سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند، مطابق با زندگی مدرن امروز

تهویه و آسایش در زندگی

نور اتاق به بهترین وجه ممکن تنظیم شده است. هیچ گونه سر و صدای مزاحم و گوش خراشی نیست تا آرامش بعد از ساعت ها کار و تلاش روزانه را مختل سازد. محیط اتاق کاملا تمیز و جریان هوایی که تنفس می شود کاملا تازه است. نه بویی به مشام می رسد و نه از دود و آلودگی شهر خبری است. لباس گرم یا سرد به تن کردن نیاز نیست. حتی روشن کردن بخاری و شوفاز در سردترین شب های زمستان، و کولر و پنکه در داغ ترین روزهای تابستان نیز نیاز نیست! تنها کاری که می توان انجام داد استراحت و زندگی و زندگی است!!

این سبک زندگی را بشر امروز با بهره مندی از تکنولوژی اتوماسیون هوشمند در اختیار همنوعانش قرار داده است. سیستمی که تحت عنوان هوشمند سازی ساختمان BAS (Building Automation System) و یا سیستم مدیریت ساختمان BMS (Building Management System) مورد مطالعه قرار می گیرد و با توجه به اهمیت سیستم های تهویه مطبوع (Air Conditioning Systems) در این پروژه ها، به صورت خلاصه سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند در بوته بحث و کنکاش قرار می گیرد.

سیستم هوشمندسازی ساختمان

سیستم هوشمندسازی ساختمان BAS (Building Automation System)

ساختمان هوشمند در حالت کلی به سیستمی اطلاق می گردد که در آن، پارامترهای محیطی با استفاده از سنسورهای ویژه (به عنوان ورودی سیستم یا Input) جمع آوری شده، با استفاده از یک سرور پردازش می شوند و سپس به صورت دیتا به سیستم های کنترلی (به عنوان خروجی سیستم یا Output) ارسال می شوند. دستورات لازم سیستم بر اساس این دیتاها و دیتابیس سیستم صادر شده و پارامترهای مربوطه تنظیم می گردند.

مهم ترین پارامترهای مورد مطالعه توسط سیستم هوشمندسازی ساختمان عبارتند از:

• درجه حرارت و رطوبت محیط (Temperature and Humidity)
• تهویه مطبوع (Air Conditioning)
• روشنایی (Lightening)
• و سیستم های امنیتی (Security)

سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند

سیستم هوشمندسازی ساختمان BAS

پارامترهای درجه حرارت، رطوبت و تهویه مطبوع ساختمان های هوشمند توسط سیستم های تهویه مطبوع یا هواسازها (Air Handling Units) کنترل می گردد. برخی از انواع سیستم های تهویه مطبوع ساختمان هوشمند با استفاده از میکس جریان هوای تازه خارج از ساختمان و جریان هوای داخلی عمل می کنند. لیکن برخی از انواع دیگر به صورت ۱۰۰ درصدی از جریان هوای خارجی بهره می برند و جریان برگشتی آن ها معادل صفر است.

مزیت بزرگ دستگاه های هواساز ساختمان هوشمند، بهره وری این سیستم ها در مصرف انرژی است. با توجه به اینکه سرمایش و گرمایش در سیستم های هواساز با استفاده از سیکل آب داغ یا چیلر (Chilled or Hot Water) صورت می گیرد، میزان مصرف انرژی در ازای راندمان فوق العاده سیستم بسیار پایین است.

راه اندازهای سیستم (Actuators) نیز می توانند در ولوهای تنظیم جریان آب داغ یا سرد، یا روی دمپرهای جریان برگشتی و ورودی هوا نصب شوند. فن سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند نیز بر اساس فاکتورهای:

فاکتورهای مهم در تهویه هوشمند :

• زمان بندی برنامه ریزی شده روزانه (Either Time of Day)
• میزان فشار ساختمان (Building Pressure)
• درجه حرارت های بدست آمده از سنسورها (Temperatures)
• یا میزان اختلاط (Combination)

عمل می نماید.

سنسورهای اصلی سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند عبارتند از:

• سنسورهای حرارتی یا دمایی (Temperature Sensors)

سنسور دما دیجیتال

میزان درجه حرارت ایده آل برای اقلیم های جغرافیایی و شرایط فصلی و آب و هوایی مختلف متفاوت می باشد. سنسورهای حرارتی یا ترمال می توانند درجه حرارت های خارج از رنج تعریف شده برای سیستم را شناسایی کرده و آن را به سرور گزارش نمایند. در نتیجه، سرمایش یا گرمایش سیستم با توجه به این داده ها صورت می گیرد.

سنسورهای حرارتی می توانند به صورت آنالوگ (Analog Sensors) یا دیجیتال (Digital Sensors) بوده و در نقاط مختلف داخلی و خارجی ساختمان و حتی داخل کانال های سیستم تعبیه شوند.

• سنسورهای روشنایی (Lightning Sensors)

مطمئناً ساعات روز و همچنین میزان تابش نور خورشید یا روشنایی چراغ های ساختمان می تواند بار حرارتی محیط را تحت الشعاع قرار دهد. در طول شبانه روز، در صورتی که میزان تابش نور خورشید به داخل ساختمان زیاد و شدید باشد نیاز به سرمایش به مراتب کاهش خواهد یافت. هم چنین، روشن بودن چراغ ها به دلیل اینکه خود به نوعی منابع حرارتی به حساب می آیند نیز می تواند نتیجه ای مشابه داشته باشد.

سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند قادر است، با استفاده از پارامتر روشنایی محیط، ریت سرمایش و گرمایش، و هم چنین مصرف انرژی را به گونه ای هوشمند و پربازده مدیریت کند.

• سنسورهای دی اکسید کربن (Carbon Dioxide Sensors)

میزان اکسیژن موجود در محیط و همچنین میزان دی اکسید کربن محدوده می تواند بسیار حائز اهمیت باشد. در ساختمان های اداری و تجاری و عمومی که اغلب تعداد کاربران و افراد حاضر در محل بالاست اغلب مشکل کاهش اکسیژن و ازدیاد درصد دی اکسید کربن در جریان هوا وجود دارد. همچنین بر محیط های خاصی همچون سالن های پرورش قارچ نیز میزان اکسیژن موجود در جریان هوا از اهمیت بالایی برخوردار است.

سیستم تهویه مطبوع ساختمان هوشمند قادر است درصد دی اکسید کربن موجود در هوا را شناسایی کرده و میزان اختلاط و سرمایش و گرمایش و هم چنین نسبت میکسینگ جریان های هوای برگشتی و بیرون را در این محیط ها تنظیم نماید.

• سنسورهای تشخیص تعداد افراد (People Counting Sensors)

تعداد افرادی که به ویژه در ساختمان های بزرگ و اماکن عمومی رفت و آمد می نمایند می تواند تاثیر مستقیمی روی بار حرارتی محیط داشته باشد. سنسورهای شمارش افراد به ساختمان های هوشمند این امکان را می دهند تا میزان جریان هوای تازه دریافتی از محیط را افزایش داده و تهویه را سرعت بخشد.

در حالی که در زمان های خالی از سکنه یا حضور تعداد افراد اندک، میزان سرمایش و گرمایش، و ریت انتقال جریان هوا به صورت اتوماتیک کاهش یافته و در مصرف آب و برق صرفه جویی می گردد.

سنسور هواساز سنسور های هواساز

تمامی پارامترها و دیتاهایی که بدان اشاره گردید می توانند به گونه ای روی یکدیگر تاثیر گذار باشند و باهم در ارتباط باشند. نه تنها سیستم تهویه مطبوع، بلکه سایر سیستم های یک ساختمان هوشمند نیز به صورت اتوماتیک بوده و هوشمند عمل می نماید.

جالب اینجاست که این سیستم ها نیز با هواساز ساختمان می توانند در تعامل باشند. مثالی ساده از این تعامل می تواند بسته شدن هوشمند پنجره های باز ساختمان در زمستان و به هنگام گرمایش سیستم تهویه مطبوع باشد؛ تا میزان راندمان سیستم ارتقا یافته و از اتلاف انرژی و وارد شدن بار مضاعف به دستگاه جلوگیری شود.