سیستم های هوشمند هواساز نقش مهمی در بهبود کیفیت هوای داخلی و افزایش بهره‌وری انرژی در ساختمان‌ها ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها با کنترل دقیق پارامترهای مختلف هوا، از جمله دما، رطوبت و گردش هوا، محیطی مطلوب و سالم برای ساکنان فراهم می‌آورند. در ادامه، به بررسی انواع مختلف سیستم های هوارسان هوشمند (هواساز) و ویژگی‌های آن‌ها پرداخته و به‌طور ویژه به سیستم‌های هوارسان فول فرش خواهیم پرداخت.
انواع مختلف سیستم های هوشمند هوارسان
سیستم های هوارسان هوشمند بر اساس نیازها و کاربرد های مختلف به چندین نوع تقسیم بندی می‌شوند که هر کدام ویژگی ها و عملکرد های خاص خود را دارند. این انواع شامل موارد زیر است:
- هوارسان رطوبت زن: این سیستم‌ها با افزودن رطوبت به هوا، شرایط مناسب محیطی را برای مکان‌هایی که به رطوبت بیشتری نیاز دارند، فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها معمولاً در مناطق خشک یا در فصول سرد سال که رطوبت هوا کاهش می‌یابد، به کار می‌روند.
- هوارسان رطوبت‌گیر: این نوع سیستم‌ها برعکس هوارسان‌های رطوبت‌زن عمل کرده و با کاهش رطوبت هوا، محیط را برای مکان‌هایی که نیاز به رطوبت کمتری دارند، مناسب می‌سازند. این سیستم‌ها در مناطق مرطوب یا در فصول گرم سال که رطوبت هوا افزایش می‌یابد، کاربرد دارند.
- هوارسان برگشتی: در این سیستم‌ها، بخشی از هوای داخلی به سیستم بازمی‌گردد و مجدداً تصفیه و تهویه می‌شود. این روش به کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری سیستم کمک می‌کند.
- هوارسان رفت و برگشتی: این سیستم‌ها ترکیبی از دو نوع قبلی هستند و می‌توانند بر اساس نیاز، هوای داخلی را بازگردانده و یا هوای تازه را وارد کنند.
- هوارسان فول فرش: در این نوع سیستم‌ها، تمامی هوای وارد شده به محیط از هوای تازه بیرونی تأمین می‌شود. این سیستم‌ها معمولاً در مکان‌هایی که به هوای تازه و پاک بیشتری نیاز دارند، مانند بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها، استفاده می‌شوند.
در این بخش، تمرکز ما بر روی سیستم‌های هوارسان هوشمند فول فرش است. این سیستم‌ها به دلیل استفاده از هوای تازه بیرونی و اهمیت آن‌ها در بهبود کیفیت هوای داخلی و ایجاد محیطی سالم، مورد توجه ویژه‌ای قرار دارند
برای آشنایی با خدمات نصب و راه اندازی ساختمان هوشمند کلیک کنید.
وظایف دستگاه هوارسان هوشمند
دستگاه هوارسان هوشمند علاوه بر وظیفه تهویه مطبوع، چندین عملکرد دیگر را نیز برای بهبود کیفیت هوا و راحتی محیط بر عهده دارد. در زیر به این وظایف پرداخته شده است:
گرم کردن هوا
در فصول سرد، سیستم های هوشمند هوارسان با کمک تجهیزات گرمایشی مانند بخاری و کویل گرمایشی، هوای ورودی را گرم کرده و دمای مناسب برای فضای داخلی را تأمین می‌کند.
خنک کردن هوا
سیستم های هوشمند هوارسان با همکاری دستگاه های خنک‌کننده مانند چیلر و کویل سرمایشی، هوای گرم را خنک کرده و هوای مطبوع و خنک را به داخل محیط منتقل می‌کند.
صرفه جویی در مصرف انرژی
با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و تنظیمات خودکار، دستگاه هوارسان هوشمند به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند و مصرف بهینه انرژی را تضمین می‌نماید.
تهویه و تصفیه هوا
دستگاه هوارسان هوشمند با فیلتر کردن هوای ورودی و خروجی، آلاینده‌ها، گرد و غبار و مواد آلرژی‌زا را کاهش می‌دهد و هوایی پاک و بهینه برای تنفس ایجاد می‌کند.
کنترل و تنظیم رطوبت
در شرایطی که رطوبت هوا کمتر از حد مطلوب باشد، سیستم های هوشمند هوارسان با افزودن رطوبت به هوا، مانع خشکی بیش از حد محیط می‌شود که به سلامت افراد آسیب می‌رساند.
کاهش هزینه های نگهداری
هوارسان با عملکرد مناسب و کنترل دقیق، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات سیستم تهویه مطبوع را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و عمر سیستم را افزایش می‌دهد. سیستم های هوشمند هوارسان با اجرای هم‌زمان این وظایف، کیفیت و آسایش محیط داخلی را به سطح بالاتری ارتقا می‌دهد و نیاز های گرمایشی، سرمایشی و تهویه ای را برآورده می‌سازد.
مراحل عملکرد سیستم های هوشمند هوارسان
1. باز شدن دمپر ورودی هوا
اولین مرحله در عملکرد صحیح سیستم هوارسان فول‌فرش، اطمینان از باز بودن دمپر ورودی هوا است. دمپر نقش کلیدی در کنترل جریان هوا به داخل سیستم دارد. اگر دمپر به‌طور کامل باز نباشد، مشکلات متعددی در عملکرد سیستم های هوشمند هوارسان به وجود خواهد آمد که عبارتند از:
- احتمال آسیب دیدن پره‌های دمپر: در صورت قدرت و اندازه بزرگ فن سیستم هوارسان، بسته بودن دمپر می‌توند فشار زیادی به پره‌های آن وارد کرده که به شکستگی و خرابی منجر می‌شود. این مشکل هزینه های نگهداری را بالا برده و احتمال بروز خرابی‌های بزرگتر در سیستم را افزایش می‌دهد.
- کاهش کارایی سیستم: وقتی دمپر بسته باشد، جریان هوا به درستی وارد سیستم نمی‌شود؛ مانند زمانی که دست خود را جلوی خروجی یک جاروبرقی قرار می‌دهید. در این وضعیت، جریان هوا مسدود شده و فن صدای غیرمعمولی ایجاد می‌کند، که به عملکرد ناقص و مصرف بیشتر انرژی منجر می‌شود.
بنابراین، باز بودن دمپر ورودی هوا برای عملکرد بهینه دستگاه هوارسان هوشمند بسیار مهم است و باید به طور دقیق کنترل و نظارت شود.
برای آشنایی با روش های هوشمند سازی ساختمان کلیک کنید.
2. فیلترها
یکی از اجزای اصلی در سیستم های هوارسان هوشمند فول فرش، فیلترهای هوا هستند که وظیفه دارند ذرات معلق و گرد و غبار را از هوای ورودی حذف کنند. فیلترها بر اساس میزان کارایی و ظرفیت فیلتراسیون به دسته های مختلفی تقسیم می شوند که هر کدام کاربرد خاصی دارند. انواع فیلتر های هوا عبارتند از:
- فیلتر F9
- فیلتر F7
- فیلتر G4
- فیلتر G2
کلاس فنی فیلتر ها نشان دهنده میزان کارایی و ظرفیت فیلتراسیون آن‌ها است. هر کلاس فنی مشخص می‌کند که فیلتر تا چه اندازه و تا چه سایزی از ذرات (بر حسب میکرون) را تصفیه می‌کند. این اطلاعات در انتخاب فیلتر مناسب بر اساس نیازهای خاص هر محیط، اهمیت زیادی دارد.
3. کویل ها
در سیستم های هوشمند هوارسان، پس از باز شدن دمپر و عبور هوا از فیلترها، جریان هوا به سمت کویل‌های مختلف هدایت می‌شود که هر یک از آن‌ها نقشی در تنظیم دما و رطوبت هوا دارند. در ادامه، انواع کویل‌های مورد استفاده در دستگاه هوارسان هوشمند فول فرش را معرفی می‌کنیم.
- کویل گرمایش: این کویل‌ها برای گرم کردن هوای ورودی به سیستم استفاده می‌شوند. هوای عبوری از روی کویل‌های گرمایش گرم شده و به دمای مطلوب می‌رسد. این کویل‌ها معمولاً در فصل‌های سرد یا مناطقی که نیاز به گرمایش بیشتری دارند، به کار می‌روند.
- کویل سرمایش: این کویل‌ها برای خنک کردن هوای ورودی به سیستم استفاده می‌شوند. هوای عبوری از روی کویل‌های سرمایش سرد شده و به دمای مناسب برای تهویه مطبوع می‌رسد. این کویل‌ها در فصل‌های گرم سال یا مناطقی که به سرمایش بیشتری نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- کویل پیش‌گرم: این کویل‌ها وظیفه دارند دمای هوای ورودی را پیش از رسیدن به کویل‌های اصلی تنظیم کنند. به‌ویژه در شرایطی که هوای ورودی بسیار سرد است، کویل‌های پیش‌گرم اهمیت بالایی پیدا می‌کنند و از یخ‌زدگی و آسیب به سیستم جلوگیری می‌کنند.
ترکیب این کویل‌ها با فیلترهای مختلف، امکان کنترل دقیق دما و کیفیت هوای ورودی را فراهم کرده و محیطی مطلوب و سالم را برای ساکنان ایجاد می‌کند. در سیستم های هوشمند هوارسان فول فرش، علاوه بر کویل‌های گرمایش و سرمایش، از تجهیزاتی مانند رطوبت زن برای بهبود کیفیت و رطوبت هوای ورودی استفاده می‌شود. این دستگاه ها با افزودن رطوبت به هوا، محیط داخلی را برای فضا هایی که به سطح رطوبت بالاتری نیاز دارند، مناسب می‌کنند.
رطوبت زن‌ها به‌طور خودکار و با توجه به تنظیمات کاربر و وضعیت هوای محیط، میزان رطوبت را بهینه‌سازی می‌کنند. این سیستم‌ها با کنترل دقیق سطح رطوبت، شرایط ایده‌آلی را ایجاد کرده و از خشکی بیش از حد هوا جلوگیری می‌کنند. بنابراین، استفاده از رطوبت زن‌ها در سیستم های هوارسان، تأثیر بسزایی در ایجاد محیطی راحت و سالم دارد و برای کاربرانی که نیاز به تنظیم دقیق شرایط محیطی دارند، بسیار کارآمد است.
4. کنترل اتوماتیک دما و رطوبت
یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد سیستم های هوارسان هوشمند، قابلیت کنترل خودکار دما و رطوبت است. این سیستم ها با استفاده از سنسور های پیشرفته و نرم‌افزار های کنترلی، وضعیت هوای خارجی و دما و رطوبت مورد نظر کاربر (Set Point) را زیر نظر دارند و بر اساس این اطلاعات به‌طور خودکار اقدام می‌کنند.
مراحل فرآیند کنترل دمای اتوماتیک
بررسی دما و تنظیمات کاربر
سیستم در ابتدا دمای هوای بیرونی و دمای تنظیم شده توسط کاربر را اندازه‌گیری می‌کند تا تفاوت های موجود را شناسایی کند.
تصمیم گیری درباره عملکرد کویل ها
بر اساس تفاوت میان دمای بیرونی و دمای تنظیم شده، سیستم های هوشمند هوارسان تصمیم می‌گیرد که کدام کویل (گرمایش یا سرمایش) فعال شود و شدت عملکرد آن چقدر باشد. به عنوان مثال:
اگر دمای بیرونی بسیار سرد باشد و دمای تنظیم شده بالاتر از آن باشد، سیستم کویل گرمایش را فعال می‌کند.
در موردی که دمای بیرونی گرم باشد و دمای تنظیم شده پایین‌تر، سیستم کویل سرمایش را به کار می‌گیرد
تنظیم میزان باز شدن کویل ها
سیستم های هوشمند هوارسان به‌طور دقیق میزان باز شدن کویل ها را تنظیم کرده تا عملکرد بهینه و بالاترین کارایی حاصل شود. به عنوان مثال، سیستم ممکن است تصمیم بگیرد که کویل سرمایشی را فقط 10 درصد باز کند تا دما به تدریج و با کمترین مصرف انرژی تنظیم شود.
کنترل رطوبت
در صورت نیاز، سیستم رطوبت‌زن را نیز فعال می‌کند تا رطوبت هوا به سطح مطلوب برسد. این عمل نیز به‌طور خودکار و با توجه به اطلاعات سنسورهای رطوبت و تنظیمات کاربر انجام می‌شود.
شما می‌توانید این سیستم را به‌صورت کنترل از راه دور مدیریت کنید و به آسانی تنظیمات لازم را انجام دهید. این ویژگی به کاربر اجازه می‌دهد که در هر زمان و مکانی، بر شرایط محیطی نظارت و کنترل داشته باشد
برای آشنایی با پنل هوشمند کلیک کنید.
5. نمایش درصد گرفتگی فیلتر ها
یکی از ویژگی های پیشرفته سیستم های هوارسان هوشمند ، امکان نمایش درصد گرفتگی فیلترها است. این ویژگی به بهبود نگهداری و عملکرد سیستم کمک می‌کند. فیلترهای هوا وظیفه مهمی در حذف ذرات معلق و گرد و غبار از هوای ورودی دارند. با گذشت زمان، این فیلترها دچار گرفتگی می‌شوند که به کاهش کارایی سیستم و افزایش مصرف انرژی منجر می‌شود.
سیستم مانیتورینگ گرفتگی فیلتر ها
سیستم های هوارسان هوشمند با استفاده از سنسور های نصب شده در مسیر جریان هوا، قادرند وضعیت فیلترها را به طور مداوم مانیتور کنند. این سنسور ها فشار هوا را قبل و بعد از فیلترها اندازه‌گیری کرده و بر اساس این داده‌ها، درصد گرفتگی فیلترها را محاسبه و نمایش می‌دهند.
فرآیند بررسی تمیزی و گرفتگی فیلتر ها
در سیستم های هوشمند هوارسان، وضعیت تمیزی و گرفتگی فیلتر ها با استفاده از سنسور های فشار نصب‌شده در دو طرف فیلترها مورد بررسی قرار می‌گیرد. این سیستم ها با اندازه گیری افت فشار، می توانند وضعیت فیلترها را تشخیص دهند:
حالت اول: فیلتر تمیز – افت فشار معمولی
در این حالت، فیلتر در وضعیت خوبی قرار دارد و افت فشار در محدوده نرمال است. این نشان‌دهنده این است که فیلتر نیازی به تعویض یا تمیز کردن ندارد.
حالت دوم: فیلتر گرفته – حداکثر افت فشار 250 پاسکال
در این حالت، فیلتر به حداکثر ظرفیت خود برای جذب ذرات معلق رسیده و باید تعویض شود. افت فشار زیاد در این وضعیت نشان‌دهنده گرفتگی شدید فیلتر است.
حالت سوم: پارگی جزئی فیلتر – افت فشار نامحسوس
در این حالت، فیلتر دارای پارگی جزئی است که موجب عبور گرد و غبار می‌شود، اما افت فشار زیادی ایجاد نمی‌کند. این وضعیت خطرناک است زیرا باعث کاهش کیفیت هوا می‌شود بدون اینکه افت فشار محسوس باشد.
حالت چهارم: پارگی کلی فیلتر – افت فشار بسیار کم
در این حالت، فیلتر به طور کلی دچار پارگی شده و تقریباً هیچ مقاومتی در برابر جریان هوا ایجاد نمی‌کند. این وضعیت بسیار خطرناک است زیرا ذرات معلق و گرد و غبار به راحتی از فیلتر عبور می‌کنند.
برای تشخیص دقیق وضعیت فیلترها، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود.
6. کنترل فن ها با فن درایو و دور متغیر
پس از عبور هوا از کویل ها، فن هایی در دستگاه هوارسان هوشمند وجود دارند که مسئول جریان دهی هوا هستند. برای بهبود کنترل جریان هوا و بهینه سازی مصرف انرژی، از فن درایو ها برای تنظیم دور متغیر فن ها استفاده می‌شود.
فن درایو
این دستگاه ها امکان تنظیم سرعت فن ها را بر اساس نیاز سیستم و شرایط محیطی فراهم می‌کنند. با تنظیم دور متغیر، می توان به بهینه ترین حالت عملکردی دست یافت و مصرف انرژی را کاهش داد.
مزایای استفاده از فن درایو
- کاهش مصرف انرژی: با تنظیم دور فن ها بر اساس نیاز واقعی، مصرف انرژی کاهش می‌یابد.
- کنترل دقیق تر جریان هوا: امکان تنظیم دقیق سرعت فن ها به بهبود کنترل جریان هوا و دمای محیط کمک می‌کند.
- افزایش عمر مفید تجهیزات: کاهش تعداد روشن و خاموش شدن های مکرر، باعث افزایش عمر مفید فن‌ها و سیستم های مرتبط می‌شود.
با استفاده از سنسور های فشار و سایر ابزار های مانیتورینگ، می توان وضعیت فیلترها را به دقت بررسی کرده و مشکلات احتمالی را در مراحل اولیه شناسایی کرد. همچنین، با بهره‌گیری از فن درایو ها و کنترل دور متغیر فن‌ها، می توان به بهینه ترین حالت عملکرد سیستم دست یافت و مصرف انرژی را به حداقل رساند. این روش‌ها نه تنها به افزایش کارایی سیستم کمک می‌کنند، بلکه عمر مفید تجهیزات را نیز بهبود می بخشند.
برای آشنایی با کاربرد های اتوماسیون خانگی کلیک کنید.
محاسبه CFM(حجم جریان هوا)
CFM (Cubic Feet per Minute) معیاری برای اندازه‌گیری حجم جریان هوای عبوری از یک نقطه مشخص در واحد زمان است. فرمول محاسبه CFM به شرح زیر است:
- ΔP: افت فشار در طول مسیر جریان هوا (معمولاً بر حسب پاسکال)
- Q: حجم جریان هوا بر حسب واحدهای حجمی (معمولاً فوت مکعب در دقیقه یا CFM)
- k: ثابت وابسته به ساخت و نوع فن که شامل عواملی مانند طراحی پره‌ها، سرعت چرخش و کارایی فن است.
با استفاده از این فرمول، می توان حجم جریان هوای عبوری را محاسبه کرد و اطلاعات مهمی در مورد کارایی سیستم های هوشمند هوارسان و تهویه مطبوع به دست آورد.
تعیین ثابت K
ثابت K بر اساس نوع و طراحی فن مشخص می‌شود و به صورت تجربی یا از طریق داده های تولید کننده فن تعیین می‌گردد. این مقدار معمولاً در مشخصات فنی فن ها درج می‌شود و به کاربر کمک می‌کند تا CFM مورد نیاز خود را به دقت محاسبه کند.
تنظیم دور فن برای دستیابی به CFM مورد نظر
برای رسیدن به CFM مطلوب، می‌توان دور فن را تنظیم کرد. به عنوان مثال، با تنظیم دور فن به 80٪ یا 85٪ دور نامی، می‌توان به CFM مورد نظر دست یافت. این تنظیمات بسته به نیاز سیستم و شرایط محیطی متفاوت است.
اثر گرفتگی فیلتر بر CFM
اگر فیلترها در دستگاه هوارسان هوشمند دچار گرفتگی شوند، افت فشار افزایش می‌یابد که این امر منجر به کاهش CFM خروجی می‌شود. این موضوع به‌ویژه در سیستم‌های HVAC اهمیت دارد زیرا کاهش حجم جریان هوا به کاهش کارایی سیستم و افزایش مصرف انرژی منجر می‌شود. در این شرایط، دستگاه‌ها امکان تنظیم سرعت فن‌ها را بر اساس نیاز واقعی سیستم فراهم می‌کنند.
- مانیتورینگ و تنظیم خودکار: برخی از سیستم‌های هوشمند هوارسان می‌توانند به صورت خودکار وضعیت فیلترها و CFM را مانیتور کرده و در صورت نیاز، تنظیمات لازم را اعمال کنند.
- تنظیم سرعت فن: با استفاده از فن درایو، می‌توان سرعت فن را به 80٪ یا 85٪ دور نامی تنظیم کرد تا CFM مورد نیاز تولید شود.
محاسبه دقیق CFM و تنظیم دور فن برای دستیابی به جریان هوای مطلوب از اهمیت بالایی برخوردار است. با بهره‌گیری از فن درایوها و مانیتورینگ مستمر افت فشار در فیلترها، می‌توان عملکرد سیستم های هوشمند هوارسان را بهینه کرد و از کاهش کارایی و افزایش مصرف انرژی جلوگیری نمود.
بیشتر بخوانید: نحوه اتصال دوربین مدار بسته به گوشی
کنترل هوشمند برای حفظ CFM ثابت با فیلتر های کثیف
در سیستم های هوارسان هوشمند، گرفتگی فیلترها باعث افزایش افت فشار در مسیر جریان هوا می‌شود. این افت فشار منجر به کاهش حجم جریان هوا (CFM) شده که بر کارایی کلی سیستم تأثیر منفی دارد. برای جبران این افت فشار و حفظ CFM ثابت، سیستم کنترل هوشمند به‌طور خودکار تنظیمات لازم را انجام می‌دهد.
نتایج و مزایای کنترل هوشمند CFM
- کیفیت هوای بهینه: هوایی که از دستگاه خارج می‌شود، دارای سطح مناسب ذرات معلق، دما و رطوبت تنظیم شده است. این ویژگی به ویژه در محیط‌های حساس مانند اتاق عمل، کلین روم و سایر فضاهای اداری اهمیت دارد.
- حفظ CFM ثابت: با تنظیم دور فن، سیستم حجم جریان هوا را به طور مداوم در سطح مطلوب نگه می‌دارد، حتی در شرایطی که فیلترها دچار گرفتگی شده‌اند.
کاربرد های متنوع کنترل هوشمند CFM
- محیط های اداری: در محیط های اداری، حفظ کیفیت هوای مناسب و شرایط راحت برای کارکنان اهمیت دارد که به بهره وری و سلامتی آن‌ها کمک می‌کند.
- اتاق عمل: در اتاق های عمل، حفظ کیفیت هوای بالا و کنترل دقیق دما و رطوبت برای جلوگیری از عفونت و تضمین شرایط بهداشتی بسیار حیاتی است.
- کلین روم: در کلین روم‌ها که برای تولیدات حساس مانند محصولات دارویی و الکترونیکی استفاده می‌شوند، کنترل دقیق سطح ذرات معلق و شرایط محیطی الزامی است.
- سایر محیط‌ها: هر محیط دیگری که نیاز به کنترل دقیق شرایط هوایی داشته باشد، از این سیستم‌های هوشمند بهره‌مند خواهد شد.
سیستم های هوارسان هوشمند با قابلیت تشخیص گرفتگی فیلترها و تنظیم خودکار دور فن، تضمین می‌کنند که CFM خروجی ثابت بماند و کیفیت هوا حفظ شود. این ویژگی‌ها به بهبود کارایی سیستم، کاهش مصرف انرژی و حفظ شرایط مطلوب محیطی در انواع مختلف فضاها کمک می‌کنند.
