建筑工程分体空调智慧管理系统的设计及应用

范彦平

摘 要：分体空调在建筑工程中占据很大的应用比例，其高效管理至关重要。本文结合实际情况，设计分体空调智慧管理系统，论述其主要构成、整体框架和主要功能，并结合具体案例，分析分体空调智慧管理系统的应用。实践表明，分体空调智慧管理系统能够节省20%～30%的电能，可以对空调故障进行自动化统计分析，应用效果显著，获得相关人员的一致好评。

关键词：建筑工程;分体空调;智慧管理;系统设计

中图分类号：TB657.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）17-0097-03

Design and Application of Split Air-Conditioning Intelligent

Management System in Construction Engineering

FAN Yanping

（Gansu Construction Investment Intelligent Engineering Co.， Ltd.，Lanzhou Gansu 730000）

Abstract： Split air-conditioning occupies a large proportion of applications in construction projects， and its efficient management is essential. This paper combines the actual situation to design the split air-conditioning smart management system， discusses its main composition， overall framework and main functions， and combines specific cases to analyze the application of the split air-conditioning smart management system. Practice has shown that the split air-conditioning intelligent management system can save 20%～30% of electric energy， and can perform automated statistical analysis of air-conditioning failures， the application effect is remarkable， which has won unanimous praise from related personnel.

Keywords： construction engineering;split air-conditioning;smart management;system design

随着生活质量的不断提升，人们对空调的需求量越来越高。虽然大型建筑或者商场会使用中央空调，但是局部位置仍然会使用分体空调，以满足不同区域的实际使用需要。大量实践经验表明，对于分体空调，前期购买成本只占据整个使用生命周期成本的15%左右，后续使用维护成本将达到85%左右[1]。所以，如何对分体空调进行高效的使用管理越来越受到人们的关注。本文结合建筑工程的分体空调使用现状，设计了分体空调智慧管理系统，并将其应用到实践中，结果发现，该系统取得了较好的应用效果，有效解决了分体空调使用中的管理问题。

1 分体空调智慧管理系统的整体框架设计

1.1 系统组成

本研究设计的分体空调智慧管理系统由三大部分构成，分别为监测系统、客户端服务系统和后台服务应用系统。

1.1.1 监测系统。监测系统主要用于实时监测建筑工程的分体空调运行状态，判断分体空调的健康状况，对潜在故障进行预测。整个系统由多个部分构成，主要包括分体空调本身、空调管家、物联网、云服务器、监控计算机、温湿度控制器等。温湿度控制器的作用是对分体空调所在区域的温度数据和湿度数据进行实时采集，通過无线方式实现通信。空调管家内部设置电力计量芯片，可以对空调运行中产生的电力信息进行监测，如电流、电压、功率等。基于监测获得的数据信息，监控计算机通过物联网和云服务器进行分析计算，判断空调存在的故障，同时对室内温度和湿度进行精确控制[2]。

1.1.2 客户端服务系统。客户端服务系统的主要作用是从云服务器中调取建筑工程所有分体空调运行过程中产生的数据信息，并对这些数据进行全面的分类统计，以可视化的形式呈现给客户。可以在客户端进行展示的数据包括空调的健康状态数据、空调已经出现的故障数据、空调运行时产生的电量数据等。用户通过客户端可以清晰地以柱状图、走势图等方式掌握分体空调的运行情况。另外，可以通过多种方式进行查询，随时查看想要看到的数据。

1.1.3 后台服务应用系统。后台服务应用系统相当于监测系统与客户端服务系统之间的桥梁，基于监测系统获得的数据信息，首先需要通过后台服务应用系统进行分析，然后才能呈现给客户端服务系统进行查询。后台服务应用系统会在第一时间分析和处理监测到的数据信息，判断分体空调的健康状况。如果分体空调确实存在故障，后台服务应用系统会向工作人员发出警告，以便及时进行处理。另外，系统还可以基于先进的数据处理技术，对分体空调可能存在的故障进行预判，进而采取措施进行处理。

1.2 系统架构设计

本研究基于B/S架构对分体空调智慧管理系统进行设计，其整体框架如图1所示，该系统具有突出的应用优势。用户不需要安装专门的客户端软件，通过终端设备中的浏览器就可以登录和使用智慧管理系统，主要终端设备包括笔记本电脑、台式电脑、手机和平板电脑等。登录系统后，可以对建筑工程中分体空调的各种运行数据信息进行查询，实现空调运行过程的精细化管理，提升管理效率，降低空调运行成本。

由图1可知，分体空调智慧管理系统整体框架分为5个层级。一是被控对象层，主要是指分布在建筑工程不同空间区域内的分体空调。二是控制设备层，主要是指对分体空调进行监测和控制的相关硬件，包括温湿度控制器、物联网等。三是通信网络层，主要作用是实现不同硬件设施之间的通信和云端通信，本研究设计的系统通信服务由专业通信公司提供的平台来完成。四是云端逻辑层，主要是指云端服务器，可以直接进行租赁或购买，可以在云端服务器中对数据的采集、存储、分析等业务进行部署，另外，还可以将先进的大数据分析技术、云计算技术等部署在云服务器中。五是终端应用层，主要是指终端设备，即笔记本电脑、台式电脑、手机和平板电脑等，通过终端设备对建筑工程中的分体空调进行监控[3]。

2 分体空调智慧管理系统的主要功能

分体空调智慧管理系统有很多功能，受篇幅限制，下面重点介绍主要功能。

2.1 空调运行情况统计与监管

有些建筑工程使用大量分体空调，并且分布区域比较分散，采用传统的人工方式进行运行情况统计与监管，存在很大的难度。分体空调智慧管理系统通过先进的物联网技术，可以对所有分体空调进行实时监控，利用大数据分析技术和云计算技术等对空调运行状态进行监管。可以采集的数据包括空调开启状态、运行模式、设置的温度大小等，房间内部的温度、湿度等信息，空调运行时的电流、电压和功率等信息。所有数据信息通过后台服务应用进行处理后，以可视化的方式在客户端中呈现，方便用户对分体空调进行监管。

2.2 空调的集中控制与节能管理

空调属于大功率电器，如果使用不当，就会消耗大量电能，提升设备使用成本。实践经验表明，空调温度设置和环境封闭程度是影响空调电能消耗的两大因素。分体空调智慧管理系统可以对相关区域内的所有分体空调进行一键开启和关闭，设置相同的温度，定时关闭所有空调;对空调的温度区间进行限制，冬季不得高于20 ℃，夏季不得低于26 ℃，同时可以强制关闭部分空调的电源;可以结合环境温度，智能调整空調温度，在确保环境舒适性的前提下降低电能消耗[4]。

2.3 故障预报

分体空调运行中，常见故障不多，通过对设备运行数据进行深入分析和挖掘，可以实现故障的提前预报。对于经常出现的故障，可以进行集中维护和保养，避免单次维修和保养导致整体维护费用增高。另外，通过提前预报故障，可以及时处理故障隐患，将小问题扼杀在萌芽状态，避免小问题引发大故障，提升设备的使用寿命。比如，缺氟是分体空调的常见故障之一，对于一台1.5P的分体空调，如果在缺少30%氟的状态下连续运行一年，那么与正常情况相比，其使用的电量将增加200 kW·h左右，所以提前预判故障，还能节省设备运行消耗。

2.4 全流程数字化管理

分体空调智慧管理系统可以对建筑工程中的分体空调进行全流程数字化管理。整个生命流程可以开展节能潜力评估、空调安装方案设计、设备具体安装、设备运行实时监测、运行状态数据分析、设备故障诊断和故障动态修复等工作。以上过程几乎涉及整个分体空调的生命周期，均可以基于数字化方式进行管理。

3 应用案例分析

本研究设计的分体空调智慧管理系统已经在实际建筑工程中得到应用，并且取得良好的应用效果，获得受众的一致好评。某高校的办公楼、教学楼、学生宿舍楼和食堂等位置安装大量的分体空调，给后期维护管理带来极大的困难，为了提升分体空调运行维护管理的效率和质量，该高校引进了本文研发的分体空调智慧管理系统。在学生宿舍楼中，不同学生人群对环境温度的需求存在一定差异，这给空调节能技术带来一定的挑战。本系统的应用使得学生宿舍楼的分体空调节省大量能源，能耗降低平均水平为20%，效果最好时甚至超过30%，给不同学生带来不同需求的同时，获得学校相关人员的一致认可。

为了验证分体空调智慧管理系统的应用效果，将该高校某栋学生宿舍楼的所有宿舍随机、平均分为两个组。其中一组不做任何处理，沿用原来的使用模式，另一组使用本文所述的分体空调智慧管理系统。整个试验过程持续15 d，试验期间对所有宿舍每天使用的电量进行统计分析，并且取平均值，相关统计结果如图2所示。由图2可知，使用分体空调智慧管理系统的学生宿舍平均电量消耗比没有使用该系统的要少很多，可节省30%左右的电量[5]。

分体空调智慧管理系统可以节省电力能源，并对分体空调运行故障进行统计分析和预测。在上述应用案例中，该系统在三个月内成功对152起分体空调故障进行诊断。统计发现，分体空调故障类型主要分为5种，分别为室内机脏堵、室外机故障、严重缺氟、系统堵塞、压缩机启动故障，其中，室内机脏堵是占比最多的故障，达到40%左右，严重缺氟也是常见的故障，占比为31%左右。

4 结语

虽然建筑工程很多时候会使用中央空调，但特殊情况下仍然会使用大量的分体空调，这给空调管理带来一定的难度。基于此，有必要设计分体空调智慧管理系统，实现对空调的自动化管理，提升管理质量和效率。本文充分分析分体空调运行特点，设计分体空调智慧管理系统，并将其应用到工程实践中。实践表明，分体空调智慧管理系统不仅可以对分体空调常见故障进行智能化诊断分析，还能达到很好的节能效果。

参考文献：

[1]任志国.高校建筑空调方案设计探讨[J].节能，2020（8）：13-15.

[2]张毓敏.关于分体空调安装问题的探讨[J].城市建筑，2019（23）：112-113.

[3]赖林凤，王建飞.福建省中小型医院节能潜力分析及其应对策略研究：基于能源审计[J].福建建筑，2021（2）：28-32.

[4]马立果，陈众励.公共建筑分体空调智能化管控研究与设计应用[J].建筑电气，2021（5）：35-39.

[5]孙永鸿.智能建筑空调系统自动控制设计应用[J].建材与装饰，2013（12）：30-31.