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一、概述
隨著教育設施的持續優化升級，學校教室廣泛配備了分體空調，旨在為學生打造一個更為舒適的學習環境。然而，空調的過度使用及不當操作，不僅造成了能源的大量浪費，還縮短了空調的使用壽命。為了應對這一挑戰，空調集中節能控制系統應運而生，它通過集中管理和智能調控，確保空調的高效運行，實現節能減排的目標。本文將深入剖析廣州派谷空調集中節能控制系統在學校教室中的應用，并結合相關專利內容，探討其技術原理、系統構成、顯著優勢以及具體的應用案例。
二、系統構成與技術原理
空調集中節能控制系統基于物聯網、大數據、自動化控制等技術，通過中央控制平臺整合多臺空調設備，實現遠程監控與智能調控。其核心構成包括：
1. 中央控制單元（上位機）：作為系統的“大腦”，負責接收傳感器數據并執行控制策略。例如，根據課程表預設溫度或調整運行模式，實現定時開關機、門窗聯動、人體存在感應等功能。這些功能在專利中有所體現，如通過智能控制器實現遠程調控和能耗管理（專利2024115577532提出的動態尋優算法已被集成到中央控制單元中，用于實時優化設置溫度和風機轉速，從而提升能效比；以及專利號 2023200548792——一種可根據場地人數自動調整溫度的智能空調控制器，直接適用于學校教室場景）。
2. 智能空調控制器：作為系統的末端控制設備，除了能控制空調的開關等，還配備有傳感器模塊監測室內溫濕度、光照強度及人體存在狀態，為動態調控提供數據支撐。傳感器是系統實現精準控制的基礎，其數據準確性和實時性直接影響到系統的調控效果。例如，專利 號2019202865076——學校教室空調自動控制系統，通過集成溫濕度傳感器和人體存在感應器，實現無人時自動關閉空調的功能，有效減少無效能耗。
3. 通信網絡：采用有線或無線方式連接設備，確保指令實時傳輸。有線組網如RS485、以太網等，無線組網如LORA、4G等，根據學校實際情況選擇合適的組網方式。通信網絡的選擇直接影響到系統的穩定性和實施成本。通信網絡優先選擇RS485，但在布線困難的老舊校區，可采用LORA或4G無線組網。
4. 智能算法：結合模糊控制、機器學習等技術，優化設置溫度、風機轉速等參數，使系統在部分負荷下仍保持高效運行。智能算法的應用使得系統能夠根據實時數據動態調整運行策略，實現節能減排。例如，專利號202410688898X——一種分體空調控制方法、系統、電子設備及存儲介質，通過算法動態調整空調運行模式，提升能效比。
三、學校場景的適配性與優勢
1. 能耗特點與需求：
· 季節性波動顯著：學校空調能耗隨季節變化呈現明顯波動，夏季制冷和冬季制熱需求高，而春秋季節則能耗較低。此外，寒暑假期間，由于學校停課，空調系統基本處于低負荷甚至停機狀態，能耗顯著降低。
· 使用時段固定但管理粗放：教室的使用時段相對固定，主要集中在上課期間。然而，傳統分散式管理方式往往導致空調在無人使用時仍持續運行，造成大量無效能耗。例如，午休或課間時段，教室可能無人，但空調仍保持運行狀態。
· 能耗浪費問題突出：由于缺乏智能調控手段，傳統分散式空調系統難以根據實際需求進行精確調節，導致能耗浪費嚴重。例如，部分教室可能因門窗未關嚴或人員流動大而導致空調效果不佳，但空調仍持續高負荷運行。
· 集中控制系統的優勢：針對上述問題，集中節能控制系統通過智能調控功能，能夠顯著減少無效能耗。系統可以根據教室的實際使用情況，自動調整空調的運行狀態，如無人時自動關閉或調低功率，從而實現節能減排的目標。
2. 典型應用場景：
· 多教室聯動控制：根據課程安排批量開啟或關閉空調，實現教室空調的集中管理和智能調控。例如，在上課前10分鐘自動開啟空調，確保教室溫度適宜；下課后自動關閉空調，避免無效能耗。
· 特殊區域管理：對于實驗室、計算機房等需要精確溫濕度的場所，系統可以設定獨立的控制策略，確保這些區域的空調系統能夠精確滿足使用需求，同時避免能源浪費。
· 應急調控：在極端天氣條件下，如高溫或嚴寒天氣，系統可以遠程統一調整溫度閾值，確保教室內的溫度始終保持在舒適范圍內，同時避免空調系統因過度運行而損壞。
