839596

سیستم موتورخانه هوشمند

مدت زمان مطالعه : ۸ دقیقه

در حال حاضر میزان درجه حرارت آب گرم چرخشی و آب گرم مصرفی در موتورخانه ها بصورت دستی و با تنظیم درجه حرارت ترموستات دیگ و یا مکنده های سیرکولاسیون انجام می گردد و معمولاً برای تمام مدت بر روی یک عدد ثابت قرار دارد. تغییرات دمای هوا در طول روز موجب افزایش یا کاهش دمای درون ساختمان شده که نتیجه آن لغزش دمای درون ساختمان از محدوده آسایش و مصرف بیهوده سوخت و انرژی می باشد. همچنین در بسیاری از ساختمان های غیر مسکونی با کاربری اداری، عمومی، آموزشی یا بازرگانی که از فضای ساختمان تنها در بخشی از ساعات روز استفاده می شود، نیازی به کارکرد موتورخانه پس از انجام ساعت کاری وجود ندارد.

روش فعلی تنظیم دستی ترموستات دیگ ها و پمپ ها، قابلیت اعمال خاموشی و یا کنترل تجهیزات را ندارند. بنابراین با توجه به عدم کارآیی مناسب و محدودیت های کنترلی ترموستات های دستی، استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه به دلایل زیر ضروری است.

  • راهبری و کنترل صحیح تجهیزات موتورخانه شامل مشعل ها و پمپ ها
  • بهینه سازی و ممانعت از مصرف بیهوده سوخت و انرژی الکتریکی
  • تثبیت محدوده آسایش گرمایشی ساکنین ساختمان
  • کاهش استهلاک تجهیزات و خرج های مربوطه
  • کاهش هزینه های سرویس و حفاظت تاسیسات حرارتی
  • کاهش تولید و انتشار آلاینده های زیست محیطی

اصول بهینه سازی مصرف سوخت و انرژی بدست سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه مبتنی بر کنترل گرمایش از مبداء و محل تولید انرژی حرارتی (موتورخانه) می باشد. این سیستم با گرفتن اطلاعات از سنسورهای حرارتی که در محل های پایین نصب می گردند :

  1. ضلع شمالی ساختمان جهت اندازه گیری دمای سایه (حداقل دمای محیط خارج ساختمان)
  2. کلکتور آب گرم چرخشی
  3. خروجی منبع آب گرم مصرفی

لحظه به لحظه اطلاعات گرمایشی موقعیتهای فوق را اندازه گیری و با تشخیص هوشمند نیاز حرارتی ساختمان تا برقراری شرایط مطلوب در تابستان یا زمستان، تجهیزات حرارتی موتورخانه دربرگیرنده مشعل ها و پمپ های آب گرم چرخشی را کنترل و رهبری می کند. بنابراین مصارف گرمایشی (گرمایش- آب گرم مصرفی) نیز متناسب با نوع کاربری ساختمان مسکونی یا غیر مسکونی (اداری- عمومی- آموزشی- تجاری) تامین و کنترل می شود.

صرفه جویی مصرف انرژی حاصل از عملکرد سیستم به دو دسته تقسیم می شوند :

  1. کنترل مصارف گرمایشی در زمان استفاده از ساختمان (مسکونی و غیر مسکونی)
  2. خاموشی یا آماده باش موتورخانه قبل یا بعد از ساعات کاری ساختمان های غیر مسکونی (در ساختمانهای اداری-آموزشی- عمومی- تجاری)

 

دلایل اتلاف انرژی در موتور‌خانه‌های قدیمی


  • مناسب نبودن مشعل (عدم تنظیم صحیح و در برخی موارد پایین بودن راندمان)
  • مناسب نبودن دیگ (عدم عایق‌بندی و وجود رسوب در درون پره‌ها)
  • عدم تناسب ظرفیت حرارتی دیگ با مشعل
  • تمیز نبودن موتور‌خانه
  • نا مناسب بودن دودکش و طراحی نادرست لوله‌کشی
  • عدم انطباق ظرفیت حرارتی موتور‌خانه با بار حرارتی ساختمان
  • عدم تنظیم صحیح ترموستات

 

عملیات بهینه‌سازی موتورخانه‌ها از طریق هوشمند سازی


  • نصب سیستم کنترل محیطی هوشمند در موتورخانه
  • تنظیم موتورخانه
  • تطابق دیگ و مشعل
  • نصب دمپر بارومتریک و عایقکاری لوله و دیگ
  • رسوب زدایی و شستشوی دیگ

 

مقایسه سیستم کنترل هوشمند موتورخانه با ترموستات


در حال حاضر جهت تنظیم دمای آب مورد نیاز گرمایش و مصرفی ساختمان در موتورخانه از ترموستات‌های معمولی استفاده می‌شود که قابلیت تنظیم بدست متصدی موتورخانه بر روی دمای دلخواه را دارند و بر اساس نقطه تنظیم شده نسبت به خاموش و روشن کردن مشعل‌ها اقدام می‌کنند، از معایب اصلی این ترموستات‌ها عدم واکنش بر اثر تغییرات جوی بیرون و همچنین وضعیت عملکردی در ساعات مختلف شبانه روز می‌باشد.

مطالب مرتبط
سنسورهای حرکتی و نوری خانه هوشمند

در صورت افزایش دمای هوای محیط (که مسلما گرمای مورد نیاز ساختمان کاهش می‌یابد) موتورخانه با دمای بالا کار می‌کند و گرمای بیشتر از حد مورد نیاز وارد ساختمان می‌شود که عملا  به هدر می‌رود. همچنین در ساختمان‌های اداری در هنگام شب نیز موتورخانه به فعالیت خود و تولید گرما ادامه می‌دهد. جهت رفع این مشکل، استفاده از سیستم‌های کنترل هوشمند موتورخانه با قابلیت برنامه‌ریزی ساعتی و هفتگی و همچنین مجهز به حسگر و سنسور دمای محیط، توصیه می‌گردد.

 

 

 عملکرد سیستم موتورخانه هوشمند


این سیستم ها متشکل از یک دستگاه کنترلر مرکزی، صفحه نمایشگر،کنترلر های هواساز،کنترلر های پمپ های ژوکی،کنترلر های ph و سختی آب و سنسور های  دمایی می باشد که تعدادی سنسور بر روی دیگ های موتور خانه قرار می‌گیرند،تعدادی بر روی لوله آب رفت و برگشتی چیلر ها و تعدادی بر روی منابع کویلی.

در موتورخانه های سنتی از 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 متغیر و در حال تنظیم شدن با توجه به دمای هوای بیرون (با در نظر گرفتن دمای مورد نیاز برای آب مصرفی) می باشد.

در نتیجه سیستم کنترل هوشمند موتورخانه بطور خودکار در روزهای سرد دمای دیگ را افزایش و در روزهای گرم دمای دیگ را کاهش می دهد.

از دیگر مزایای این سیستم که در ساختمان های اداری کاربرد فراوان دارد جلوگیری از یخ زدگی آب داخل لوله ها در زمان Standby دیگ‌ها می باشد.

در این زمان با راه اندازی دیگ و پمپ های سیرکوله گرمایش، از یخ زدگی سیستم جلوگیری میکند.

 

مزیت سیستم های کنترل هوشمند موتور خانه در مقایسه با دیگر روش ها :


۱-مستقل بودن عملکرد سیستم از مساحت زیربنای ساختمان:

با افزایش مساحت زیربنای ساختمان، مصرف سوخت و انرژی آن نیز به نسبت ساختمانهای کوچکتر افزایش می یابد و باعث می شود تا اجرای روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای بزرگتر، هزینه بیشتری داشته باشد. به عنوان مثال درصورتیکه مساحت پنجره های هر ساختمان ۱۵% مساحت کل ساختمان در نظرگرفته شود، در یک ساختمان با مساحت ۰۰۰/۱۰ متر مربع، مقدار و هزینه اجرای پنجره دو جداره ۵ برابر مقدار و هزینه اجرای آن در یک ساختمان با مساحت ۲۰۰۰ متر مربع می باشد و به همین ترتیب برای اجرای روشهای دیگری مانند : عایق حرارتی، عایق های گرمایشی دیوار و کف و سقف، شیرهای ترموستاتیک رادیاتور.

برخلاف روشهای فوق، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه دارای ویژگی منحصربه فرد و جدا “مستقل بودن عملکرد از مساحت بنای ساختمان” می باشند. به عبارت دیگر در موتورخانه هر ساختمان، صرف نظر از مساحت آن، تنها با نصب یک دستگاه با هزینه ثابت، موتورخانه هوشمند می گردد. دلیل این ویژگی منحصربه فرد در تعداد مشعل ها و دیگ های هر موتورخانه است. تعداد و گنجایش حرارتی مشعل ها و دیگ های تاسیسات گرمایشی هر ساختمان (مصرف کنند گان سوخت) با مساحت آن نسبت مستقیم دارد و همواره تعداد مشعل ها و ترکیب گنجایش گرمایشی آنها به نحوی است که علاوه بر تامین بار گرمایشی مورد نیاز ساختمان، موجب افزایش هزینه های اجرایی نیز نگردند. طبق تحقیقات انجام شده در سطح موتورخانه های ساختمان ها در بیش از ۹۹% ساختمانهای موجود تعداد دیگها و مشعل ها حداکثر ۳ دستگاه می باشد. در ساختمانهای کوچک با مساحت زیر ۲۰۰۰ مترمربع، گنجایش گرمایشی مشعل ها و دیگها پائین و در حدود kcal/h ۱۵۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ می باشد و با افزایش مساحت ساختمان با ثابت ماندن تعداد دیگ و مشعل، گنجایش حرارتی آنها افزایش می یابد و حتی به حدود kcal/h ۱۰۰۰۰۰۰ و یا بیشتر نیز می رسد.

مطالب مرتبط
سیستم های کنترل هوشمند دزدگیر و اعلام حریق

عملکرد هر خروجی مشعل یا پمپ در سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه به شکلی است که بصورت سریال (سری) در مدار برق این تجهیزات قرار گرفته و صرف نظر از گنجایش جریانی و آمپر آنها با پروانه ON/OFF در زمانهای مقتضی آنها را کنترل می نماید.

بنابراین با توجه به توضیحات فوق سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه با قابلیت مهار لغایت ۳ مشعل حائز ویژگی منحصربه فرد مستقل بودن عملکرد از مساحت بنای ساختمان می گردند.

۲- پیک زدایی مصرف سوخت در اوج سرما :

اوج مصرف گاز در فصل سرما از ساعت ۱۷ تا ساعات اولیه صبح می باشد. این محدوده زمانی با غروب خورشید و کاهش دمای هوا و احتیاج به افزایش فرآیند گرمایشی ساختمان شروع می شود (افزایش درجه حرارت بخاری های گاز سوز، افزایش درجه ترموستات دیگ در ساختمانهای حائز موتورخانه مرکزی و یا افزایش تعداد رادیاتورها فعال در هر واحد ساختمانی). نکته قابل توجه دیگر، زمان اتمام ساعت کاری ادارات، مجتمع های عمومی و تجاری و مدارس می باشد که دقیقاً همزمان با ساعت اوج مصرف گاز می باشد. این مهم در کنار قابلیت ویژه و منحصر به فرد سیستمهای کنترل هوشمند که توانایی خاموشی و یا اعمال دمای آماده باش مصرف موتورخانه ساختمانهای غیر مسکونی بعد از تمام شدن ساعت کاری را دارند، مفهوم خاصی را پدید می آورد به نام پیک زدایی مصرف در اوج سرما.

از مصرف گاز سالانه تاسیسات حرارتی هر ساختمان نزدیک ۲۰% آن مربوط به فصل گرما (متوسط ۷ ماه سال) و و نزدیک ۸۰% آن مربوط به فصل سرما (متوسط ۵ ماه یا ۱۵۰ روز در سال) می باشد.

همچنین در بسیاری از ساختمان های اداری و مدارس، موتورخانه در تابستان خاموش و تنها در زمستان کاربرد دارد. بنابراین در این دسته از ساختمان ها عملاً ۱۰۰% صرفه جویی حاصل از عملکرد سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه مربوط به فصل سرما خواهد بود. که طبیعتاً میزان اثر بخشی آن بر روی جبران پیک مصرف نیز چشمگیر و قابل تامل می باشد.

نزدیک ۸۰% از حجم گاز صرفه جویی شده حاصل از عملکرد سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه در فصل سرما مربوط به خاموشی یا دمای حاضر باش موتورخانه بعد از پایان ساعت کاری ساختمانهای غیر مسکونی و از ساعت ۱۷ الی ساعتهای اولیه بامداد می باشد که هم زمان با ساعت اوج مصرف گاز است.

مطالب مرتبط
روش های هوشمند سازی منازل

پیک های مصرف گاز در ساختمانهای غیر مسکونی و اداری طی دو نوبت در زمان صبحها و شروع کار اداره و دیگری در نیمروز و موقع نماز و ناهار و استفاده از آب گرم مصرفی می باشد که البته اثرات آن بر روی مصرف گاز شبکه مختصر می باشد اما با این وجود در صورت به کارگیری سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه با توجه به افزایش دمای هوا به هنگام نیمروز و احتیاج گرمایش کمتر در این مقطع زمانی نیز پیک زدایی صورت می پذیرد.

 

۳-کنترل مستقیم و از مبداء تجهیزات گرمایشی ساختمان :

با اجرای روشهای مختلف بهینه سازی در ساختمانهایی که حائز سیستم حرارت مرکزی می باشند، فرآیند صرفه جویی و کاهش مصرف سوخت نهایتاً منجر به کاهش زمان کارکرد مشعل ها به دو صورت مستقیم و یا غیر سر مستقیم می گردد.

در همگی روشهای بهینه سازی مصرف سوخت، به استثنا سیستمهای کنترل هوشمند، کاهش زمان کارکرد مشعل ها بصورت غیرمستقیم و با :

کاهش نرخ افت دمای آب گرم چرخشی، مثلا  به کارگیری عایق های حرارتی در بدنه دیگها، منابع آب گرم مصرفی و سیستمهای لوله کشی گرمایش از کف، مشعل پر بازده

کاهش حجم آب گرم چرخشی در ساختمان، مانند شیر ترموستاتیک رادیاتور

کاهش همزمان موارد فوق، مانند پنجره دوجداره، عایق کاری گرمایشی سقف و کف دیوارها می باشد.

در صورتیکه سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بطور مستقیم علاوه بر کنترل زمان روشنی-خاموشی مشعل ها، پمپ های آب گرم چرخشی را نیز با منطقی هماهنگ و سازگار با برنامه کارکرد مشعل ها، متناسب با تغییرات دمای بیرون ساختمان و شرایط دلخواه دمای آب گرم مصرفی را کنترل می نماید.

این خاصیت منحصربه فرد (کنترل تجهیزات در مبداء) باعث می شود تا دمای آب گرم چرخشی تنها به اندازه مورد احتیاج و تا برقراری شروط مصارف گرمایشی افزایش یابد وگرنه همواره دمای آب گرم چرخشی در بالاترین مرز خود بوده و با اجرای روشهای بهینه سازی در محل مصرف می بایست از اتلاف کردن آن ممانعت نمود. علاوه بر آن کنترل مستقیم پمپ های آب گرم چرخشی به میزان قابل ملاحظه ای در مصرف انرژی الکتریکی، صرفه جویی شده و هزینه های فرسایش و سرویس و نگهداری نیز به شدت کاهش می یابند.

 

مزایا کلی موتور خانه هوشمند


  •  دمای آسایش تثبیت دمای آسایش ساکنین ساختمان در محدوده تنظیم شده توسط کاربر
  • بهینه سازیبهینه سازی در عملکرد تجهیزات موتورخانه
  • کاهش هزینه ها کاهش چشمگیر هزینه‌های سرویس و نگهداری تأسیسات موتورخانه مرکزی
  • کنترل تجهیزات راهبری و کنترل صحیح تجهیزات موتورخانه شامل مشعل‌ها و پمپ‌های سیرکولاسیون
  • دمای آب گرم تثبیت دمای آب گرم بر روی درجه حرارت تنظیم شده توسط کاربر در شرایط مختلف طی ۱۲ ماه سال
  • استهلاک کمتر افزایش عمر مفید تجهیزات داخل موتورخانه با کنترل بهینه آنها
  • مانتیتورینگ امکان مانیتورینگ و عیب یابی تمامی تجهیزات توسط پنل مدیریتی
  • برنامه ریزی بلند مدت قابلیت برنامه ریزی بصورت روزانه، ماهانه و سالانه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

منو اصلی