کنترل تاسیسات موتورخانه

کنترل تاسیسات موتورخانه درخانه هوشمند

تاسیسات موتورخانه

موتورخانه (Mechanical room ) فضا یا اتاقی است در یک ساختمان که به دستگاه های مکانیکی و کنترل کننده های الکتریکی ، اختصاص داده می شود. موتورخانه ها بنابر کاربری ساختمان و سیستم های تاسیسات آن در اندازه های مختلفی ساخته می شوند.

در ساختمان هایی که از سیستم های حرارت و سرمایش مرکزی استفاده می کنند ابعاد موتورخانه بزرگتر می شود. در این نوع از ساختمان ها تمامی تجهیزات تاسیساتی سیستم به یک فضا انتقال داده می شود که کنترل و تعمیر آن ها را آسان تر می کند. به محل قرار گرفتن این تجهیزات ، موتورخانه گویند.

معمولا هدف تجهیزاتی که در موتورخانه هستند ، تهویه مطبوع و گرمایش ساختمان است. در سیستم های تهویه مطبوع و گرمایش ، روش های متعددی به کار گرفته می شود و بنا بر هر کدام از این روش ها تجهیزات متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد.

معرفی تجهیزات عمومی موتورخانه و طراحی بخش کنترلی

سیستم های تهویه به طور عموم از تجهیزات زیر تشکیل می گردند:

  • بویلر
  • چیلر
  • برج خنک کننده
  • کویل آب گرم
  • پمپ آب
  • مخزن
  • اگزاست فن
  • هواساز

در ادامه پس از معرفی مختصر تاسیسات موتورخانه، طرح نمونه کنترل این تجهیزات معرفی می گردد.

بویلر

دیگ آب گرم (Hot Water Boiler) یا بویلر آبگرم، یک مخزن تحت فشار می باشد که در آن سیال عامل تحت فشار، گرم شده و مورد استفاده قرار می گیرد. آب به عنوان سیال عامل بیش تر بویلرها با ظرفیت حرارتی بالا توان ذخیره انرژی مورد نیاز را دارد.

دیگ های آبگرم در سیستم های گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد و با جاسازی آن در موتورخانه ساختمان می توان گرمایش محیط را تامین کرد.

شکل زیر نمونه ای از چیلر بویلر موتورخانه را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک بویلر را نمایش می دهد:

چیلر

چیلر دستگاهی است که حرارت را از مایع (معمولاً آب) بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار و یا جذبی می‌زداید. این مایع می‌تواند برای خنک کاری هوا و یا دستگاه‌هااستفاده شود که معمولاً به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی جریان دارد. چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می‌شوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می‌شوند.

چیلر تراکمی

در چیلرهای تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می‌گردد. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌گردد این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک‌کننده (اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارداین کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک‌کننده، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک‌کننده در ارتباطند می‌گردد. سپس گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل می‌شود.

شکل زیر نمونه ای از چیلر تراکمی را نشان می دهد:

 

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک چیلر تراکمی را نمایش می دهد:

 

چیلر جذبی

در چیلرهای جذبی برخلاف چیلرهای تراکمی از جذب کننده (Absorber) و مولد حرارتی (ژنراتور) بجای کمپرسور استفاده می‌گردد. عمومی‌ترین خنک‌کننده در چیلرهای جذبی سیستم برمید لیتیم (لیتیوم برماید) است. در این سیستم، در قسمت جذب کننده، بخار آب توسط لیتیوم برماید غلیظ جذب شده و در قسمت مولد حرارتی، آب بر اثر حرارت تبدیل به بخار می‌شود. بخار آب در کندانسور که دارای فشار ۱/۰ اتمسفر است به حالت مایع در می‌آیدو سپس در خنک‌کننده که تحت فشار ۰۱/۰ اتمسفر دوباره به بخار تبدیل می‌گردد و آب برای اینکه تبخیر گردد گرمای نهان خود رااز محیط خنک‌کننده می‌گیرد و باعث ایجاد برودت می‌گردد سپس بخار آب ایجاد شده در خنک‌کننده به جذب کننده منتقل می‌گردد و دوباره این چرخه تکرار می‌شود.

شکل زیر نمونه ای از چیلر جذبی را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک چیلر جذبی را نمایش می دهد:

برج خنک کننده

برج خنک کن (Cooling tower) دستگاهی است که حرارت اضافی تجهیزات تهویه مطبوع را می گیرد و آن را به محیط منتقل می کند. سیالاتی که جهت خنک کاری در سیستم های تهویه مطبوع، پالایشگاه ها،صنایع پتروشیمی، نیروگاه ها و… استفاده می شوند، در اثر سیرکولاسیون گرم شده و دمای آن بالا می رود. در سیستم های تهویه مطبوع (گرمایش، سرمایش) از برج های خنک کننده جهت دفع حرارت نامطلوب چیلر استفاده می شود. چیلر های آب خنک معمولا کارایی بیشتر نسبت به چیلر های هوا خنک در کاهش دمای سیال ( تا نزدیکی دمای حباب تر) به برج آب دارند.

شکل زیر نمونه ای از برج خنک کننده را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک برج خنک کننده را نمایش می دهد:

کویل آب گرم

منابع کویل ­دار (Domestic Hot Water) متداول­ترین روش برای تولید آبگرم بهداشتی مصرفی و ذخیره آب، می‌باشد.

در منبع کویل دار ، آب گرم یا بخار تهیه شده توسط بویلر، داخل یک کویل حرارتی که معمولا از چند شاخه لوله رفت و برگشتی که از جنس مس می‌باشد گردش نموده و پس از تبادل حرارت با دیوار لوله های مسی از کویل خارج می‌گردد. تبادل حرارت انجام شده باعث گرم شدن لوله مسی و در نهایت گرم شدن آب سرد خارج لوله که آنرا احاطه کرده است می‌شود.

شکل زیر نمونه ای از منبع کویل دار را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک منبع کویل دار را نمایش می دهد:

پمپ آب

پمپ (Pump) وسیله ای مکانیکی برای انتقال سیال است که با افزایش فشار در جریان، امکان جابه جایی سیال را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می آورد. در موتور خانه اگر حجم آب و فشار بالایی احتیاج نباشد از یک پمپ برای پمپاژ آب استفاده می شود اما اگر حجم و فشار آب پمپاژ شده بالا باشد چند پمپ به صورت موازی به کلکتور متصل شده و سپس آب از خروجی کلکتور به مصرف کننده ها منتقل می شود.

پمپ آب تکی

تصویر زیر نمونه پمپ استفاده شده در موتورخانه را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک پمپ آب تکی را نمایش می دهد:

مجموعه پمپ متصل به کلکتور

تصویر زیر مجموعه پمپ های متصل به کلکتور را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای مجموعه پمپ را نمایش می دهد:

مخزن

در موتورخانه ها از مخازن هم برای ذخیره آب و هم برای ذخیره سوخت مورد نیاز موتورخانه استفاده می شود که در ادامه طرح نمونه کنترل این تاسیسات بررسی می شود.

مخزن ذخیره آب

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای مخزن را نمایش می دهد:

 

مخزن ذخیره سوخت

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای مخزن سوخت را نمایش می دهد:

اگزاست فن

اگزاست فن Exhaust Fan ، فنی است که برخلاف فن های دمنده، هوا را می کشد و از محیط خارج می کند. ساده ترین نوع اگزاست فن ها، هواکش های معمولی هستند.

اگزاست فن ها معمولا در دو حالت گردش هوا و یا خروج هوا مورد استفاده قرار می گیرند. در حالتی که از اگزاست فن ها در گردش هوا استفاده شود، هوا پس از فیلتر شدن دوباره به محیط باز می گردد.

تصویر زیر نمونه اگزاست فن را نشان می دهد:

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک اگزاست فن را نمایش می دهد:

 

هواساز

هواساز (Air Handling Unit) دستگاهی برای تامین هوای مطبوع و سالم با دستیابی به دما و رطوبت مناسب است. هواساز یکی از اصلی‌ترین دستگاه‌های تهویه مطبوع است که در مسیر چیلر و بویلر با کانال هوا قرار می‌گیرد. هواسازها معمولا جعبه فلزی بزرگی است شامل، دمنده، کویل های گرم وسرد، محفظه فیلتر، صداگیر و دمپر می باشد. هواساز ها عموما به مجرای کانالی سیستم های تهویه مطبوع، یعنی جایی که هوای برگشتی ساختمان باید به آنجا رود قرار دارند. گاهی نیز هواساز هوای تازه و هوای برگشتی را از فضای داخل (بدون کانال) دریافت می کنند. هواساز ها در صنایع مختلف نیز برای تولید هوای مورد نیاز با درجه و رطوبت مورد نظر به کار برده می‌شوند.

هواسازها به دو دسته دارای کانال برگشت هوا و بدون کانال برگشت هوا تقسیم می شوند.

تصویر زیر نمونه یک هواساز را نشان می دهد:

اجزای این هواساز به صورت زیر است:

1- کانال تغذیه

2- محفظه فن

3- لرزه گیر

4- کویل های سرمایش و گرمایش

5- محفظه فیلتر

6- کانال اختلاط هوای برگشتی و هوای تازه

هواساز دارای کانال برگشت هوا

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک هواساز دارای کانال برگشت هوا را نمایش می دهد:

هواساز بدون کانال برگشت هوا

شکل زیر طراحی BMS نمونه برای یک هواساز بدون کانال برگشت هوا را نمایش می دهد: