این کتابچه با هدف معرفی پکیج کنترلی تعدادی از هوارسان ها و فن کویل های رایج در صنعت ساختمان ایران ارائه شده است. هر یک از پکیج ها شامل دیاگرام کنترلی هوارسان/فن کویل، سناریو کنترل و لیست تجهیزات مورد نیاز شامل تجهیزات فیلد، کنترلر و تابلو کنترل می باشد.
دیاگرام کنترلی هوارسان ها با فرض سه راهه بودن شیرهای کنترل طراحی گردیده است. در صورت دو راهه بودن شیرهای کنترل هیچگونه تفاوتی در نقاط کنترلی و سناریو کنترل ایجاد نمی گردد و تنها تفاوت در مدل شیر و محرک خواهد بود.
پکیج های کنترلی هوارسان ها و فن کویل ها در 15 بخش مطابق تقسیم بندی زیر ارائه شده است:
| بخش | مدل پکیج | مشخصات | |
| هوارسان ها
با فن دور ثابت:
|
1 | MU-001 ~ MU-008 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای جهت تامین هوای تازه |
| 2 | MU-101.Z ~ MU-105.Z | کنترل هوارسان های چند منطقه ای جهت تامین هوای تازه مجهز به کویل دوباره گرم کن جهت کنترل دمای زون ها | |
| 3 | MU-201 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای جهت تامین هوای تازه مجهز به بازیاب حرارتی از نوع کویلی | |
| 4 | AW-001 ~ AW-005 | کنترل هوارسان های ایرواشر تک منطقه ای جهت تامین هوای تازه | |
| 5 | AW-101 ~ AW-102 | کنترل هوارسان های ایرواشر تک منطقه ای با حجم هوای ثابت و کانال هوای برگشت | |
| 6 | CV-001 ~ CV-005 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای با حجم هوای ثابت و کانال هوای برگشت (موتور دمپرها از نوع قطع و وصلی) | |
| 7 | CV-101 ~ CV-105 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای با حجم هوای ثابت و کانال هوای برگشت (موتور دمپرها از نوع تدریجی) | |
| 8 | CV-201 ~ CV-205 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای با حجم هوای ثابت و کانال های هوای برگشت و اگزاست | |
| 9 | MZ-101 ~ MZ-104 | کنترل هوارسان های چند منطقه ای جهت تامین هوای تازه مجهز به دمپر تدریجی جهت کنترل دمای زون ها | |
| هوارسان ها
با فن دور متغیر: |
10 | HAVV-001 ~ HAVV-005 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای جهت تامین هوای تازه با حجم هوای متغیر |
| 11 | HAVV-101 ~ HAVV-103 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای با حجم هوای متغیر و کانال هوای برگشت (موتور دمپرها از نوع قطع و وصلی) | |
| 12 | HAVV-201 ~ HAVV-203 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای با حجم هوای متغیر و کانال هوای برگشت (موتور دمپرها از نوع تدریجی) | |
| 13 | HAVV-301 ~ HAVV-303 | کنترل هوارسان های تک منطقه ای با حجم هوای متغیر و کانال های هوای برگشت و اگزاست |
کنترلرها، مغز متفکر هر سیستم هوشمند می باشند. در صنعت ساختمان به واسطه وجود پراکندگی اطلاعات و تنوع در نوع سنسور و عملگرها، در استاندارهای جهانی پیشنهاد گردیده از کنترلرهای دیجیتال مستقیم Direct Digital Controller (DDC) استفاده گردد. سیستمهای کنترل مبتنی بر ساختار DDC، به سیستمهایی اطلاق می شود که جهت کنترل و مدیریت فرایند طراحی شده، به سایر شبکه محتاج نباشند. این کنترلرها بصورت مستقل از سایر کنترلرها، تمامی اطلاعات مورد نیاز را از طریق ورودی های مربوطه (ورودیهای دیجیتال و آنالوگ) دریافت نموده و پس از تکمیل فرایند، کنترلر نتیجه را توسط خروجی های مربوطه (خروجی های دیجیتال و آنالوگ) به مقصد ارسال می نماید.
از مزایای سیستم های کنترل DDC می توان به موارد زیر اشاره نمود:
همان طور که عنوان شدDDC مجموعه ای از اطلاعات ورودی را پردازش کرده و بر اساس آنها فرامین لازم را صادر می کند. پردازش اطلاعات در این نوع کنترلرها در زیر برنامه هایی صورت می گیرد که منطق کنترلی بسیاری از الگوریتم های آنها توسط شرکتهای بزرگی همچون هانیول نوشته شده اند و هم اکنون در اختیار سایر شرکتها قرار گرفته اند. داده هایی که منجر به تغییر و تحول اساسی در صنعت ساختمان شدند. مزیت بزرگ کنترلرهایDDC نسبت به سایر کنترلرها داشتن این الگوریتم ها بصورت برنامه نویسی شده و اجرای آنها بصورت متمرکز و همزمان می باشد.
از مهمترین زیر برنامه هایی که پایه کنترل یک ساختمان را تشکیل می دهند الگوریتم های مدیریت انرژی هستند. از آنجا که هوارسان ها نقش مهمی در مصرف بهینه انرژی در ساختمان ها دارند هشت زیر برنامه یا به اصطلاح الگوریتم اصلی برای هر هوارسان تعریف می گردد که عبارتند از:
مجموعه این زیر برنامه ها در یک پکیج مدولار در کنترلر، یک سیستم مدیریت انرژی جامع را تشکیل می دهند. برای استفاده از این زیر برنامه ها به تعدادی داده ورودی نیازمندیم که طبق الگوریتم طراحی شده، عملیاتی بر روی آنها انجام گرفته و خروجی های مد نظر ایجاد می شوند. باید توجه داشت این ورودی و خروجی ها بسته به نوع هوارسان تغییر می کنند. در ادامه به شرح این الگوریتم ها خواهیم پرداخت.
این برنامه دمای محیط را در محدوده تنظیمات انتخابی کاربر حفظ می کند. به این صورت که گرمایش تنها زمانی صورت می گیرد که دمای محیط، پایین تر از حد تنظیم شده آسایش باشد و سرمایش تنها زمانی صورت می گیرد که دمای محیط بالاتر از حد تنظیم شده آسایش باشد. بدین ترتیب این برنامه اجازه می دهد دمای محیط بین دو نقطه تنظیم نوسان کند، بدون اینکه نیازی به صرف انرژی گرمایشی و یا سرمایشی باشد. بدین ترتیب می توان از بار موجود در ساختمان استفاده نمود که نتیجه کاهش مصرف انرژی سرمایشی و گرمایشی به حداقل و یا صفر در محدوده مجاز خواهد بود.
اکثرسیستم های HVAC به نحوی طراحی می شوند که محدوده آسایش را با توجه به بدترین شرایط آب و هوایی حفظ کنند. این شرایط زیاد اتفاق نمی افتد اما در این شرایط اکثر سیستم ها در حداکثر بار سرمایش و گرمایش عمل می کنند. جهت جلوگیری از این گونه اتلاف انرژی این الگوریتم نقطه تنظیم دمای رفت را ریست می نماید.
یکی از مشکلات رایج در سیستم های سنتی تصمیم گیری برای زمان شروع به کار سیستم برای دستیابی به شرایط مطلوب دمایی در زمان شروع به کار مجموعه ساختمان بوده است. اگر سیستم زود شروع به کار کند، انرژی در زمان غیر ضروری مصرف شده و در واقع به هدر رفته است و اگر دیر شروع به کار کند، شرایط محیط از لحاظ دمایی در زمان شروع به کار در محدوده آسایش نخواهد بود. نهایتا تنها یک زمان شروع به کار درست وجود دارد که دمای محیط را تا رسیدن به زمان شروع بکار ساختمان در محدوده آسایش قرار دهد.
هدف از برنامه Optimum start رسیدن به کمترین میزان مصرف انرژی در زمان شروع به کار سیستم می باشد. این کار از طریق محاسبه زمان شروع برای هر یک از سیستم های گرمایشی و سرمایشی صورت می گیرد، به نحوی که در زمان شروع بکار ساختمان، شرایط دمای محیطی در مرز ناحیه آسایش آن فضا قرار داشته باشد.
برنامه Optimum stop سیستم های تهویه هوا را قبل از زمان پایان کار ساختمان، خاموش می نماید. هدف حفظ شرایط آسایش همگام با صرفه جویی در مصرف انرژی می باشد. برای خاموش نمودن سیستم تهویه هوا در بهترین زمان، زمان خاموشی بر اساس دمای هوای بیرون و دمای محیط محاسبه می شود.
تمام ساختمان ها بخصوص در مناطق سردسیر، در طول زمستان نیازمند روشهایی برای تامین و کنترل دما- برای جلوگیری از یخ زدگی و کندانس در زمان خالی بودن ساختمان می باشند. همچنین ساختمان ها نیازمند روشهایی برای محافظت از محیط در برابر گرمای مفرط شبهای تابستان می باشند.
این برنامه یک الگوریتم مدیریت انرژی است که نه تنها منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی خواهد شد، بلکه شرایط مناسب را در زمان غیر کاری ساختمان برای حفاظت از محیط و اموال در مقابل دما و رطوبت بیش از حد فراهم می کند. این الگوریتم به صورت اتوماتیک از شرایط محیط نمونه برداری کرده و در محدوده بالا و پایین تعریف شده توسط کاربر، به کنترل شرایط محیط می پردازد.
با این برنامه شرایط محیطی شبانه خارج از محدوده آسایش انسان و در محدوده حفاظت اجزای ساختمان قرار می گیرد و هر زمان که نیاز باشد گرمایش، سرمایش، رطوبت زدایی و رطوبت زنی فعال می گردد. در طول زمستان که نیاز به گرمایش وجود دارد، برنامه دمپرهای خروجی را می بندد و دمای محیط را در پایین ترین درجه ی مجاز در زمان کاری ساختمان نگه می دارد و در طول تابستان که نیاز به سرمایش وجود دارد، دمای محیط را در بالاترین درجه مجاز در زمان کاری ساختمان نگه می دارد.
این برنامه با سایر الگوریتم های سیستم مدیریت انرژی سازگار است که این موضوع باعث افزایش کارایی کل سیستم خواهد شد.
در اکثر شرایط آب و هوایی، موارد متعددی پیش می آید که صبح زود قبل از شروع به کار سیستم، دمای هوای بیرون کمتر از دمای داخل ساختمان است. این هوای بیرون مناسب برای خنک نمودن فضاها، قبل از شروع به کار سیستم سرمایشی ساختمان می باشد.
به عملیات جایگزینی هوای داخل ساختمان با هوای بیرون، عملیات پاکسازی یا همانPurge گفته می شود. این الگوریتم با توجه به خنکی هوای شب برای پیش سرمایش فضای ساختمان عملیات پاکسازی را با راه انداختن فن هوای رفت و باز نمودن دمپرهای هوای ورودی و تخلیه قبل از زمان شروع به کار هوارسان انجام میدهد.
عدم استفاده از سرمایش مکانیکی در طول عملیات Night purge در واقع خنک سازی رایگان( Free cooling ) می باشد. این برنامه تنها در فصل نیاز به سرمایش و در شرایطی که ساختمان خالی باشد اجرا می شود.
این عملیات با توجه به خنک شدن هوای ساختمان در ساعات اولیه باعث شروع بکار کردن دیرتر سیستم های سرمایشی و کاهش مصرف انرژی می شود.
این الگوریتم در واقع راهکاری برای کنترل بهینه تر در هزینه های سرمایش هوا از طریق کاهش میزان خنک سازی مکانیکی می باشد. این الگوریتم آنتالپی هوای ورودی به هوارسان را کنترل می کند.
آنتالپی اندازه گیری مجموع میزان انرژی محسوس و پنهان موجود در بار حرارتی هوا (Heat content of the air) می باشد. این برنامه آنتالپی را از روی مقادیر ورودی سیستم از جمله دمای خشک هوا و رطوبت نسبی و نقطه شبنم محاسبه می نماید.
در ساده ترین فرم برنامه، آنتالپی هوای بیرون و برگشت، محاسبه شده و میزان ترکیب هوای بیرون و برگشت را به نحوی از طریق دمپرها تنظیم می نماید که کمترین نیاز به تولید سرمایش توسط کویل ها باشد.
از طریق این برنامه در طول ماه های گرم سال، حرارت کلی هوای بیرون و هوای برگشت اندازه گیری می شود و بر اساس آن تصمیم گیری می شود که کدام منبع برای سرمایش بهینه تر است. بدین ترتیب برنامه آنتالپی بهینه ترین و سازگارترین حالت استفاده از هوا را برای کاهش هزینه های سرمایشی به کار می گیرد.
برنامه Duty cycling تجهیزات سیستمHVAC را برای کاهش میزان مصرف انرژی در ساختمان روشن و خاموش می نماید. این الگوریتم باعث صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی خواهد شد.
این برنامه بیشترین کنترل را برای کاهش هزینه های انرژی انجام می دهد، ضمن اینکه تجهیزات از محدوده های کاری خود خارج نخواهند شد. به این صورت که:
کارآمدترین و موثرترین برنامه Duty cycling، سیستم جبران سازی دماست. این الگوریتم از دمای محیط و حد بالا و پایین آن برای محاسبه ی زمان خاموشی و دستیابی به کمترین میزان مصرف انرژی استفاده می نماید.
هماهنگی بین زمان های خاموشی برای کاهش پیک مصرف الکتریکی نیز یکی از الزامات یک چرخه کار خوب محسوب می شود. این کار از طریق اختصاص زمان افست در سطح بندی های منحصربفرد صورت می گیرد به این معنا که فن هایی که از یک تغذیه مشترک استفاده می کنند، بطور متناوب در مدار قرار می گیرند.
ویژگی های این کنترلر عبارتند از:
| مدل | کنترلر |
| MVC-80M-CPSW1A | کنترلر MVC هانیول شامل نقاط کنترلی ورودی-خروجی داخلی: 8 ورودی یونیورسال، 2 ورودی PT1000، 4 خروجی آنالوگ، 4 ورودی دیجیتال، 8 خروجی دیجیتال رله ای و یک خروجی دیجیتال TRIAC با قابلیت ارتقاء تا 128 نقطه کنترلی ورودی-خروجی (فیزیکال)
|
ساختار معماری شبکه سیستم در صورت اتصال کنترلرهای خانواده MVC به سیستم مدیریت هوشمند ساختمان BMS، شامل کنترلرهای MVC-80M-CPSW1A به صورت شکل زیر می باشد:
