室内温湿度、CO₂浓度与空调联动控制方案
时间：2025-05-12
涉川
一、方案介绍
本方案通过部署温湿度与CO₂浓度复合传感器，实时监测室内环境状态，结合智能RTU控制器实现与空调系统的自动联动控制。当温度过高、湿度异常或CO₂浓度超标时，自动调节空调运行模式（制冷、通风、新风切换等），提升空气质量和能源使用效率。系统采用4G通讯方式，支持远程参数设置、状态监控与数据分析。
二、监测目标
实时监测室内温度、湿度、CO₂浓度
实现空调启停、模式切换、新风系统联动
自动维持舒适、安全的室内空气环境
实现远程运维、节能控制与故障报警功能
三、需求分析
应用场景 用户需求
办公楼/教室 温度舒适、CO₂不过高、湿度不干燥或潮湿
实验室/医院 空气质量严格要求，需精确控制
养老院/卧室 自动调节温湿环境，保障老年人健康
四、监测方法
部署三合一环境监测探头（温度+湿度+CO₂）
实时采集数据上传至4G RTU控制终端
设置联动阈值（如温度>28℃制冷启动，CO₂>800ppm启动新风）
控制输出继电器或Modbus总线接口联动空调/新风机运行状态
五、应用原理结构
感知层：室内传感器实时监测温湿度和CO₂
控制层：RTU主机判断数据是否超限
执行层：通过继电器或485接口控制空调设备
通信层：4G模块上传数据至云平台
平台层：远程设置参数、查看历史趋势、预警通知
六、功能特点
一体化环境参数监测，数据精准实时
支持自定义温度、湿度、CO₂联动控制逻辑
多路输出，可控制不同类型空调（分体式、中央空调、新风系统）
支持手动/自动模式切换与定时启停
异常联动控制与自动恢复机制
数据可视化、历史趋势分析、日志记录完整
七、硬件清单
序号 名称 功能说明
1 三合一环境探头（THC） 监测温度、湿度、CO₂浓度
2 RTU智能控制主机 数据采集、判断控制、4G通讯
3 空调控制模块 控制空调通断或通信联控
4 4G通讯模块 数据上传至平台
5 智能管控平台/Web端 远程运维、曲线分析、参数配置等功能
八、硬件参数（示例）
项目 参数
温度监测 量程：-40~85℃，精度：±0.3℃
湿度监测 量程：0~100%RH，精度：±3%RH
CO₂浓度监测 量程：0~5000ppm，精度：±(50ppm+5%)
RTU终端 支持4路模拟量/2路数字输入/2路继电器输出/485通讯
通讯方式 4G全网通，支持移动/联通/电信网络
九、方案实现过程
安装三合一传感器于房间角落或通风处
将传感器接入RTU控制主机，设置参数
继电器输出连接空调启停信号/新风电源回路
设置温湿度/CO₂阈值，如 CO₂>1000ppm 启动新风
数据通过4G模块上传云平台
用户通过Web或小程序进行监控与调整控制策略
十、数据分析
显示温度、湿度、CO₂实时曲线图
按小时/日/周分析空气质量趋势
输出联动空调运行日志与行为统计
提供数据导出（Excel、PDF）
报表用于能耗分析与室内环境评估
十一、预警决策
CO₂超标预警，平台/短信/微信推送
温度/湿度异常报警
空调控制失败或失联报警
可设置二级联动预案（如高温+高CO₂同时启动通风+制冷）
十二、方案优点
精准环境感知，自动联动控制
支持多参数多策略联动机制
模块化设计，便于升级与拓展
4G通讯适合远程无网环境
降低人工操作强度，提高舒适度与节能性
十三、应用领域
智慧校园教室环境管理
医疗机构洁净病房控制
实验室高密度用房通风管理
智慧养老场所空气健康保障
中央空调系统智能化改造项目
十四、效益分析
类型 具体效益
舒适效益 始终维持人体舒适的温湿度与空气清洁度
节能效益 根据环境联动，避免空调过度使用，平均节电20~30%
管理效益 实现无人值守与远程监控，减少运维成本
健康效益 降低CO₂浓度超标带来的困倦、注意力降低等风险
十五、国标规范
《室内空气质量标准》GB/T 18883-2022
《建筑通风系统设计规范》GB 50019-2015
《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2015
《信息技术 物联网 智能控制系统架构》GB/T 41236-2022
十六、参考文献
清华大学《现代HVAC与室内空气质量控制》教材
中国建筑科学研究院《绿色建筑系统设计》白皮书
《智能楼宇控制系统设计与工程实践》，机械工业出版社
十七、案例分享
案例：山东某高校智慧教室空气联控系统
该校在全校42间教室中部署温湿度/CO₂传感器42套，联动控制多联机空调和新风系统，通过设置CO₂>900ppm自动通风，温度>28℃自动制冷。平均每日空调使用时长减少3小时，学生满意度调研提升至92%，实现“节能+舒适+智慧”的理想效果。
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