空调控制器构建教室空调节能管理体系的实践与
时间: 2025-08-28浏览次数：
苏州市学士中心小学坐落于姑苏区学士街，是一所拥有 68 年办学历史的公办优质小学，2020 年完成校区改扩建后，占地面积达 12600 平方米，建筑面积 8900 平方米，现有 24 个标准化教学班
苏州市学士中心小学：AC360 空调控制器构建教室空调节能管理体系的实践与探索
第一章 学校概况与空调节能管理需求背景
1.1 学校办学规模与基础设施现状
苏州市学士中心小学坐落于姑苏区学士街，是一所拥有 68 年办学历史的公办优质小学，2020 年完成校区改扩建后，占地面积达 12600 平方米，建筑面积 8900 平方米，现有 24 个标准化教学班级，在校学生 1128 人，教职工 76 人。学校秉持 “学士育人，知行合一” 的办学理念，在硬件设施建设上对标省级义务教育学校办学标准，每间教室均配备多媒体教学设备、新风系统及分体式空调 —— 其中 1-3 年级教室安装 1.5 匹格力 KFR-35GW 系列空调，4-6 年级教室安装 2 匹美的 KFR-51GW 系列空调，空调年均使用时长约 2200 小时（夏季 1100 小时、冬季 900 小时、过渡季节 200 小时），是学校能耗占比最高的用电设备之一。
1.2 传统教室空调管理的痛点梳理
1.2.1 能耗管控难：无序调节导致能源浪费
通过学校 2023 年 9 月 - 2024 年 8 月的能耗统计数据显示，教室空调年耗电量达 38400 度，占全校总耗电量的 42%。核心问题在于学生自主调节行为缺乏约束：夏季课间常有学生将空调温度调至 16-18℃，冬季调至 26-28℃，导致空调长期处于高负荷运行状态；同时，放学后忘关空调的情况每月平均发生 3-4 次，单次最长空耗时间达 14 小时（2024 年 5 月 12 日，六年级 3 班空调未关，单日多耗 15.4 度电）。
1.2.2 人力管理繁：逐间巡检效率低下
学校总务处安排 2 名后勤人员负责教室空调日常管理，每日需在早读前（7:00-7:30）、午休（12:00-12:30）、放学后（16:30-17:00）三个时段逐间巡检，单次巡检需耗时 40-50 分钟，日均耗时 2.5 小时。遇到阴雨天气或季节交替时，需额外增加巡检频次，导致后勤人员精力分散，难以兼顾其他校园维护工作。
1.2.3 状态监测弱：运行数据缺乏可视化
传统管理模式下，空调运行状态仅能通过现场查看获取，无法实时掌握每台设备的运行功率、累计能耗、故障情况。2024 年 3 月，四年级 2 班空调因压缩机故障导致耗电量骤增（当月耗电 320 度，较正常月份高出 180 度），直至月底抄表时才发现异常，延误了维修时机，额外产生维修成本 860 元。
1.3 政策导向与学校节能需求的契合
2024 年江苏省教育厅发布《江苏省绿色校园建设行动方案（2024-2027 年）》，明确要求义务教育阶段学校能耗强度较 2020 年下降 18%，其中空调、照明等主要用电设备需实现智能化管控。基于此，学士中心小学将教室空调节能改造纳入年度重点工作，计划通过引入智能控制系统，实现 “能耗降低、管理提效、体验优化” 三大目标，预算投入 12 万元用于设备采购与安装调试。
第二章 广州派谷电子 AC360 系统的技术适配与方案设计
2.1 AC360 空调控制器的核心技术参数
2.1.1 硬件性能：适配多品牌分体空调
广州派谷电子 AC360 空调控制器采用壁挂式设计，尺寸为 86mm×86mm×35mm，重量 120g，适配电压范围 AC100-240V，支持红外信号学习功能，可兼容格力、美的、海尔、奥克斯等 120 余个品牌的分体式空调。针对学校 1.5 匹、2 匹空调的不同功率需求，控制器内置 16A 继电器，最大负载功率可达 3500W，满足空调运行的电流承载需求；同时配备温度传感器（精度 ±0.5℃）与电流检测模块，可实时采集教室环境温度与空调运行电流数据。
2.1.2 通信方式：稳定的无线连接方案
考虑到学校教室分布在 3 栋教学楼（每栋 4 层），技术团队采用 “LoRa+WiFi” 双模通信方案：AC360 控制器通过 LoRa 网关（部署在每栋教学楼楼顶）实现数据上传，传输距离可达 500 米，穿透 3 层墙体后信号衰减率仅 12%；管理平台端支持 WiFi 接入，后勤人员通过校园内网或手机 4G/5G 网络即可访问，数据传输延迟≤3 秒，确保实时管控需求。
2.2 智能节能远程控制系统的功能模块
2.2.1 设备管理模块：全生命周期监控
系统后台为每台空调建立独立档案，记录设备编号（如 “教学楼 A-302-1”）、品牌型号、安装位置、控制器 SN 码、启用时间等信息。支持远程查看设备在线状态（在线 / 离线）、运行模式（制冷 / 制热 / 送风）、设定温度、当前功率等参数，当设备离线超过 10 分钟或功率异常波动（±30%）时，系统自动发送报警信息至后勤人员手机 小程序。
2.2.2 策略控制模块：定制化运行规则
结合学校教学作息，技术团队为系统设置三级控制策略：
基础时段策略：上课日（周一至周五）按教学时段自动启停 —— 早读前 30 分钟（6:30）开机预温（夏季 26℃、冬季 20℃），上午放学（11:30）自动关机；下午上课前 20 分钟（13:10）开机，放学后 15 分钟（16:45）关机；
特殊场景策略：节假日（含周末）自动切换为 “节能模式”，仅保留值班室空调可手动开启；考试期间（如期中 / 期末考试）延长开机时间 1 小时（17:45 关机），确保考生舒适；
应急调整策略：后勤人员可通过平台临时调整单间或多间教室的空调参数，例如冬季雨雪天气可将设定温度上调 1℃（至 21℃），调整指令下发后 5 秒内生效。
2.2.3 能耗分析模块：数据可视化呈现
系统按日、周、月、学期生成能耗报表，支持多维度数据对比：
单台空调能耗对比：可查看 24 台空调的日均耗电量，识别高能耗设备（如 2024 年 11 月，教学楼 B-201 空调日均耗电 12.8 度，为全校最高，经排查发现是滤网堵塞导致，清洁后能耗降至 9.2 度）；
年级能耗对比：1-3 年级（1.5 匹空调）月均能耗 1080 度，4-6 年级（2 匹空调）月均能耗 1320 度，系统自动计算能耗差异率（22.2%），为后续管理提供参考；
改造前后对比：以 2023 年同期数据为基准，实时显示节能率、累计节电量、累计节省电费等核心指标。
2.3 项目实施方案的定制化设计
2.3.1 前期调研与设备适配测试
2024 年 7 月，广州派谷电子技术团队进驻学校，完成三项核心工作：
空调型号统计：逐一登记 空调的品牌、型号、安装年份、运行状态，形成《空调设备台账》；
信号覆盖测试：在每栋教学楼的不同楼层、教室角落测试 LoRa 信号强度，确定 网关的最佳安装位置（教学楼 A 楼顶、教学楼 B 楼顶、综合楼楼顶）；样机适配测试：选取 2 间教室（三年级 1 班、五年级 2 班）安装 AC360 空调控制器进行为期 15 天的测试，验证设备兼容性（红外信号配对成功率 100%）、通信稳定性（离线次数 0 次）、能耗控制效果（测试期间 2 间教室共节电 186 度，节能率 23%）。
第三章 项目实施过程与系统落地细节
3.1 硬件安装的实操流程
3.1.1 控制器安装步骤
以 1.5 匹格力空调为例，AC360 控制器的安装分为五个步骤：
定位安装位置：在空调机身侧面（距离红外接收窗 10-15cm）标记钻孔点，确保不遮挡空调出风口与检修口；
固定底盒：使用冲击钻钻孔（孔径 6mm，深度 30mm），打入膨胀螺丝，将控制器底盒固定在墙面，平整度误差≤2mm；
接线操作：从教室插座引出 AC220V 电源线（火线、零线、地线），接入控制器接线端子，接线完成后用万用表检测电路通断，确保无短路；
主机安装：将控制器主机扣合在底盒上，用螺丝固定，检查主机与底盒贴合紧密，无松动；
红外配对：长按控制器 “学习键” 3 秒，待指示灯闪烁后，用空调遥控器对准控制器红外接收窗，依次按下 “电源”“制冷”“26℃” 等按键，控制器指示灯常亮表示配对成功。
3.1.2 网关部署与调试
LoRa 网关采用壁挂式安装在教学楼楼顶，安装高度 3 米，远离金属障碍物（如避雷针、水箱）。部署流程包括：
网络配置：通过网线将网关连接至校园路由器，设置网关 IP 地址，确保与学校内网连通；
信号测试：使用 LoRa 信号测试仪，在每间教室测试网关信号强度（要求≥-85dBm），对信号较弱的教室（如教学楼 A-101，信号强度 - 92dBm），通过调整网关角度（顺时针旋转 15°）提升信号至 - 82dBm；
设备组网：在系统后台添加网关 SN 码，完成网关与控制器的自动组网，24 台控制器均显示 “在线” 状态，组网成功率 100%。
3.2 软件平台的搭建与培训
3.2.1 管理平台的部署方式
系统管理平台采用 “本地服务器 + 云端备份” 的部署模式：
本地服务器：学校信息中心部署 1 台服务器，安装派谷电子提供的系统软件（版本 V3.2.1），负责数据实时存储与本地访问；
云端备份：每日凌晨 2 点自动将本地数据同步至派谷电子阿里云服务器，确保数据安全（备份成功率 100%，数据恢复时间≤30 分钟）；
访问权限设置：为不同角色分配权限 —— 校长（查看全校能耗数据、审批调整策略）、后勤主任（全局控制、故障处理、报表导出）、后勤专员（日常巡检、设备状态查看）、班主任（查看本班空调状态、提交故障报修）。
3.2.2 操作培训的实施过程
2024 年 8 月 28 日 - 8 月 29 日，派谷技术团队开展两轮培训：
后勤人员专项培训（8 月 28 日，时长 4 小时）：
理论讲解：系统功能模块、控制策略设置、故障排查方法（如控制器离线可能原因：电源断开、信号干扰、设备故障，对应解决措施）；
实操演练：在平台上模拟设置 “考试时段策略”、远程调整单台空调温度、导出月度能耗报表，每人独立完成 3 次实操，确保操作正确率 100%；
班主任培训（8 月 29 日，分 2 批，每批 1.5 小时）：
重点讲解手机 APP 的使用（如查看本班空调当前状态、接收故障提醒、提交报修申请）；
发放《班主任操作手册》（含图文步骤、常见问题解答），建立班级空调管理微信群，便于后续咨询。
3.3 试运行期间的问题解决
2024 年 9 月 1 日 - 9 月 7 日为系统试运行阶段，期间出现 3 类问题，均已妥善解决：
3.3.1 部分教室温度采集偏差
问题表现：9 月 2 日，五年级 1 班控制器显示温度 28℃，但实际用温度计测量为 26℃，偏差 2℃。
原因排查：技术人员现场检测发现，控制器安装位置靠近空调出风口，受出风温度影响导致采集偏差。
解决措施：将该教室控制器移位至教室中部墙面（距离出风口 2 米以上），重新调试后温度采集精度误差≤0.5℃，后续安装时统一按此标准定位。
3.3.2 早读时段开机延迟
问题表现：9 月 5 日（周一），部分教室空调未在 6:30 准时开机，延迟约 10 分钟。
原因排查：系统后台日志显示，凌晨 2 点数据同步时服务器短暂离线（1 分钟），导致定时任务触发延迟。
解决措施：在服务器上设置 “定时任务备份机制”，同步期间自动启用备用定时程序，确保开机指令按时下发，后续未再出现类似问题。
第四章 系统运行成效与数据深度分析
4.1 能耗降低效果的量化呈现.1.2 高能耗设备的优化效果
改造前，因设备老化、滤网堵塞等问题，耗电量显著高于其他设备（日均耗电 13-15 度，比正常设备高 4-6 度）。系统运行后，通过能耗分析模块快速定位这些高能耗设备，后勤人员针对性开展维护：
2024 年 10 月，对教学楼 B-102 空调进行滤网清洁，清洁后日均耗电从 14.2 度降至 10.1 度，月节电 123 度；
2024 年 12 月，更换教学楼 A-401 空调的老化电容（电容容量衰减 30%），更换后日均耗电从 15.1 度降至 10.8 度，月节电 132 度；
截至 2025 年 2 月，5 台高能耗设备均已完成优化，平均能耗降至正常水平，单台月均节电 126 度，进一步提升了整体节能效果。
4.2 管理效率提升的具体体现
4.2.1 人力成本节约
改造前，2 名后勤人员日均投入 2.5 小时用于空调巡检；改造后，通过系统远程监控，仅需 1 名后勤人员每日花 30 分钟查看平台数据（确认设备在线、无故障），人力投入减少 80%。按苏州市事业单位后勤人员日均工资 200 元计算。
4.2.2 故障响应效率提升
系统运行期间，共发生 4 次空调故障（2 次控制器离线、1 次空调压缩机故障、1 次红外信号丢失），均通过系统报警及时发现：
2024 年 11 月 18 日，三年级 2 班控制器离线，系统 10 分钟内发送报警信息，后勤人员现场排查发现是电源线松动，5 分钟修复；
2025 年 1 月 9 日，六年级 1 班空调压缩机故障，系统监测到功率骤降（从 1800W 降至 200W），立即报警，维修人员当天上门维修，避免故障扩大；
对比改造前 “月底抄表才发现故障” 的情况，故障响应时间从 30 天缩短至 0.5 天，响应效率提升 98%，减少因故障导致的额外能耗与维修成本。
4.3 师生体验与教学保障优化
4.3.1 教室温度舒适度提升
通过问卷调查（2025 年 1 月，面向 1128 名学生、76 名教职工）显示：
学生对教室温度满意度从改造前的 68% 提升至 92%，其中 “夏季不觉得冷” 的比例从 45% 提升至 88%，“冬季不觉得热” 的比例从 52% 提升至 90%；
教职工反馈，统一的温度设定避免了 “学生因温度不适举手反映” 的情况，课堂教学连贯性提升，平均每节课可节省 2-3 分钟的秩序维护时间。
4.3.2 教学场景的灵活适配
在特殊教学场景中，系统展现出良好的灵活性：
2024 年 10 月中旬（期中复习），学校需延长晚自习至 19:00，后勤人员通过平台批量调整 6 间毕业班教室的空调关机时间，无需现场操作，10 分钟内完成设置；
2025 年 1 月（寒潮天气），系统自动触发 “低温保护策略”，将教室设定温度从 20℃上调至 21℃，并提前 40 分钟开机预温，确保学生早读时教室温度达标，未出现因寒冷导致的教学秩序受影响情况。
第五章 项目价值总结与未来拓展方向
5.1 项目实施的多维价值
5.1.1 经济价值：降本增效成果显著
截至 2025 年 2 月），半年内已通过节能与人力成本达成节约回收，系统延长了空调使用寿命（减少高负荷运行与无序调节对设备的损耗），预计每台空调可延长 2-3 年使用周期。
5.1.2 社会价值：践行绿色校园理念
项目实施后，学校年减少碳排放，成为姑苏区首批实现教室空调智能化管控的小学。2025 年 1 月，学校作为 “绿色校园建设典型案例”，接待了 3 所兄弟学校的参观交流，为区域内中小学空调节能改造提供了可复制的经验。
5.1.3 管理价值：推动校园智慧化转型
AC360 系统的引入，不仅解决了空调管理问题，更推动学校建立了 “数据驱动” 的后勤管理模式：通过能耗数据的分析，学校优化了其他用电设备的管理（如调整照明开关时间）；同时，系统积累的教室使用数据（如空调运行时长反映教室使用频率），为后续校区规划（如是否新增教室）提供了数据支撑，助力校园管理从 “经验型” 向 “智慧型” 转变。
5.2 未来拓展方向
5.2.1 系统功能升级
联动控制：计划将 AC360 空调控制器及空调智能节能远程控制系统与学校新风系统、照明系统对接，实现 “空调 + 新风” 联动（如空调开启时，新风系统自动调整风量）、“人走灯灭空调关” 的场景化控制，进一步提升节能效果；
AI 优化策略：引入 AI 算法，基于历史能耗数据、天气情况（如室外温度、湿度）、教室人数（通过摄像头统计）自动优化空调运行参数，例如室外温度低于 28℃时，自动降低空调运行功率，实现 “动态节能”。
5.2.2 应用范围拓展
功能室覆盖：目前系统仅管控教室空调，下一步计划将图书馆、实验室、教师办公室的 分体空调纳入管理，实现全校空调统一管控；
校区扩展：学校计划 2026 年扩建西校区（新增 12 间教室），将在新校区同步部署 AC360 系统，确保节能管理模式的延续性。
5.2.3 数据价值深挖
能耗分析报告：每月生成《校园能耗分析报告》，不仅统计空调能耗，还整合照明、多媒体设备等能耗数据，识别校园能耗热点，提出针对性优化建议；
