一文读懂智能恒温器的基本原理

2021-02-09
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摘要 自动调温器的设计有两大类:非可编程和可编程。

  恒温器是一种通过控制向加热或冷却设备供应能源(如燃气或电力)来自动调节温度的装置。暖通空调系统的自动调温器控制着住宅中能源使用的最大比例,约35%至45%。

  自动调温器的设计有两大类:非可编程和可编程。非可编程恒温器是最经济的设计,但温度必须通过手动设置来加热或冷却住宅。可编程温控器的操作方式是通过特定指令进行编程,根据多个设定点自动调节加热或制冷。较新的温控器设计包括连接式温控器,或智能温控器,可以从远程位置进行编程,如你的床或世界的另一边。

可编程温控器与非可编程温控器

  智能恒温器

  智能恒温器类似于可编程恒温器,因为它们提供了计划功能,允许用户在一天中的不同时间预设各种温度。这些系统由可通过Web浏览器或专用应用程序访问的用户界面管理。

  智能恒温器还可以使用传感器来确定局部房间的温度,占用率或其他参数,以帮助做出自动或明智的手动编程决策。尽管这些技术通常比简单的非WiFi可编程恒温器贵,但它们的使用可以更好地控制能耗和净节省费用。

  启用了人工智能(AI)的智能恒温器将消除人工输入来改变室温的需求。这些设备可以使用AI或机器学习来了解用户的需求,并相应地调节温度。恒温器使用传感器评估占用模式,以根据占用模式和行为自动调节温度。温控器通常使用被动红外(PIR)运动传感器来判断房屋是否有人居住。如果房屋未被占用,恒温器将暂停加热/冷却。一旦用户的电话在一定距离之内,就可以通过感应占用或地理围栏来手动触发加热或冷却。地理围栏可能是评估占用情况的有效方法,因为大多数人都随身携带手机。

  AI还可以通过将温度修改为环境条件来帮助维持室温,从而节省能源并降低成本。一旦智能恒温器识别出特定的使用模式,该设备就可以决定何时调整温度。预防性维护是另一个好处,因为系统可以在设备出现故障时创建服务提醒或发送警报。

  许多恒温器都有冷却时间延迟。冷却系统或热泵关闭后,大约需要5分钟的时间才能再次打开。这是为了保护压缩机,时间延迟使系统中的压力达到平衡,从而更容易启动。时间延迟还允许功率波动在启动压缩机之前稳定下来。对于大多数制冷设备来说,这是一个不错的选择。

  温度设置

  智能恒温器有助于在不同日期的不同时间设置自定义温度,并提供建议的预设温度,以平衡节能和舒适度。它可能建议对例程进行一些小的更改以节省更多能量。

  能源之星建议在一天中的不同时间进行一些温度回落,以最大程度地节省能源。根据美国能源部的数据,每8华氏度调低恒温器的热量或打开空调的温度,每华氏度最多可节省1%的能源成本。请参见图3。

  温控器的位置温控器

  的位置会影响其性能和效率。恒温器应放置在经常使用的房间中离地面约5英尺的内墙上,并远离阳光直射,通风,门窗,天窗,窗户,灯,电视,通风口(通风口)和壁炉。应避免潮湿的区域,因为它们会导致腐蚀并缩短恒温器的寿命。

新恒温器位置的注意事项

  恒温器接线

  直到最近,恒温器只需要四根电线即可控制HVAC系统的功能。但是,现代恒温器需要第五根线,称为“C线”,代表普通线或返回线。C线用于提供到24 V电源的返回连接,以便为恒温器数字屏幕和Wi-Fi收发器提供连续的电源。

  C线的功能与住宅电路中的中性线相同,并且通过移除电流恒温器以暴露布线来定位。温控器的背面在接线盒上有一系列字母,指示连接点。如果有五根线连接到恒温器,则一根应该是C线。通常,C线是连接到恒温器的蓝线,尽管其颜色可能会有所不同。如果看不到该电线,则由于某些安装人员在不需要时将C电线推入墙壁中,因此它可能会凹入墙壁中。

  确定是否有C线的另一种方法是查看HVAC控制板上的连接。拆下盖板之前,必须关闭HVAC单元的电源;某些控制板盖可能用螺钉固定。如果HVAC控制板上有一个标有字母C的端子,但未连接任何电线,则可能没有C电线,应安装一个。

  如果系统没有C线,则可以从HVAC系统到恒温器连接一条额外的线。但是,从长远来看,完全无法获得一条钓线可能是不可行的。如果无法使用新电线,则可以为Wi-Fi温控器安装外部变压器。变压器必须正确连接到Wi-Fi温控器,然后再插入电源插座。

 当不存在24 V DC电源时,恒温器可以由单独的变压器供电

  当要更换的恒温器仅是四线设备且需要C线时,另一种选择是使用多线设备。通过组合两条中继线,附加线设备释放了用于C线连接的专用线。线材附加装置为两个装置(通常是炉子和空调)提供返回线,因为它们通常同时打开。线控设备套件安装在HVAC控制板上。

只有四根导线时可以使用附加导线设备

  没有与恒温器一起使用的电线颜色的标准。尽管有关于电线颜色连接的典型准则,但制造商可能会有所不同。无论使用哪种颜色,连接字母都必须在恒温器和HVAC控制板上匹配。

  在恒温器上工作已经杀死了许多变压器!交叉或触摸控制线太长时间会在变压器中产生高安培数并烧毁它。为避免这种情况,在调温器上工作之前,请将保险丝与变压器的次级线圈对准。对于标准的40-VA变压器,请使用5 A保险丝。40 VA变压器可以处理的最大安培负载为1.67A。选择5 A保险丝可防止直接短路而不是过载。

常见的接线颜色,但有例外

  这可以通过在两端都装有鳄鱼夹的保险丝座解决。在恒温器上工作时,将此系列临时连接到变压器次级的热端。与变压器相比,保险丝熔断起来更容易,更便宜。

  触摸屏

  智能恒温器具有LCD触摸屏,可轻松使用控件。触摸屏恒温器如图8所示。常见的显示选项包括:

  ✔温度设置

  ✔室内温度和相对湿度

  ✔风扇控制:自动,打开和关闭

  ✔室外温度

  ✔时间和日期或日期

  ✔脏污过滤器警报

  分区系统

  一些智能恒温器的一个有用方面是,它们可以在房屋中创建不同的区域。大多数智能恒温器提供多房间或多区域控制,因此可以为不同的房间配置不同的温度,尽管此功能因型号而异。

  每个恒温器在分区系统中独立调节制冷和供暖,以冷却或加热房屋的各个区域。分区系统中的恒温器能够监控相同的制冷和加热系统,或者每个恒温器都可以监控自己的系统。当一个系统由多个恒温器控制时,房屋将被分成多个带风门的区域。当需要加热或冷却一个区域时,风管的风门在该区域中打开,并将冷或热空气引导至该区域。区域继电器面板用于与风门协调分区。

  可替代地,智能恒温器可以允许房主解决各个房间的温度。这是由用户完成的,或者由AI确定当前加热周期中不需要包括哪些房间。例如,一间卧室白天可能无人居住,其温度可以忽略。但是家庭办公室将需要加热到舒适的温度。无论如何,供暖系统将为整个房屋供暖,但只会监视办公室的温度-至少在程序更改之前。

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