舒适环境与家庭节能

中央空调智能家居集成控制

现阶段，面向终端业主的智能家居集成方案更多应用于以别墅、复式楼等为代表的大面积住宅当中，而与中央空调系统的集成则必不可少。目前，通过不同空调厂商或智能厂商提供的配套模块、转换模块或第三方转换器均可以实现中央空调与智能家居系统的集成控制。

空调、地暖、新风系统，中控品牌的控制主机可使用串口或继电器口进行控制。串口可通过RS485接口与中央空调网关基于Modbus标准协议进行对接，来进行全区域空调、地暖、新风系统控制。

继电器控制方式则可与第三方温度感应器进行配合使用，根据温度感应器所得到的室内温度反馈情况进行分析后，通过继电器给出短路信号来控制空调风机盘管的风速或地暖热水阀开合以达到所需的室内温度。

国际中控系统品牌往往配备国际标准的RS485/EIB/Lon Works/BACnet等控制协议对中央空调内的温度、风速、模式进行调节。采用标准的IR代码对分体式空调内的温度、风速、模式进行调节。

智能家居空净市场需求

雾霾等环境问题越来越多地困扰着消费者，以往住宅对室内空气质量很难控制，一般住宅往往开窗通风，开窗或不开窗全部由业主控制。但这受到很多实际情况的限制，比如冬天太冷，夏天太热不能开窗，或者是休息的时候为了保持室内安静也不开窗，导致无法保证开窗通风。

新风系统是由新风换气机及管道附件组成的一套独立空气处理系统，新风换气机将室外新鲜气体经过过滤、净化，通过管道输送到室内。新风系统是根据在密闭的室内一侧用专用设备向室内送新风，再从另一侧由专用设备向室外排出，在室内会形成“新风流动场”，从而满足室内新风换气的需要。

新风系统是由风机、进风口、排风口及各种管道和接头组成。安装在吊顶内的风机通过管道与一系列的排风口相连，风机启动，室内受污染的空气经排风口及风机排往室外，使室内形成负压，室外新鲜空气便经安装在窗框上方（窗框与墙体之间）的进风口进入室内，从而使室内人员可呼吸到高品质的新鲜空气。随着家居智能化发展，新风系统与室内环境监测的联动应用备受关注。通过接入二氧化碳、TVOC、粉尘、湿度等控制器，实现自动检测空气质量，在室内空气超过设定值时启动新风机，在确保室内舒适度的同时实现节能减排的目的。据了解，“置换通风”系统的核心是新风换气技术装备——新风换气机。它是一种将室外新鲜气体经过过滤、净化、热交换处理后送进室内，同时又将室内受污染的有害气体经过过滤、净化，交换处理后排出室外，而室内温度基本不受新风影响。新风系统主机中有全热回收系统，进出的空气通过热交换器的时候进行了预热预冷的能量交换，可以保留室内空气70%左右的能量，避免能量流失，降低冷暖气的损耗。而普通的换气设备直接将室内空气排出室外，导致室内空气冷量或者热量的流失，造成能量的浪费，不利于节能。

新风系统是改善室内空气质量，实现室内通风换气行之有效的方法，它既可以降低能耗、保护健康、防尘防噪，还能提高生活的舒适性。在国外发达国家，中央新风系统已成为住宅必备的配套设施。在国内，中央新风系统也正悄然流行。

与需要在前装阶段设计安装的新风系统不同的是，空气净化器的工作原理相对简单很多，是使用技术手段对室内空气的颗粒物、微生物和气体污染等进行处理，减少其数量的家电产品。主要进行室内空气的过滤，去掉部分污浊空气。

畅想家庭能源管理

家庭能源管理系统（Home Energy Management System，HEMS）是一种能够兼顾家庭节能与舒适生活的能源管理系统。系统对家庭耗能量、可再生能源发电量、二氧化碳排放量进行实时监控；对家庭用能终端进行耗能目标设定，并为家庭提供全方面的节能建议，还实现自动化节能控制、与可再生能源发电实现联动效应，并根据能源公司的供能状态调整自身用能标准。系统能够利用天气信息与传感器找到多余的能耗源，并通过对家用电器的控制达到节约能耗的目的。在家用能源机器的使用上，当太阳能光板的发电量出现剩余时，该系统可以指示热泵热水器烧热水，或者指示洗衣脱水机开始工作，从而实现对电力的有效利用。当易受天气等因素影响的天然能源越来越多地应用于发电领域之后，为了确保电力供应的稳定，势必需要安装蓄电池，以便在节约能源的同时，最大限度地保证生活的舒适性。

过去对于家庭能源管理的研究，集中在通过监控和分析家庭能源的使用，提出能源使用建议，促进用户调节能源使用方式，从而实现节能和提升电能使用效率。为此，很多知名公司在这一领域进行了尝试。英特尔家庭能源管理采用Atom技术，协助家庭管理和减少能源使用的触控屏幕产品。它可录制影音信息给其他家庭成员，通过第三方应用软件，还可搜索在线黄页或查询包裹邮件的状态。这项能源管理设备，是英特尔开拓消费者电器市场的另一次尝试。苹果显然采用一项独特的方法，根据一种输电线标准，让专用的苹果设备有效率地传输电力到插电的设备。消费者可通过一个小型的LCD屏幕，追踪电力使用状况。微软是与电力公司合作，通过安装智能仪表提供其Hohm软件。用户可上网取得电费帐单和即时电力使用状况。Hohm也为个别使用者提供节能建议。谷歌的Power Meter则着重在用量信息，帮助消费者设法减少电费。谷歌已和若干电力公司与智能仪表商签约，通过智能仪表提供能源追踪表，或可利用Energy Inc.的家庭监控设备The Energy Detective（TED）取得相关资料。思科向用户的住宅提供配备带触摸屏的液晶显示器的终端，除了显示与用户使用的能源有关的信息之外，还具备与恒温器等家电产品连接后进行能源管理的功能。为此，还支持zigbee及无线LAN等无线通信。除此以外，思科还向电力运营商提供Saa S（软件即服务）功能。

家庭能源管理，不仅仅属于智能电网用户侧，也属于智能家居领域，是属于这两者之间的交集，家庭能源管理产品应兼顾需求侧管理需求和智能家居用户的需求。理应包括满足需求侧管理功能，以实现节能和调节能源使用，还应满足用户对于家庭安全、生活舒适性、方便性的诉求。尽管在智能硬件浪潮的带动下，出现了不少电量监测功能的智能插座产品，但是这些家庭能源管理案例还大多停留在监测、显示能源消耗等层面，能像Nest恒温控制器这样可以自动管理的产品不多见。专家认为，我国要实现真正的家庭能源管理还有很长一段路要走。

声名显赫的Nest与一般的控温器一样，可以控制空调与取暖设备的启动、关闭与调温等。但不一样的是，它有更多“聪明”的地方。如人走过“恒温控制器”，它就会感应到主人在家，自动调节出一个适合的温度；如果“好久”没有人走过，它就会认为家里没人，自动调低室内温度。最有意思的是它会自主学习。自动记录每天何时家里多少温度、暖气烧了多少分钟、什么时候家里没人温度降下来，等等。时间久了，它大概觉得已经熟悉这家人的生活规律，还会自动变换家中的温度。

以美国家庭为例，供暖方式有3种：用电、汽油和天然气。用电取暖的家庭操作比较简单，用汽油与天然气取暖还要自己购买燃料。但无论是哪种方式，冬天几个月的电费或燃料费，对一般美国家庭来说都是挺大一笔开销。但Nest的恒温控制器可以根据家庭使用情况，自动调节温度，从而节约一部分能源消耗。Nest恒温控制器不仅帮助家庭节省能源，还让能源公共事业公司找到了了解用户使用信息的途径。以前，电力公司、燃气公司等只能看到用户使用能源的总体情况，但具体怎么用的并不知道。Nest恒温控制器可以记录家庭使用能源的轨迹与具体分布等，为能源公司等进一步帮助用户管理能源提供依据。

追溯过往，家庭能源管理其实是谷歌一直想做的领域。谷歌自己有类似的恒温器产品叫Energy Sense，但市场局面没打开。更早在2009年，谷歌还推出过一种以网络为基础的能源管理工具Power Meter，作为一种电力可视化软件，用图表显示电力消费量等，可以向用户提供节能相关建议，但当时市场不成熟，未能获得足够多的电力公司、家电厂商等合作伙伴，谷歌后来就关停了这一服务。对谷歌收购Nest，业界认为：借助小小的Nest恒温控制器，谷歌想撬动的还是家庭能源管理的大市场。

国内一些新建高档住宅，因为加载了智能化设备，可以通过自动检测室内有人、无人，切换为舒适模式或节能模式，如主人离开家时，会自动调到节能状态等。

面向国内市场最近几年，国内媒体热炒的“智能电网”也可以被看作一种进行家庭能源管理的接入方式。全球电力需求每年都在持续增长，这促使电力运营商寻求新的方法来优化现有能源储量的使用方式，同时逐步发展低碳环保、智能高效的太阳能光伏发电和风能发电等可再生能源分布式发电方式，以推动现有电网朝着智能化方向转变。智能电网中的设备包括可以发电的涡轮和太阳能光伏电池板、传输电力的控制系统，以及监控企业及家庭用电情况的智能控制系统。智能电网将电力输送和信息技术结合，可实现电能的双向传输、输配电以及用电的智能调节及合理均衡。

构建分布式智能网络架构能够帮助智能系统收集智能电表、自动馈电设备、变电站等各种网络节点的信息，通过互联网协议（IP）传送数据，提供安全、高效地控制电网系统所需的环境感知能力。例如：智能可再生能源发电可应对多变的天气状况，通过计算设备对风力和太阳热量的强度进行评估，并通过调节涡轮叶片数量和太阳能光伏电池板角度做出响应。智能能源输送基础设施包括能够实时优化供电电压和相位的变电站。智能能耗包括节能计划，以及基于最终用户访问实时（或接近实时）数据的使用模式。

家庭用户仪表盘能调用整个家庭网络的显示画面或查看任一电器的使用情况，从电表、智能插座、家用电器和室内无线传感器网络中收集、显示与家用电器功耗和使用模式有关的数据，并与电力公司的智能仪表无线连接。这是智能电网进入家庭的具体体现。系统设计初衷是帮助家庭用户合理用电、减少电费支出，以及电力运营商最大限度降低发电、输配电以及相关排放所需的成本。

事实上，家庭能源管理远远超过了传统家庭能源监视器，它能监控电视、冰箱、洗衣机、计算机、洗碗机和空调系统等各种家电的用电情况，甚至包括孩子玩电子游戏机的准确时间。可以创建视频备忘录、控制取暖、空调、照明水平以及家庭安防系统。并在所有家电中，找到耗电量大的电器，提出切实可行的节电建议，使人们从被动用电转向主动、有计划的节约用电方式。家庭用户还能从电力公司或其他服务提供商获得能源消耗比较数据，并运行针对天气、交通状况和其他服务的插件应用。

据美国Wipro咨询服务公司针对家庭能源管理系统进行的调查结果，家庭用户仪表盘等设备可以帮助普通美国家庭节省30%的能源，相当于每年为一个家庭节省470美元的电费。调查还显示，在100万户家庭内采用此类设备，可使供电公司节省33%的峰值发电量，相当于6家250兆瓦级燃气电厂节省10亿美元的成本。由此可见，家庭能源管理未来前景可观，我们也更期待更多配套产品和技术在国内市场早日应用。