ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تطوير عمل أنظمة التحكم بأنظمة التكييف المركزية

Developing Control Systems for Central Air- Conditioning Systems

760   2   3   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2014
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Mhd Mouffak AlKhateeb




اسأل ChatGPT حول البحث

يعد قطاع المباني من أبرز القطاعات المستهلكة للطاقة، فبالإضافة إلى الإنارة أصبح موضوع التكييف من الضروريات في جميع المباني سواء منها السكنية أو الإدارية والخدماتية الخاصة منها والعامة، وذلك لتوفير ظروف الراحة المناسبة للموظفين والعمال وتحسين الإنتاجية بأقل التكاليف الممكنة. يهدف هذا البحث إلى دراسة التحكم بكميات الهواء الجديد والمطرود في القاعات التدريسية والصالات الكبيرة بشكل عام ذات العدد المتغير للأشخاص المتواجدين فيها، من خلال ضبط كميات الهواء الجديد والمطرود تبعاً لإشغالية المكان من خلال تجهيزات تقيس كمية ثاني أكسيد الكربون في المكان المدروس وبالتالي التحكم بكمية الهواء الجديد والمطرود. تم إجراء دراسة تطبيقية واقتصادية لاستخدام نظم التحكم تلك وتم استخلاص مجموعة من النتائج والاستنتاجات.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة البحثية تطوير أنظمة التحكم في أنظمة التكييف المركزي، حيث يُعتبر قطاع المباني من أبرز القطاعات المستهلكة للطاقة. يهدف البحث إلى دراسة التحكم بكميات الهواء الجديد والمطرود في القاعات التدريسية والصالات الكبيرة ذات العدد المتغير من الأشخاص، وذلك من خلال ضبط كميات الهواء وفقاً لإشغالية المكان باستخدام حساسات تقيس نسبة ثاني أكسيد الكربون. تم إجراء دراسة تطبيقية واقتصادية لاستخدام هذه الأنظمة، حيث أظهرت النتائج توفيراً ملحوظاً في استهلاك الطاقة الكهربائية وتحسيناً في كفاءة عمل أنظمة التكييف. يُوصى بتطبيق هذه الأنظمة في الأماكن التي تكون نسبة إشغالها غير منتظمة لتحقيق أكبر قدر من التوفير في الطاقة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تُعتبر هذه الدراسة خطوة هامة نحو تحسين كفاءة استهلاك الطاقة في أنظمة التكييف المركزي، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. على سبيل المثال، لم تتناول الدراسة بشكل كافٍ تأثير العوامل البيئية الخارجية مثل درجة الحرارة والرطوبة على كفاءة النظام. كما أن الاعتماد الكامل على حساسات ثاني أكسيد الكربون قد يكون غير كافٍ في بعض الحالات التي تتطلب تحكمًا أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين الدراسة من خلال تضمين تحليل مفصل لتكاليف الصيانة والتشغيل على المدى الطويل.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟

    الهدف الرئيسي هو دراسة التحكم بكميات الهواء الجديد والمطرود في القاعات التدريسية والصالات الكبيرة ذات العدد المتغير من الأشخاص باستخدام حساسات ثاني أكسيد الكربون.

  2. ما هي الفوائد الاقتصادية لتطبيق نظام التحكم المقترح؟

    الفوائد الاقتصادية تشمل توفير ملحوظ في استهلاك الطاقة الكهربائية، حيث يصل التوفير إلى نحو 40% من الطاقة المصروفة على تكييف الهواء الجديد، مع إمكانية استرداد رأس المال بعد أقل من ثلاث سنوات.

  3. ما هي التوصيات النهائية للدراسة؟

    توصي الدراسة بتطبيق نظام التحكم في الأماكن التي تكون نسبة إشغالها غير منتظمة لتحقيق أكبر قدر من التوفير في الطاقة، مع إمكانية المراقبة والتحكم المركزي لتحسين كفاءة التشغيل.

  4. ما هي العوامل التي لم تتناولها الدراسة بشكل كافٍ؟

    لم تتناول الدراسة بشكل كافٍ تأثير العوامل البيئية الخارجية مثل درجة الحرارة والرطوبة على كفاءة النظام، كما لم تتضمن تحليلًا مفصلًا لتكاليف الصيانة والتشغيل على المدى الطويل.


المراجع المستخدمة
SCNEIDER ELECTRIC Cahier technique no. 206, Energy savings in buildings, collection technique, 2003.
Simon Heberger and others, New IAQ sensor for demand controlled ventilation, the REHVA European HVAC journal , volume 49, Aug 2012
James R. Sand, Demand-Controlled Ventilation Using CO2 Sensors, Publicans of U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy, 2004.
ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2007 ( America Society of Heating, Refrigeration and Air Condition Engineers).
(NYCECC)”New York City Energy Conservation Code”2011.
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تعدّ إعادة استخدام الهواء الراجع في أنظمة التكييف المركزية من أهم الإجراءات الموفرة لاستهلاك الطاقة الكهربائية, إلا أن حاجة الأشخاص الموجودين ضمن الحيز المكيف للهواء النقي يفرض تحديد عدد مرات استخدامه. يهدف هذا البحث إلى ربط عمل نظام التكييف (التدفئ ة) لمنشأة ما بعدد الأشخاص الموجودين ضمنها, و ذلك عن طريق تعديل نسبة مزج الهواء الراجع و الهواء الخارجي بهدف ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية, و رفع درجة حرارة المزيج الهوائي عن طريق التحكم بتدفق الماء الساخن بشكل مستمر, و ليس بطريقة الفتح و الإغلاق المتبعة سابقا, و ذلك بهدف الاستجابة لأي تغيير في عدد الأشخاص, و التخلص من الإقلاعات المتكررة للمعدات. تم إنجاز بحثنا باستخدام أنموذج فيزيائي تم إعداده خصيصاً, مكون من غرفة اختبار و حساسات حرارة و حركة و مضخة و خزان ماء و مبادل حراري و شفرات خلط الهواء. تعمل هذه الأجهزة بقيادة متحكم PIC16F877A . أظهرت النتائج التي حصلنا عليها تجريبيا إمكانية التحكم بكمية الهواء الراجع تبعا لعدد الأشخاص و التحكم بسرعة المضخة بشكل مستمر مع توفير في استهلاكها للطاقة الكهربائية يصل إلى 68% بالمقارنة مع حالة العمل عند السرعة الكاملة.
إن هدف التحكم بالعنفات هو الحصول على الحد الأعظمي من الطاقة المأخوذة من الرياح في الوقت الذي يتم فيه انقاص الأحمال الميكانيكية. إن تقنيات التحكم الحالية لا تأخذ بالحسبان الجانب الديناميكي للريح و للعنفة, و هذا يؤدي إلى خسائر مهمة في الطاقة, إضافة إلى كونها ليست فعالة. لذلك و من أجل إدخال بعض التحسينات على تقييم الفعالية التطبيقية للمتحكمات اللاخطية، يمكن اشتقاق متحكمات التغذية العكسية للحالتين الستاتيكية و الديناميكية اللاخطيتين و ذلك بالنسبة لمُقِّيم سرعة الريح، ثم اختبار المتحكمات وفقاً لنموذج رياضي تم تطبيقه على محاكي عنفة ريحية بوجود اضطرابات و ضجيج قياسي. أظهرت النتائج فعلياً تحسناً مهماً بالمقارنة مع المتحكمات الخطية المستخدمة حالياً.
شكلت الطاقة الكهربائية عنصراً هاما في تطور البشرية، لكن ترافق استهلاكها مع تهديدات للبيئة بسبب الاعتماد على الوقود الأحفوري كمصدر أساسي لها. و في حين مايزال استخدام الطاقات المتجددة محدوداً و ذو تكلفة تأسيسية عالية، يجري التوجه بشكل واضح إلى الترشيد في استهلاك الطاقة الكهربائية بمراقبتها و التحكم بتجهيزاتها بحيث تحقق المطلوب بأقل استهلاك ممكن. من المعلوم أن الاستهلاك الأكبر للطاقة في الأبنية يجري في قطاع التكييف، و بالتالي فإن أي توفير في الاستهلاك الكهربائي في هذا القطاع سيؤدي إلى التوفير في الاستهلاك الكهربائي الإجمالي للبناء وذلك يتم من خلال منظومة التحكم به. أنظمة التحكم الكهربائي في تطور مستمر و يجب استغلالها و المساهمة في تطويرها لتحقيق وفراً في استهلاك الطاقة الكهربائية. تم في هذا البحث إجراء دراسة التحكم في نظام تكييف ذو حجم هواء متغير مع تصميم متحكم عائم لقيادة مروحة التزويد المركزية بحيث يتم تخفيض استهلاكها مع المحافظة على دورها، و قد تم ذلك من خلال تصميم نموذج فيزيائي مصغر لمروحة نظام التكييف مع الأدوات و البرمجيات المصممة لتبيان وفر الطاقة الكهربائية الذي نحصل عليه باستخدام المتحكم العائم المصمم.
يهدف هذا البحث إلى تطوير آلية التحكم بالمعابر السطحية في الخطوط الحديدية التي تدار يدوياً, بالاعتماد على أنظمة التحكم الحديثة التي تتضمن المتحكمات و المعالجات الصغرية و أجهزة التحسس و المشغلات و الاتصالات و البرمجيات لتشكيل نظم مؤتمتة ذكية يمكن مراقب تها عن بعد. تم وضع خوارزمية التحكم و المخططات الصندوقية لكافة الوظائف عند المعبر السطحي بالاعتماد على المعايير الأوروبية(Safer European Level Crossing Appraisal and Technology, SELCAT) التي تُعنى بتطوير تقنيات الأمان في المعابر السطحية الأوروبية. تم في هذا المقال تصميم برنامجٍ يحاكي جميع الإجراءات و التحذيرات الموجودة عند المعبر السطحي الحقيقي بالاعتماد على لغة البرمجة الرسومية (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench, LabVIEW) مع إمكانية المراقبة عن بعد عبر شبكة تراسل المعطيات من قبل سائق القطار أو المحطة, و تمكننا من تحديد اقتراب القطار من المعبر بدقة أكبر باستخدام الطريقة المؤتمتة, و تأمين كافة التنبيهات و الحماية اللازمة لمستخدمي الطريق و سائق القطار, و بالتالي زيادة الأمان و تقليل حوادث التصادم بين السيارات و القطار.
يهدف هذا البحث إلى تحقيق الرؤية لأي شبكة كهربائية عن طريق تعويض القياسات المفقودة نتيجة حدوث خلل ما، مما يتيح إمكانية تقييم حالة الشبكة الكهربائية، أي الحصول على حل وحيد لتقييم الحالة، و ذلك عن طريق تحليل رؤية الشبكة باستخدام مجموعة القياسات المتاحة، و إضافة قياسات افتراضية كاذبة في حال كانت الشبكة غير مرئية. و يتم إجراء ذلك باستخدام خوارزمية عددية تكرارية تضمن الحصول على العدد الأصغري و الأمثل من القياسات الحدية الكاذبة المضافة بحيث لا تؤثر سلباً على نتائج تقييم الحالة. تعتمد الخوارزمية على حل معادلة مقيم الحالة الخطي و على التحليل إلى العوامل المثلثية لمصفوفة الربح و على طريقة سهلة لترتيب محور مصفوفة جاكوبيان أي مصفوفة القياسات لضمان الحصول على المجموعة الأصغر من القياسات الكاذبة المرشحة لتكون قياسات مضافة. تم تنفيذ الخوارزمية العددية التكرارية في بيئة MATLAB و تم اختبار تأثير نتائج خوارزمية تحليل الرؤية و إضافة القياسات الكاذبة على تقييم الحالة. و قد اختبرت نتائج البرنامج على شبكة IEEE القياسية المكونة من 14 عقدة، و أظهرت النتائج أنه في حال فقد عدد من القياسات سيتم تعويضها بقياسات كاذبة حدية، كما أظهرت نتائج تقييم الحالة قيماً صغيرة لنسبة الخطأ بين القيم المقيمة باستخدام القياسات الحقيقية و بين القيم المقيمة بعد إضافة القياسات الكاذبة الحدية.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا