کنترل اتوماتیک در تهویه مطبوع(قسمت6)

ماخذ: شرکت TRANE

بهینه سازی سیستم ها

بعد از فراهم کردن یک وسیله جهت تأمین هماهنگی های سطح سیستم قدم منطقی بعدی بهینه سازی سیستم کنترل خواهد بود. برای مقاصد این بحث بهینه سازی کنترل را به عنوان به حداقل رساندن هزینه برای راهبری کل سیستم تهویه مطبوع ضمن تأمین شرایط آسایشی تعریف میکنیم. به عبارت دیگر، این به معنی به حداکثر رساندن راندمان کلیت سیستم و نه فقط اجزای مستقل آن می باشد.
در اینجا نیز از همان چهار مثال مقالات قبلی برای تشریح مفاهیم بهینه سازی سیستم ها استفاده خواهیم نمود.

بهینه سازی فشار بادزن در سیستمVAV:

در یک سیستم حجم متغیر هوا (VAV) دلیلی برای تولید فشار استاتیک بیش از حد نیاز برای هل دادن مقدار مشخص هوا در کانال رفت و رساندن آن به دورترین یا
پر تقاضا ترین ترمینال وجود ندارد. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد کنترل کننده واحد در یک هواساز VAV معمولاً فشار استاتیک کانال رفت را تثبیت می نماید. چنین کنترل کننده ای فشار اندازه گیری شده را با نقطه تنظیم مقایسه نموده و ظرفیت بادزن رفت را برای تثبیت نقطه تنظیم در موقعیت سنسور تعدیل میکند.

با کنترل کننده های ریز پردازنده ای سطح واحد و سطح سیستم می توان قابلیت کنترل فشار استاتیک را با هدف به حداقل رساندن انرژی مصرفی بادزن بهینه سازی نمود. کنترل کننده واحد هر ترمینال VAV موقعیت جاری دمپرهای تعدیل هوا را می داند.

کنترل کننده سطح سیستم نیز به طور پیوسته کارکرد کنترل کننده های سطح واحد را تحت نظر داشته و به دنبال یکی که بازترین دمپر را دارد میگردد. این کنترل کننده نقطه تنظیم فشار استاتیک را به نحوی ریست خواهد کرد که حداقل یکی از دمپرها، یعنی دمپری که نیازمند بالاترین فشار ورودی است.
تقریباً در حالت تمام باز قرار گیرد.
نتیجه آن است که بادزن رفت فقط فشار استاتیک لازم برای هل دادن جریان هوای مورد نیاز در داخل این ترمینال VAV بحرانی را تأمین خواهد نمود. به این مفهوم و ایده بهینه سازی فشار باد زن گفته می شود. این راهکار به طور کلی دارای چند مزیت است که عبارتند از کاستن از مصرف انرژی بادزن در بار جزئی، کاهش صدای تولیدی بادزن و کاهش خطر فراریزش بادزن علاوه بر این با چنین سیستمی می توان سنسور فشار استاتیک را در نزدیکی خروجی بادزن جایی که معمولاً در کارخانه نصب و تست می شود. قرار داد و از آن به عنوان سنسور کانال پرفشار نیز استفاده کرد.

بهینه سازی شروع به کار در سیستمVAV پشت بامی:

حالت گرم شدن صبحگاهی در شماره قبل مورد بحث قرار گرفت. در بسیاری از سیستم ها یک تایمر ساده و یا برنامه ریز روزانه برای راه اندازی و قطع کار سیستم تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه، زمان آغاز به کار معمولاً برای این تنظیم می شود که مطمئن شویم دمای هوای داخل در گرم ترین و
سردترین روزهای سال به نقطه تنظيم مطلوب وضعیت با سکنه می رسد. به عبارت دیگر، سیستم چنان برنامه ریزی می شود که در روزهای خیلی گرم یا خیلی سرد به اندازه کافی زود به کار بیافتد که شرایط مناسب در هنگام رسیدن ساکنان ایجاد شده باشد.

در نتیجه این راهکار سیستم در اکثر روزهای سال بسیار زودتر از حد نیاز روشن میشود و این به معنی بالا رفتن ساعات کاری تجهیزات و افزایش مصرف انرژی آنها
می باشد. یک روش برای دور شدن از چنین حالتی استفاده از راهکار بهینه سازی آغاز به کار میباشد.
در این شیوه کنترل کننده ریز پردازنده ای برای تعیین زمان لازم جهت تغییر دمای محیط و رساندن آن به دمای نقطه تنظیم وضعیت با سکنه برنامه ریزی می شود.
کنترل کننده تا جایی که امکان دارد قبل از روشن کردن سیستم صبر میکند تا دمای هوا درست در لحظه رسیدن ساکنان به نقطه تنظیم مطلوب رسانده شود. این زمان شروع به کار بر اساس تفاوت میان دمای فضا و دمای نقطه تنظیم وضعیت با سکنه و با مقایسه کردن این تفاوت با سابقه کاری و سرعت گرم شدن یا سرد شدن فضا تعیین محاسبه میشود.

ریست آب سرد در سیستم فن کویل چیلر هواخنک:

در مثال سیستم فن کویل بالا بردن دما آب خروجی از چیلر مصرف انرژی چیلر هواخنک را کاهش خواهد داد. این راهکار ریست آب سرد در سیستم هایی با پمپاژ جریان ثابت میتواند به کاهش مصرف انرژی سیستم بیانجامد. اما در سیستم های دارای پمپاژ جریان متغیر با افزایش دمای آب سرد آب بیشتری باید برای تامین همان بار سرمایی پمپاژ شود و در نتیجه مصرف انرژی پمپ ها افزایش می یابد. این افزایش مصرف انرژی پمپ ها به طور معمول از مقدار انرژی صرفه جویی شده توسط چیلر بیشتر بوده و مصرف انرژی کلی سیستم افزایش خواهد یافت.

در بسیاری از سیستم های دارای پمپاژ جریان ثابت، نقطه تنظیم آب سرد خروجی بر اساس دمای حباب خشک خارج ریست می شود. به عبارت دیگر با کاهش
دمای هوای خارج نقطه تنظیم آب سرد به طور افزایشی ریست خواهد شد. متأسفانه دمای هوای خارج معمولاً نمی تواند بیانگر دقیق بار سرمایی واقعی ساختمان باشد. یک نشان دهنده بسیار خوب بار سرمایی در یک واحد فن کویل موقعیت شیر کنترل کویل است.

در اینجا نیز به مانند راهکار بهینه سازی فشار بادزن کنترل کننده واحد هر یک از فن كويل ها موقعیت دقیق شیر کنترل خود را می داند. کنترل کننده سطح سیستم به طور مرتب کنترل کننده های سطح واحد را تحت نظر داشته و در پی بازترین شیر است.
این کنترل کننده نقطه تنظیم دمای آب سرد را ریست خواهد کرد تا اینکه حداقل یکی از شیرها، آن شیری که نیازمند سردترین آب است تقریباً در حالت تمام باز بماند. نتیجه آن که چیلر آب را فقط انقدر سرد خواهد کرد تا بار آن فن کویل بحرانی تأمین گردد.

یک مشکل محتمل با ریست آب سرد این است که کنترل رطوبت فضا در صورت گرم شدن بیش از حد آب میتواند دچار خطا شود.

البته کنترل کننده واحد در صورت وجود کنترل ریز پردازنده ای میتواند یک ورودی از سنسور رطوبت در فضا دریافت کند. در اینجا نیز میتوان از کنترل کننده سطح سیستم برای نظارت پیوسته بر کارکرد کنترل کننده های مستقل سطح واحد استفاده نمود تا فضایی که رطوبت آن به حد مطلوب بالا میرسد شناسایی شود. اگر یک یا چند فضا خیلی مرطوب شوند دمای آب سرد را میتوان به طور کاهنده ریست کرد تا زمانی که سطح رطوبت فضا به زیر حد بالا افت کند.

بهینه سازی کنترل حلقه:

در مثال سیستم پمپ گرمایی با منشا آبی یک کنترل کننده سطح سیستم ارتباط گیرنده امکان بهینه سازی دمای آب حلقه و به حداقل رساندن مصرف انرژی سیستم را فراهم می آورد. در وضعیت سرمایشی پمپ گرمایی منشا آبی زمانی با راندمان بهتر کار میکند که آبی با دمای پایین تر در آن جریان داشته باشد.

و به همین ترتیب در وضعیت گرمایشی با آب گرم تر راندمان بالاتری خواهد داشت. علاوه بر این تولید آب سردتر منوط به مصرف انرژی بیشتر در برج خنک کن است. یک کنترل کننده سطح سیستم میتواند تعیین کند که چه زمانی کارکرد شدیدتر برج خنک کن تولید آب سردتر و به حداقل رساندن مصرف انرژی ترکیبی پمپ های گرمایی و برج خنک کن اقتصادی است.

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 58

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های تاسیسات مکانیکی شرکت کنید.