中央空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管調(diào)控技術(shù)一、引言中央空調(diào)末端的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，作為建筑室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的核心單元，承擔(dān)著冷熱量輸配與空氣品質(zhì)保障的雙重職責(zé)。在建筑能耗結(jié)構(gòu)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗占比通常超過(guò)30%，而風(fēng)機(jī)盤管的運(yùn)行效率直接影響整體能耗水平與用戶舒適度體驗(yàn)。隨著“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)及智慧建筑理念普及，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管的粗放式調(diào)控模式（如固定風(fēng)速、單一溫控）已難以滿足節(jié)能降耗與精準(zhǔn)控溫的需求。探索高效、智能的風(fēng)機(jī)盤管調(diào)控技術(shù)，成為平衡建筑能耗與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的關(guān)鍵突破口。二、風(fēng)機(jī)盤管調(diào)控技術(shù)原理風(fēng)機(jī)盤管的核心工作邏輯是“空氣-水”熱交換：冷水（或熱水）通過(guò)盤管循環(huán)流動(dòng)，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)室內(nèi)空氣掠過(guò)盤管表面，通過(guò)對(duì)流換熱實(shí)現(xiàn)空氣的降溫（或升溫），再將處理后的空氣送回室內(nèi)。調(diào)控技術(shù)的本質(zhì)是通過(guò)干預(yù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水流量、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)等參數(shù)，使系統(tǒng)輸出的冷/熱量與室內(nèi)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配。從熱力學(xué)角度看，風(fēng)機(jī)盤管的換熱效率受三個(gè)因素制約：空氣側(cè)參數(shù)：風(fēng)機(jī)風(fēng)速?zèng)Q定空氣掠過(guò)盤管的流速，影響對(duì)流換熱系數(shù)；水側(cè)參數(shù)：水流量決定冷/熱媒的輸配速率，影響盤管平均溫度；負(fù)荷側(cè)參數(shù)：室內(nèi)溫度、濕度、人員密度等實(shí)時(shí)負(fù)荷變化，要求系統(tǒng)輸出靈活響應(yīng)。調(diào)控技術(shù)需在這三者間建立動(dòng)態(tài)平衡，既避免“大馬拉小車”的能耗浪費(fèi)，又防止“出力不足”導(dǎo)致的舒適度下降。三、主流調(diào)控技術(shù)分類與實(shí)踐（一）控制方式維度1.手動(dòng)控制傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管多采用三速開關(guān)（高/中/低風(fēng)速）+機(jī)械溫控器，用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)速與啟停。優(yōu)點(diǎn)是成本低、操作直觀，但存在響應(yīng)滯后（如室溫過(guò)高后才手動(dòng)調(diào)風(fēng)速）、能耗浪費(fèi)（如無(wú)人時(shí)忘記關(guān)機(jī)）等問(wèn)題，僅適用于對(duì)能耗要求不高的老舊建筑改造。2.自動(dòng)控制溫控器精準(zhǔn)調(diào)控：電子溫控器通過(guò)熱敏電阻實(shí)時(shí)采集室溫，當(dāng)溫度偏離設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)速或水閥開度。進(jìn)階型溫控器（如帶PID算法）可減少溫度波動(dòng)（通常控制在±0.5℃以內(nèi)），避免頻繁啟停的“過(guò)沖”問(wèn)題。部分智能溫控器還支持濕度檢測(cè)，當(dāng)室內(nèi)濕度高于60%時(shí)，自動(dòng)切換高風(fēng)速除濕，提升體感舒適度。聯(lián)動(dòng)控制策略：與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：當(dāng)新風(fēng)系統(tǒng)開啟時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管自動(dòng)降低負(fù)荷（因新風(fēng)已承擔(dān)部分降溫/升溫任務(wù)）；與照明、遮陽(yáng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：光照強(qiáng)度過(guò)高時(shí)，聯(lián)動(dòng)遮陽(yáng)簾關(guān)閉+風(fēng)機(jī)盤管降溫，減少太陽(yáng)輻射得熱。（二）調(diào)控策略維度1.變頻調(diào)速技術(shù)通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)（而非傳統(tǒng)三速的“階躍式”）。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷降低時(shí)（如人員減少、外溫適宜），風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速線性下降，風(fēng)量與能耗同步降低（風(fēng)機(jī)能耗與轉(zhuǎn)速的三次方近似成正比）。某辦公建筑實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，采用變頻風(fēng)機(jī)后，非高峰時(shí)段能耗降低35%~45%，且避免了“高速風(fēng)直吹”的不舒適感。2.變流量水系統(tǒng)控制傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管采用電動(dòng)二通閥“通/斷”控制水流量，易導(dǎo)致管網(wǎng)壓力波動(dòng)。變流量控制通過(guò)比例積分閥（或變頻水泵）實(shí)現(xiàn)水流量的連續(xù)調(diào)節(jié)：當(dāng)室溫接近設(shè)定值時(shí)，水閥開度從100%線性降至30%~50%，既保證換熱效率，又避免“斷流”導(dǎo)致的盤管結(jié)露。配合管網(wǎng)壓力傳感器，可實(shí)現(xiàn)“按需供水”，水泵能耗降低20%~30%。3.分時(shí)分區(qū)調(diào)控根據(jù)建筑功能分區(qū)的負(fù)荷規(guī)律，制定差異化調(diào)控策略：時(shí)間維度：辦公區(qū)工作日8:00-18:00高負(fù)荷運(yùn)行，其余時(shí)段低風(fēng)速維持；商業(yè)區(qū)周末/節(jié)假日負(fù)荷高峰，工作日午間高峰。空間維度：會(huì)議室、展廳等臨時(shí)使用區(qū)域，通過(guò)occupancy傳感器（紅外/雷達(dá)）檢測(cè)人員，無(wú)人時(shí)自動(dòng)切換“待機(jī)模式”（風(fēng)速最低+水閥最小開度），能耗降低40%以上。（三）智能調(diào)控技術(shù)1.多傳感器融合感知在風(fēng)機(jī)盤管附近部署溫度、濕度、CO?、occupancy傳感器，實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)。例如，當(dāng)CO?濃度超過(guò)1000ppm（人員密集信號(hào)）且溫度高于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)提升風(fēng)速與水流量；當(dāng)傳感器檢測(cè)到“人員離開+溫度適宜”時(shí)，進(jìn)入節(jié)能模式。2.算法驅(qū)動(dòng)的自適應(yīng)控制PID控制：經(jīng)典閉環(huán)控制算法，通過(guò)比例、積分、微分環(huán)節(jié)優(yōu)化溫度調(diào)節(jié)的“響應(yīng)速度”與“穩(wěn)定性”，減少超調(diào)量。模糊控制：針對(duì)“負(fù)荷波動(dòng)大、模型難精確”的場(chǎng)景（如商場(chǎng)、展覽館），通過(guò)模糊規(guī)則（如“溫度高且濕度高→高風(fēng)速+大水量”）實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)控，舒適度提升15%~20%。機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化：基于歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)（負(fù)荷、外溫、調(diào)控策略、能耗）訓(xùn)練模型，預(yù)測(cè)次日負(fù)荷并提前優(yōu)化參數(shù)（如夏季清晨預(yù)冷，避免上班后“急開高負(fù)荷”），進(jìn)一步降低能耗5%~10%。四、調(diào)控技術(shù)優(yōu)化策略（一）節(jié)能導(dǎo)向的動(dòng)態(tài)負(fù)荷匹配建立“負(fù)荷預(yù)測(cè)-參數(shù)優(yōu)化-反饋修正”的閉環(huán)體系：短期預(yù)測(cè)（1小時(shí)內(nèi)）：基于傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)下一刻負(fù)荷變化（如會(huì)議室即將有人使用），提前調(diào)整風(fēng)速與水流量；長(zhǎng)期優(yōu)化（日/周）：結(jié)合氣象數(shù)據(jù)（外溫、濕度、太陽(yáng)輻射）與建筑使用規(guī)律，制定“分時(shí)分區(qū)”的調(diào)控策略，避免“一刀切”式運(yùn)行。（二）水系統(tǒng)與風(fēng)系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化水系統(tǒng)：采用“變頻水泵+壓差旁通閥”，維持管網(wǎng)壓差穩(wěn)定，避免“大流量小溫差”的低效運(yùn)行；風(fēng)系統(tǒng)：定期清潔風(fēng)機(jī)盤管濾網(wǎng)（阻力增加10Pa，能耗上升5%），優(yōu)化風(fēng)管設(shè)計(jì)（減少局部阻力），提升風(fēng)系統(tǒng)效率。（三）智能運(yùn)維與故障預(yù)警通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)采集風(fēng)機(jī)盤管的運(yùn)行參數(shù)（電流、風(fēng)速、水閥開度、能耗）與故障信號(hào)（電機(jī)異響、水閥卡滯、結(jié)露報(bào)警），建立故障預(yù)測(cè)模型：當(dāng)電機(jī)電流波動(dòng)超過(guò)15%時(shí)，預(yù)警“軸承磨損”；當(dāng)水閥開度與溫度調(diào)節(jié)不匹配時(shí)，預(yù)警“閥件堵塞”。預(yù)測(cè)性維護(hù)可將故障停機(jī)時(shí)間減少60%，延長(zhǎng)設(shè)備壽命2~3年。五、工程應(yīng)用案例以某商業(yè)綜合體（總建筑面積8萬(wàn)㎡，含辦公、retail、餐飲）為例，原風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)為“三速開關(guān)+電動(dòng)二通閥”，存在“能耗高、舒適度差”問(wèn)題。改造方案如下：1.硬件升級(jí)：更換為變頻風(fēng)機(jī)（無(wú)級(jí)調(diào)速），加裝智能溫控器（帶PID+濕度檢測(cè)），水系統(tǒng)改造為“變頻水泵+比例積分閥”；2.軟件調(diào)控：部署物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，集成多傳感器數(shù)據(jù)，采用“負(fù)荷預(yù)測(cè)+模糊控制”算法；3.策略優(yōu)化：辦公區(qū)“工作日動(dòng)態(tài)調(diào)控+周末節(jié)能模式”，餐飲區(qū)“午/晚高峰高負(fù)荷+閑時(shí)低風(fēng)速”。改造后效果：能耗：夏季空調(diào)能耗降低22%，冬季降低18%；舒適度：室溫波動(dòng)從±2℃降至±0.8℃，用戶投訴率下降75%；運(yùn)維：故障響應(yīng)時(shí)間從4小時(shí)縮短至30分鐘，維護(hù)成本降低30%。六、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)（一）物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算融合風(fēng)機(jī)盤管作為“邊緣節(jié)點(diǎn)”，通過(guò)5G/藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“云-邊-端”協(xié)同：云端統(tǒng)籌全局策略（如區(qū)域負(fù)荷調(diào)度），邊緣端（樓控系統(tǒng)）實(shí)時(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)，末端（風(fēng)機(jī)盤管）快速執(zhí)行調(diào)控指令，響應(yīng)延遲從秒級(jí)降至毫秒級(jí)。（二）AI大模型賦能智慧調(diào)控基于建筑全生命周期數(shù)據(jù)（設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、用戶反饋）訓(xùn)練大模型，實(shí)現(xiàn)“千人千面”的個(gè)性化調(diào)控：根據(jù)用戶手機(jī)APP的“舒適度偏好”（如“偏涼”“偏暖”），自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)盤管參數(shù)，同時(shí)兼顧整體能耗最優(yōu)。（三）低碳技術(shù)深度集成余熱回收：將數(shù)據(jù)中心、廚房的余熱通過(guò)風(fēng)機(jī)盤管輸配至需要供暖的區(qū)域；自然冷源利用：過(guò)渡季（外溫10~20℃）關(guān)閉冷水機(jī)組，通過(guò)風(fēng)機(jī)