سیستم تهویه مطبوع هوشمند ( HVAC )

در ابتدا تعریف کلی از.....

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان BMS

سیستم مدیریت ساختمان BMS ، از چهار عنصر اصلی نرم افزار و رابط کاربری ، زیرساخت شبکه، کنترل کننده ها، دستگاه های ترمینال تشکیل شده است ، این سیستم عناصر مختلف و تاسیسات یک ساختمان را به صورت واحد و یکپارچه با یکدیگر تحت نظارت و کنترل خود در می آورد .

هدف اصلی سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ، فراهم ساختن هر چه بیشتر ایمنی و راحتی ساکنین و در عین حال بهینه سازی در مصرف انرژی است .

به وسیله ی چنین سیستمی می توان کنترل تجهیزات اصلی الکتریکی و مکانیکی، تعیین سطح دسترسی، نظارت ، تشخیص نفوذ و حریق و .... را کنترل کرد ، همچنین سیستم های گرمایش و تهویه مطبوع ، دمای تنظیم شده بر اساس آب و هوا را هوشمندانه مدیریت و کنترل کرد .

ادغام همه این عملکردها تحت یک پلتفرم مرکزی می تواند از هر جهتی سودمند باشد ، این چیزی است که ساختمان را به یک ساختمان هوشمند تبدیل می کند.

سیستم تهویه مطبوع هوشمند، یکی از عنصرهای اصلی یک ساختمان هوشمند محسوب میشود که توانایی کاهش مصرف انرژی و افزایش آسایش محل زندگی و کار را با نظارت و بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان داراست .

HVAC هوشمند چیست؟

گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع به عنوان HVAC شناخته می شوند.

تهویه مطبوع هوشمند یک سیستم تهویه مطبوع خودکار (گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع) است که به منظور ایجاد آسایش ، ایمنی و فراهم ساختن شرایط ایده آل افراد برای تنظیم دما، رطوبت و کیفیت هوا در یک فضای بسته طراحی شده است . وظیفه این سیستم هوشمند حفظ دما ، آب و هوای ایده آل فضاهای داخلی و صرفه جویی در مصرف آب ، برق و گاز است .

تفاوت بین تهویه مطبوع هوشمند و تهویه مطبوع سنتی این است که خود سیستم هوشمندانه تعیین می کند که کجا و چه نوع مداخله ای برای ایجاد یک آب و هوای مناسب در یک مکان مورد نیاز است . کاربر ، نیازی به نظارت برای روشن کردن دستگاه ها ندارد ، سیستم هوشمند به تنهایی هوای کهنه، سطح اکسیژن هوا ، دما و رطوبت را اندازه گیری و تغییرات لازم را اعمال می کند و همچنین بسته به فعالیت های کاربران شرایط ایده آل را فراهم می سازد . با بهره گیری از مزایای فناوری هوشمند در سیستم های گرمایش و سرمایش می توان در زمان ، هزینه و نیروی کار صرفه جویی کرد.

ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی اغلب شامل سیستم‌های HVAC هوشمند هستند و می توان با کنترل دما، رطوبت و جریان هوا ، راحتی و سلامت و آسایش این فضاها را حفظ نمود.

سیستم هوشمند سرمایش و گرمایش چگونه کار می کند؟

سیستم‌های کنترل سرمایش و گرمایش هوشمند ، معمولاً از یک کنترل کننده ی هوشمند ، سنسورها و یک برنامه تلفن همراه تشکیل شده‌اند. کنترلر کننده هوشمند ، واحد کنترل اصلی است و به سیستم HVAC متصل است و می توان آن را طوری برنامه ریزی کرد که به طور خودکار دما را بر اساس یک برنامه تنظیم شده به دلخواه کاربر کار کند .

بخش گرمایش یک سیستم HVAC هوشمند معمولاً از یک کوره یا یک پمپ حرارتی تشکیل شده است که برای گرم کردن هوا در ماه های سردتر سال مورد استفاده قرار می گیرد .

یک تهویه مطبوع یا یک سیستم تبرید که گرما را از هوای داخل خانه در طول ماه های گرم حذف می کند، بخش سرمایش یا خنک کننده را تشکیل می دهد.

و در آخر فرآیند تهویه شامل جایگزینی هوای کهنه داخلی با هوای تمیز بیرون است تا از شر ناخالصی ها، بوها و رطوبت اضافی خلاص شود.

سنسورها را می توان در سرتاسر محیط داخلی قرار داد تا به کنترلر هوشمند کمک کند تا دیتاهای ارسال شده را تحلیل کرده و تنظیمات دما را متناسب با این تغییرات دیتا اعمال کند . به عنوان مثال، اگر حسگرها تشخیص دهند که یک اتاق خالی است، کنترلر هوشمند می تواند به طور خودکار دما را برای صرفه جویی در مصرف انرژی تنظیم کند . از طرف دیگر، اگر حسگرها تشخیص دهند که شخصی وارد اتاق شده است ، سیستم هوشمند می تواند دما را برای اطمینان از راحتی کاربران به دمای ایده آل تغییر دهد .

اپلیکیشن موبایل به کاربران اجازه می دهد تا دما را از راه دور کنترل کنند ، داده های مصرف انرژی را مشاهده کرده و برنامه های دما را تنظیم کنند. برخی از سیستم‌های کنترل گرمایش و سرمایش هوشمند، از موقعیت مکانی کاربر برای تنظیم خودکار دما هنگام خروج یا بازگشت از خانه استفاده می‌کنند .

اجزای یک سیستم HVAC IoT چیست؟

یک سیستم تهویه مطبوع هوشمند از چندین جزء تشکیل شده است که با هم کار می کنند تا گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع مناسب را فراهم کنند . در حالی که اجزای خاص بسته به نوع و پیچیدگی سیستم می توانند متفاوت باشند، در اینجا برخی از عناصر کلیدی آورده شده است :

- فنآوری اینترنت اشیا : از طریق این فناوری هوشمند ، امکان نظارت و کنترل از راه دور سیستم های تهویه مطبوع هوشمند فراهم میشود و کاربران براحتی می توانند تغییرات و تنظیمات دما ، دریافت هشدار ها و جمع آوری اطلاعات مربوط به کارایی سیستم را از راه دور مدیریت و کنترل کنند .

- کنترل کننده هوشمند : با استفاده از این سیستم هوشمند می توان دمای خانه را در حالت ایده آل خود نگه داشت . هنگامی که دما تغییر می کند ، کنترلر هوشمند بر اساس شرایط دلخواه کاربر ، تنظیمات سیستم سرمایش و گرمایش را برای بوجود آوردن هوایی گرمتر یا خنک تر تغییر می دهد .

- کوره : هوای سیستم توسط کوره یا پمپ حرارتی گرم می شود. گرما با سوزاندن سوخت (مانند گاز یا نفت) در کوره ها تولید می شود، در حالی که گرما از زمین یا هوا گرفته می شود و از طریق پمپ های حرارتی به داخل خانه منتقل می شود.

- کولر گازی : کولر گازی با حذف گرما و رطوبت از داخل و انتقال آن به بیرون سبب خنک شدن محیط می شود.

- سیستم تهویه : سیستم تهویه مسئول مبادله هوای داخلی و خارجی می باشد و شامل مجاری هوا ، دمنده ها و فیلترهایی است که هوای تمیز را به گردش در می آورد ، هوای کهنه را از بین می برد و کیفیت هوای داخل را تنظیم می کند.

- فیلترهای هوا : این فیلترها با حذف ناخالصی ها از هوا ، کیفیت هوای داخل خانه را با جذب گرد و غبار، گرده و سایر ذرات معلق در هوا افزایش می دهند که اغلب در کانال های هوای برگشتی سیستم HVAC هوشمند قرار دارند.

- داکت و رک : شبکه ای از مجراها به نام داکت و رک که در یک سازه برای انتقال هوای گرم یا سرد استفاده می شوند و از کانال های برگشتی جهت برگشت هوا به سیستم HVAC هوشمند و کانال های تأمین کننده جهت توزیع هوای مطبوع تشکیل شده اند .

- سنسورها : سیستم HVAC هوشمند داده ها را از انواع سنسورهای هوشمند از جمله سنسورهای دما و سنسورهای رطوبت دریافت می کند و پس از آن داده ها را جهت کنترل به رله‌ها، سوئیچ‌ها و کنترل کننده های هوشمند می دهند.

- کمپرسور و کندانسور : این قطعات مختص سیستم های تهویه مطبوع هستند . کمپرسور مبرد را تحت فشار قرار می دهد و کندانسور گرما را از مبرد به هوای بیرون آزاد می کند .

- مبدل حرارتی : مبدل حرارتی گرما را بین هوای داخلی و کوره یا پمپ حرارتی ، انتقال می دهد . این مبدل ، هوا را در یک کوره از طریق تماس مستقیم گرم می کند ، در حالی که در یک پمپ حرارتی ، گرما را از مبرد به هوا منتقل می کند .

مزایای سیستم HVAC مبتنی بر اینترنت اشیاء

سیستم تهویه مطبوع هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا مزایای بیشماری را به همراه دارد :

1-     ذخیره انرژی

یکی از مزایای اصلی کنترل هوشمند سرمایش و گرمایش افزایش بهره وری انرژی است . با خودکارسازی برنامه‌های دما، این فناوری ، با بالا یا پایین آوردن دما می‌تواند به کاهش اتلاف انرژی کمک کند . و به صورت چشمگیری در پایین آوردن هزینه های مرتبط با انرژی و قبوض آب ، برق و گاز تاثیر گذارد .

کنترل گرمایش و سیستم خنک کننده هوشمند راحتی و آسایش را با خود به همراه دارد . با اجازه دادن به کاربران برای اعمال تنظیمات دلخواه خود و زمان‌بندی دما، این فناوری هوشمند به کاربر اطمینان می دهد که محیط‌های داخلی بدون توجه به زمان ، روز یا شرایط آب و هوایی خارجی ، همیشه در دمای مناسب خود هستند . اینگونه سیستمی می تواند منجر به بهبود بهره وری ، راحتی و سلامت ، به ویژه برای افراد مبتلا به آلرژی یا مشکلات تنفسی شود.

در نهایت، کنترل هوشمند سرمایش و گرمایش می تواند یک راه حل بسیار کاربردی و مفید برای صرفه جویی در زمان و انرژی برای صاحبان خانه و مشاغل باشد. با اجازه دادن به کاربران برای کنترل از راه دور تنظیمات دمای داخلی خود از طریق یک برنامه تلفن همراه، این فناوری می تواند به رفع نیاز به تنظیمات حضوری و دستی کمک کند .

2-     تعمیرات قابل پیش بینی

اینترنت اشیا در یک سیستم HAVC هوشمند ، همراه با تجزیه و تحلیل داده‌ها ، از استراتژی‌های نگهداری پیش‌بینی‌کننده پشتیبانی می‌کند. با ادغام و یکپارچگی سنسورها با کنترل کننده های هوشمند برای نظارت بر عملکرد تجهیزات و جمع‌آوری داده‌های بلادرنگ، تولیدکنندگان می‌توانند مشکلات یا ناهنجاری‌های احتمالی را در سیستم شناسایی کنند . این داده ها را می توان برای شناسایی خرابی های تجهیزات ، بهینه سازی عملکرد تجهیزات ، کاهش زمان خرابی و بهبود رضایت مشتری استفاده کرد.

3-     مانیتورینگ و تشخیص از راه دور

با اینترنت اشیا، تولیدکنندگان و کاربران نهایی می توانند از راه دور سیستم HVAC را نظارت و کنترل کنند. تولید کنندگان می توانند با جمع آوری داده ها در مورد پارامترهایی مانند دما، فشار و مصرف انرژی و با تجزیه و تحلیل داده ها و شناسایی روندها ، شرایط را از راه دور تشخیص دهند . این قابلیت عیب‌یابی سریع‌تر را ممکن می‌سازد ، نیاز به بازدید در محل را کاهش و پشتیبانی به موقع و مفید را افزایش می‌دهد .

4-     بهبود تجربه مشتری

با استفاده از تلفن همراه ، تبلت یا رابط های مبتنی بر وب ، صاحبان و مدیران ساختمان‌ها می‌توانند از راه دور سیستم‌های HVAC خود را هوشمندانه نظارت و مدیریت کنند ، تنظیمات دما را براحتی تغییر دهند، به داده‌های بی‌درنگ دسترسی داشته باشند و هشدارها یا پیام‌ها را بلافاصله دریافت کنند ، این شکل از مدیریت تجربه کاربری را بهبود بخشیده و رضایت مشتری را با خود به همراه دارد . وجود این رابط های کاربر پسند و اپلیکیشن های کاربردی در کنار محصولات هوشمند ، متمایز کننده تولید کنندگان این تجهیزات از سایر رقبای مطرح در این زمینه است .

5-     جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل

IoT جمع آوری و بررسی داده های سیستم HVAC را آسان تر می کند. تولیدکنندگان می توانند اطلاعات مفیدی در مورد رفتار کاربر، روند مصرف انرژی و عملکرد سیستم به دست آورند. استفاده از این اطلاعات می تواند عملکرد سیستم و بهره وری انرژی را افزایش دهد و پیشنهادات فردی و مفیدی برای صرفه جویی در انرژی ارائه دهد . علاوه بر آن این داده ها می‌توانند توسط تولیدکنندگان برای شناسایی مشکلات یا ناکارآمدی‌های احتمالی مورد استفاده قرار گیرند که در نتیجه گزینه‌های نگهداری و خدمات پیشگیرانه را بهبود می بخشند .

6-     یکپارچگی با سایر تجهیزات هوشمند

سیستم‌های تهویه مطبوع هوشمند قابلیت ارتباط با طیف وسیعی از دستگاه‌ها ، از جمله ترموستات‌ها ، حسگرها ، محرک‌ها و سایر تجهیزات هوشمند خانه یا ساختمان را دارند. این تجهیزات ممکن است از پروتکل های ارتباطی مختلفی پشتیبانی کنند و امکان تعامل و ارتباط یکپارچه با دستگاه‌های مختلف را فراهم سازند .

مزایا و معایب تهویه مطبوع هوشمند چیست؟

مزایای سیستم های HVAC هوشمند

این سیستم ها را می توان بر اساس عادات فردی تنظیم کرد : اکثر سیستم‌های گرمایش و سرمایش هوشمند طبق سلیقه فرد برنامه ریزی و تنظیم می شوند. برای مثال، اگر ترجیح می دهید هر شب قبل از خواب اتاق خواب را گرم کنید، با تنظیم یک برنامه هوشمند به راحتی میتوان این کار را انجام داد.

سیستم‌های هوشمند می‌توانند ارزش خانه را افزایش دهند: با اجرای سیستم هوشمند در خانه ارزش ملک افزایش می یابد . یک سیستم تهویه مطبوع هوشمند ، خانه را به یک سرمایه‌گذاری عالی تبدیل می‌کند و این پتانسیل را دارد که در زمان فروش، ارزش ملک را تا حد زیادی افزایش دهد.

سازگاری با محیط زیست: سیستم‌های سرمایش و گرمایش مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند که ممکن است سبب انتشار گازهای مضر شوند . نصب یک سیستم تهویه مطبوع هوشمند، سبب کارایی بهتر سیستم سرمایش و گرمایش می شود و ضرر و زیان های ناشی از انتشار گاز را کاهش می دهد.

معایب سیستم های HVAC هوشمند

هزینه اولیه و بازگشت سرمایه : هزینه های اولیه مرتبط با انتخاب و نصب تجهیزات هوشمند در مقایسه با یک سیستم سنتی بالاتر است و بازگشت این سرمایه به مرور زمان و با کاهش مصرف انرژی حاصل میشود .

پیچیدگی سیستم: سیستم های گرمایش و سرمایش هوشمند ممکن است برای بعضی از افراد غیرمسلط به یک فناوری پیچیده تبدیل شود و چنانچه تنظیمات و برنامه مناسبی به سیستم داده نشود ممکن است سبب ضرر و زیان احتمالی و همچنین بالا رفتن هزینه های مرتبط با انرژی شود .

ویژگی هایی که باید در سیستم کنترل گرمایش و سرمایش هوشمند جستجو کنید

هنگام انتخاب سیستم کنترل سرمایش و گرمایش هوشمند، باید به چندین ویژگی توجه کرد که شامل:

سازگاری با سیستم HVAC فعلی : قبل از خرید مطمئن شوید که کنترل کننده هوشمند با سیستم HVAC فعلی شما سازگار است.

سنسورهای هوشمند : به دنبال سیستمی باشید که شامل حسگرهای هوشمند باشد تا به کنترلر هوشمند کمک کند تا تنظیمات دما را بر اساس الگو و دیتاهای مورد نظر تنظیم کند.

رابط کاربری راحت و آسان : مطمئن شوید که سیستم هوشمند از وجود نرم افزار و اپلیکیشن تلفن همراه با کاربری آسان و راحت بهره مند باشد و ویژگی‌هایی مانند کنترل دما از راه دور، داده‌های مصرف انرژی و زمان‌بندی را بتوان از طریق آن مشاهده و اعمال کرد .

موقعیت جغرافیایی : به دنبال سیستمی باشید که قابلیت ثبت موقعیت دستگاه را در بستر نرم افزار داشته باشد تا بتوان بر اساس موقعیت مکانی تنظیمات دما را هوشمندانه تغییر داد .

ادغام و یکپارچگی با سایر تجهیزات هوشمند : سیستمی را در نظر بگیرید که می‌تواند با سایر تجهیزات خانه هوشمند یا ساختمان مانند روشنایی هوشمند یا دستیارهای صوتی ادغام شود تا تجربه اتوماسیون یکپارچه‌تر و راحت‌تری را ایجاد کند .

فناوری هوشمند اینترنت اشیا در سیستم های HVAC برای ردیابی مشکل ، جریان هوا ، آلاینده ها ، راحتی ساکنین ، شرایط آب و هوایی و موارد دیگر بسیار ضروری است . با جایگزینی سیستم های تهویه مطبوع فعلی با سیستم های تهویه مطبوع هوشمند می توان برای صاحبان خانه، مشاغل، ادارات و تاسیسات تولیدی ، هزینه گرما و برق مصرفی را به میزان قابل توجهی کاهش و بهره وری انرژی را افزایش داد و ضمن بهبود آسایش داخلی از طریق نظارت از راه دور در زمان و تلاش صرفه جویی کرد. هنگام انتخاب سیستم کنترل سرمایش و گرمایش هوشمند ، حتماً به دنبال ویژگی‌هایی مانند قابلیت های کنترل کننده هوشمند، نرم افزار کاربردی و تعیین موقعیت جغرافیایی باشید تا بیشترین بهره را از این فناوری هوشمند ببرید .