%34تخفیف

دانلود پروژه:امکان سنجی فنی-اقتصادی اجرای سیستم هوشمند ساختمان

تعداد 104 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

دانشکده مهندسی برق

کارشناسی ارشد

عنوان    :

امکان سنجی فنی-اقتصادی اجرای سیستم هوشمند ساختمان

 

چکیده

انرژی به عنوان یکی از مهم ترین نیازهای تولید و همچنین خود به عنوان یکی از کالاها و خدمات ارائه شده مورد نیاز ، از نظر اقتصادی وزنه قابل توجهی بوده بطوریکه رشد روز افزون تقاضا برای هر یک از حامل های انرژی ، موجب نوسان قیمت ها شده و بطور طبیعی در ترکیب آینده منابع انرژی تاثیر بسزایی می گذارد. عوامل متعدد از جمله رشد سریع جمعیت ، توسعه شهرنشینی ، افزایش سطح زندگی و رفاه ، واقعی نبودن تعرفه ها تا کنون ، تغییرات آب و هوا ،توسعه صنعتی و تجاری و به طبع تغییر فرهنگ مصرف موجب گردیده که دامنه مصرف انرژی در ایران گسترش یابد. بگونه ای که طبق آمار منتشر شده امروز 9 درصد مصرف سوخت جهان توسط ایران که یک درصد جمعیت جهان را دارد مصرف می شود. در زمینه گاز ، ایران بعد از آمریکا و روسیه رتبه سوم  مصرف گاز جهان را دارد و  در زمینه مصرف برق ، ایران نوزدهمین کشور پر مصرف در دنیاست .متوسط مصرف برق در دنیا برای مشترکان خانگی ، 900 کیلووات ساعت در سال است در حالی که مشترکان ایرانی در بخش خانگی سالانه 2900 کیلووات ساعت برق مصرف می کنند که این رقم بیش از 3 برابر میانگین جهانی است. در بخش ساختمان و مسکن هم ایران به ازای هر مترمربع  2.6 برابر متوسط مصرف جهان سوخت مصرف می کند و این آمار دربعضی  شهرهای کشور4 برابر می شود .

از طرفی علاوه بر بار اقتصادی ،محدودیت منابع انرژی به دلیل تجدید ناپذیر بودن آن وافزایش روز افزون فن آوری های مبتنی بر انرژی الکتریکی و کاهش مصرف انرژی های ناشی از سوخت های فسیلی در واحد تولید به دلیل افزایش آلودگی محیط زیست باعث شده که نقش پررنگ انرژی برق بیش از پیش روشن شود. همچنین سادگی تبدیل انرژی الکتریکی به سایر انرژی ها و انتقال سریع آن به نقاط مختلف ، اهمیت استفاده از آن را در زندگی بشر افزایش داده است ؛ بطوریکه در زندگی امروزی برق به عنوان یکی از مهمترین منابع تامین انرژی محسوب می شود .

مبحث واقعی کردن قیمتها و آزادسازی یارانه ها به توجه به قیمت تمام شده تولید انرژی برق از دیگر مباحثی است که توجه دوچندان به نحوه مصرف انرژی برق را توجیه می نماید.

با توجه به مطالب عنوان شده ، اهمیت  بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان قابل اغماض نبوده وضرورت اجرایی شدن آن  پررنگ تر از قبل می شود. بهینه سازی مصرف انرژی یعنی انتخاب الگوهای صحیح, اتخاذ و بکارگیری روش ها و سیاست هایی درست در مصرف انرژی ؛ که از نقطه نظر اقتصاد ملی مطلوب باشد و استمرار وجود و دوام انرژی و ادامه حیات و حرکت را تضمین کند. تا کنون اقدامات مفیدی از جمله تعویض لوازم پرمصرف به کم مصرف بخصوص لامپهای روشنایی، تغییر آرایش و چیدمان روشنایی در تمام زمینه های خانگی و تجاری و معابر ،استفاده از عایق های حرارتی و… در جهت بهینه سازی مصرف انرژی در کشور صورت گرفته است.لیکن باید به منظور نیل به هدف بزرگ بهینه سازی ضمن نهادینه کردن فرهنگ درست مصرف به سمت و سوی استفاده از روشهای مدرن در طراحی اولیه شبکه های الکتریکی داخلی و مدیریت هوشمند انرژی حرکت نمود که از آن جمله بکارگیری سیستم مدیریت هوشمند در ساختمانها ( IBMS ) و اصلاح روش مصرف سنتی انرژی است که علاوه بر مزایای زیادی که دارد باعث مصرف بهینه انرژی در صورتهای مختلف و در نتیجه کاهش شدید هزینه های انرژی خواهد گردید. بطوریکه صرفه جویی ناشی از بکار گیری این سیستم ها در مدت زمان کوتاهی موجب جبران هزینه های اولیه مربوطه می شود.

فرضیه ها : نمودارهای مربوط به مصرف انرژی ساختمان های عادی در اختیار است . دستگاه های اندازه گیری مصرف انرژی به صورت استاندارد در نظر گرفته می شود.

در این پایان نامه سعی داریم تا با طراحی و اجرای یک سیستم مدیریت هوشمند عملکرد آماری آن را در مقایسه با ساختمان های فاقد چنین سیستمی تحلیل نماییم و با بررسی عملکرد این سیستم در کاهش هزینه های انرژی و سایر هزینه های نگهداری و مقایسه آن با هزینه های اولیه اجرای سیستم ، امکان سنجی فنی – اقتصادی اجرای سیستم هوشمند انجام دهیم.

فهرست مطالب

 

فصل اول

کلیات تحقیق

1 – 1 مقدمه…………………………………………………………………………………………..1

1 – 2  تاریخچه ………………………………………………………………………………………2

1 – 3  معرفی ساختمان هوشمند ……………………………………………………………………..3

1 – 4  خانه هوشمند………………………………………………………………………………….8

1 – 4 – 1  تکنولوژی خانه هوشمند …………………………………………………………………10

1 – 4 – 2  وسیله های خانه هوشمند …………………………………………………………………11

1 – 5 عملکرد ساختمان هوشمند……………………………………………………………………..11

1 – 6 اشاره ای کوتاه به پروتکل EIB/KNX…………………………………………………………17

1 – 7 روش تحقیق…………………………………………………………………………………..18

1 – 7 – 1 نوع روش تحقیق………………………………………………………………………….18

1 – 7 – 2 روش گرد آوری اطلاعات………………………………………………………………..18

1 – 7 – 3 ابزار گردآوری اطلاعات…………………………………………………………………18

1 – 7 – 4 روش تجزیه و تحلیل اطلاعات……………………………………………………………18

1 – 8 اهمیت تحقیق………………………………………………………………………………….19

1 – 9 ساختار تحقیق…………………………………………………………………………………19

فصل دوم

مروری بر تحقیقات گذشته

2 – 1 تحقیقات انجام شده در دانشگاه Berman آلمان………………………………………………20

2 – 2 تحقیقات انجام شده در ایران خودرو……………………………………………………………21

2 – 3 تحقیقات ساختمان شرکت ملی نفت زنجان……………………………………………………..22

2 – 4 تحقیق انجام شده در هوشمند سازی سیستم گرمایش…………………………………………..22

فصل سوم

سیستم ها و زیرسیستم ها

3 – 1  انواع سیستم ها ……………………………………………………………………………….31

3 – 1 – 1 – X10…………………………………………………………………………………..31

3 – 1 – 2 INSTEON……………………………………………………………………………….32

3 – 1 – 3 LonWorks……………………………………………………………………………..34

3 – 1 – 4 HomePlug…………………………………………………………………………….35

3 – 2 تکنولوژی های بی سیم با برد کوتاه…………………………………………………………..37

3 – 2 – 1 Bluetooth……………………………………………………………………………..37

3 – 2 – 2 Zigbee………………………………………………………………………………….38

3 – 2 – 3 Z – Wave………………………………………………………………………………40

3 – 3 طراحی سیستم BMS…………………………………………………………………………41

3 – 4 زیرسیستم های ساختمان هوشمند……………………………………………………………..41

3 – 4 -1  سیستم های کنترل دما(سرمایش و گرمایش)،تهویه هوا……………………………………43

3 – 4 – 1 – 1  زیرسیستم های HVAC………………………………………………………………47

3 – 4 -1 – 1 – 1  هواسازها………………………………………………………………………..47

3 – 4 – 1 – 1 – 2  سیستم کنترل برج خنک کن Cooling Tower…………………………………49

3 – 4 – 1 – 1 – 3  تانک و مبدل حرارتی آب گرم مصرفی D.H.W.G…………………………….50

3 – 4 – 1 – 1 – 4  سیستم کنترلی پمپ ها ………………………………………………………….50

3 – 4 -1 – 1 – 5  سیستم کنترل چیلر جذبی…………………………………………………………51

3 – 4 – 1 – 1 – 6  سیستم کنترل بویلر………………………………………………………………51

3 – 4 – 1 – 1 – 7   فن کویل ها……………………………………………………………………. 52

3 – 4 – 2  سیستم کنترل روشنایی هوشمند Lighting Control……………………………………..53

3 – 4 – 2 – 1  تعریف سناریو برای روشن و خاموش کردن گروهی روشنایی ها برای حالتهای مختلف زندگی………………………………………………………………………………………………54

3 – 4 – 2 – 2  کنترل روشنایی در مکانهای عمومی…………………………………………………55

3 – 4 – 2 – 3  عملکرد سیستم مدیریت هوشمند در روشنایی فضاهای مشاع (راه پله ، راهرو ، انباری ، پارکینگ و فضاهای تقسیم): ……………………………………………………………………….55

3 – 4 – 2 – 4  سیستم های هوشمند در سرویس های بهداشتی و حمام :…………………………….57

3 – 4 – 3  سیستم کنترل پرده ها و سایبان ها………………………………………………………..60

3 – 4 – 4  سیستم دوربین مداربسته………………………………………………………………….60

3 – 4 – 5  سیستم کنترل تردد………………………………………………………………………..63

3 – 4 – 6  سیستم اعلام و اطفائ حریق……………………………………………………………..65

3 – 4 – 7  سیستم توزیع دیتا…………………………………………………………………………68

3 – 4 – 8  سیستم توزیع خطوط تلفن………………………………………………………………..69

3 – 4 – 9 سیستم آنتن مرکزی و توزیع سیگنال……………………………………………………..70

3 – 4 – 10  سیستم تغذیه اضطراری……………………………………………………………… 72

3 – 4 – 11 سیستم روشنایی اضطراری…………………………………………………………….74

3 – 4 – 12 سیستم های عکس العمل خطر و هشدارهای فنی………………………………………..76

3 – 4 – 13 سیستم های صوتی هوشمند Multi Room Audio…………………………………….77

3 – 4 – 14 یکپارچه سازی سیستم ها……………………………………………………………….78

فصل چهارم

تجزیه و تحلیل نتایج یک نمونه عملی اجرا شده

4 – 1 سیستم روشنایی………………………………………………………………………………80

4 – 1 – 1 ساختمان غیرهوشمند………………………………………………………………………80

4 – 1 – 2 ساختمان هوشمند………………………………………………………………………….81

4 – 1 – 3 مقایسه و درصد صرفه جویی روشنایی در سیستم هوشمند و غیر هوشمند…………………83

4 – 2 سیستم سرمایش……………………………………………………………………………….84

4 – 2 – 1 ساختمان غیرهوشمند………………………………………………………………………84

4 – 2 – 2 ساختمان هوشمند………………………………………………………………………….85

4 – 2 – 3 مقایسه و درصد صرفه جویی سرمایش در سیستم هوشمند و غیر هوشمند…………………..86

4 – 3 سیستم گرمایش………………………………………………………………………………..86

4 – 3 – 1 ساختمان غیر هوشمند…………………………………………………………………….86

4 – 3 – 2 ساختمان هوشمند………………………………………………………………………….87

4 – 3 – 3 مقایسه و درصد صرفه جویی گرمایش در سیستم هوشمند و غیر هوشمند…………………88

4 – 4 نتیجه گیری از تحقیق عملی ساختمان پایلوت فوق …………………………………………….89

4 – 4 – 1 جدول نتایج……………………………………………………………………………….89

4 – 4 -2 توجیه اقتصادی……………………………………………………………………………92

4 – 4 -3 توجیه فنی…………………………………………………………………………………92

فصل پنجم

 نتیجه گیری و پیشنهادات

5 – 1 نتیجه گیری……………………………………………………………………………………93

5 – 2 پیشنهادات…………………………………………………………………………………….93

منابع و مواخذ……………………………………………………………………………………….94

 

 

فهرست شکل ها و نمودارها

شکل 1 – 1 ورودی ها و خروجی های BMS………………………………………………………..6

شکل 1 – 2 نمودار مقایسه انرژی مصرفی ساختمان هوشمند و سنتی…………………………………7

شکل 1 – 3 تصویر مربوط به فرستنده………………………………………………………………11

شکل 1 – 4 نمونه ای از نحوه کنترل سیستم هوشمند ………………………………………………..13

شکل 1 – 5 دستگاه های کنترل سیستم……………………………………………………………….14

شکل 1 -6 تصویر نمونه ای از دستگاه سیستم هوشمند………………………………………………16

شکل 1 – 7 کنترل قسمت های مختلف توسط سیستم…………………………………………………17

شکل 2 – 1 اتاق 122 و 123 طبقه اول……………………………………………………………..20

شکل 2 – 2 نمودار مقایسه انرژی گرمایی اتاق ها……………………………………………………20

شکل 2 – 3 نمودار مقایسه دیماند برق……………………………………………………………….21

شکل 2 – 4 نمودار دمای اتاق ها بر اساس زمان……………………………………………………..21

شکل 3 – 1 نمونه ای از زیرسیستم های هوشمند………………………………………………………42

شکل 3 – 2  نمونه ای از گرمایش هوشمند……………………………………………………………44

شکل 3 – 3 روشنایی هوشمند………………………………………………………………………..53

شکل3 – 4 سیستم هوشمند در فضاهای مشاع…………………………………………………………56

شکل 4 – 1 نمودار مقایسه مصرف سیستم ها در ساختمان هوشمند و غیرهوشمند……………………..90

شکل 4 – 2 نمودار درصد صرفه جویی………………………………………………………………90

شکل 4 – 3 نمودار مقدار صرفه جویی در یک سال(Kwh)………………………………………….91

شکل 4 – 4 نمودار قیمت کل (ریال)………………………………………………………………….91

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo