[تاسیسات مکانیکی] سیستم BMS

samaneh_82

عضو جدید
نگاهی به خانه های آینده و سیستم مدیریت هوشمند ساختمان



به مجموعه (building management system ) bms ) سیستم مدیریت هوشمند ساختمان مجموعه سخت افزارها ونرم افزارهایی ا طلاق می شود که به منظور مانیتورینگ و کنترل یکپارچه قسمت های مهم و حیاتی در ساختمان نصب می شوند .
وظیفه این مجموعه، پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان و اعمال فرمان به آنها به نحوی است که عملکرد اجزای مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و در شرایط بهینه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصیص منابع انرژی فقط به فضاهای در حین بهره برداری باشد .
در این روش تابلوهای برق روشنایی عمومی، دیزل ژنراتور، سیستم اعلام و اطفای حریق، سیستم حفاظتی، آسانسورها، سیستم کنترل تردد و نیز اجزای موتورخانه مرکزی شامل چیلرها، بویلرها، پمپ های سیرکولاسیون، برج های خنک کن، هواسازها و اگزوزفن ها به نوعی به طور یکپارچه و به طور منسجم توسط یک یا چند رایانه هماهنگ و کنترل می شوند .
اجزای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
به طور کلی همانند دیگر سیستم های کنترلی نیز از سه بخش تشکیل می شود :
1 - حسگرها (sensors):
حسگرها سنجش پارامترهای محیطی و ارسال این اطلاعات به سیستم را عهده دار هستند. این اطلاعات می تواند دمای محیط بیرون و درون، دمای سیال گرم کننده یا خنک کننده، میزان روشنایی محیط، میزان رطوبت، مقدار گازها در هوا، حضور یا عدم حضور افراد در محل و دیگر اطلاعاتی که برای راهبری بهینه سیستم حیاتی است، باشد .
2 - کنترلر ها (controllers):
کنترل ها اجزایی از سیستم هستند که اطلاعات دریافتی از حسگرها را دریافت و بر اساس نرم افزار درونی خود یا نرم افزار شبکه پردازش و بر حسب نیاز فرامینی را به عملگرها ارسال می کنند .
3 – عملگرها (actuators):
عملگرها نیز اجزایی از سیستم هستند که فرامین ارسالی از کنترلر ها را دریافت و بر اساس آن واکنش نشان می دهند. این عملگرها می توانند شیرهای برقی سیالات، دریچه های قابل تنظیم عبور هوا، رله های قطع و وصل جریان الکتریکی و.... باشند .
سه بخش یاد شده توسط یک مکانیزم ارتباطی با هم مرتبط می شوند که خود از دو قسمت مهم تشکیل شده است :
1 - رسانه (مدیای) ارتباطی مانند سیم، فیبر نوری، امواج رادیویی
2 - پروتکل ارتباطی یا زبان محاوره اجزا مانند bacnet , lonworks
در حقیقت حسگرها، کنترلرها و عملگرها از طریق مدیای ارتباطی، براساس زبان محاوره ای یا پروتکل ارتباطی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند .
مزایای کلی استفاده از bms
حذف مصارف ناخواسته:
از آنجا که سیستم فقط هنگام بهره برداری از فضا، اجازه استفاده از منابع انرژی از قبیل سرمایش و گرمایش و روشنایی را می دهد، مصارف ناخواسته انرژی از بین رفته و استفاده از انرژی بهینه می شود .
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:
مدیریت بهینه استفاده از تاسیسات، موجب کاهش میزان ساعات کارکرد هر تجهیز شده و در نهایت به مقدار قابل ملاحظه ای هزینه های تعویض قطعات مصرفی و نیز خرابی های ناشی از کارکرد طولانی را کاهش می دهد .
پایش دائمی کلیه اجزای ساختمان:
کلیه اجزای مهم ساختمان از قبیل مجموعه های سرمایش و گرمایش و تهویه و آبرسانی و... به طور متمرکز از طریق یک کامپیوتر در محل ساختمان یا از راه دور و در تمام ساعات قابل پایش بوده و نیاز به سرکشی محلی هر تجهیز در محل نصب را مرتفع می کند .
حذف خطاهای اپراتوری:
از آنجا که پس از تنظیمات اولیه سیستم، کلیه کنترل ها توسط رایانه صورت می پذیرد، نگرانی اشتباهات و کوتاهی پرسنل بهره بردار و در نتیجه بروز خسارات از بین می رود .
اعلام وضعیت اجزا برای جلوگیری از خرابی و وقفه در کار اجزای ساختمان:
با توجه به نمایش وضعیت کارکردی هر یک از المان های تاسیسات روی رایانه اصلی، کنترل سلامت اجزا به راحتی امکان پذیر است .
مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث :
مدیریت یکپارچه سیستم روی بخش های مختلف، باعث ایجاد هماهنگی بین بخش های مختلف از قبیل اعلام حریق، سیستم هوارسان، اگزوزفن ها، اطفای حریق و آسانسورها در جهت کاهش خطرات احتمالی در هنگام بروز حوادث می شود .
ثبت دقیق میزان بهره برداری از قسمت های مختلف ساختمان:
میزان دقیق استفاده هر قسمت یا واحد از منابع انرژی قابل ثبت است .
گزارش گیری آماری دقیق از عملکرد اجزای مختلف ساختمان:
کارکرد دقیق کلیه اجزای ساختمان در سیستم ذخیره می شود. این ذخیره سازی راهنمای مدیر تاسیسات ساختمان برای تنظیم بازبینی های و تعمیرات دوره ای است.
تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها:
کاربران سیستم با سطوح مختلفی از دسترسی می توانند به اجزای مختلف دسترسی داشته باشند .
اولویت بندی هوشمندانه مصارف هنگام اضطرار :
هنگام پیک مصرف یا هنگامی که منابع کافی برای در مدار قراردادن کلیه اجزا وجود ندارد، سیستم به طور هوشمندانه بر اساس اولویت های از پیش تعیین شده نسبت به تخصیص منابع اقدام می کند .
اعلام آلارم های هشداردهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات:
بر اساس مشخصات ثبت شده هر المان تاسیساتی، زمان های بازبینی ها و تعویض و تعمیر توسط سیستم به اپراتور گوشزد می شود .
پایش کیفیت هوا و تنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان منواکسیدکربن، گازهای قابل اشتعال و دود:
سیستم به طور مستمر نسبت به کنترل کیفیت هوا اقدام کرده و در صورت وجود آلایندگی فراتر از حد مجاز، نسبت به افزایش ورورد هوای تازه و اعلام وضعیت اقدام می کند .

مثالی از یک ساختمان مسکونی مجهزبه bms :
در یک ساختمان با کاربری مسکونی، گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی فضاهای عمومی از قبیل لابی، سالن اجتماعات، مجموعه ورزشی و... در ساعات شب باید به حداقل برسد .
در داخل واحد های مسکونی، ترموستات های دیواری علاوه بر روشن یا خاموش کردن موتورفن کویل ها، دمای دلخواه هر ساکن را منفردا به سیستم مخابره می کند. سیستم بر اساس اطلاعات جمع آوری شده از کل واحدها، تعداد بویلرها، چیلرها، پمپ های سیرکولاسیون و دیگر اجزا را بر حسب نیاز کلی (overall demand) وارد مدار بهره برداری می کند. بنابراین اجزای تاسیساتی موتورخانه فقط بر اساس نیاز واقعی در مدار خواهند بود .
از طرفی درخواست هر واحد به طور جداگانه در فایل مربوط به آن واحد خاص ذخیره می شود. در نتیجه در پایان دوره های زمانی خاص می توان هزینه های بهره برداری از تاسیسات را به طور عادلانه و بر اساس اطلاعات مکتوب از ساکنان مطالبه کرد .
مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث از دیگر وظایف مهم bms است. هماهنگی عملیات بخش های اعلام حریق با سیستم هوارسان، اگزوزفن ها و اطفای حریق، مدیریت بهینه آسانسورها جهت تخلیه ساکنان، قطع جریان الکتریکی در هنگام نشت گازهای قابل اشتعال و نیز تهویه سریع فضا های آلوده به گازهای سمی از جمله قابلیت های یک سیستم جامع bms است .
سیستم کنترل تردد یکپارچه باعث می شود تا تردد در فضاهایی از قبیل پارکینگ، انباری ها، راهروهای طبقات فقط در ساعات مجاز و توسط مالکان همان مشاعات قابل دسترسی باشد .
عموما یک رایانه مرکزی نقش واسط بین سیستم و مدیر تاسیسات را بازی می کند. مدیر تاسیسات جدول تعطیلات رسمی و نیز زمان بندی حضور واحد های مختلف را که در سیستم به عنوان نواحی (zone) مجزا بخش بندی کرده است را در ابتدا به سیستم وارد می کند. به عنوان مثال اگر واحد های اداری از ساعت 7:30 تا 17:30 روزهای شنبه تا چهارشنبه، واحد پشتیبانی از7:30 تا 20 شنبه تا چهارشنبه و 9 تا 13 روزهای پنجشنبه و جمعه، واحدهای تاسیسات و نگهبانی به طور دائم حضور داشته باشند، سیستم به طور پیش فرض دمای داخلی را در ماه های سرد بین 18تا20 درجه سانتیگراد و در ماه های گرم بین 20تا22 درجه سانتیگراد تنظیم می کند. برای این منظور شیرهای آب گرم یا آب خنک (بسته به فصل) منتهی به فن کویل های هر ناحیه 30 تا 60 دقیقه قبل از حضور کارکنان باز شده و فن کویل روشن می شود. در ساعات کاری، موتورالکتریکی فن کویل بسته به اطلاعات دریافت شده از حسگر دمای ناحیه روشن یا خاموش می شود. در پایان زمان کاری، سیستم از طریق حسگرهای حرکت، حضور افراد را در مقاطع مختلف کنترل نموده و نواحی بدون استفاده را از مدار عبور سیال گرم کننده یا سردکننده جدا و موتور فن کویل ها را خاموش می کند.
ازطرف دیگر حجم سیال گرم یا خنک کننده مورد نیاز کل ساختمان محاسبه و تعداد پمپ های سیرکولاسیون مورد نیاز مشخص و باقی پمپ ها خاموش خواهند شد. همچنین سیستم، بویلرها یا چیلرهای موتورخانه را در ساعات غیرکاری و تعطیلات آخرهفته خاموش نموده یا در حداقل بار، ثابت می کند .
از طرف دیگر در صورت باز شدن هر کدام از پنجره ها، سیستم نسبت به خاموش نمودن موتورالکتریکی فن کویل آن قسمت اقدام می کند .
عملیات مشابه برای تابلوهای برق روشنایی عمومی و نیز واحد ها اتفاق می افتد. در ساعات خارج از ساعات کاری، روشنایی واحد ها فقط در صورت حضور پرسنل روشن مانده و چراغ های راهروها و مسیرهای داخلی به صورت محدود روشن می کند .
از این رو است که می توان در مصرف انرژی با استفاده از سیستم مدیریت هوشمند ساختمان تا 45درصد مصرف قبلی صرفه جویی کرد .
لازم به یادآوری است که تغییر در هریک از پارامترهای یاد شده مانند ساعات کاری یا نقاط تنظیم دما (set points) به سادگی از طریق نرم افزار سیستم برای موارد خاص یا مناسبت ها قابل انجام است .

bms در ایران
متاسفانه در کشور ما تاکنون به دلیل عدم فرهنگ سازی صحیح و حضور کمرنگ شرکت های تخصصی فعال در این زمینه، تاکنون توجه جدی به استفاده از bms نشده است. تخصیص یارانه های انرژی باعث شده تا حتی با فرض هدر رفتن انرژی در طول دوره بهره برداری، سازندگان ساختمان از قبول هزینه اولیه این مجموعه در هنگام ساخت، سر باززده و کماکان نسبت به بهره برداری سنتی از تاسیسات پافشاری کنند. عدم تقبل هزینه سرشکن شده سیستم مدیریت هوشمند ساختمان توسط خریداران واحدهای ساختمان نیز دلیل دیگری برای مقاومت سازندگان ساختمان در مقابل اجرای پروژه های هوشمند سازی بنا به حساب می آید. اگرچه در حال حاضر نیز اجرای پروژه های فوق در ساختمان ها با دید بلندمدت کاهش هزینه های مصرفی انرژی و نیز کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری توجیه اقتصادی دارد ولی حذف یارانه های انرژی در آینده نزدیک کمک به کاهش زمان استهلاک هزینه پروژه های bms خواهد داشت .
فرهنگ سازی در زمینه مصرف صحیح انرژی، باعث بهره مندی عادلانه از نعمات خدادادی و راهگشای اجرای پروژه های انرژی بر در کشور و در نهایت افزایش درآمد ملی خواهدبود .


http://lajourd.com
 

marali_64

عضو جدید
[تاسیسات مکانیکی] سیستم BMS

ذخیره سازی انرژی و بازگشت سرمایه

همانگونه که بارها ذکر گشت هدف اصلی استفاده از سیستم BMSدر یک ساختمان ذخیر ه سازی انرژی و مصرف صحیح و بهینه از امکانات می باشد ، كه نتيجه اين هدف علاوه بر ذخيره سازي انرژي بازگشت سرمايه اوليه كه صرف اجراي BMS شده است مي گردد. با ذکر چند مثال کاربردی طریقه صرفه جویی در مصرف انرژی را شرح می دهیم
.
1 .در اکثر اداره جات و سازمانها کارمندان برای مصرف درست اهمیتی قائل نیستند مثلاً وقتی کارمندی محل کار خود را ترک می کند حتی اگر بازگشت وی زمان زیادی طول بکشد سیستم تهویه و روشنایی خود را همچنان روشن ترک می کند در ساختار BMS در صورت عدم وجود کسی در محل بصورت خود کارو پس از طی زمانی، سیستم به حالت حداقل مصرف سوئیچ می کند تا دوباره شخص به محل کارخود بازگردد.

. 2 در ساختمانهای بزرگ اداری ساعت 7 صبح تمام سیستم تهویه و روشنایی کل ساختمان روشن می گردد در صورتی که ممکن است افرادی در مرخصی یا ماموریت بوده و یا با تاخير به محل کار بیایند که در این صورت انرژی بیهوده مصرف مي گردد . در ساختار BMS تا فرد کارت حضور و غیاب را در ورودی می کشد سیستم تهویه روشنایی اتاق او فعال می گردد ، و بدين صورت از مصرف بيهوده جلوگيري مي گردد.
3
.در ساختمانهای بزرگ اگر کنترل و مدیریتی روی تاسیسات مکانیکی نداشته باشیم بطور مثال بویلررا در نظر بگیریم مثلاً چهار بویلر داریم که درصورت عدم وجود کنترل بر عملکرد مجموعه بویلرها دو یا سه بویلر را همواره در مدار قرار می دهیم در صورتی که ممکن است حتی یک بویلر نیز جوابگوی سیستم در زمانهای خاصی باشد که در این صورت نیز مصرف بهینه نمی باشد ولی اگر با استفاده از اندازه گیری با تعداد بویلر ها تعیین کنیم همواره بصورت بهینه انرژی را مصرف می کنیم ضمن آنکه خللی در کار سیستم بوجود نمی آید
.4
در هواساز ممکن است دمای مطلوب را بتوان از هوای محیط بیرون تامین نمود بدون اینکه نیاز به فعالیت هواساز باشد .که اگر مدیریت و کنترل وجود نداشته باشد با اینکه محیط بیرون جوابگوی سیستم می باشد ولی همچنان هواساز نیز در حال کار است که نتیجه عدم استفاده صحیح از انرژی می باشد .
قابلیتهای بسیار دیگری نیز برای سیستم می توان مثال زد که ذکر مثالهاي فوق فقط بخشی از نحوه ذخیره سازی انرژی را شامل می شد .
بحث دیگری که در بازگشت سرمایه نقش دارد مصرف بهینه از امکانات می باشد که در ذیل توضیحات مختصری خواهیم داد :
.1
در سیستم تاسیسات مکانیکی با تقسیم زمانهای کارکرد بین تمام اعضای یك مجموعه ( مثلاً مجموعه پمپ های سیرکولاسیون ) فشار کاری بین همه اعضا تقسیم می شود . ضمن اینکه از غیر فعال بودن یک بخش از مجموعه بطور دائم جلوگیری می کند که خود باعث بهتر عمل کردن تمام مجموعه می گردد .
.2
روی تمام تجهیزات مورد استفاده در ساختمان کنترل داشته و تمام وضعیتهای موجود را اندازه گیری کرده و درصورت بروز خرابی در سیستم بطور خودکار به جز Standbyسوئیچ کرده و خرابی را به اطلاع كاربر می رساند تا در اسرع وقت جهت تعمیر اقدام گردد .
.3
زمان های کارکرد تمام تجهیزات را ذخیره می نماید و در زمانی که نیاز به سرویس می باشد به کاربر اطلاع می دهد تا سیستم همواره در حالت مطلوبي کارنماید .
.4
در تمام سیستمهاي تهویه مطبوع و تاسیسات مکانیکی ( مثلاً مبدلها ) علاوه بر اندازه گیری دمای پروسه و ست یونیت تعریف شده با اندازه گیری دمای محیط بیرون روی ست یونیت اثر گذاشته تا نوسانات دما جبران گردد .( با توجه به اینکه در اغلب مناطق ایران دمای شب وروز بسیار متفاوت می باشد با استفاده از این روش براحتی می توان نوسانات ناشی از این تغییر دما را بصورت خودکار جبران نموده بدون اينكه نیازي به تغییرات مداوم ست یونیت باشد.
با توجه به موارد ذکر شده و موارد بسیار دیگر که در ساختار BMS قراردارند , علاوه بر استفاده بهینه ازتجهیزات بر عمر تجهيزات نیز افزوده می گردد، ضمن اینکه فضای کار را ایده آل می نماید .با توجه به مطالب ذكر شده و آمارهای بدست آمده از پروژه های اجرا شده بر اساس ساختار BMS بطور میانگین در بحث ذخیره سازی انرژی حدود 25 الی 30 درصد كاهش مصرف وجود داشته است و بازگشت سرمایه در اثر استفاده از ساختار BMS در حدود 5/2 الی 3 سال امکان پذیر می باشد .
 
بالا