當設計提高暖通（HVAC）系統的效率時，傳感器的準確性和一致性會產生重大影響。系統能夠準確地感測和測量內部和外部空氣傳感器，風門，恒溫器和風扇的溫度和濕度水平，從而將系統運行時間減至最少，因為該系統可以使用更多數據來做出更好的決策。加上適當的HVAC實施和維護，選擇合適的傳感器可以為消費者節省多達25％的費用。
在設計如圖1所示的HVAC系統時，傳感器的精度，可重復性和整體可靠性至關重要。
圖1：商業或住宅HVAC系統
暖通空調的運行效率
HVAC系統在整個結構中均包含傳感器，這些傳感器位于混合和送風管道，外部和回風管道以及恒溫器中。這些傳感器提供原始數據，控制器可通過這些原始數據來管理系統的性能。在原始的HVAC系統中，可能只有溫度傳感器位于圖1所示的某些位置，并且它們可能包含古老的技術（負溫度系數熱敏電阻[NTC]和電阻溫度檢測器）。現代系統可能包括兩個焓值節能器傳感器，一個傳感器位于回風路徑中，另一個位于室外空氣路徑中。當調節溫度調節器或混合空氣溫度超過設定點時，具有較低焓值的空氣（來自室外或回風）將被帶入空氣調節器中。這是一種控制室外空氣使用量的方法。在比回風更高的溫度下冷卻室外空氣可能看起來很浪費，但是為空氣除濕所需的機械冷卻量通常超過降低干球溫度所需的機械冷卻量。
與可能僅包括使用干球溫度傳感器上限的方法相比，在可能大量產生水分的建筑物中（可能來自廚房或淋浴間），這種控制順序可以節省大量成本。使用焓模塊非常重要，因為空調系統約有50％的制冷能力用于對調節后的空氣進行除濕，從而在顯熱溫度開始下降之前除去潛熱。
沒有濕度傳感器的HVAC系統在空氣進入建筑物之前不會為空氣除濕提供必要的冷卻。在大多數氣候下，使用單個焓值節能器代替干球溫度可降低制冷成本。并且，盡管這些系統有效并且相對于僅溫度系統提供了改進，但系統中的第二個組合傳感器模塊為數據添加了另一個測量位置，從而增加了系統效率。
為什么準確性和一致性很重要
由于HVAC系統包括恒溫器和濕球，其中包含向中央控制系統報告的溫度和濕度傳感器，因此，如果精度不正確，則不準確的傳感器會過早或錯誤地觸發控制系統。最小為±1°C或5％相對濕度的系統誤差相當于明顯的額外成本或潛在的節省，同時還影響了機電設備的使用壽命。
例如，典型的相對濕度精度為5％的濕度傳感器正在捕獲零時讀數。隨著時間的流逝，給定系統上的壓力（例如高溫或污染），傳感器將漂移。了解漂移對于了解隨著時間推移的系統效率至關重要，而最小化漂移可以提高性能。
技術的進步使得集成低漂移和高精度的傳感元件成為可能。 HDC2022是工廠校準的集成式濕度和溫度傳感器，典型相對濕度為2％；相對濕度0.25％的長期漂移；與不帶過濾器的設備相比，疏水性IP67過濾器可防止水和灰塵進入，并且不易冷凝。這些濕度傳感器具有集成的溫度傳感器，精度超過1°C。
即使使用此類高性能傳感器，您也需要考慮對傳感器以外的精度的影響。將印刷電路板放置在外殼中進行保護將需要補償，以解決該封閉環境與用戶可能遇到的差異。
這些相同的概念適用于獨立的溫度測量。發生故障時，壓縮機的排氣溫度可能為110°C，并可能高達135°C或140°C。一個典型的溫度傳感器，其精度在±3°C到±5°C之間，并且長期漂移在±5°C到±10°C之間，會為壓縮機留下15°C的設計余量。隨著壓縮機的老化，該傳感器漂移通過迫使其過早關閉而限制了壓縮機的效率。
因為TMP61具有固有的低長期漂移特性，并且能夠在150°C的溫度下工作，成本與NTC熱敏電阻類似。 它的線性度可以通過諸如模數過采樣之類的軟件技術來提高準確性，從而提高分辨率并降低噪聲影響。 其高精度和低長期漂移使壓縮機能夠減少保護余量，從而使系統關閉頻率降低，從而防止過熱，從而提高效率。
結論
設計HVAC系統時，應考慮組件和電路成本，準確性，可重復性，隨時間變化的漂移小以及總體可靠性，以滿足設計要求。 為您的HVAC實現選擇合適的傳感器不僅可以使設計更好，而且與舊系統相比，還可以大大降低能耗和維護成本。
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