کنترل هوشمند موتورخانه

امروزه با توجه به محدود بودن منابع انرژی و مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی که مهم ترین منبع تأمین انرژی مورد نیاز ساختمان ها می باشند، کنترل دقیق سامانه های تأسیساتی ساختمان الزامی است. برای این کار، روش های مختلفی پیشنهاد می شود که یکی از مقرون به صرفه ترین و دقیقه ترین این روش ها استفاده از سامانه ی کنترل هوشمند موتورخانه در ادوات تأسیساتی میباشد.
این شیوه کنترل تأسیسات سبب شده تا بهره برداری از سامانه های تأسیساتی ساده تر، دقیق تر و گزینه های کنترلی وسیع تر شوند، و از همه مهم تر، در مصرف انرژی (اعم از گاز و برق) کاهش قابل توجهی پدید آید. استفاده از سامانه ی کنترل هوشمند موتورخانه، قابلیت
صرفه جویی از 15 درصد تا 50 درصد (برحسب نوع کاربری ساختمان، مقصد مصرف آب گرم چرخشی و نوع طراحی تأسیسات) ر ا دارا می باشد.
چگونگی کارکرد سامانه های کنترل هوشمند موتورخانه و مقایسه ی آن با سامانه های متداول
روش فعلی کنترل تأسیسات موتورخانه با نصب ترموستات هایی بر روی دیگ آب گرم، دمای آب گرم خروجی را اندازه گیری کرده، در طول شبانه روز بر روی یک عدد ثابت نگه می دارد و تغییرات دمای خارج ساختمان هیچگونه تأثیری بر دمای تنظیمی خروجی آب گرم دیگ ندارد و در نتیجه گرمای اضافی در مورد گرمایی تولید و در ساختمان به هدر می رود.
سامانه ی کنترل هوشمند ساختمان با دریافت اطلاعات از سنسورهای نصب شده بر روی خروجی آب گرم چرخشی از دیگ، ورودی آب گرم به دیگ، خارج ساختمان (ضلع شمالی)، خروجی منبع دو جداره (آب گرم بهداشتی HDW) و دمای داخل ساختمان (یا میانگین دمای داخل ساختمان) و تحلیل این اطلاعات بر حسب نیاز و برنامه ریزی کاربر، قادر به صدور فرمان به آیتم های زیر می باشد:
1- مشعل (از نوع on/off، تک مرحله ای، دو مرحله ای، مدولار)
2- پمپ های خطی (پمپ منبع دو جداره)
3- پمپ های سیرکولاسیون (از ساختمان های آموزشی و اداری و...)
4- شیرهای کنترلی منبع های دو جداره یا Bypass (به صورت on/off یا مدولار)
5- پانل های خورشیدی، پمپ های حرارتی
6- دمپر موتورهای مشعل (on/off، سه وضعیتی، مدولار)
این سامانه همچنین به صورت مستقل قادر به کنترل آب گرم چرخشی و آب گرم بهداشتی می باشد.
در نتیجه، در فصل تابستان و یا روزهای گرم سال فقط به کنترل آب گرم بهداشتی می پردازد و آب گرم چرخشی به صورت By pass به داخل سامانه ی تأسیسات باز می گردد (مطابق شکل 2).
لازم به ذکر است که کلیه ی اطلاعات ورودی به کنترلر هوشمند موتورخانه، بر خلاف روش مرسوم، به صورت مجاز عامل اصلی فرمان های خروجی نمی باشد؛ بلکه مجموع اطلاعات و نحوه ی برنامه ریزی کنترلر، فرمان های خروجی را صادر می کند.
مزایای به کارگیری سامانه ی کنترل هوشمند تأسیسات ساختمان
1-کنترل دقیق، راهبری آسان، وسیع تر شدن گزینه های کنترلی و مونیتورینگ کل
سامانه ی تأسیسات.
2- عیب یابی سریع.
3- با توجه به تأثیر هوای خارج ساختمان بر دمای تنظیمی خروجی آب گرم دیگ، کاهش قابل توجه مصرف سوخت.
4- کاهش استهلاک ادوات تأسیسات و افزایش ضریب ایمنی تأسیسات.
5- کاهش آلاینده های محیط.
6- استقلال کامل عملکرد سامانه از میزان ساخت زیر بنای ساختمان.
7- قابلیت برنامه ریزی روزانه، هفتگی و یا سالانه ی سامانه، که با استفاده از آن می توان کاهش قابل توجهی در مصرف انرژی ساختمان های غیر مسکونی داشت.
8- راه اندازی بسیار ساده ی سامانه بر روی موتورخانه های قدیمی و جدید.
9- هزینه ی اولیه ی کم و بازگشت سریع سرمایه.
دیگر قابلیت های فنی سامانه ی کنترل هوشمند موتورخانه
1- استفاده از سنسورهای بی سیم (در مواقع دسترسی نداشتن از طریق کابل از محیط خارج ساختمان به داخل موتورخانه).
2- کنترل حداقل و حداکثر دمای دیگ آب گرم.
3- کنترل حداقل و حداکثر دمای آب گرم بهداشتی.
4- جلوگیری از یخ زدگی در ساعات خاموش بودنِ پمپ سیرکولاسیون.
5- استارت بهینه ی مشعل.
6- کنترل مدارهای اولیه و ثانوی گرمایش.
7- کنترل مدارهای سیرکولاسیون سرمایش.
8- تغییر فصل اتوماتیک
9- کنترل کلیه ی مدارهای اولیه ی رادیاتور، گرمایش از کف و مبدل های حرارتی.
10- قابلیت سازگاری با کلیه ی بویلرهای گازی و گازوییلی، پانل های خورشیدی و

پمپ های حرارتی.
11- قابلیت کنترل و مونیتورینگ کلیه ی عواملی کنترلی از داخل ساختمان به صورت
بی سیم و با سیم.
12- تعیین کلیه ی پارامترهای ایمنی و جلوگیری از عوامل حادثه ساز.
13- گزارش، مشاهده و رفع کلیه ی نقایص ادوات سامانه ی تأسیسات.
14- قابلیت مونیتورینگ و گزارش گیری توسط کامپیوتر.
15- نظارت و ارتباط از راه دور از طریق اینترنت، تلفن و ارسال پیامک.
16- قابلیت آزمودن (تست) کلیه ی فرمان های خروجی و اطلاعات ورودی به منظور آزمایش پیش از راه اندازی سامانه.
17- قابلیت آزمودن (تست) تغییر حالت کنترلی از اتوماتیک به دستی.
18- قابلیت انتخاب گزینه ی chimney sweep به صورت آسان برای تنظیم راحت و بهینه ی مشعل دیگ و آمپرهای خروجی.
19- کنترل رطوبت داخل ساختمان، محاسبه ی نقطه ی شبنم و رطوبت نسبی با استفاده از سنسور رطوبت.
20- عملکرد بر اساس منحنی های حرارتی مختلف استاندارد حرارتی برای پایانه های مصرفیِ متفاوتِ آب گرم چرخشی.
21- دارای قابلیت برنامه ریزی (روزانه، هفتگی، ماهانه، متناوب، دستی) برای مهار ویروس لژیونلا (legionella) در آب مخزن گرم بهداشتی طبق استاندارد و جدول ارائه شده:

مدت زمان لازم برای جلوگیری از ویروس لژیونلا	دمای داخل آب گرم بهداشتی (بر حسب سانتی گراد)
چند ثانیه	80 درجه
یک دقیقه	70 درجه
دو دقیقه	66 درجه
سی و دو دقیقه	60 درجه
شش ساعت	55 درجه
عدم مهار ویروس	50 درجه
درجه ی حرارت مناسب برای رشد ویروس	45 درجه

22 - قابلیت کنترل و بهینه سازی مصرف آب گرم استخر به صدور مدولار.
23- مورد کنترلی PID-PI-P .
24- داشتنِ طیف وسیعی از کنترلرها برای مصارف مختلف تأسیساتی.
ادوات مورد نیاز سامانه ی کنترل هوشمند
1- کنترلرهای مرکزی پایه.
2- سنسورهای جداری و مستغرق و یا اتاقی (به صورت بی سیم و یا با سیم).
3- سنسور با درجه ی حفاظتی بالا برای نصب در خارج ساختمان (به صورت بی سیم و یا با سیم).
4- نمایشگر تابلوی کنترلی (ساده یا پیشرفته).
5- نمایشگر داخل ساختمان (ساده یا پیشرفته).
6- گیرنده های رادیویی در صورت استفاده از سنسورهای بی سیم.
7- تقویت کننده ی رادیویی در صورت استفاده از سنسورهای بی سیم و مسافت های طولانی.
8- مدول های توسعه ی کنترلرهای مرکزی پایه.
9- منبع تغذیه ی دارای مدار حفاظتی جریان برق.
10- انواع رابط (Interface) برای مشاهده، ثبت وقایع و تنظیم و ارتباط سامانه باکامپیوتر.
11- انواع رابط (Interface) برای ارتباط با سیستم از طریق اینترنت، تلفن و ارسال پیامک؛ بدیهی است استفاده از کلیه ی ادوات بالا ضروری نمی باشد، ولی در صورت تمایل به استفاده از سامانه، استفاده از کنترلر پایه، سنسور بر روی آب گرم چرخشی و سنسور دمای خارج ساختمان، به عنوان حداقل امکانات سامانه شناخته می شوند.

همچنین، با اضافه کردن پارامترهای کنترلی ،علاوه بر حداقل نیاز سامانه ،کنترلی دقیق تر وبهینه را خواهیم داشت.
نتیجه گیری
یکی از موثرترین و دقیق ترین روش های کنترل تأسیسات در زمینه ی صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت، استفاده از سامانه ی کنترل هوشمند موتورخانه می باشد.
این سامانه دارای تأییدیه ی سازمان بهینه سازمان مصرف سوخت می باشد و همچنین صدور پروانه ی پایان ساخت در کشورهای اروپایی، کانادا و ... منوط به مجهز بودن ساختمان به کنترل هوشمند موتورخانه می باشد. با توجه به ویژگی های منحصر به فرد و قابلیت بالای فنی و طیف وسیع گزینه های کنترلی و مونیتورینگ این سامانه، و با عنایت به نام گذاری سال 88 به عنوان سال اصلاح الگوی مصرف، ضرورت استفاده از سامانه هایی از این دست بیش از پیش آشکار می گردد.

پي‌نوشت‌ها:
 

1- کارشناس ارشد مکانیک جامدات، از دانشگاه صنعتی اصفهان.
2- کارشناس مکانیک حرارت و سیالات، از دانشگاه صنعتی اصفهان.
1- کارشناس مکانیک جامدات، از دانشگاه صنعتی اصفهان.
 

منبع:ماهنامه فنی- تخصصی دانش نما 181-182