项目难以落地。因此，采用外置加装智能控制器的改造方案，在保留原有空调设备基础上，实现能耗采集与运行管控，成为存量分体空调节能改造的重要思路。

安科瑞 AAC 系列空调控制器作为外置式分体空调管控终端，分别针对单相挂机、三相柜机开发，集成测量计量、多种控制逻辑、多通信接口。本文从应用痛点出发，对该终端技术特性、工程实施要点、系统架构和实际应用价值展开分析，为同类工程项目提供参考。

2 分体空调节能管控现存问题

2.1 能耗数据无法精细化采集

分体空调为末端独立设备，原有配电回路一般只配置断路器，缺少计量装置。管理人员只能获取整层或者整栋建筑总用电量，无法得到单台空调实际能耗，难以定位高能耗点位，能耗统计、成本分摊缺少数据支撑。

2.2 管控手段缺失，人为浪费现象突出

分体空调操作权交由现场人员，缺少强制管控手段。非工作时段空调空转、温度设置不符合节能规范等问题屡禁不止。依靠人工巡检，覆盖面有限，响应滞后，管理成本高。

2.3 改造方案成本约束大

改造方案主要分为两类：一是直接更换物联网空调，设备投资大，原有空调直接报废；二是改造中央空调系统，管线、机房改造工程量巨大。两种方式对于存量建筑均存在经济性短板，亟需低成本外置改造方案。

2.4 现场工况复杂多样

现场空调既有单相壁挂机，也有大功率三相柜机；建筑布局复杂，部分区域布线困难；不同品牌空调红外遥控协议不统一，对控制器兼容性、现场适配能力提出较高要求。

3 AAC 系列空调控制器技术分析

3.1 产品型号与适用对象

AAC 系列分为 AAC100、AAC300 两个硬件版本。AAC100 面向单相 220V 壁挂空调，额定电流 16A，采用 86 盒安装方式；AAC300 面向三相柜式空调，额定电流 60A，采用墙体壁挂安装。设备 RS485 为标准配置，LoRa、LoRaWAN 为可选无线通信选配，适配布线条件优劣不同的各类现场。

3.2 核心硬件技术参数

设备具备电参量采集、电能计量、温湿度采集能力，有功电能计量精度达到 B 级；通信支持 ModbusRTU 协议，波特率可配置；无线工作频段 470MHz；设备工作环境25℃~+55℃，可以适应绝大多数公共建筑室内工况。主要技术参数如表 1 所示。

表 1 AAC 系列控制器主要技术参数

3.3 系统功能体系

3.3.1 测量计量功能

实时采集空调回路电压、电流、有功功率等电气参数，完成单台空调有功电能计量。采集数据上传平台，实现单设备能耗统计、历史数据存储，支撑能耗分析、能效评估。

3.3.2 多维度控制功能

1）电源分合闸控制：可以远程切断空调供电电源，作为兜底管控手段； 2）红外遥控控制：通过红外信号模拟空调遥控器，实现开关机、模式切换、温度、风速、风向调节； 3）时间策略控制：设置允许空调运行的时间区间，在非工作时段限制空调启用，解决无人空转问题； 4）温度联动控制：结合现场采集环境温度，联动限制空调设定温度，落实公共建筑空调温度管理要求。

3.3.4 多通信模式

标配 RS485 有线总线，适用于布线条件良好项目；可选配 LoRa、LoRaWAN 无线通信，适合点位分散、布线困难场景；板载蓝牙接口用于现场本地调试。RS485 支持上行对接平台或者下行外接传感器，两种模式不可同时使用。

4 工程实施关键要点

4.1 前期现场勘察与选型

工程实施前期勘察工作直接决定项目成败，勘察内容包括： 1）空调设备参数：挂机重点核查最大工作电流，电流小于 16A 选用 AAC100，超过 16A 选用 AAC300；柜机确认供电制式为单相还是三相； 2）硬件配套评估：查看空调控制器安装位置与空调室内机距离，判断是否需要配置红外延长线； 3）红外适配：收集空调品牌、型号，提前完成红外遥控代码匹配测试； 4）通信组网规划：结合建筑空间分布，确定网关安装位置、网关数量，选择有线或无线通信方案。

4.2 设备安装与接线施工

AAC100 采用 86 暗盒安装，撬开面盖后使用螺钉固定于 86 底盒，接入 L、PE、N 市电，空调插头直接插至设备输出插座，完成 RS485 总线以及红外延长线接线后扣合面盖。

AAC300 为壁挂式安装，墙体打孔埋设膨胀管，悬挂固定设备；L1、L2、L3 接入三相电源进线，L1'、L2'、L3' 输出端接柜机负载，N 端子连接零线；端子 21、22 为 RS485A/B，12、13 引脚接红外延长线。

4.3 整体系统组网架构

系统采用三级架构：现场控制器网关空调管控平台。 AAC 控制器采集能耗、温湿度数据，执行控制指令；终端通过 RS485、LoRa、LoRaWAN 接入网关；网关通过以太网、4G 网络将数据上传云端平台。平台实现数据存储、能耗报表、参数配置、远程下发控制命令，实现整栋建筑多台分体空调集中管理。

5 工程应用场景分析

5.1 学校建筑

教学楼、实验楼挂机数量庞大，放学、假期空调忘记关闭现象频发。部署 AAC100 控制器，配置时间管控策略，非教学时段限制空调使用；统计教室空调用电量，帮助学校开展节能考核，降低运维巡检压力。

5.2 机关企事业单位办公楼

办公建筑落实公共建筑空调节能管理规定，通过温度联动策略约束空调设定温度；统计各办公室空调能耗，实现科室能耗成本核算，减少人为用能浪费。

5.3 医院公共区域

门诊、科室大量分散分体空调，对设备运行可靠性要求高。利用控制器实现运行状态远程监管，能耗数据留存归档，满足节能审计的数据溯源要求。

5.4 厂房、大型会议室

大功率三相柜机，选用 AAC300 控制器，完成大功率空调用电计量与远程管控，实现大空间区域空调精细化能耗管理。

该方案优势是充分利旧原有空调，不需要更换室内外机，改造工程量小，投资成本可控，适合存量建筑节能升级项目。

6 结论

存量分体空调是公共建筑节能管控中较为薄弱的环节，传统管理模式存在能耗看不见、手段有限、改造成本高等诸多痛点。AAC 系列外置空调控制器，通过加装终端方式，在不更换原有空调设备前提下，实现电参量采集、电能计量、红外遥控、时序与温度联动控制，搭配多类型通信接口构建终端网关平台三级监控系统。

在工程项目实施过程中，做好前期现场勘察，合理选型，规范安装接线，科学规划通信组网，能够有效解决分体空调无人空转、温度设置不规范、能耗无法统计等问题。该改造方案施工量小，经济性好，对存量公共建筑分体空调智能化管控与节能改造具备较好的推广应用价值。