簡析空調(diào)風機盤管的幾種控制形式

張榮樹

一、引言

空調(diào)風機盤管是建筑電氣設(shè)計中的常見設(shè)備，小到住宅，大到辦公、酒店、商業(yè)綜合體，都有使用。

早年空調(diào)風機盤管使用的電機以單相異步電機為主，而隨著單相永磁無刷直流電機的發(fā)展、技術(shù)的成熟，包括成本的下降，噪音更低、壽命更長、可實現(xiàn)多檔或無極調(diào)速的優(yōu)勢開始放大，逐漸在噪音控制嚴格的場所成為首選。永磁無刷直流電機的應(yīng)用，使我們電氣控制方式變得更多，本文根據(jù)項目的實際情況，對此進行歸納、總結(jié)。

二、直流無刷電機控制原理

1.兩種不同風機盤管的特點分析

表1 永磁無刷直流電動機與單相異步電動機

2.無刷直流電機的工作原理

無刷直流電動機采用方波自控式永磁同步電機，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料。

單相無刷直流電機控制原理圖如圖1所示。電機定子繞組電流正方向為從A端流入，B端流出。當繞組中通入正向電流時，此時功率管Q1、Q4導(dǎo)通，Q2、Q3關(guān)斷。電流從A端流入，B端流出。轉(zhuǎn)子會在合成磁場作用下，沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，在正向通電的過程中定子磁動勢的方向一直不變而轉(zhuǎn)子磁動勢的方向隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，對應(yīng)的合成磁動勢的方向也隨之轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至90°，此時轉(zhuǎn)子與磁動勢方向重合，由于轉(zhuǎn)子慣性的作用，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過90°位置，這段時間內(nèi)，應(yīng)反向通電即功率管Q2、Q3導(dǎo)通，Q1、Q4關(guān)斷，電流從B端流入，A端流出。此后轉(zhuǎn)子將繼續(xù)在順時針方向上旋轉(zhuǎn)。

圖1 單相無刷直流電機控制電路

三、配電形式及控制系統(tǒng)設(shè)計

1.單臺風機盤管就地控制

單臺風機盤管一般出現(xiàn)在小空間，如臥室、酒店客房、辦公室、布草間等場所，這些場所要求就地控制。

中央空調(diào)系統(tǒng)有兩管制、四管制兩種，要求高的項目會選用四管制，下面均以四管制為例。就地控制的風機盤管由溫控器直接控制，選用單相異步電機風機盤管，這種形式比較常見，適用于大部分場所，其原理圖如圖2（a）所示。

酒店客房、臥室等場所對噪音要求比較高，適合采用無刷直流電機風機盤管，客房常規(guī)有RCU（客房控制系統(tǒng)），客控系統(tǒng)中有空調(diào)控制模塊，而風機盤管需要受控于客控系統(tǒng)或智能家居系統(tǒng)，溫控器需與客控系統(tǒng)或智能家居系統(tǒng)通信。無刷直流電機的控制方式跟單相異步電動機不同，調(diào)速信號是低、中、高三速形式，而是以直流電壓（0～10V）控制功率管開關(guān)來控制轉(zhuǎn)速，可采用網(wǎng)線UTP-6/4作為控制線，其控制原理如圖2（b）。

2.多臺風機盤管集中控制

大的辦公室、總統(tǒng)套房、走道、大堂等大空間會有多臺盤管，同一個空間布置多個溫控器不美觀、使用不方便，為避免同一空間布置多個溫控面板的情況，可通過接觸器來控制或者采用通信的方式。

多臺單相異步電機風機盤管的控制方式有兩種，一種采用溫控器，另一種采用BA系統(tǒng)控制。下面以二通閥為例，BA系統(tǒng)控制或單個溫控器通過同時控制動力配電箱內(nèi)接觸器KM1、KM2、KM3來統(tǒng)一實現(xiàn)所有風機盤管的風速調(diào)節(jié)，控制接觸器KM4、KM5來控制所有冷、熱水二通閥的開/關(guān)，其接線圖如圖3（a），若采用四通閥則需相應(yīng)增加接觸器控制。

多個無刷直流電機的控制方式相對簡單，基本上是以RS485通信的形式來控制，如圖3（b）。這種控制方式需要給風機盤管另外加配一個控制盒，控制盒分為單相異步電機和無刷直流電機兩種型號，單相異步電機同樣可以使用這種控制方案，一臺主控器可以控制32臺風機盤管（以實際產(chǎn)品為準）。同時溫控器可以通過監(jiān)控端接入到計算機控制系統(tǒng)，也可不接，單獨組成區(qū)域系統(tǒng)。

3.聯(lián)網(wǎng)型空調(diào)風機盤管

聯(lián)網(wǎng)型空調(diào)風機盤管可以視為圖3（b）控制方案的一種擴展，其擁有獨立的控制系統(tǒng)，可以對任何一臺風機盤管作出控制，當然在實際項目中以區(qū)域劃分為主，這套系統(tǒng)一般設(shè)置在公共場所，比如酒店的公共走道、商場公共區(qū)域等。電氣專業(yè)只需提供～220V電源，其余由空調(diào)廠家安裝。

四、結(jié)論和展望

本文對近年工程中碰到的實際情況進行歸納，在實際的項目中或許還有更多的控制需求。市場上空調(diào)廠家很多，空調(diào)種類繁多，控制方案也各式各樣。隨著智能化系統(tǒng)、智能家居的發(fā)展，客戶個性化需求增多，聯(lián)網(wǎng)型空調(diào)風機盤管系統(tǒng)形式簡單，適合當下智能控制需求，可能成為未來市場上主要的解決方案。