کتاب سیستم های کنترل تهویه مطبوع

کتاب کنترل سیستم‌ های تهویه مطبوع (درس‌نامه‌ی تهویه‌ی مطبوع؛ جلد پنجم) نوشته‌ محمدرضا سلطاندوست به همت نشر یزدا منتشر شده است. نویسنده در این اثر به‌صورت متمرکز به دنیای کنترل در سامانه‌های تهویه‌ی مطبوع می‌پردازد، جایی که حلقه‌های کنترل، حسگرها، کنترل‌کننده‌ها، عملگرها و فناوری‌های مختلف برقی و پنیوماتیک کنار هم قرار می‌گیرند تا دما، رطوبت، فشار و کیفیت هوای داخل ساختمان در محدوده‌ی مطلوب نگه داشته شود. کتاب با موضوع سطح اجزای پایه مثل حسگر دما، شیر خودکار و دمپر شروع می‌شود و به‌تدریج به سطح سیستم، مدیریت هماهنگ چند تجهیز و در نهایت ادغام با سامانه‌های مدیریت ساختمان می‌رسد. در این مسیر، مفاهیم کلیدی مانند حلقه‌ی باز و بسته، انواع رفتار کنترلی (دو وضعیتی، شناوری، تناسبی، انتگرالی، مشتقی و ترکیبی)، تفاوت کنترل پنیوماتیک و برقی و نقش کنترل دیجیتال مستقیم در سامانه‌های جدید تهویه‌ی مطبوع تشریح شده است. ساختار کتاب بر پایه‌ی مثال‌های عینی از هواساز حجم متغیر، واحد پشت‌بامی، چیلر با فن‌کوئل و شبکه‌ی پمپ‌های حرارتی شکل گرفته تا خواننده بتواند ارتباط بین تئوری کنترل و عملکرد واقعی تجهیزات را دنبال کند. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب سیستم های کنترل تهویه مطبوع

کتاب کنترل سیستم‌ های تهویه مطبوع نوشته‌ی محمدرضا سلطاندوست با تمرکز بر نقش کنترل در کارکرد صحیح و بهینه‌ی تجهیزات تهویه با یک مقدمه‌ی مفهومی درباره‌ی سیستم و حلقه‌ی کنترل آغاز می‌شود. نویسنده ابتدا نشان می‌دهد که چگونه مجموعه‌ای از تجهیزات سرمایش، گرمایش، انتقال و توزیع هوا زمانی شایسته‌ی نام سیستم تهویه‌ی مطبوع است که در ارتباطی هماهنگ و هدف‌مند قرار گیرند، سپس اجزای اصلی یک حلقه‌ی کنترل مانند متغیر کنترل‌شونده، حسگر، کنترل‌کننده، عملگر و واسط کنترل‌شونده را روی مثال ساده‌ی کوئل آب سرد توضیح داده است. در ادامه، تفاوت حلقه‌ی باز و بسته، نقش بازخورد و ترکیب حسگرهای اولیه و ثانویه برای صرفه‌جویی در انرژی تشریح می‌شود. 

بخش بعدی کتاب به طبقه‌بندی کنترل‌کننده‌ها اختصاص دارد و پنج گروه اصلی دو وضعیتی، شناوری، تناسبی، تناسبی–انتگرالی و تناسبی–انتگرالی–مشتقی را با نمودارها و مثال‌های دمایی توضیح می‌دهد. این کتاب در گام بعدی به معرفی فناوری‌های مختلف کنترل‌کننده‌ها می‌رسد و کنترل پنیوماتیک، برقی آنالوگ و کنترل مبتنی‌بر ریزپردازنده (کنترل دیجیتال مستقیم) را مقایسه می‌کند. محمدرضا سلطاندوست اجزای یک شبکه‌ی هوای فشرده، عملکرد حسگر و شیر پنیوماتیک، ساختار کنترل‌کننده‌ی برقی آنالوگ و سپس کنترل‌کننده‌های دیجیتال و حسگرهای هوشمند را روی نمونه‌های واقعی شرح داده است. 

کتاب کنترل سیستم‌ های تهویه مطبوع نوشته‌ی محمدرضا سلطاندوست سپس وارد سطح کاربردی‌تر می‌شود و مراتب کنترل در سیستم تهویه‌ی مطبوع را در قالب یک هرم سه‌سطحی توضیح می‌دهد: کنترل سطح پایه (واحد)، کنترل در سطح سیستم و در نهایت سطح مدیریت ساختمان. در فصل‌های میانی، چند تجهیز کلیدی مانند هواساز حجم متغیر، واحد پشت‌بامی، سیستم چیلر با فن‌کوئل و شبکه‌ی پمپ‌های حرارتی به‌عنوان مثال انتخاب شده‌اند و برای هرکدام، حلقه‌های متعدد کنترل (دمای هوای رفت، تهویه و هوای تازه، صرفه‌گر، هوای مخلوط، فشار استاتیک کانال، فشار ساختمان و…) به‌صورت جداگانه تشریح شده است. 

در فصل‌های پایانی، موضوعاتی مانند مزایای کنترل سطح پایه، راه‌اندازی صبحگاهی، بازتنظیم نقطه‌ی کنترل در سیستم آب سرد، بهینه‌سازی دمای حلقه‌ی آب پمپ‌های حرارتی، تشخیص عیب در توالی عملیات و نقش سیستم مدیریت و اتوماسیون ساختمان در نظارت، ثبت داده‌ها، هشداردهی و هماهنگی بین سامانه‌های مختلف ساختمان مطرح شده است.

خلاصه کتاب سیستم های کنترل تهویه مطبوع

نویسنده در کتاب کنترل سیستم‌ های تهویه مطبوع ابتدا هدف‌های اصلی کنترل در یک سیستم تهویه را مشخص می‌کند: جلوگیری از اتلاف انرژی، دلخواه‌سازی شرایط تهویه، تأمین آسایش حرارتی و حفظ ایمنی و صحت کارکرد تجهیزات. برای رسیدن به این اهداف، کتاب از پایه‌ترین مفهوم یعنی حلقه‌ی کنترل شروع می‌کند و با مثال کوئل آب سرد نشان می‌دهد چگونه دبی آب، ظرفیت کوئل و دمای هوای خروجی از طریق حسگر، کنترل‌کننده و شیر خودکار تنظیم می‌شود، سپس تفاوت حلقه‌ی باز و بسته و نقش بازخورد در اصلاح عملکرد سیستم توضیح داده شده و نمونه‌ای از ترکیب حسگر داخلی و بیرونی برای صرفه‌جویی انرژی ارائه می‌شود.

در ادامه، انواع رفتارهای کنترلی از ساده تا پیشرفته معرفی شده‌اند: کنترل دو وضعیتی، کنترل شناوری، کنترل تناسبی، انتگرالی، تناسبی–انتگرالی و در نهایت تناسبی–انتگرالی–مشتقی؛ همچنین فناوری‌های کنترل‌کننده شامل سیستم‌های پنوماتیک، کنترل‌کننده‌های برقی آنالوگ و کنترل‌کننده‌های مبتنی‌بر ریزپردازنده بررسی شده‌اند. بخش‌های بعدی به مراتب کنترل در سیستم تهویه مطبوع می‌پردازد: از کنترل هر تجهیز به‌صورت مستقل (هواساز، چیلر، فن‌کوئل و…) تا کنترل مرکزی و سپس سیستم مدیریت ساختمان که امکان نظارت، ثبت داده و هماهنگی کل سیستم را فراهم می‌کند. 

در ادامه، حلقه‌های کنترلی مختلف در هواساز حجم متغیر مانند کنترل دمای هوای رفت، هوای تازه، صرفه‌گر، فشار کانال و فشار ساختمان بررسی شده است. در پایان، کتاب به بهینه‌سازی سیستم‌ها می‌پردازد، از بازتنظیم نقاط کنترل فشار و دما تا تنظیم عملکرد پمپ‌های حرارتی، راه‌اندازی هوشمند و طراحی توالی‌های اضطراری برای حفظ عملکرد در شرایط خرابی یا اختلال.

چرا باید کتاب سیستم های کنترل تهویه مطبوع را بخوانیم؟

کتاب کنترل سیستم‌ های تهویه مطبوع برای فعالان حوزه‌ی طراحی، اجرا و بهره‌برداری از سیستم‌های تهویه، تصویری مرحله‌به‌مرحله از عملکرد پشت ترموستات‌ها، شیرهای خودکار و دمپرها ارائه می‌دهد. متن از مفاهیم پایه‌ای کنترل مانند حلقه‌ی باز و بسته، نقطه‌ی تنظیم و انواع رفتارهای کنترلی آغاز می‌شود و سپس همین مفاهیم را روی تجهیزات واقعی مانند هواساز، فن‌کوئل، چیلر و پمپ حرارتی پیاده می‌کند تا فاصله‌ی میان تئوری و عمل کاهش یابد.

این کتاب نشان می‌دهد انتخاب نوع کنترل‌کننده و فناوری آن به‌طور مستقیم بر مصرف انرژی، آسایش حرارتی و عمر تجهیزات اثر می‌گذارد و کنترل در سه سطح تجهیز، سیستم و مدیریت ساختمان عمل می‌کند؛ همچنین موضوعاتی مانند راه‌اندازی صبحگاهی، بازتنظیم نقاط کنترلی، بهینه‌سازی عملکرد و توالی‌های اضطراری بررسی شده و در بخش پایانی، نقش سیستم‌های مدیریت ساختمان در هماهنگی، ثبت داده و کنترل یکپارچه توضیح داده شده است.

خواندن کتاب سیستم های کنترل تهویه مطبوع را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

خواندن کتاب سیستم های کنترل تهویه مطبوع به دانشجویان و مهندسان رشته‌های مکانیک، تأسیسات و انرژی که درگیر طراحی یا تحلیل سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع هستند، پیشنهاد می‌شود. این اثر همچنین به تکنسین‌ها و بهره‌برداران تأسیسات ساختمانی که با هواساز، چیلر، فن‌کوئل، واحد پشت‌بامی یا پمپ حرارتی کار می‌کنند، توصیه می‌شود.  طراحان و مدیران سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان که به‌دنبال درک دقیق‌تری از منطق کنترل در تهویه‌ی مطبوع هستند، می‌توانند از این کتاب بهره ببرند.