سیستم تهویه مطبوع هوشمند : چگونگی + نحوه کار این سیستم هوشمند

با اینکه کلیه اجزا سیستم سرمایش، گرمایش، تهویه مطبوع از اواخر دهه 1800 وجود داشته است، اما دهه 1980 بود که انجمن گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع مهندسان آمریکا (ASHRAE) استانداردهای جدیدی را برای رسیدن به حداقل مصرف انرژی در ساختمان (استانداردهای 90.1 و 90.2) تنظیم نمودند. این استانداردها به عنوان نقطه عطف مهمی در تاریخ سیستم های تهویه مطبوع شناخته شده اند و کمک بسیار شایانی به پیدایش سیستم های تهویه مطبوع هوشمند نمودند. سیستم های تهویه مطبوع هوشمند مشکلاتی را حل میکنند که سیستم های سنتی قادر به برطرف کردن آنها نبوده اند. به عنوان مثال :

• ساکنین ساختمان نمی خواهند زمان خود را با تنظیمات سیستم تهویه مطبوع تلف کنند، بنابراین سیستم های هوشمند می توانند برآورد کنند که کجا و چه مقدار از گرما یا هوا را به هر قسمت از ساختمان ببرند.
• ساکنین و مالکین ساختمان مقدار زیادی پول را به دلیل ناکارآمدی سیستم مطبوع صرف می کنند.
• سیستم هوشمند با نصب سنسور چه در داخل ساختمان و چه بر روی تجهیزات مکانیکال، می توانند میزان اتلافات حرارتی ناشی از منابع خارجی و بهره وری انرژی و عملکردی تجهیزات را کاملاً تحت کنترل داشته باشند. 

در این مقاله، مهم‌ترین وظایف یک سیستم تهویه مطبوع هوشمند و مراحل مورد نیاز برای اجرای آن بررسی شده است.

شروع کار با سیستم هوشمند گرمایش، تهویه و هوای مطبوع

اگر شما در حال برنامه ریزی یا طراحی یک ساختمان هوشمند هستید، اضافه کردن یک سیستم هوشمند برای مطبوع نسبتاً ساده است، زیرا شما امکان اضافه نمودن این سیستم را در زمانیکه هنوز فعالیت اجرایی شروع نشده است را دارید. اما اگر می خواهید یک سیستم هوشمند را به یک ساختمان قدیمی اضافه کنید، چندین گام اضافی وجود دارد که باید انجام دهید.

گام اول: تجهیزات قدیمی را شناسایی کنید.

هر چیزی که به نظر می رسد خیلی قدیمی است به همان اندازه نسبت به تجهیزات مدرن ناکارآمد می باشد. یک لیست موجودی دقیق از تجهیزات مورد استفاده در سیستم تهویه مطبوع خود را تنظیم نموده با مدل های جدید مشابه، مقایسه کنید. این چیزی است که مهندس ممیزی انرژی در ساختمان نیز به آن نگاه خواهد کرد که باعث تصمیم گیری بهتر در خصوص مدیریت انرژی در ساختمان خواهد گردید.

گام دوم: ممیزی انرژی در ساختمان

این مورد باید توسط یک نفر متخصص و آموزش دیده انجام شود و به شما کمک کند تا متوجه شوید که مشکل انرژی ساختمان شما چقدر مهم است و همچنین ایده خوبی را برای بهبود عملکرد انرژی ساختمان با هزینه کمتری ارایه می دهد. اینترنت اشیاء می تواند روند جمع آوری داده ها را به صورت بی سیم بسیار ساده تر کند. طبیعتاً اگر شما بتوانید هوشمندسازی را برای همه تجهیزات و سنسورهای موجود در ساختمان انجام دهید، می توانید دما، رطوبت، جریان هوا و غیره را در هر اتاق سریعتر از حالت دستی پیدا کنید.

گام سوم: پوشش و عایق هایی را برای تجهیزات انتخاب نمائید که اتلاف انرژی را به حداقل برساند.

این موضوعی است که ساختمان به ساختمان می تواند متفاوت باشد و راهکار انتخابی برای هر ساختمان می بایست بر اساس تجهیزات و قرارگیری و موقعیت آنها صورت پذیرد. لیکن به روزرسانی پوشش ها و استفاده از عایق های موثر می تواند تاثیر بسیار محسوسی در کاهش تلفات انرژی در ساختمان داشته باشد. 

شروع کار با سیستم هوشمند گرمایش، تهویه و هوای مطبوع

در حالی که تمام عناصر یک سیستم گرمایش و خنک کننده را نمی توان هوشمند ساخت، اما تغییرات زیر می تواند یک سیستم ساده هوشمند را ایجاد کرده و بهره وری انرژی آن را کارآمد و هوشمند کند.

 کمپرسورها و دستگاه های هواساز

کمپرسور، که پمپ الکتریکی است که گاز مبرد را فشرده می کند و دستگاه هواساز نیز وظیفه بهبود حرارت هوا و توزیع آن به جائی که موردنیاز است را بر عهده دارد. این دو دستگاه بیش از سایر تجهیزات مکانیکال می توانند عامل اتلاف حرارت در ساختمان باشند. مهم است که این تجهیزات بهینه سازی شده تا باعث ازبین رفتن انرژی و هزینه  نشوند. هر دوی این تجهیزات در صورتی می توانند مفید و کارآمد باشند که زمانی که واقعاً مورد نیاز هستند فعال شوند. 
در بسیار از کشورها، هزینه مربوط به حامل های انرژی "مبتنی بر تقاضا" میباشد و شرکت های توزیع انرژی مشتری را تشویق می کنند تا بتوانند تجهیزات پرمصرف خود را در زمان اوج تقاضا خاموش کنند. به مرور سیستم اینترنت اشیاء امکان "مصرف انرژی مبتنی بر زمان مصرف" را فعال خواهد کرد، به این معنی که تجهیزات ساختمان، انرژی موردنیاز خود را بر اساس مکانیزم های بازار (عرضه و تقاضا) به جای قیمت ثابت، تنظیم و دریافت خواهند نمود. طبیعتاً پیشرفت بیشتر در خصوص سیستم های انرژی غیرمتمرکز و محلی مانند انرژی خورشیدی، باد و … در گرو افزایش سطح هوشمند بودن تجهیزات مکانیکال مورداستفاده در ساختمان خواهد بود. 

تولید هوای مطبوع و توزیع آن در ساختمان

دستگاه هواساز، هوای مطبوع شده را به محلی که موردنیاز است منتقل می نماید. در ساختمان های تجاری جدید، سیستم های تهویه پیچیده ای معمولاً قبل از طراحی با تکنولوژی BIM مدل می شوند. حتی در ساخت و ساز مسکونی نیز، مهندس تاسیسات ساختمان، میبایست ملاحظات مربوط به تهویه مطبوع را به صورت کامل در طراحی خود لحاظ نماید. هدف کلی این است که هوا را در اتاق هایی که شخصی در آن وجود دارد، در یک سطح آسایش قابل قبول نگه داشت.
با این حال، حتی یک سیستم هوشمند نیز ممکن است گاهی اوقات به دلیل استفاده افراد ساکن در ساختمان از کار بیافتد. به عنوان مثال، یک سرایدار را تصور کنید که یک ساختمان را در شب تمیز می کند که درجه حرارت آن از ساعت 6 بعدازظهر به بعد از 76 تا 85 درجه فارنهایت تنظیم شده باشد و سرایدار این تنظیمات را با تغییر دادن ترموستات به 70 درجه برساند. این یک استفاده نادرست از سیستم از قبل طراحی و مدل شده، است. رصد کردن و نظارت بر چنین رفتاری در ساختمان بسیار ساده است. مورد سخت تر زمانی است که دریچه هوا در ساختمان توسط افراد مسدود شده باشد و سیستم مدیریت ساختمان (شخص بهره بردار و یا کامپیوتر) نتوانند آن را پیدا کرده و برطرف نمایند. بهترین سناریو برای این شرایط، استفاده از سیستم هوشمند مبتنی بر سنسورهای تشخیص حرارت و … در ساختمان می باشد. 

ترموستات

ترموستات های هوشمند معمولاً فقط دما را اندازه گیری می کنند، اما در واقع می توانند دما، رطوبت، حضور یا عدم حضور شخص و سایر متغیرها را نیز بخوانند. استفاده از این ویژگی ها اجازه می دهد تا ترموستات تصمیم گیری بهتری در مورد نحوه تنظیم دمای اتاق و مشکلات را داشته باشد. در برخی موارد شکایات ناشی از سیستم تهویه مطبوع صرفاً با تنظیم دما مرتفع نمی گردد. این شرایط زمانی است که مشکل تنظیم درجه حرارت اتاق ناشی از رطوبت موجود در هوای اتاق و انتقال حرارت پنهان ناشی از آن می باشد. این موضوع می تواند به دلیل بالا بودن میزان نفوذ هوا و یا عملکرد ضعیف تجهیزات مکانیک و تهویه مطبوع باشد. در این موارد بهتر آن است که از یک نفر متخصص ممیزی انرژی در ساختمان کمک بگیرید. 

مورد دیگری از عملکرد ضعیف سیستم تهویه مطبوع مربوط به زمانی است که ترموستات در ساختمان در محل اشتباهی نصب شده باشد. به عنوان مثال ترموستاتی را درنظر بگیرید که در کنار اجاق گاز شش شعله در آشپزخانه نصب شده باشد و آشپز بخواهد درجه حرارت را کمی تنظیم نماید. در این شرایط شاید آشپز به شرایط آسایش برسد، اما سایر ساکنین ساختمان دمای بسیار خنک و پائین تر از شرایط آسایش در ساختمان را تجربه خواهند نمود. 

کلام آخر

هدف از سیستم سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع هوشمند این است که یک سیستم بداند چه اتفاقی در یک ساختمان رخ می دهد و همه چیز را به درستی تحلیل نموده و در شرایط آسایش قابل قبول نگه دارد که این موضوع موجب صرفه جویی در هزینه و کاهش هر گونه مسائل مربوط به ناکارآمدی تجهیزات میگردد. در حالی که همه افراد با ساختمان آشنا هستند، اما اغلب آنها پیچیدگی سیستم های تاسیساتی خود را نادیده می گیرند. سیستم تهویه مطبوع هوشمند، می تواند به کاهش برخی از این پیچیدگی برای ساکنان و اپراتورها کمک کند و این سیستم با کم کردن این پیچیدگی ها، شما و ساکنین خانه را در رسیدن به یک محیط بهتر یاری می نمایند.

منبع: وبسایت لینک لب