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　　暖通空調的概念包括采暖（Heating）、通風（Ventilation）、空調（Air Condition），因此與中央空調相比具有更廣義的概念。從圖1可以看出，暖通空調是人與環境這對矛盾對立統一關系歷經漫長歲月發展所凝聚而成的一種重要的環境與保障技術。經過多年的發展，暖通空調的應用已經深入到國民經濟的各個部門，對促進經濟發展、提高人民生活水平起到重要的保證作用，有時甚至是關鍵性的保證作用。

　　供暖系統組成包括熱源、散熱設備、輸熱管道、調控構件等，它的技術職能是輸入熱能至空間，補償其熱損失，到達室內溫度要求。而通風系統組成則由通風機、進排或送回口、凈化裝置、風道與調控構件等組成，其技術職能是通風換氣、防暑降溫、改善室內環境、防止內外環境污染。至于空氣調節系統組成是由冷熱源、空氣出來設備與末端裝置、風機、水泵、管道、風口、調控構件等組成，依靠經過全面處理并且適宜參數與良好品質的空調介質與受控環境空間進行能量、質量的傳遞與交換，實現對室內空氣溫度、濕度、潔凈度和其它參數的按需調控。

　　在暖通空調中，越來越多的新興傳感器得到了開發與應用，本文將主要介紹濕度傳感器及CO2傳感器在暖通空調中的應用。

　　濕度傳感器的應用方興未艾

　　濕度測量從原理上劃分有20-30種之多，但濕度測量始終是世界計量領域中的難題之一。一個看似簡單的量值，深究起來，涉及相當復雜的物理-化學理論分析和計算，初涉者可能會忽略濕度測量中必需注意的許多因素，因而影響傳感器的合理使用。

　　常見的濕度測量方法有：動態法（雙壓法、雙溫法、分流法），靜態法（飽和鹽法、硫酸法），露點法，干濕球法和電子式傳感器法。但是對于在暖通空調控制中需要精確感應、實時控制的要求來說，電子式濕度傳感器法是一種發展趨勢。電子式濕度傳感器產品及濕度測量屬于90年代興起的行業, 近年來，國內外在濕度傳感器研發領域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數檢測的方向迅速發展，為開發新一代濕度測控系統創造了有利條件，也將濕度測量技術提高到新的水平。

　　第一個基于電阻-濕度特性原理的氯化鋰電濕敏元件是美國標準局的F.W.Dunmore研制出來的。這種元件具有較高的精度，同時結構簡單、價廉，適用于常溫常濕的測控等一系列優點。氯化鋰元件的測量范圍與濕敏層的氯化鋰濃度及其它成分有關。單個元件的有效感濕范圍一般在20％RH 以內。例如0.05％的濃度對應的感濕范圍約為（80～100）％RH ，0.2％的濃度對應范圍是（60～80）％RH 等。

　　由此可見，要測量較寬的濕度范圍時，必須把不同濃度的元件組合在一起使用。可用于全量程測量的濕度計組合的元件數一般為5個，采用元件組合法的氯化鋰濕度計可測范圍通常為（15～100）％RH，國外有些產品聲稱其測量范圍可達（2 ～100）%RH 。

　　HS1101濕度傳感器采用專利設計的固態聚合物結構，具有響應時間快、高可靠性和長期穩定性特點，不需要校準的完全互換性。HS1101濕度傳感器在電路中等效于一個電容器Cx，其電容隨所測空氣的濕度增大而增大，在相對濕度為0%-100%RH的范圍內，電容的容量由160pF變化到200pF，其誤差不大于±2%RH，響應時間小于5s，溫度系數為0.04pF/℃。

 
圖1、暖通空調的定義

　　CO2傳感器在暖通控制中越來越重要

　　二氧化碳（CO2）在空氣中的含量越高，對人體的影響就越大，當二氧化碳含量高出0.7％時，人體就會感到不舒服，當超過10％時，人體就會出現昏迷和死亡。達到20％，人就會在幾秒內死亡。因此在人群比較密集的地方，二氧化碳含量是一個非常重要的參數，直接關系到人體舒適度和安全。而對于控制二氧化碳，必不可少的是進行檢測和計算的二氧化碳傳感器。

　　對于一座大樓的暖通空調系統來說，使用二氧化碳傳感器所能體現出的優勢，主要表現在以下三點：

　　● 改善居住環境，使人感到更為舒適。

　　● 降低能源消耗。像通過在每個點上控制濕度，實際需求的來照明一樣，通過二氧化碳含量來控制新風的換送，使環境保持最佳舒適度時，而運行費用被減到最小。

　　● 更低的維修費用。在暖通空調的管理中，通過監控整個系統組件，大樓管理者可以更有效地設計并且執行維修。這里TGS4160型CO2傳感器是一種電化學型氣體的敏感元件，當該元件暴露在CO2氣體環境中時，就會產生電化學反應。

　　為了使該傳感器保持在最敏感的溫度上，一般需要給加熱器提供加熱電壓進行加熱，但加熱電壓的變化將直接影響傳感器的穩定性，因此加熱電壓必須穩定，其范圍應在5.0±0.2 VDC之內。為了保證CO2的準確測量，除了保證加熱電壓穩定及對環境溫度的變化進行溫度補償外，更主要的是要測量兩電極之間變化的電勢值ΔＥＭＦ，而不是絕對電勢值ＥＭＦ，因為ΔＥＭＦ與CO2濃度變化之間有一個較好的線性關系。雖然ＥＭＦ絕對值隨環境溫度的上升而上升，ΔＥＭＦ卻保持常量，而且它在-10℃～+50℃溫度范圍內，基本不受溫度的影響。

　　ΔＥＭＦ值可由下式求得：

　　ΔＥＭＦ＝ＥＭＦ１－ＥＭＦ2

　　其中，ＥＭＦ１為350 ppm的CO2中的ＥＭＦ值；ＥＭＦ2為所測量的CO2的ＥＭＦ值。

　　在溫度為20℃±2℃、濕度為65±5％ＲＨ、加熱電壓為5.0±0.05 VDC、預熱時間為7天或大于7天的條件下，測得傳感器在濃度為350 ppm中的ＥＭＦ值是220～490 mV，而ΔＥＭＦ在350～3500 ppm的CO2濃度中的值是44～72 mV，因此在實際測量應用電路中，要根據傳感器的特點要求，除使用高輸入阻抗（≥100ＧΩ）、低偏置電流（≤1 pA）的運算放大器外，還要對測得的信號進行處理。處理該信號通常選用單片機并通過自己編程進行信號處理。