کنترل هوشمند موتورخانه ( موتورخانه هوشمند )

در این نوشته سیستمی کنترلی به نام سیستم کنترل هوشمند موتورخانه را معرفی نموده و  نحوه عملکرد آنرا در کنترل تجهیزات داخل موتورخانه سیستم حرارت مرکزی ساختمان را بررسی می نماییم. همچنین به ارزیابی نقش موتورخانه هوشمند در کاهش مصرف انرژی در ساختمان می پردازیم.

سیستم مدیریت هوشمند دیگ بخار سهپا

مقایسه

5.00 out of 5

سامانه تفکیک مصرف انرژی (گاز و برق) و آب

مقایسه

0 out of 5

کنترل هوشمند موتورخانه به ساز

مقایسه

0 out of 5

اهمیت هوشمند سازی موتورخانه

هوشمند سازی تجهیزات و سیستم های ساختمانی هم از نظر بالا بردن استانداردهای آسایش زندگی و هم از نظر بالا بردن راندمان عملکرد تجهیزات و سیستم ها در سالهای اخیر در کانون توجه قرار گرفته است. در این میان کنترل تاسیسات سرمایشی و گرمایشی به دلیل اینکه سهم بسزایی از مصرف انرژی در ساختمان را به خود اختصاص داده اند بسیار حایز اهمیت هستند.

موتورخانه سیستم حرارت مرکزی توسط روش های متداول که استفاده از آنها در کشور ما از دیرباز مرسوم بوده است طراحی می گردد، بدلیل عدم وجود سیستم های کنترلی مناسب بر روی عملکرد موتورخانه ساختمان ها ، هزینه های مصرف انرژی (سوخت و برق) به شدت افزایش می یابد.

سامانه هوشمند سازی موتورخانه با دستگاه مرکزی کنترل هوشمند

بنابراین توجه به راهکارهای ارائه شده در این بخش برای کنترل هوشمند عملکرد موتورخانه های سیستم های حرارت مرکزی می تواند در کاهش مصرف انرژی بخش ساختمان به خصوص در کشور ما بسیار چاره ساز باشد.

کنترل هوشمند دمای منزل به وسیله موبایل

کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان یکی از راهکارهای نسبتا ارزانقیمت و پر بازده با کاربری ساده است که در سالهای اخیر معرفی شده است و تکنولوژی آن در کشور ما رو به تکامل بوده و با فرهنگسازی مناسب در خصوص بهره برداری از آن می توان از بخش اعظمی از هدر رفت انرژی در موتورخانه ساختمان های سراسر کشور جلوگیری نمود همچنین ایجاد آسایش حرارتی متناسب با نیاز نیز ارمغان دیگر این سیستم هوشمند در ساختمان می باشد.

ساخت دستگاه مرکزی کنترل هوشمند موتورخانه

کنترل هوشمند موتورخانه چیست

کنترل هوشمند موتورخانه، مجموعه ای است متشکل از سنسورها، رله ها و یک پردازشگر هوشمند مرکزی جهت ثبت و کنترل عملکرد تجهیزات داخل موتورخانه که براساس تخمین بارحرارتی لحظه ای مورد نیاز فضاهای داخلی ساختمان عمل می کند. شناسایی و تخمین بار حرارتی مورد نیاز فضاهای ساختمان در هر لحظه، با اطلاعات آب و هوایی جمع آوری شده توسط سنسورهایی که در فضاهای داخلی و خارج ساختمان دارای موتورخانه هوشمند نصب شده است و پردازش این اطلاعات توسط پردازشگر هوشمند مرکزی این سیستم کنترلی ، صورت می گیرد.

تنظیمات سیستم کنترل هوشمند منزل به وسیله یک تبلت

پس از شناسایی نیاز بار حرارتی لحظه ای ساختمان، سنسورها و رله های سیستم موتورخانه هوشمند که بر روی تجهیزات موجود در موتورخانه ساختمان نصب شده اند عملکرد تجهیزات را کنترل می نمایند.

مزایای سیستم کنترل هوشمند موتور خانه

بهره گیری از سیستم کنترل هوشمند موتورخانه محاسنی از جمله مصرف انرژی در ساختمان بر طبق نیاز حرارتی ساختمان و پیشگری از مصرف بی رویه انرژی در موتورخانه هوشمند ساختمان را به همراه دارد و بالا بردن عمر مفید تجهیزات سیستم حرارت مرکزی ساختمان به واسطه کاهش زمان کارکرد آنها به واسطه هوشمند سازی و مهم تر از همه بالا بردن سطح آسایش حرارتی ساکنین و ارتقا سطح کیفی زندگی در ساختمان می باشد.

نمونه ای از پردازشگر مرکزی سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان

موارد استفاده از کنترل هوشمند موتور خانه

امکانات دیگری که سیستم کنترل هوشمند موتورخانه در ساختمان ها ایجاد می کند که به خصوص در ساختمان های اداری و ساختمان های با کاربری پاره وقت بسیار کاربرد دارد، قابلیت برنامه ریزی عملکرد تجهیزات موتورخانه هوشمند به صورت روزانه، هفتگی و ماهانه  است. در ساختمان دارای موتورخانه هوشمند که به طور مداوم مورد استفاده قرار نمی گیرند برای جلوگیری از اتلاف انرژی بایستی تجهیزات مصرف کننده انرژی در سیستم حرارت مرکزی در روزهای تعطیلی ساختمان خاموش گردند و یا در حالت آماده به کار (استندبای) قرار بگیرند. سیستم موتورخانه هوشمند این امکان را برای ساختمان فراهم می کند تا با برنامه ریزی قبلی، در ایام تعطیلی بتوان عملکرد تجهیزات را کنترل نمود.

یک نمونه از صفحه نمایش دستگاه کنترل هوشمند ساختمان

ثبت عملکرد تجهیزات موتورخانه در بازه های زمانی مختلف ، نیز برای بررسی عملکرد دوره ای موتورخانه هوشمند بسیار مفید است.

کاربرد موتورخانه هوشمند

در یک جمله کاهش مصرف انرژی جهت تامین بار حرارتی ساختمان و افزایش سطح آسایش حرارتی ساکنین دو عامل اصلی هستند که لزوم بکارگیری سیستم کنترل هوشمند موتورخانه را در ساختمان تعیین می نمایند.

کنترل هوشمند گرمایش منزل به وسیله یک تبلت

از گذشته تا کنون بدلیل عدم استفاده از موتورخانه هوشمند برای تنظیم دمای آبگرم در گردش سیستم حرارت مرکزی ساختمان و آبگرم مصرفی بهداشتی از ترموستات های دستی استفاده می شده است. طرز عملکرد این ترموستات ها بدین گونه است بر روی لوله های اصلی جریان آب گرم در گردش و آبگرم مصرفی بهداشتی نصب می شوند و توسط اپراتور موتورخانه با توجه به فصل سال بر روی دمای خاصی تنظیم می گردند، در هنگام عملکرد سیستم زمانی که دمای آبگرم به دمای تنظیمی می رسد ترموستات ها عمل کرده و توسط رله ای سیستم مشعل و پمپ سیرکولاسیون را از کار می اندازند و با دور شدن آبگرم از دما تنظیمی مجددا با فرمانی تجهیزات را روشن می نمایند.

تنظیمات کنترل هوشمند موتورخانه منزل به وسیله یک تبلت

مشکلات عدم استفاده از سیستم کنترل هوشمند موتور خانه

در ساختمان های فاقد سیستم کنترل هوشمند موتورخانه مشخص است که سیستم ترموستات دستی بدلیل عدم واکنش سریع و عدم توانایی در واکنش در مقابل تغییرات آب و هوای خارج و دمای هوای داخل ساختمان در ساعات مختلف شبانه روز امکان کنترل بهینه تجهیزات مصرف کننده انرژی در سیستم حرارت مرکزی ساختمان را ندارد و  در صورت افزایش یا کاهش دمای هوای محیط خارج ساختمان موتورخانه با دمای ثابت کار می‌کند که بعضا به ایجاد گرمای بیشتر از حد مورد نیاز فضاهای ساختمان منجر می شود و اتلاف بیش از حد انرژی را به همراه دارد. همچنین در زمانی که دمای هوای بیرون به طور غیر منتظره سرد می شود سیستم حرارت مرکزی امکان تنظیم خودکار سیستم را نداشته و ممکن است نتواند بار گرمایی مورد نیاز را تامین کند که این امر باعث نارضایتی ساکنین می گردد.

ترموستات دستی تنظیم عملکرد تجهیزات موتورخانه هوشمند ساختمان

در ساختمان‌های اداری یا ساختمان هایی که به صورت پاره وقت بهره برداری می شوند و فاقد سیستم موتورخانه هوشمند هستند در هنگام شب یا ساعات غیر اداری نیز موتورخانه به فعالیت خود و تولید گرمای بدون استفاده ادامه می‌دهد. در این مورد نیز بایستی اپراتور در محل حضور یابد و سیستم را به طور دستی با توجه به نیاز تنظیم کند.

دلایل هدر رفت انرژی در سیستم حرارت مرکزی ساختمان های فاقد موتورخانه هوشمند

به طور کلی دلایل عمده هدر رفت انرژی در سیستم حرارت مرکزی ساختمانهای فاقد موتورخانه هوشمند را می توان بدین صورت برشمرد:

• عدم تنظيم درست و در برخی موارد پايين بودن راندمان مشعل
• عدم عايق‌بندی و وجود رسوب در داخل پره‌های دیگ
• عدم تناسب ظرفيت حرارتي ديگ با مشعل
• مناسب نبودن دودكش و طراحي غلط لوله‌ کشی
• عدم انطباق ظرفيت حرارتی موتور‌خانه با بار حرارتی ساختمان
• عدم عایق بندی دیگ و لوله ها
• عدم تنظيم صحيح ترموستات
• عدم کنترل عملکرد تجهیزات

دومورد آخر که از نواقصی است که سیستم ترموستات دستی در فقدان وجود موتورخانه های هوشمند استفاده می شود بوجود می آورد.

سیستم کنترل هوشمند ساختمان ، می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم ترموستات دستی در موتورخانه ساختمان گردد چرا که با عملکرد خود می تواند کلیه مواردی که ذکر گردید را رفع نماید.

عملکرد سیستم موتورخانه هوشمند

عملکرد کنترل هوشمند موتورخانه

کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان دارای تعدادی سنسور دما در داخل موتورخانه و یک سنسور دما در محیط خارج ساختمان و تعدادی سنسور دما در داخل فضاهای ساختمان(سردترین فضاهای ساختمان مانند فضاهای ضلع شمالی) می باشد. سنسورهای موتورخانه هوشمند همگی به یک پردازشگر هوشمند مرکزی متصل هستند که عموما در داخل موتورخانه نصب نمی گردد.

با اندازه‌گیری دمای محیط خارج ساختمان و پردازش آن بر اساس دمای هوای داخل توسط پردازشگر مرکزی، میزان بار حرارتی مورد نیاز فضاهای ساختمان برای رسیدن به دمای مورد نیاز آسایش حرارتی (دمای تنظیم شده) برآورد می نماید و دمای آبگرم در گردش مورد نیاز را (با خاموش یا روشن کردن مشعل‌ها) به نحوی تنظیم می‌کند تا بار حرارتی مورد نیاز ساختمان تامین گردد. در حقیقت با روش هوشمند سازی موتورخانه توسط سیستم کنترل هوشمند ، انرژی گرمایی متناسب با نیاز ساختمان تولید و از هدر رفت گرمای اضافی جلوگیری می‌گردد.

تصویر شماتیک عملکرد سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان

اجزای مورد نیاز یک سیستم کنترل هوشمند موتورخانه

در کلی ترین حالت سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان برای دریافت اطلاعات دمایی دارای ادوات زیر است:

• یک سنسور دمایی در ضلع شمالی ساختمان (اندازه گیری دمای محیط خارج ساختمان )
• یک سنسور دمایی بر روی لوله خروجی  دیگ آبگرم (اندازه گیری دمای آبگرم چرخشی)
•  یک سنسور دمایی بر روی لوله ورودی دیگ آبگرم(اندازه گیری دمای آبگرم چرخشی)
• یک سنسور دمایی بر روی لوله رفت آبگرم مصرفی (اندازه گیری دمای آبگرم بهداشتی)
  

  سنسور دمای خارج سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان

این چهار سنسور به سیستم پردازشگر مرکزی سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان متصل شده و اطلاعات دمایی دریافت شده را در هر لحظه برای پردازشگر ارسال می کنند.

به طور مثال اگر سنسور خارجی موتورخانه هوشمند ، دمای 5- درجه سانتی گراد را به عنوان دمای محیط خارج ساختمان برای پردازشگر ارسال کند(هوای سرد زمستانی)، پردازشگر به دیگ فرمان می دهد  دمای آب جهت گرمایش ساختمان را تا 80 درجه سانتی گراد (با توجه به نوع ساختمان این دما تغییر می کند) افزایش دهد.در صورتی که همان روز دمای هوای خارج 5+ درجه سانتی گراد شود، با توجه به نیاز کمتر ساختمان به گرمایش پردازشگر فرمان می دهد تا دمای آب گرمایش به 65 تا 70 درجه سانتی گراد کاهش یابد. بنابراین موتورخانه هوشمند ساختمان با توجه به نیاز گرمایی ساختمان انرژی مصرف می کند.

سیستم کنترل هوشمند منزل به وسیله موبایل

تفاوت موتور خانه های سنتی و موتورخانه های هوشمند

در صورتی که در موتورخانه های سنتی فاقد سیستم کنترل هوشمند موتورخانه در ابتدای فصل تا انتهای فصل دمای دیگ بر روی یک عدد ثابت تنظیم می گردد و موتورخانه همواره تحت فشار بوده و انرژی بسیار زیادی مصرف می کند در صورتی که در سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ، دمای دیگ همواره در حال تنظیم شدن با توجه به دمای هوای بیرون (با در نظر گرفتن دمای مورد نیاز برای آب مصرفی) در حال تنظیم می باشد.همچنین در موتورخانه هوشمند عملکرد پمپ های سیرکولاسیون نیز می تواند براساس گردش آبگرم در سیستم کنترل گردد و این امر در مصرف برق مورد نیاز موتورخانه تاثیر بسزایی دارد.

نصب کنترل هوشمند موتورخانه

سیستم کنترل هوشمند موتورخانه قابلیت برنامه ریزی جهت روشن و خاموش کردن تجهیزات موتورخانه هوشمند بر اساس ساعت کاری شرکت ها و ادارات را نیز دارد و می تواند قبل از شروع ساعت کار کارمندان فعال گردد و در پایان ساعت کاری سیستم موتورخانه هوشمند را غیرفعال کند و چند ساعت قبل از شروع به کار ساختمان سیستم را روشن کرده تا فضای ساختمان گرم گردد و نیز می توان در ساختمان های مسکونی میزان دمای آب گرم مصرفی را از ساعت 12 شب تا 4 صبح کاهش داد.

وظایف اصلی سیستم کنترل هوشمند موتور خانه

سه وظیفه اصلی سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان بدین شرح است:

• کنترل هوشمند آبگرم چرخشی داخل ساختمان ( رادیاتور شوفاژ ، فن کویل ها و …) بر اساس نیاز ساختمان
• کنترل میزان آبگرم بهداشتی بر اساس میزان مصرف
• کنترل کارکرد موتورخانه هوشمند بر اساس زمان کاربری و استفاده از ساختمان در ساختمان هایی که بصورت پاره وقت مورد استفاده قرار می گیرند
• قابل استفاده در خانه هوشمند

البته می توان عملکرد کنترلی سیستم کنترل هوشمند موتورخانه ساختمان را در سیستم حرارت مرکزی با الحاق سنسورها و تجهیزات بیشتر و بخصوص با ارتقا سیستم نرم افزاری آن گسترده تر نمود و قابلیت های بیستری به عملکرد موتورخانه هوشمند اضافه نمود. همچنین در تنظیم تجهیزات کنترلی در داخل فضاها مانند ترموستات اتاقی و شیر ترموستاتیک رادیاتور در سیستم های حرارت مرکزی با کنترل هوشمند موتورخانه باید دقت نمود.

این سیتم کنترلی در موتورخانه می تواند بخشی از سیستم کنترل تهویه مطبوع یا سیستم مدیریت هوشمند ساختمان باشد.

لطفا تجربیات خود را در استفاده از موتورخانه هوشمند را با ما و دیگر خوانندگان سایت بیلدینگ پلاس مطرح نمایید.

برداشت و ترجمه از: Siemens

تحریریه کلینیک ساختمانی بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس امری حرفه ای و اخلاقی است”