هوایی در میان صفر و یک ها

این روزها کسی سر از کار هوا در نمی آورد. یک روز باید کولر را با درجه تند روشن بگذاری و روز دیگر به دنبال لباسهای زمستانی ات بگردی تا سرمانخوری! تا به حال فکر کرده اید اگر دمای محل کار و زندگیتان

کد خبر: ۶۶۷۷۸

درست مثل دمای بدن به صورت خود به خود تنظیم می شد، چقدر کارتان راحت تر بود؛
مهندس امیر متوکل ، دانش آموخته رشته مهندسی برق الکترونیک و مولف کتابی در همین زمینه ، پژوهشگر جوانی است که به این ماجرا اندیشیده و نتیجه تحقیقاتش به ثبت اختراع او منجر شده است.
گفتگوی ما را در مورد چیستی و چگونگی کارکرد سیستمهای تهویه مطبوع و کنترل فازی آنها با مهندس متوکل می خوانید.

سیستم های تهویه مطبوع یا ایرکاندیشن به چه سیستمهایی گفته می شود؛
سیستم هایی که وظیفه دارند شرایط محیط را از نظر درجه حرارت و سایر کیفیت های مربوط به هوا در حد مطلوبی برای انسان حفظ کنند، سیستم های تهویه مطبوع نامیده می شوند، خواه برودتی باشند یا حرارتی.

کنترل این سیستم ها در نمونه های موجود در بازار بر چه مبنایی صورت می گیرد؛
سیستم های موجود امروزی بیشتر به روش سنتی یعنی کنترل ترموستاتیک (خاموش روشن) کنترل می شوند و بندرت در برخی سیستمهای پیشرفته از روش کنترلی PIDنیز استفاده می شود.

چه شد که به فکر بهینه کردن کنترل این سیستم ها افتادید؛
کنترل بهینه در این سیستم ها از 2جنبه حایز اهمیت است ؛ یکی از لحاظ خود دستگاه تهویه مطبوع و دیگری از لحاظ کیفیت هوایی که ایجاد می کنند.
درباره جنبه اول می توان گفت کنترل هوشمند می تواند موجب طولانی تر شدن عمر اجزای سیستم و اتلاف کمتر انرژی شود.
اما در مورد جنبه دوم باید گفت که کنترل پیشرفته می تواند عکس العمل سیستم را به نحو چشمگیری افزایش دهد، آلودگی صوتی کمتری ایجاد کند و فاکتورهای دیگری مانند رطوبت را نیز که قبلا امکان کنترل آن به صورت مستقل وجود نداشت ، تحت کنترل قرار دهد.

می دانیم که سیستم های تهویه مطبوع در محیطهای مختلفی کارایی دارند. آیا محیط در شرایط کنترل موثر است؛
در بعضی موارد می توان این طور استنباط کرد؛ از آنجا که سیستم های تهویه مطبوع به کار رفته در محیطهای مختلف با هم تفاوت هایی دارند، پس کنترل آنها هم تا حدی متفاوت است.

تفاوت کنترلی که شما طراحی کرده اید با نمونه های موجود در چیست و در چه محیطهایی کارایی دارد؛
تفاوت این طرح ، مربوط به منطقه به کار رفته در آن برای کنترل یعنی منطق فازی است. در منطق فازی برخلاف منطق کلاسیک که بر پایه درست یا نادرست بودن هر گزاره استوار است ، می توان بدون نیاز به اطلاعات بسیار دقیق و عدد و رقمهای مشخص ، در شرایط متغیر و غیرقطعی نیز دست به تصمیم گیری زد.
اما سیستم های کنترلی صنعتی حتی از نوع کامپیوتری نیاز به اطلاعات دقیق و کافی برای تصمیم گیری دارند و اگر مجموعه اطلاعات ورودی دچار نقص یا اغتشاش شود، تصمیم گیری به طور کامل معلق و منقضی می شود.
دقیق نبودن اطلاعات یا از بین رفتن بخشی از اطلاعات ، مساله بسیار محتملی برای تمام سیستم هاست ؛ مثلا قطع یا از مدار خارج شدن یک سنسور در خودرو یا قطع شدن خط انتقال اطلاعات در یک کارخانه یا حتی مخدوش شدن اطلاعات مربوط به صدای انسان در یک مسیر مخابراتی مثالهایی از این دسته اند.
حال اگر چنین سیستم هایی با استفاده از اصول منطق فازی پیاده سازی شوند، حتی در صورتی که اطلاعات غیردقیق و ناکافی در دست داشته باشند، می توانند با توجه به تجارب قبلی که از سیستم در دست دارند و با تکیه بر اندک اطلاعات موجود تصمیم گیری بهینه و عاقلانه ای ، بدون دخالت انسان صورت دهند.
این طرح با اندکی تغییرات قابل استفاده برای کنترل هر نوع تهویه مطبوع است که تغییرات لازم نیز به دلیل تفاوت های موجود بین محیطهای کاری و نوع تهویه به وجود می آید. مثلا یکی از موارد کاربرد این سیستم در خودرو است.

لطفا کمی بیشتر در مورد نمونه مخصوص خودرو توضیح دهید.
کنترل سیستم تهویه مطبوع اتومبیل ، شرایط خاص تری دارد که این شرایط منحصر به فرد شامل متغیر بودن سرعت گردش مولد نیرو (موتور اتومبیل)، تغییر سریع شرایط تحت کنترل و نیاز به دقت بیشتر برای کنترل درجه حرارت به دلیل کوچک بودن محیط داخل خودرو است.
در حقیقت ، کیفیت تصمیمات اتخاذ شده از سوی سیستم مورد بحث در حد یک انسان خبره است که اطلاعات جامعی از سیستمهای فنی خودرو دارد، تا اجزای مربوط به سیستم تهویه مطبوع دچار حداقل استهلاک ، خرابی و اتلاف انرژی شوند.
این موارد باعث مصرف کمتر سوخت در اتومبیل ، آلایندگی کمتر محیط زیست و فشار وارده کمتر به موتور اتومبیل می شود.
از طرف دیگر، هوای داخل کابین خودرو همیشه در دمای مطلوب حفظ می شود که راحتی و آسایش سرنشینان را در پی دارد. مغز این سیستم یک میکروکامپیوتر است که با گرفتن اطلاعات مختلف از سنسورهای مختلف تعبیه شده در خودرو تصمیمات مقتضی را استخراج کرده و با اعمال دستورات خروجی مناسب ، مقدار، درجه حرارت و چگونگی هوای ورودی به داخل اطاق خودرو را کنترل می کند.
همچنین کمپرسور کولر اتومبیل نیز تحت نظارت این سیستم عمل می کند. از دیگر قابلیت های این سیستم امکان ارتباط دوطرفه با کامپیوتر مرکزی اتومبیل یا کامپیوتر موتور اتومبیل (ECU)نیز می توان نام برد.
یکی از مشکلاتی که مخصوصا در روزهای بارانی و برفی شاهد آن هستیم ، بخارگرفتگی شیشه های اتومبیل است که این مساله می تواند به علت کم شدن دید راننده خودرو به تصادف منجر شود.
برای جلوگیری از این مشکل ، زیرسیستم تشخیص رفع هوشمند بخارگرفتگی شیشه ها نیز به عنوان یک نوآوری در این سیستم گنجانده شده است.