مقدمه:

بیش از نیم قرن از اختراع کولر آبی می گذرد ولی متاسفانه هنوز هوای خنک ، بدون هیچ گونه مدیریتی از طریق دریچه های بدون زیبایی ، به همراه گرد و غبار به داخل هدایت می شود و فقط مکان مقابل دریچه را خنک می کند، روشن بودن مداوم کولرهای آبی یه واسطه  عدم کنترل اتوماتیک دما و زمان باعث اتلاف گران بهای برق می شود، به طوری که در سال های پیشرو تامین آب و انرژی یکی از چالش های پیشروی کشور ما خواهد بود. استفاده از روشی نوین در طراحی دریچه ی کولر آبی در به کار گیری منابع انرژی تجدید پذیر، نصب سیستمی نوین با بازده بالا و… موثر در جهت مقابله با مشکلات یاده شده می باشد.

سامانه های heating ventilation air conditioning(HVAC) یک محیط (شامل دما و رطوبت ، جابجایی هوا ، کیفیت هوا، سر و صدا )را برای تسهیل تامین سلامتی ، ایمنی کارکنان فراهم می سازد.

دریچه کولر آبی هوشمند، دستگاهی هوشمند است که جایگزین دریچه کولر می گردد و با داشتن پرههای متحرک با قابلیت کنترلکاملا هوشمند و بدون نیاز به دسترسی فیزیکی باعث حرکت جریان هوای سرد در تمام فضای داخلی اتاق گردیده و دمای مطبوع ویکنواختی به وجود می آورد، ضمن اینکه این ساختار مجهز به ترموسات و سنسورهای تشخیص آلاینده و دود و نیز گازهای قابل احتراقدر هوا است که ضمن بررسی کنترل کیفیت هوا، از ورود هوای ناسالم به درون فضای داخلی با بستن دریچه جلوگیری مینماید و همچنین به صورت هوشمند با معکوس شدن دور موتور، در جهت خروج و تهویه هوای ناسالم فضای بسته به بیرون اقدام می نماید.

1-ساخت ترموسات با سنسور دمای LM35

سنسور LM35  یک سنسور دما است که سیگنال آنالوگ متناسب با دمای لحظه ای را ایجاد می کند. ولتاژ خروجی را می توان به راحتی تفسیر کرد تا دمای بر حسب سانتیگراد به دست آید. این سنسور امکان کنترل لحظه ای دما محیط را فراهم می سازد، ضمن اینکه با استفاده از آن می توان دمای محیط را همواره در یک رنج مطلوب ثابت نگه داشت چگونگی عملکرد دریچه با استفاده از مدار ترموسات به این شرح است که در برنامه ترموسات در ابتدا با تعریف یک رنج ماکزیمم دمایی زمانی که دمای محیط از دمای ماکزیمم تعریف شده بیشتر باشد، چره های دریچه ، برای بهبود کیفیت خنک کنندگی و به گردش در آوردن هوای محیط  جهت یکسان سازی دمای مطلوب در تمام بخش های اتاق ، تا زمانی که دما به حد مطلوب نرسیده باشد، به صورت اتوماتیک تغییر زاویه داده و گردش دارند و تا زمان همسان سازی دمای محیط و دمای مطلوب به چرخش خود ادامه خواهند داد.

2-تجهیز دریچه کولر به سنسور گاز MQ-4

برای جلوگیری از ورود گازهای قابل احتراق، سمی و آلوده کننده به فضای داخلی، توسط هوای کولر ، از سنسور گاز سری MQ در مدار استفاده می کنیم. سنسور MQ-4 دارای حساسیت و سرعت پاسخ دهی بالا بوده و همچنین یک سنسور اکترو شیمیایی است. این سنسور آشکار ساز گاز متان یا گاز شهری بوده که علاوه بر متان به گازهایی از جمله دود و الکل واکنش نشان می دهد این سنسور دارای خروچی آنالوگ است که متناسب با حجم گاز اندازه گیری شده تغییر می کند.

3-تجهیز دریچه کولر به سنسور گاز MQ-2

سنسور MQ2 یک سنسور گاز حساس به LGP، بوتان، پروپان، متان، الکل ، هیدروژن و دود است. از این سنسور در دستگاه های هشدار دهنده نشت گاز و تشخیص نشت گاز و تشخیص آتش سوزی در مصارف خانگی و صنعتی استفاده می شود. این سنسور از نوع اکسیدهای نیمه هادی بوده و به عنوان مقاومت شیمیاییی نیز شناخته می شود زیرا فرایند تشخیص را با تغییر مقاومت احساس شده مواد در هنگام تماس گاز با آن ها سنجش می کند و با استفاده از یک شبکه تقسیم ولتاژ می توان غلظت گاز را تشخیص داد.

نتیجه گیری:

هدف ازاین مقاله ارزیابی راهکارها و منافع ارتقای بازدهی انرژی در کولر آبی و همچنین کارآمدی و بهبود کنترل کیفیت دریچه کولر آبی و برداشتن گامی بلند در جهت رسیدن به خانه هوشمند و در نهایت دستیابی به یک فناوری نو و جدید در این عرصه بود. ضمن اینکه با بررسی راهکارهای مختلف به این نتیجه رسیدیم که حتی پوشال های سلولزی که جالبه کار آمدترین و جدیدترین نوع پوشال های موجود هستند هم نمی توانند از ورود چنین آلایندهایی به درون فضای بسته جلوگیری کرده و هوای سالم را عبور دهند. از طریق این راهکارها می توان نتایجی از جمله:

1-هوشمند سازی

2-زیبا سازی

3-کنترل کیفیت لحظه ای هوا

4- پایین آوردن آمار مرگ و میر ناشی از خفگی بر اثر استشمام گازهای سمی

5-صرفه جویی در مصرف انرژی

6- رسیدن به بازدهی بالا در کولر های آبی

7- تهویه هوای داخل منزل در صورت وجود دود و گازهای قابل احتراق

8- اطمینان از کنترل نشت گاز

1-لزوم تخلیه مكانيكي هوا

الف) در فضاهاي در تصرف و اشغال انسان كه هواي آلوده و زيان آور در آن ها وجود داشته باشد، لازم است هوا به صورت مكانيكي به خارج ساختمان تخليه شود. اين فضاها عبارتند از:
1) فضاهاي داراي منابع توليد و انتشار بو، دود، گاز، ذرات گرد و غبار، بخار آب و گرما؛ در حدي كه براي انسان زيان آور باشد؛
2) فضاهاي پخت و پز

2-دهانه هاي تخلیه هوا
الف) هوا در نقاطي بايد به بيرون ساختمان تخليه شود كه ايجاد مزاحمت عمومي نكند و از راه بازشوها و دهانه هاي ورودي هوا، بر اثر باد و عوامل ديگر، به داخل ساختمان باز نگردد.
1) دهانة خروج هوا از سيستم تخلية مكانيكي هوا، كه حاوي بخارات،دود و ذرات قابل انفجار يا قابل اشتعال است، بايد دست كم 9 متر ( 30 فوت ) از محدودة ملك و 9 متر ( 30 فوت ) ازمصالح سوختني و بازشوهاي ساختمان هايي كه در امتداد جريان هواي تخلي ه شده قرار دارند، فاصله داشته باشد. اين دهانه بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت) از ديگر دريچه ها و بازشوهايي كه
امكان ورود هوا از آن ها به داخل ساختمان وجود دارد و 3 متر ( 10 فوت) از ديوارهاي خارجي  و بام ساختمان فاصله داشته باشد. اين دهانه بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت ) از تراز زمين محوطة مجاور، بالاتر باشد.
2) دهانة خروج هوا از سيستم تخلية مكانيكي هوا، كه حاوي بخارات، دود و ذرات غير قابل انفجار ) يا غير قابل اشتعال است، بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت) از محدودة ملك، 3 متر ( 10 فوت) از ديوارهاي خارجي و 3 متر ( 10 فوت) از بازشوهاي ساختمان فاصله افقي داشته باشد . اين دهانه بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت) از تراز زمين محوطة مجاور، بالاتر باشد.
3) دهانة خروج هوا از سيستم تخلية مكانيكي هواي آشپزخانة واحد مسكوني، حمام فاقد توالت و ) ماشين رخت خشك كن خانگي بايد دست كم 1 متر ( 3 فوت ) از محدودة ملك، 1 متر  از دريچه ها و بازشوهاي ساختمان كه امكان ورود هوا از آنها وجود دارد  .
4) دهانة خروج هوا از ديگر سيستم هاي تخلية مكانيكي هوا، جز مواردي كه در اين مقررات )شرايط خاص براي آن ها بيان شده است، بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت) از محدودة ملك، 3 متر ( 10 فوت) از بازشوهايي كه از آن ها امكان ورود هوا به ساختمان وجود دارد و 1 متر  از ديوارهاي مجاور و بام فاصله داشته باشد. اين دهانه بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت) از تراز زمين محوطة مجاور بالاتر باشد.
5) در صورتي كه دهانة تخلية هوا به سوي خيابان يا ديگر معابر عمومي است، بايد دست كم 3 متر ( 10 فوت) از خيابان يا ديگر معابر عمومي، فاصلة افقي داشته باشد.
ب) فاصله هاي مقرر در اين بخش كمترين مقاديري است كه رعايت آنها الزامي است.
پ) دهانه تخلية هوا نبايد در شفت ، راهروي آدم رو، خزيد هرو و فضاهاي مانند آن ها قرارگيرد.
ت) اين دهانه نبايد در فضاي زير شيرواني قرارگيرد.

ث) در خارج ساختمان، اين دهانه بايد با توري سيمي، دريچه يا شبكة مقاوم در برابر شرايط هواي محل نصب، خوردگي و زنگ زدگي حفاظت شود.

3- الزامات تخلية مكانيكي هوا

الف) سيستم تخلية مكانيكي هوا بايد قدرت تخلية هوا از هر يك از فضاهاي ساختمان را به ميزان مقرر در اين بخش از مقررات، داشته باشد. هواي تخليه شده بايد با هواي ورودي از بيرون جبران شود.
1) چنان چه مقدار هوايي كه به طور مكانيكي تخليه مي شود از مقدار هوايي كه به طور مكانيكي وارد فضا مي شود بيشتر باشد، بايد ورود هواي اضافي از بيرون يا از فضاهاي مجاور، به طور طبيعي يا مكانيكي، پيش بيني شود.
2) اگر مقدار هوايي كه به طور مكانيكي تخليه مي شود از مقدار هوايي كه به طور مكانيكي وارد فضا مي شود كمتر باشد، بايد براي خروج هواي اضافي به خارج از ساختمان، به طور طبيعي يا مكانيكي، پيش بيني لازم به عمل آيد به شيوه اي كه هواي آلوده وارد فضاهاي ديگر ساختمان نشود.
ب) سيستم تخلية مكانيكي هوا بايد در موارد ضرورت تخلية هوا به كار افتد؛ كاركرد سيستم در مواقع ديگر الزامي نيست.
پ) دهانة ورود هواي آلودة هر فضا به سيستم تخلية مكانيكي هوا بايد در جايي از آن فضا  قرارگيرد كه تراكم آلاينده ها در آن، بيشتر از قسمت هاي ديگر است.
3-1-دستگاه هاي با سوخت جامد، مايع يا گاز
الف) فضاي نصب دستگاه هاي با سوخت جامد، مايع يا گاز، كه محل انتشار بو، دود، گاز، بخار و ديگر ذرات معلق در هوا است، بايد چنان طراحي و ساخته شود كه از نفوذ اين آلايند هها به ديگر  فضاهاي در اشغال و تصرف ساختمان، جلوگيري شود.

3-2-اتاق پروژكتور فيلم و تصوير
الف) هواي اتاق پروژكتور فيلم و تصوير بايد به طور مكانيكي تخليه شود.
ب) اگر دستگاه پروژكتور به سيستم تخلية هوا مجهز باشد، خروجي هوا بايد مستقيماً به سيستم تخلية مكانيكي هوا متصل شود. مقدار تخلية هوا بايد طبق دستورالعمل سازندة دستگاه باشد.
پ) اگر دستگاه پروژكتور فاقد سيستم تخلية هوا است، ميزان تخلية هوا بايد دس تكم به مقدار100 ليتر در ثانيه ( 200 فوت مكعب در دقيقه) براي هر لامپ باشد. در لامپ هاي نوع”گزنون” اين مقدار بايد دست كم 150 ليتر در ثانيه( 300 فوت مكعب در دقيقه ) براي هر لامپ باشد، به طوري كه دماي محفظة لامپ از 54 درجة سلسيوس ( 130 درجة فارنهايت) بالاتر نرود.
ت) سيستمهاي تخليه هواي پروژكتور و اتاق پروژكتور، چه به صورت مستقل باشند و يا مشترك، نبايد به هيچ يك از ديگر سيستمهاي تخليه و برگشت هواي ساختمان اتصال داشته باشند.
3-3- سالن خشك شويي
الف) مقدار هواي ورودي از بيرون براي فضاي خشك شوئي بايد دست كم به ميزان  تعويض هوا باشد.
ب) هواي فضاي استقرار ماشين خشك شويي بايد به طور مكانيكي تخليه شود.
پ) در سالن خشك شويي، مقدار تخلية هوا بايد دست كم 5 ليتر در ثانيه بر مترمربع ( 1 فوت مكعب در دقيقه بر فوت مربع) مساحت كف سالن باشد.
ت) سيستم تخلية هوا بايد به كنترل خودكار مجهز باشد تا در هنگام كاركردن ماشين، اينوسيستم هم به طور خودكار فعال شود.
ث) سيستم تخليه هوا علاوه بر كنترل خودكار بايد به كنترل دستي مجهز باشد. كنترل دستي بايد در يك مكان مورد تائيد نصب شود.
ج) ماشين خشكشوئي بايد مجهز به سيستم تخلية هوا باشد. سيستم تخلية هواي ماشين بايدوبا باز شدن در بارگيري ماشين فعال شود. ظرفيت سيستم تخلية هواي ماشين بايد به 0/ اندازه اي باشد كه در زمان باز بودن در بارگيري ، جريان هوايي با سرعت دست كم  ( 100 فوت بر دقيقه) به داخل ماشين وجود داشته باشد.

4- تخلية هواي ماشين رخت خشك كن
الف) هواي اين ماشين بايد با رعايت دستورالعمل كارخانة سازنده تخليه شود.
ب) سيستم تخلية هواي اين ماشين بايد از هر سيستم تخلية هواي ديگر ساختمان جدا و مستقل باشد و بتواند هواي خروجي از ماشين را به خارج از ساختمان منتقل كند. موتورهواكش اين سيستم بايد در خارج از مسير جريان هوا نصب شود.
پ) كانال تخلية هوا بايد از ورق فولادي گالوانيزه، ورق فولادي زنگ ناپذير يا ورق آلومينيومي ساخته شود. سطوح داخلي كانال بايد كاملاً صاف باشد و در زير قطعات قائم آن، دريچة بازديد تعبيه شود.
1) كانال تخلية هواي خروجي ساختمان بايد مجهز به دمپر جلوگيري از جريان معكوس )باشد.
2) دهانة خروجي هوا از كانال تخليه نبايد توري داشته باشد.
3) نصب دمپر آتش، دمپر دود و هر دمپر ديگر، كه ممكن است سبب قطع جريان هوا شود، در كانال تخلية مكانيكي هوا مجاز نيست.
4) فاصلة كانال تخلية هوا از مواد سوختني بايد دس تكم 150 ميلي متر ( 6 اينچ) باشد.

ت) اگر مقدار تخلية هواي ماشين رخت خشك كن بيش از 100 ليتر در ثانيه ( 200 فوت مكعب در دقيقه) باشد، بايد براي آن هواي ورودي پي شبيني شود. اگر ماشين در اتاق يا محفظة بسته اي قرار داشته باشد، بايد روي در يا ديوار اتاق يا محفظة بسته ، دريچة ورودي هوا به اندازة دست كم 65،000 ميلي متر مربع( 100 اينچ مربع)، تعبيه شود.
5-فضاي نگهداري باتري
الف) فضاي نگهداري و شارژ باتري هاي سربي اسيدي اتمسفريك، نيكل كادميوم اتمسفريك و سربي اسيدي بستة مجهز به شير اطمينان، يا بايد داراي سيستم تخلية هواي مكانيكي خودكار باشد، تا در بدترين شرايط شارژ سريع و هم زمان همة باتري ها، از غلظت بيش از يك درصد گاز ئيدروژن در كل حجم فضا، جلوگيري كند؛ و يا بايد داراي سيستم تخلية هواي پيوسته، به ميزان دست كم 5 ليتر در ثانيه بر مترمربع (يك فوت مكعب در دقيقه بر
فوت مربع) مساحت كف فضا باشد.
1) در فضاي نگهداري باتري هاي از نوع يون ليتيوم، ايجاد سيستم تخلية مكانيكي هوا الزامي نيست.

4- تخلية هواي مراكز توليد و نگهداري مواد خطرزا

الف) فضاهايي از ساختمان كه محل نصب دستگاه هايي است كه كاركرد عادي آنها سبب توليد گازهاي خطرناك قابل اشتعال، قابل انفجار و يا سمي مي شود، و نيز فضاهايي كه در آنها مواد خطرزاي مشابه نگهداري مي شود، بايد مجهز به سيستم تخلية هواي مكانيكي براي خروج اين گازها باشند.
ب) سيستم تخلية اين فضاها بايد مستقل و جدا از هر سيستم تخلية هواي ديگر فضاهاي ساختمان باشد.
1) براي چند گاز مختلف كه با هم ساز گار نيستند، نبايد سيستم تخلية هواي مشترك )پيش بيني كرد.
پ) هواي آلوده به گازهاي قابل اشتعال يا انفجار، سمي و ذرات راديواكتيو نبايد به فضاهاي ساختمان، بازگرداني شود.
ت) سيستم تخلية هواي اين فضاها بايد مجهز به دستگاه ذخيره باشد تا در صورت از كار افتادن دستگاه اصلي، دستگاه ذخيره به طور خودكار فعال و وارد مدار شود.
ث) فشار نسبي اين فضاها نسبت به فضاهاي ديگر ساختمان، بايد منفي باشد.
ج) سيستم تخلية هوا بايد مانع افزايش غلظت مواد قابل اشتعال به بيش از 25 درصد كمينة غلظت اشتعال اين گازها در هوا شود.چ) تخلية هوا بايد به ميزاني باشد كه از افزايش غلظت گازهاي خطرزا و سمي تا حد خطرناك
جلوگيري كند. ميزان تخلية هوا نبايد از 5 ليتر در ثانيه بر مترمربع (يك فوت مكعب در دقيقه بر فوت مربع) سطح زير بناي فضا و كل مقدار تخلية هوا نبايد از 75 ليتر در ثانيه 160 فوت مكعب در دقيقه)، كمتر باشد. )
ح) اگر گازهاي منتشر در اين فضاها از هوا سنگين تر باشد، دهانة ورود هواي آلوده به سيستم تخليه بايد در ارتفاع حداكثر 300 ميلي متر ( 12 اينچ) بالاتر از كف قرارگيرد.
1) اگر گازهاي منتشر در اين فضاها از هوا سبك تر باشد، دهانة ورود هواي آلوده به سيستم )تخليه بايد حداكثر 300 ميلي متر ( 12 اينچ) زير بالاترين قسمت سقف فضا قرارگيرد.
2) دريچه هاي ورود و تخلية هوا بايد چنان تعبيه شود كه در همة قسمت هاي فضا هواي ) مناسب جريان يابد و از تراكم گازهاي خطرزا در يك نقط ه جلوگيري شود.
خ) هرگونه فعاليت كه سبب توليد يا متصاعد شدن گازهاي سمي است بايد در داخل محفظة بستة مخصوصِ (هود) مجهز به سيستم تخلية مكانيكي، انجام گيرد.
1) در سطح دريچة كنترل و دسترسي هود، سرعت هوا بايد دس تكم يك متر بر ثانيه باشد.
2) فضايي كه هود در آن جاي دارد بايد مجهز به سيستم تعويض هواي جداگانه با شد . سيستم تخلية هواي هود نبايد به جاي سيستم تعويض هواي آن فضا منظور شود.
3) هواي سمي تخليه شده از هود، پيش از تخليه در هواي آزاد خارج از ساختمان بايد با سيستم مناسبي خنثي سازي و در حد پذيرفتني و مورد تأييد، خطرزدايي شود.
5-الزامات طراحي، ساخت و نصب كانال تخلية هوا
الف) سيستم تخليه هوا براي خارج كردن گازها و بخارهاي خطرزا از فضاهاي ساختمان، را ميتوان با روش افت فشار يكسان يا روش سرعت ثابت طراحي كرد . سيستم تخلية هواي حاوي ذرات معلق بايد، با روش سرعت ثابت و سرعت لازم براي حمل ذرات طراحي شود.
1) سيستم كانال كشي تخلية هواي حاوي مواد قابل انفجار يا مواد راديواكتيو بايد، با اندازه گذاري مناسب كانال ها، متعادل شود. براي اين منظور نبايد از وسايلي مانند نصب دمپر كه افت فشار موضعي ايجاد مي كند، استفاده كرد.
2) در تخلية ديگر گازها، مي توان از دمپرهاي تنظيم براي ايجاد تعادل فشار در كانال استفاده كرد، با اين شرط كه مجهز به سيستم كنترل حداقل باز بودن دمپر باشد، تا در هر حال كمترين جريان هواي مورد نياز يا كمترين سرعت لازم جريان هوا تأمين و از بسته شدن كامل دمپر، جلوگيري شود.ب) در صورت عبور كانال تخلية گازهاي خطرزا از سقف، كف يا ديوار آتش و ادامة كانال در
منطقة آتش ديگر، كانال هوا تا محل خروج از ساختمان بايد درون محفظة بسته قرارگيرد.
1) مقاومت آتش جدارهاي محفظة بسته بايد برابر مقاومت جدارهاي منطقة آتش و دست كم يك ساعت باشد.
2) در كانال سيستم تخلية گازهاي خطر زا، نصب دمپر آتش مجاز نيست. )
پ) كانال تخلية گازهاي خطرزا بايد از ورق فولادي گالوانيزه ساخته شود.

ب) در صورت عبور كانال تخلية گازهاي خطرزا از سقف، كف يا ديوار آتش و ادامة كانال درمنطقة آتش ديگر، كانال هوا تا محل خروج از ساختمان بايد درون محفظة بسته قرارگيرد.
1) مقاومت آتش جدارهاي محفظة بسته بايد برابر مقاومت جدارهاي منطقة آتش و دست كم )يك ساعت باشد.
2) در كانال سيستم تخلية گازهاي خطر زا، نصب دمپر آتش مجاز نيست.
پ) كانال تخلية گازهاي خطرزا بايد از ورق فولادي گالوانيزه ساخته شود. ضخامت ورق كانال بايد دست كم مطابق جدول زیر باشد.