碳中和制冷技术发展论坛 - “ 热泵与碳中和”分论坛 双碳背景下热泵在湿度控制技术的应用 CONTANTS 目录 1. 技术和市场背景 2. 技术发展现状 3. 技术课题和展望 4. 总结 报告内容 CONTANTS 高效空调技术研究是碳中和背景下提高建筑能效的最重要发展趋势。 降低建筑负荷需求→超低能耗建筑的推行 提高暖通系统生产力→进一步提高暖通系统能效 碳中和背景下，多地发布超低能耗 用案例有限。 瓶颈：腐蚀 + 送风带液问题 湿度处理子系统：通过固体吸附 / 溶液吸收等原理对空气中的水分 进行处理，从而使得空调系统可以提升蒸发温度专注于温度控制。 → 由于材料技术的限制，传统技术的再生温度多数在 100℃ 以上 温湿度独立控制空调技术伴随着空调技术的发展， 其研究可以追溯到上世纪 1. 技术和市场背景 - 温湿度独立控 制 5 美的 大金中国 格力 海尔 产品类型 2380*660*1981 1376*1287*404 1302*1706*398 850*1400*470~1 250*1400*470 808*1277*1004 国内主流厂家新风产品线较为简单，并没有对湿度进行特殊处理功能。 日本新风市场对舒适性较为重视，多数新风处理机标配了加湿功能，在除湿方面，大金推出唯一的 DESICA 无水调湿新风 机 除湿 / 加湿形式 吸附 / 吸附 热回收 冷凝

移动运输应用：送血车、疫苗运输车、药品运输车等 “ 冷云”是新一代的智能冷链监控平台，提供低功耗的温湿度采集 器及定位、报警套件，提供方便、易用、全流程的冷链监控服务。 医疗行业应用场景举例 --- 实现温度、湿度实时监控 冷云 - 智能无线温湿度监控系统 冷云，是世界领先的智能温湿度监控系统。该系统安装使用简单便捷，数据准确安全。 数据由智能数据采集模块（ Smart Sensor 。。。。。。 市面冷链设备现状 记录靠手 巡查靠走 上报靠录 问题靠吼 密封不严 不安全 寿命短 耗电 水汽结冰 疫苗到 0℃ 与其它品牌无线温湿度产品对比 时间短 需要手动 无线 NO 实时 NO ZKS 物联设备硬件 直接放入冰箱内 将温湿度传感器安装在低温、恒温冰箱（血液、试剂、药品等 -25℃ 以上等设 备）内部，如图 直接挂 / 贴 / 钉在墙上 在实验室环境监测时，需要将 使用常规监控设备 使用冷云 设备监控  使用有线温湿度监控设备  自动记录数据  现场设备报警 其它支持  现场需要安装服务器  监控设备需要插电，现场电源线杂乱有 安全隐患  安装需要专业人员支持  日常维护需要专业人员支持 标准要求  有信息记录  有报警措施  信息系统安全无保证 设备监控  使用无线低功耗温湿度监控设备  自动记录数据  可远程设备报警、可短信报警

--- --- 机柜温湿度监控 机柜温湿度监控 随着 IDC 机房使用率的变化，机房内机柜的温湿度状况无法保持一致，为确保机柜内设备的正常、稳定 运行，降低客户设备宕机风险，需要通过监控来实时监测机柜内温湿度情况。 实施要点：由于机房内机柜数量较多，如果采用传统温湿度传感器布线及监控量限制，操作难度较大， 故使用具备级联方式的智能温湿度传感器，通过监控主机智 口同时处理多个智能温湿度数据，有效节约了成 本。同时，传感器采集的数据可供 3D 可视化呈现使用。 * 监控智能化 监控智能化 --- --- 机柜温湿度监控 机柜温湿度监控 【 【回复 回复】 】 46 U 46 U 机柜正面 机柜反面 温湿度 探头 温湿度 探头 温湿度 探头 温湿度 探头 温湿度 探头 温湿度 探头 温湿度 探头 温湿度 探头 采集主机 管理电脑 在机柜正面和反面安装 8 个温湿度传感探头，一体 化采集机将数据上报管理电脑。并于 3D 可视化系统 结合实现温度云场。 系统由：硬件部分（管理电脑 + 温度采集主机 + 温度探头）、软件部分（数据采集系统 +3D 可视化 + 告警系统）组成。 * 监控智能化 监控智能化 --- --- 能耗监测系统 能耗监测系统 【 【新增 新增】 】 1. 【电量分相管理】

音提示。 3 视频监控系统 安防监控一体化、集成化，前端视频采集，智能分析，包括人员流动 等。 4 温 湿 度 管 控 系 统 能实现温湿度测控、温湿度设定、超限报警及温湿度自动记录、显 示、查询、报表打印等功能。设有显示器显示温湿度。 5 烟雾报警系统 烟雾传感器通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范。 6 UPS 采用高性能，高容量 UPS 为系统供电，避免出现停电时系统无法工 系，消除"摆设"现象，对不规范 的行为“看得见”、“抓得住”，对库房实况进行视频监视。 ① 实现功能 库房实况视频监控。 ② 工作流程 杭州咸亨国际科研中心有限公司 图 4 视频系统+温湿度管控+烟雾报警+其他附加系统 ③ 设备列表 编号 名称 1 网络视频录像机 2 枪式摄像机 3 半球式摄像机 4 半球式摄像机 5 监控硬盘 6 机柜 7 路由器 8 服务器 9 硬盘录像机 13 安防专用电源适配器 14 服务器机柜 15 施工线材 施工调试费 杭州咸亨国际科研中心有限公司 5. 温湿度管控系统 环境温湿度：遥测，可实时显示所设定房间的温湿度。遥信，温度过高、 湿度过高、温度过低、湿度过低。遥控，对于控制仓库内温湿度达到最佳舒适 环境以适合仓库内各种设备良好运行。 漏水及水位探测：库房里所里有大量的设备仪器及电缆，所以要绝对保证 安全，一

农业产出不够高效 产品安全存在隐患 资源利用效率低下 环境问题日益突出 设施蔬菜精细化种植管理系统主要由数据采集、实时数据展示、报警提示以及数据汇总等模块组成。系统通过传感器采集大棚内空气和土壤的温湿度、光照强度、日照数等数据，通过有线或无线网络传递给数据处理系统，并对数据进行存储、展示。当数据出现阈值告警时，并可以自动控制相关设备进行智能调节或发送报警短信。 需求分析 环 境 大田种植自动监 实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量。 3G/GPRS/ WIFI 大田灌溉控制器 智慧农业云平台 控制中心  气象站采集土壤墒情、土 壤温度、空气温度、空气 湿度、辐射、风向、风速、 降水量  土壤养分速测仪负责检测 速效氮、速效磷、有效钾、 有机质含量、土壤酸碱度 及土壤含盐量  摄像头负责温大田实时监 控 施肥设备 室内的空气温湿度、土壤 水分、土温度、二氧化 碳 浓度、光照强度等 智能农业功能描述：设施农业智能控制（畜禽养殖） 对养殖环境、水质、畜禽类生长状况等进行监测管理、达到省电、增产增收的目标。 3G/GPRS/ WIFI 畜禽养殖控制器 智慧农业云平台 控制中心 光照 风机 湿度 饲料添加  气象站采集土壤墒情、土 壤温度、空气温度、空 气 湿度、辐射、风向、风

环境温湿度、土壤成分、 PH 值、 二氧化碳、光照强度、气压、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能 决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植养殖、可视化管理、智能化决策。 智 慧 农 业 智慧农业 智能设备 云平台 业务与应用 增值服务 智慧农业 智慧农业产品服务链 智慧农业产品服务链 智慧农业利用传感器采集土壤温湿度、 PH PH 值、二氧化碳、空气温湿度、光照强度等环境数据，基于消息服 务器将数据上传云平台，借助个人电脑、智能手机，实现对农业生产现场环境指数实时监测展示、自动报警 提醒，同时实现远程自动控制生产现场的灌溉、通风、降温、增温等设施设备。该系统的使用可减少人工成 本，实现精准调控，有效规避生产风险。 智能设备 - 智能网关终端柜 主控板集成了控制芯片以及 GPRS 或者 WIFI 作为通信模块。 模块提供了丰富的工业接口，包括有 PLC 、控制器中。 智能设备 - 主控板 智能网关终端柜 空气温湿度传感器 风速风向传感器 土壤 PH 传感器 光照度传感器 降雨量传感器 二氧化碳传感器 土壤温湿度传感器 智能设备 - 传感器 二通阀 卷帘电机 继电器 智能设备 - 控制器 硬盘录像机 监视器 摄像头 农业现场的土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤 PH 值传感器和 气象

水果类作物，对土壤要求不 同，碱性 / 酸性 氮磷钾 土壤养份， 含糖量 瓜果的葡萄糖含量，有接触式和非 接触式 图像视频 作物长势，防盗，防火 温度 温度过高，植物疾病发生概 率上升 湿度 土壤湿度过大，植物疾病概 率上升 光照度 瓜果成熟期，光照强度与持 续时间影响甜度 CO2 浓度 不见光作物，浓度过高影响 生长 02 产品简介 我们自主研发了基于物联网的温室大棚智 采用 LTE 方式与平台相连。 • 网关支持 485 总线接口，可以扩展多种传 感器 • 网关集成光照传感器，监测温室光照强 度 • 网关集成空气温湿度传感器，用于监测 大棚空气温湿度 • 网关内置大容量锂电池，在缺少太阳能 供电的情况下，可以持续工作 3-5 天，保 证续航能力 • 控制棚区内的生产设施，如 CO2 发生器、 风机、薄膜卷帘、湿帘、补光灯、暖风 控制器 • 使用方便、便于安装、传输距离远，具 有完善的防接反，过压，过流，线间保 护能力。 • 性能可靠、使用寿命长、响应速度快 , 防 透防腐蚀性能好，耐高温高湿。 温湿度传感器 光照传感器 • 使用方便、便于安装、传输距离远，具 有完善的防接反，过压，过流，线间保 护能力。 • 性能可靠、使用寿命长、响应速度快 , 防 透防腐蚀性能好，耐高温高湿。

23.5°C 23.6°C 数字 5 0.2% 地面传感器 传感器 B 湿度 85.1% 85.0% 数字 5 0.5% 井下传感器 传感器 C 气体浓度 0.8 ppm 0.9 ppm 数字 10 0.3% 井下气体传感器 传感器 D 温度 27.6°C 27.5°C 数字 5 0.1% 井下传感器 传感器 E 湿度 78.3% 78.0% 数字 5 0.2% 地面传感器 传感器 F 气体浓度 清洗后的 数据值 预测结果 风险评 估等级 数据来源 传感器 A 气体浓度 10 0.1ppm - 5.0ppm 数据清洗、去噪 0.8 ppm 高风险 高 井下气体传感 器 传感器 B 温湿度 5 40% - 95% 数据标准化、滤 波 85.0% 中等风险 中 井下传感器 传感器 C 温度 5 15°C - 40°C 数据清洗、去噪 28.4°C 低风险 低 地面传感器 传感器 回归分析或神经网络来建模。 2.1 多元回归分析 假设我们要预测某个风险 （如气体浓度导致的 高风险）与多个因素（如温湿度、设备状态等）之间 的关系，可以通过多元线性回归模型进行描述： 其中： 为预测的目标变量（如气体浓度、事故发生 等）； 为输入特征（如温湿度、设备状态、 矿工位置等）； 为回归系数； 为误差项。 通过训练样本数据，回归系数 可以通过最小二 乘法等方法得到，从而建立风险预测模型。

的散热器和大量的空气流动，从而增加了空气传播污染物的暴露风 险。对设备组件上的无铅焊料和表面处理也带来了额外的腐蚀风险。 当监测结果显示数据中心空气质量未达到规定的腐蚀限值，且 已排除其他环境因素（即温度、湿度）的影响时，应采用气相空气过滤。 这包括从外部引入数据中心进行通风和 / 或增压的空气，以及数据中 心内部所有再循环的空气。颗粒物污染的优化控制也应纳入整体空气 处理系统设计中。 在污染水平较低的地区运营的数据中心，可能还需要对气态和 环，以去除这些污染物以及数据中心内部产生的污染物，从而将污染 物水平保持在规定的限度内。 数据中心气态分子级污染物和颗粒污染物最优控制的一般设计 要求包括：对空间进行密封和增压以防止污染物渗透，加强对温度和 湿度的控制，改善整个数据中心的空气分布，以及对新风（室外）系统、 再循环空气系统和机房空调应用气相和颗粒过滤。 对气态污染物的最佳控制将允许机械系统中为颗粒物和气态分 子级污染物控制设置单独的部分。然而，机械系统受到的物理限制， 板短路，某北方数据中心因沙尘暴导致全年 设备故障中有 68% 与粉尘相关。 1.1.3 温湿度波动： • 铜腐蚀对于湿度较敏感，在相对湿度 >60% 时，腐蚀速率呈指数 增长；昼夜温差 >10℃会导致冷凝水积聚，某中部数据中心因此 造成全年 12% 的硬盘故障。 1.1.4 微生物侵蚀 ： • 霉菌在湿度 >65% 环境下滋生，会腐蚀线缆绝缘层，某南方数据 中心曾因霉菌导致整列机柜网络中断。

..........................21 4.5.1 环境数据处理单元............................................21 4.5.2 温湿度传感器....................................................22 4.5.3 水浸传感器............................. 度等 等。视频监控清晰可靠，直观的展现了机房监控区域的全貌。  动力环境数据监测 机房的稳定运行需要稳定持续的供配电、保持在一定区间的温 湿度、空调、UPS 等设备的稳定运行等因素。监控人员为全面地掌 握机房的运行状况，需实时对温度、湿度、水浸、UPS、市电等动 环信息进行采集、处理和上传，生成曲线和报表，方便实时监控、 历史查询、统计分析。  远程控制 监控中心通过客户端和浏览器可对所辖机房的任一摄像机进行 通过前端数据采集设备与平台软件可以对各子系统进行关联： 当周界防御或火灾报警设备被触发时，有预置功能的摄像机还能自 动转到预置点，按需设置联动录像功能；预设的报警能弹出窗口， 并配合电子地图显示；当温湿度传感器检测到异常时，自动开启空 调或调节空调参数，操作时可以联动相应位置的摄像机，对整个操 作工程进行全程管控。  语音对讲 在门禁刷卡处配置语音对讲设备，当巡检人员忘记带门禁卡时， 通