Nest溫控器國內應用指南

作為智慧家居的行業內人士很早就知道這款智慧恒溫器產品，並且想把這款產品引進的國內使用，但是詳細瞭解了NEST的這款溫控器後，發現這款產品是針對美國的家庭空調系統使用的（美國的空調系統使用的24V控制電壓），所以在國內使用有很大的困難，包括空調系統都跟國內不一樣。

即使是NEST的英國官網也僅推出了智慧煙感器，也沒有推出溫控器，想必也是因為空調系統的控制方式不一樣導致的。相信NEST在被Google收購後肯定要做全球的市場推廣，針對不同國家的HVAC系統肯定會有不同的產品推出，那麼在這之前我們能搶先體驗使用這款智慧的家居產品嗎？在筆者深入研究瞭解後，答案是肯定的，針對國內的空調系統我們只需做一些技術上的改動便可以使用這款溫控器，那麼下面我就做詳細介紹。

(本文只針對智慧家居愛好者或行業資深用戶測試參考之用，測試過程可能會發生產品損害或其他問題，務必需要有相關技術經驗和動手能力，本文不對任何發生產品損害產生的問題負責，只做技術參考之用！)

1、要知道怎麼改造之前，先要瞭解一下NSET Thermostat在美國是如何應用的，那麼就要先瞭解一下美國的家庭的製冷制熱空調系統（HVAC系統）。

在美國大部分家庭都是這樣的獨棟房屋，有一套獨立的空調及鍋爐系統用來製冷或制熱。如圖中所示，室外放的熱泵系統主機（可以製冷或制熱），室內放的空氣處理系統主機（包含新風系統）有些寒冷地區會採用燃氣鍋爐，然後採用風管式空調系統將冷風或熱風吹到各個房間，在一層的房間裡安裝了一個溫度控制器，用來控制整個房屋的溫度。NEST的智慧溫控器就是用來替換這個傳統溫控器的。

由此可見，美國的家庭一般只需要一個溫控器就可以控制全宅的空調系統。 對空調系統比較瞭解的朋友就應該知道美國的這套空調系統跟國內的有所不一樣，國內一般別墅住宅多採用冷熱水機組空調或VRV系統空調。

VRV空調系統

這種空調系統通常在每個房間獨立控制本房間的溫度，所以在每個房間都有一塊空調的控制台，如果還安裝了地暖系統，那麼還有一塊地暖的控制台。 所以在國內應用NEST溫控器的話，就需要每個房間都安裝一個NEST溫控器；根據NEST的控制原理，採用日本廠商的冷媒空調系統（比如大金的VRV空調系統）是不能直接控制的，VRV空調系統全部是通過匯流排以控制協定的方式來控制各個房間的空調，而且協議還是不對外開放的。

如果要用NEST溫控器控制空調系統就必須採用水系統主機的風機盤管空調，我們可以間接控制風機盤管的風機和閥門來控制空調。Nest溫控器國內應用指南 風機盤管系統。

風機盤管系統

2、知道了以上前提後，我們在來瞭解一下NEST溫控器的控制方式。

下麵是官方的安裝接線指南：

Nest works with 95% of 24V heating and cooling systems, including gas, electric, forced air, variable speed, heat pump, radiant, hot water, solar, and geothermal. It can control: Heating: 1, 2 and 3 stages (W1, W2, W3) （制熱）

Cooling: 1 and 2 stages (Y1, Y2) （製冷）

Heat pump: with auxiliary and emergency heat (O/B, AUX, E) （熱泵）

Humidifier or dehumidifier (HUM, DEHUM) （除濕器）

Fan (G) （風機）

Power (C, Rh, Rc) （電源）

以上可以看出NEST溫控器採用的是美國標準24V控制系統，可以控制美國大部分的HVAC產品。 下圖展示了美國傳統的溫控器接線圖，可以看到跟NEST的接線基本一致，只接了RH，Y，W，G四根信號線，NEST買回來以後就可以直接替換掉傳統的溫控器，也就說明了整個美國都是採用統一的控制標準。

下面介紹一下美國溫控器的控制原理：

可以分析出，在空調系統主機處會有一個變壓器，將家用電壓（美國標準120V）轉換成24VAC控制電壓，通過R線將24+電壓傳送到溫控器，如果有C線那麼就是0V（Common），通過W(制熱)，Y（製冷），G（風機）三個繼電器將24V電壓傳給制熱，製冷及風機的信號點來控制相應的設備。

國內常用風機盤管控制器的原理：

由上圖可以看出，國內的風機盤管控制器使用國內標準的220V電壓通過內部繼電器直接控制風機盤管的風機以及水閥達到控制溫度的功能。上圖是採用了4管制的空調系統，所以分為熱水閥跟冷水閥，一般國內普遍使用2管制的空調系統，所以只有一個水閥，也就是冬天的時候室外主機輸出熱水到各個房間，夏天的時候室外主機輸出冷水到各個房間，然後各個房間通過溫控器控制各個房間的風機盤管的風機以及水閥的開關達到控制溫度的目的。但是有可能客戶家裡還裝了地暖系統，也就是冬天一般不會採用風機供暖，而是使用水地暖系統達到供暖的目的，所以冬天的就會控制地暖的電熱閥，夏天控制風機盤管的風機及水閥。如果只有空調就可以都接到空調水閥上。

由此可以分析出，我們要用NEST溫控器控制國內的空調系統，就需要把NEST溫控器輸出的24V控制電壓通過繼電器轉換成220V的控制電壓，再去控制終端的空調或地暖設備，間接的達到在國內使用的目的。

W(制熱)，Y（製冷），G（風機）三個控制點，就需要連接3個控制繼電器，繼電器輸出端分別控制制熱的閥門，製冷的閥門，跟風機盤管的風機（常用為3檔風機，我們只能控制其中一檔）。注意安裝改造過程的電壓，基本原來就是通過繼電器實現弱電控制強電。

這樣整個控制改造就實現了，筆者只是使用過美國傳統溫控器實現控制風機盤管，NEST溫控器沒有測試過，但是功能及原理是一樣的；因為NEST溫控器比較智慧有很多軟體功能，所以測試過程中可能產生的問題需要具體分析。

在國內我們一般不控制主機，而是控制每個房間的終端風機盤管或是地暖的閥門，所以每個房間都安裝的空調或地暖的控制台。跟在美國使用的區別就是美國是控制空調主機，所以全家只有一個溫控器，也就導致了實際上美國使用空調是比較浪費的，只要一個房間開了其他房間都開了。而國內是每個房間獨立控制，相對來說比較節能。這也就是美國比較看重溫控器節能的原因。

本篇應用指南可能不盡全面，但是也基本介紹了整個空調系統的原理及控制方式，希望能説明各位智慧家居愛好者或是行業相關從業人員。