簡析空調風機盤管的幾種控制形式

張榮樹

一、引言

空調風機盤管是建筑電氣設計中的常見設備，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、技術的成熟，包括成本的下降，噪音更低、壽命更長、可實現多檔或無極調速的優(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用，使我們電氣控制方式變得更多，本文根據項目的實際情況，對此進行歸納、總結。

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導通，Q2、Q3關斷。電流從A端流入，B端流出。轉子會在合成磁場作用下，沿順時針方向旋轉，在正向通電的過程中定子磁動勢的方向一直不變而轉子磁動勢的方向隨著轉子的旋轉而轉動，對應的合成磁動勢的方向也隨之轉動。當轉子轉至90°，此時轉子與磁動勢方向重合，由于轉子慣性的作用，轉子會轉過90°位置，這段時間內，應反向通電即功率管Q2、Q3導通，Q1、Q4關斷，電流從B端流入，A端流出。此后轉子將繼續(xù)在順時針方向上旋轉。

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)設計

1.單臺風機盤管就地控制

單臺風機盤管一般出現在小空間，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）控制功率管開關來控制轉速，可采用網線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接觸器KM1、KM2、KM3來統(tǒng)一實現所有風機盤管的風速調節(jié)，控制接觸器KM4、KM5來控制所有冷、熱水二通閥的開/關，其接線圖如圖3（a），若采用四通閥則需相應增加接觸器控制。

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)網型空調風機盤管

聯(lián)網型空調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，其余由空調廠家安裝。

四、結論和展望

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。市場上空調廠家很多，空調種類繁多，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)網型空調風機盤管系統(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。