سیستم هوشمند موتورخانه چیست؟
سامانهٔ کنترل هوشمند موتورخانه فیدار دمای آب رفت را بر اساس دمای بیرون، دمای واقعی زون‌ها و برنامهٔ اشغال ساختمان تنظیم میکند و مصرف سوخت را از کارکرد پیوسته به مصرف مبتنی بر نیاز تبدیل میکند.
موتورخانه‌های غیر هوشمند
معمولا تمام تجهیزات موتورخانه شامل بویلرها و پمپ‌ها (به جز بوستر پمپ‌ها) در دو حالت روشن و یا خاموش عمل می کنند و برای کنترل عملکرد این المان‌ها در موتورخانه‌های غیر هوشمند از تجهیزاتی مانند ترموستات استفاده می گردد. ترموستات در دمای مشخص شده توسط کاربر با یک هیسترزیس مشخص بویلرها و پمپ‌ها را روشن و خاموش میکند. باید توجه داشت که ترموستات بصورت استندالون فقط متمرکز بر دمای عملکردی مربوط به همان تجهیز است به عبارتی هر بویلر و یا پمپ در داخل موتورخانه، یک ترموستات را برای کنترل عملکرد خود دارا است و هیچ فیدبکی از دمای بخش‌های مختلف موتورخانه و ساختمان، و یا نحوه عملکرد دیگر تجهیزات ندارد.
المان‌های که در صورت غیر هوشمند بودن موتورخانه در فرآیند کنترل دخیل نمی‌باشند شامل :
- دمای لحظه‌ای محیط بیرون از ساختمان مخصوصا در ضلع شمالی ساختمان
- اختلاف لحظه‌ای دمای کلکتور رفت و برگشت
- عملکرد مستقل تجهیزات موتورخانه (عملکرد غیر متمرکز تجهیزات)
- دمای تعیین شده آب گرم مصرفی توسط کاربر در قیاس با دمای کلکتور رفت
- فیدبک برگشتی از نحوه تبادل دمایی داخل و خارج ساختمان
سیستم هوشمند موتورخانه
سیستم های هوشمند موتورخانه شامل تجهیزاتی متشکل از کنترلر و سنسورها و ماژول‌های ارتباطی است که تجهیزات موتورخانه را بصورت یکپارچه و براساس دمای محیط بیرون از ساختمان و مقدار دمای آسایش مورد نیاز داخل ساختمان کنترل میکند. به عبارتی این سیستم با استفاده از سنسورهای نصب شده در نقاط مختلف موتورخانه و همچنین سنسور محیط بیرون از ساختمان، فیدبک‌های مناسب را جهت کنترل بهینه تجهیزات موتورخانه استخراج، و در راستای کاهش مصرف و استهلاک تجهیزات به کار می‌گیرد. بعنوان مثال در یک روز زمستانی ممکن است دمای هوای محیط بیرون ساختمان پس از غروب آفتاب به دمای 15- برسد و دمای ظهر همان روز در حدود 10 درجه باشد این در حالیست که در موتوخانه‌های غیر هوشمند عملکرد موتورخانه برای هر دو دما یکسان خواهد بود که این امر در کنار عدم ایجاد دمای آسایش در داخل ساختمان باعث سوء مصرف در انرژی خواهد بود در مقابل سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، عکس‌العمل خود را در طول روز برای دما‌های مختلف خواهد داشت.
نسل‌های مختلف سیستم هوشمند موتورخانه
طراحی و ساخت سیستم‌های کنترل هوشمند موتورخانه در ایران از سال 1382 آغاز گردیده و هر ساله شاهد پیشرفت و بروز شدن این سیستم‌ها در کشور هستیم. بطور کلی این سیستم‌ها را با توجه به امکانات و تکنولوژی طراحی جهت درک بیشتر در چهار نسل دسته بندی کرده‌ایم :
نسل اول
- تولید از سال 1382 در ایران
- کنترل دمای بویلر ها فقط بر اساس دمای محیط بیرون ساختمان بصورت خطی (اختلاف دمای کلکتورها به عنوان یک المان مهم تاثیری در عملکرد سیستم ندارد)
- کنترل دمای پمپ های سیرکلاسیون وابسته به عملکرد بویلر ها (دمای عملکرد پمپ‌ها بصورت خطی وابسته به دمای عملکرد بویلرها می‌باشد)
- استفاده از 3 سنسور (کلکتور رفت، محیط بیرون از ساختمان، رفت آب گرم مصرفی)
- استفاده از سنسور های آنالوگ (نویزپذیری بسیار زیاد در طول‌های بیش از 30 متر)
- عدم وجود سیستم مانیتورینگ (پایش)
نسل دوم
- تولید از سال 1390 در ایران
- کنترل دمای بویلر ها فقط بر اساس دمای محیط بیرون ساختمان و مقدار نیاز داخل ساختمان (تاثیر اختلاف دمای کلکتور رفت به کلکتور برگشت در تعیین دمای بهینه بویلرها)
- کنترل دمای پمپ های سیرکلاسیون بصورت غیر خطی (عدم وابستگی عملکرد پمپ‌ها به دمای بهینه بویلر ها)
- استفاده از 5 سنسور (کلکتور رفت، کلکتور برگشت، محیط بیرون از ساختمان، رفت آب گرم مصرفی، برگشت آبگرم مصرفی)
- استفاده از سنسور های دیجیتال
- عدم وجود سیستم مانیتورینگ (پایش)
سیستم کنترل هوشمند موتورخانه مدل FCM3256-02 تولیدی این شرکت، که توضیحات آن از این لینک قابل دسترس می‌باشد نیز زیر مجموعه دسته نسل دوم می باشد.
نسل سوم
- تولید از سال 1393 در ایران
- کنترل دمای بویلر ها بر اساس دمای محیط بیرون ساختمان و مقدار نیاز داخل ساختمان
- کنترل دمای پمپ های سیرکلاسیون بصورت غیر خطی
- استفاده از 5 سنسور
- استفاده از سنسور های دیجیتال
- سیستم مانیتورینگ شبکه داخلی
- امکان کنترل داخلی شبکه
- عدم امکان کنترل و مانیتورینگ موتورخانه های یک مجموعه در بستر یک سامانه متمرکز
- عدم پشتیبانی شبکه ابری (IOT)
نسل چهارم
- تولید از سال 1398 در ایران
- کنترل دمای بویلر ها بر اساس دمای محیط بیرون ساختمان و مقدار نیاز داخل ساختمان
- کنترل دمای پمپ های سیرکلاسیون بصورت غیر خطی (عدم وابستگی به دمای بویلر)
- استفاده از 5 سنسور
- استفاده از سنسور های دیجیتال
- انتقال دیتای سنسور با پروتکل های استاندارد مانند Modbus ، LORA و …
- سیستم مانیتورینگ ابری IOT
- پشتیبانی از صنعت نسل چهارم IIOT
- امکان کنترل و مانیتورینگ و گزارش گیری تعداد نامحدود موتورخانه در بستر یک سامانه متمرکز
سیستم کنترل هوشمند موتورخانه مدل FCM3256-01 و FCH3256-01 تولیدی این شرکت، که توضیحات آن از این لینک قابل دسترس می‌باشد نیز زیر مجموعه دسته نسل چهارم می باشد.
سیستم مانیتورینگ در تجهیزات هوشمند موتورخانه در بستر یک سامانه متمرکز تعریف می گردد. بعبارتی سیستم های مانیتورینگ در نسل چهارم موتورخانه هوشمند تعریف می گردد.
| نسل‌های سیستم | تاثیر دمای محیط بیرون | تاثیر اختلاف دمای کلکتور رفت و برگشت | استقلال عملکردی پمپ‌ها از بویلرها | کنترل آبگرم مصرفی | سنسورهای آنالوگ | سنسورهای دیجیتال | سیستم مانیتورینگ | مانیتورینگ WEB-SERVER | مانیتورینگ تحت سامانه (IIOT) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نسل اول | ✓ | — | — | — | ✓ | — | — | — | — |
| نسل دوم | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | — | — | — | — |
| نسل سوم | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | — | ✓ | ✓ | ✓ | — |
| نسل چهارم | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | — | ✓ | ✓ | — | ✓ |
چرا این پایش لازم است
موتورخانهٔ سنتی با یک ترموستات و منطق روشن/خاموش کار میکند. این شیوه دو خطای هم‌زمان ایجاد میکند: در روزهای معتدل گرمای بیش از نیاز تولید میشود و در سرمای شدید، همان سامانه دیر به دمای هدف می‌رسد. هیچ‌یک از این دو خطا در قبض گاز جداگانه ظاهر نمی‌شود؛ فقط مجموع آن‌ها به‌عنوان هزینهٔ سوخت دیده میشود.
خطای دوم، زمان‌بندی است. ساختمان اداری، مدرسه و مسجد الگوی اشغال مشخصی دارند، اما موتورخانه معمولاً شبانه‌روز روی یک نقطهٔ تنظیم کار میکند؛ کاهش شبانه و پیش‌گرم صبحگاهی به‌صورت دستی انجام نمی‌شود. بیشترین سهم صرفه‌جویی از خاموشی برنامه‌ریزی‌شدهٔ تجهیز موجود در ساعات بدون اشغال به‌دست می‌آید.
کنترل هوشمند موتورخانهٔ فیدار چهار نسل توسعه را طی کرده است: نسل اول (۱۳۸۲) کنترل خطی بر اساس دمای بیرون؛ نسل دوم (۱۳۹۰) کنترل غیرخطی پمپ با پنج سنسور دیجیتال؛ نسل سوم (۱۳۹۳) پایش تحت شبکهٔ محلی؛ و نسل چهارم (۱۳۹۸) اتصال IoT/IIoT با پروتکل‌های Modbus و LoRa و مدیریت متمرکز تعداد نامحدود سامانه از یک داشبورد.
چه چیزی اندازه‌گیری میشود
دمای بیرون ساختمان
مبنای منحنی جبران‌سازی است: دمای آب رفت به‌جای یک نقطهٔ ثابت، تابعی از دمای بیرون میشود.
دمای رفت و برگشت مدار
اختلاف رفت و برگشت، بازده دیگ و درستی گردش آب را نشان می‌دهد؛ اختلاف کم نشانهٔ پمپ پرکار و دیگ کم‌بازده است.
دمای زونهای ساختمان
چند نقطه در طبقات و جبهه‌های مختلف اندازه‌گیری میشود. جبههٔ جنوبی و شمالی معمولاً هم‌دما نیستند و یک ترموستات واحد هر دو را پوشش نمی‌دهد.
کارکرد پمپ و مشعل
جریان الکتروموتور و کنتاکت خشک مشعل، کارکرد واقعی تجهیز را ثبت میکند. پمپی که برق دارد اما نمی‌چرخد، بدون اندازه‌گیری جریان تشخیص داده نمی‌شود.
دمای آب گرم مصرفی
منبع آب گرم مصرفی برنامه و آستانهٔ مستقل از مدار گرمایش دارد. نگه‌داشتن آن در دمای هدف هم الزام بهداشتی است و هم مصرف انرژی را محدود میکند.
نشت آب موتورخانه
کابل حسگر در کف موتورخانه، نشت شیر و مبدل را پیش از آسیب به تابلوی برق تشخیص می‌دهد.
تجهیزات پیشنهادی
همهٔ مدل‌های زیر از سبد محصول فیدار الکترونیک‌اند. ترکیب نهایی پس از بازدید یا مشاورهٔ فنی تعیین میشود.
FCH3256-01
FCH3256-01
کنترلر هوشمند موتورخانه با ارتباط شبکه، برای ساختمان دارای شبکهٔ داخلی
FCM3256-01
FCM3256-01
نسخهٔ GSM برای ساختمان بدون شبکه؛ کنترل و هشدار روی خط موبایل
FCM3256-02
FCM3256-02
نسخهٔ اقتصادی و فشرده برای ساختمان‌های کوچک و متوسط
FTD3070-01
سنسور دمای Spot
سنسور دمای نقطه‌ای برای رفت، برگشت و منبع آب گرم مصرفی
مشاهدهٔ محصول ←
FTA3070-01
سنسور دما و رطوبت
سنسور دما و رطوبت برای زونهای ساختمان و دمای بیرون
مشاهدهٔ محصول ←
FAC2000-23
سنسور جریان متناوب سه کانال تحت شبکه
سنسور جریان متناوب سه‌کاناله برای پمپ‌ها، مشعل و فن هواساز
مشاهدهٔ محصول ←
FDD0001-02
دتکتور کنتاکت خشک سه کانال
دتکتور کنتاکت خشک سه‌کاناله برای وضعیت مشعل، آلارم دیگ و کلید اضطراری
مشاهدهٔ محصول ←
FAC0420-01
سنسور جریان ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر
ورودی ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر برای ترانسمیتر فشار مدار و سطح منبع
مشاهدهٔ محصول ←
FDW0050-01
سنسور تشخیص نشت آب
سنسور نشت آب در کف موتورخانه
مشاهدهٔ محصول ←
FDR0508-01
کارت خروجی رله ۸ کاناله مدل FDR0508-01
کارت رلهٔ ۸ کاناله برای فرمان به پمپ، مشعل، شیر موتوری و هواساز
مشاهدهٔ محصول ←قوانین هشدار و اتوماسیون
- 1
دمای آب رفت از منحنی جبران‌سازی بر اساس دمای بیرون محاسبه میشود، نه از یک نقطهٔ ثابت.
- 2
کاهش شبانه و تعطیلات به‌صورت زمان‌بندی‌شده اعمال میشود؛ پیش‌گرم هوشمند فضا را تا لحظهٔ شروع اشغال به دمای هدف می‌رساند.
- 3
قطع جریان پمپ در حالی که مشعل روشن است: توقف مشعل با رله و هشدار فوری، چون خطر جوش‌آوردن دیگ وجود دارد.
- 4
دمای یک زون بیش از حد مجاز پایین‌تر از هدف در حالی که مدار فعال است: هشدار شیر یا پمپ زون.
- 5
هر تماس آب روی کابل حسگر کف موتورخانه: هشدار فوری با پیامک به مسئول تأسیسات.
- 6
گزارش ماهانهٔ ساعات کارکرد مشعل و پمپ‌ها، به‌عنوان مبنای مقایسهٔ مصرف پیش و پس از هوشمندسازی.
نتیجه برای بهره‌بردار
مصرف سوخت با حذف گرمای اضافی روزهای معتدل و ساعات بدون اشغال کاهش می‌یابد.
شکایت سرما و گرمای زون‌ها با مشاهدهٔ دمای واقعی هر زون بررسی میشود.
خرابی پمپ و مشعل در لحظهٔ وقوع اعلام میشود، پیش از افت دمای ساختمان.
چند ساختمان یک سازمان در یک داشبورد مقایسه میشوند و ساختمان پرمصرف مشخص میشود.
پرسش‌های متداول
تفاوت موتورخانهٔ سنتی و هوشمند دقیقاً چیست؟
موتورخانهٔ سنتی با ترموستات و منطق روشن/خاموش کار میکند و از زونهای ساختمان بازخوردی نمیگیرد. موتورخانهٔ هوشمند با کنترلر و سنسورهای توزیعشده، دمای آب رفت را بر اساس دمای بیرون و نیاز واقعی داخل تنظیم میکند، برنامهٔ زمانی و کاهش شبانه دارد و کارکرد هر تجهیز را ثبت میکند. تفاوت عملی در قبض سوخت دیده میشود.
کدام کنترلر برای ساختمان ما مناسب است؟
اگر ساختمان شبکهٔ داخلی دارد و کنترل متمرکز مورد نیاز است، مدل FCH3256-01. اگر شبکه وجود ندارد یا وابستگی به آن مطلوب نیست، مدل FCM3256-01 کنترل و هشدار را روی خط موبایل انجام می‌دهد. برای ساختمان‌های کوچک و متوسط با تعداد نقطهٔ کمتر، مدل FCM3256-02 گزینهٔ اقتصادی است. انتخاب نهایی به تعداد زون‌ها، تعداد پمپ‌ها و نحوهٔ دسترسی از راه دور بستگی دارد.
روی موتورخانهٔ موجود قابل نصب است یا باید همهچیز عوض شود؟
روی موتورخانهٔ موجود نصب میشود. دیگ، مشعل، پمپ و مبدل حفظ میشوند؛ کنترلر، سنسورهای دما و خروجیهای رله به سامانهٔ موجود افزوده میشوند. در بیشتر پروژهها تجهیز موجود از نظر مکانیکی سالم است و بدون داده کار میکند.
چقدر صرفه‌جویی میکند؟
رقم واقعی به وضعیت فعلی ساختمان بستگی دارد و بدون داده قابل اعلام نیست. بیشترین سهم صرفه‌جویی معمولاً از دو مسیر به‌دست می‌آید: حذف گرمای اضافی در روزهای معتدل با منحنی جبران‌سازی، و خاموشی برنامه‌ریزی‌شده در ساعات بدون اشغال. به همین دلیل گزارش ماهانهٔ ساعات کارکرد بخشی از سامانه است تا صرفه‌جویی اندازه‌گیری شود.
راهکارهای مرتبط
این راهکار را برای سایت خودتان می‌خواهید؟
مشخصات سایت را بفرستید تا لیست تجهیزات و پیشنهاد فنی متناسب با آن آماده شود.