تهویه هوشمند چیست؟

سیستم‌های تهویه هوا یکی از مهم‌ترین اجزای یک خانه هوشمند هستند. سیستم‌های تهویه وظیفه متناسب‌سازی دما و در مدل‌های پیشرفته‌تر تنظیم رطوبت را را بر عهده دارند. تهویه هوشمند نیز یکی از ارکان مهم در یک ساختمان هوشمند می‌باشد که از دو راه‌حل تهیه سیستم‌های هوشمند گرمایش و سرمایش هوا یا هوشمندسازی سیستم‌های تهویه هوای عادی قابل دسترس است.

تهویه هوا چیست؟

به صورت کلی، تهویه هوا فرآیندی است که در آن هوای موجود در یک ساختمان از نظر دما و رطوبت به میزان مناسب شرایط آسایش برسد. تهویه هوا از روش‌های مختلفی انجام می‌پذیرد و یکی از مهم‌ترین ارکان آسایش و آرامش در یک ساختمان است. سیستم‌های تهویه با توجه به گستره تنوع دمایی منطقه، میزان رطوبت، فرهنگ و قیمت انرژی در مدل‌های بسیار مختلفی موجود است. از سیستم‌های قدیمی نظیر پنکه‌های سقفی و ایستاده، کولرهای آبی و گازی، سیستم‌های تهویه مطبوع، پکیج، داکت اسپلیت، فن‌ کوئل و … از برخی نمونه‌های سیستم‌های تهویه هستند. سیستم‌های تهویه با توجه به مدل آن‌ها می‌توانند گرما، سرما یا هر دو را برای یک محیط فراهم کنند.

تهویه هوشمند چیست و چه کاربردهایی دارد؟

شاید با شنیدن نام سیستم‌های هوشمند تهویه هوا، تنها استفاده از ترموستات‌های دمایی در نظر ما پدیدار شود. اما یک تهویه هوشمند ویژگی‌های بسیار مهم‌تری از حضور یک ترموستات عادی برای افزایش شرایط آسایش در یک ساختمان فراهم می‌آورد. ترموستات‌‌ها تنها وظیفه کنترل دما در یک سیستم تهویه هوا را دارند و در مدل‌های پیشرفته‌تر آن‌ها، این ترموستات‌ها قابلیت تنظیم دارند. اما در خانه‌های هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا، تهویه هوشمند از تنظیم دما و رطوبت فراتر رفته و با سبک زندگی هر خانواده مطابقت پیدا می‌کند.

اصول طراحی یک سیستم تهویه هوشمند

طراحی یک سیستم تهویه هوشمند فراتر از افزودن یک ماژول وای‌فای یا یک اپلیکیشن کنترل از راه دور است. در هسته این سیستم، نیاز به یک درک عمیق از رفتار کاربر، شرایط محیطی پویا و اصول مهندسی حرارتی وجود دارد. هوشمندی واقعی زمانی شکل می‌گیرد که سیستم بتواند به دستورات پاسخ دهد و الگوهای استفاده را یاد بگیرد، شرایط آب‌وهوایی خارجی را در نظر بگیرد و حتی به تغییرات فصلی یا ساعتی واکنش مناسب نشان دهد.

یکی از اصول بنیادین، پاسخگویی به شرایط متغیر محیطی است. دمای ایده‌آل برای خواب، فعالیت بدنی، کار اداری یا استراحت همگی متفاوت‌اند. سیستمی که صرفا دما را بر اساس یک عدد ثابت تنظیم می‌کند، حتی اگر از طریق گوشی کنترل شود، هوشمند محسوب نمی‌شود. بلکه سیستم باید قادر باشد از طریق سنسورهای حرکت، نور، صدا یا حتی ادغام با تقویم شخصی کاربر، درک کند که چه فعالیتی در حال وقوع است و شرایط آسایش را متناسب با آن فراهم کند.

اصل دیگری که اغلب نادیده گرفته می‌شود، کارایی انرژی هوشمندانه است. یک سیستم تهویه هوشمند نباید فقط آسایش را افزایش دهد، بلکه باید به‌ طور پیوسته در حال کاهش اتلاف انرژی باشد. این یعنی خاموش‌ کردن خودکار در فضاهای خالی، تنظیم دمای پس‌زمینه در ساعات غیرفعال یا هماهنگی با سیستم‌های پنجره‌بندی هوشمند برای استفاده از تهویه طبیعی هنگام امکان‌پذیر بودن. چنین سیستمی نیازمند یک “استراتژی مدیریت انرژی” است که در سطح نرم‌افزاری پیاده‌سازی شده و به‌ صورت پویا با شرایط خارجی و داخلی سازگار شود.

قابلیت ادغام و گسترش یکی از مهم‌ترین اصول طراحی است. سیستم تهویه نباید یک جزیره فناوری باشد. باید بتواند با پروتکل‌های باز (مانند Matter، Zigbee یا Z-Wave) ارتباط برقرار کند، به‌ راحتی در اکوسیستم‌های مختلف هوشمند ساختمانی جای بگیرد و در آینده قابل ارتقا باشد. این امر ارزش بلندمدت سرمایه‌گذاری را حفظ می‌کند و امکان شخصی‌سازی و توسعه‌یافتن سیستم را بر اساس نیازهای آینده کاربر فراهم می‌آورد.

هوشمندسازی تهویه با اتوماسیون ساختمان هوشمند

فرض کنید شما در حال برگشت از محل کار خود به سمت خانه هستید. سیستم هوشمند تهویه هوای شما از طریق سیستم جی‌پی‌اس موبایل شما محل حضورتان را رصد می‌کند و می‌داند دمای مناسب برای مهمانی عصرانه شما ۲۵ درجه است. به محض اینکه به فاصله مشخصی از خانه رسیدید سیستم گرمایش و سرمایشی را به صورت خودکار روشن کرده و خانه هوشمند شما را برای حضورتان گرم و دلچسب می‌کند.

این سناریو یکی از صدها سیستم اتوماسیون و خودکارسازی است که می‌توان برای یک سیستم تهویه هوشمند طراحی و اجرا نمود. تهویه هوشمند می‌تواند با اتصال به سنسورهای در و پنجره، سنسورهای رطوبتی، سنسورهای حرکتی خانه هوشمند و … وظایف و عملکردهای بی‌شماری را انجام دهد.

چرا باید سیستم گرمایش و سرمایش هوای خود را هوشمند کنیم؟

اولین مزیت از مجموعه فواید داشتن یک خانه و سیستم دمایی هوشمند برای یک ساختمان افزایش میزان آسایش محیطی است. خانه، محل کار یا آموزش باید به لحاظ دمایی متناسب باشد تا عملکردها در آن بهتر انجام شده و میزان رضایت فردی بالاتر برود. سیستم‌های تهویه هوای هوشمند می‌توانند با شکل زندگی شما وفق پیدا کرده و عادات دمایی شما را شناسایی کنند. شما در هنگام ورزش صبحگاهی، در هنگام خواب یا موقع تماشای تلوزیون به دماهای متفاوتی برای رسیدن به سطح حداکثری آسایش نیاز دارید.

دومین مزیت سیستم هوشمند گرمایش و سرمایش کاهش مصرف انرژی است. اهمیت این موضوع آنقدر زیاد است که مشخصا ما هر روزه اخبار مرتبط با آلودگی هوا، گرمایش زمین و … را دنبال می‌کنیم. با بهینه کردن مصرف انرژی توسط هوشمندسازی سیستم‌های تهویه هم هزینه‌های جاری ساختمان کم شده و هم به محیط زیست کمک می‌نمائیم.

عملکرد راحت، زیبایی محصولات، کنترل و نظارت نیز از دیگر مزایای این سیستم هستند.

سیستم‌های هوشمند تهویه هوا

بسیاری از کمپانی‌های بزرگ دنیا پس از گسترش تکنولوژی اینترنت اشیا، سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی در زمینه اتصال این سیستم به محصولات خود را انجام داده‌اند. شرکت‌های تولیدکننده سیستم‌های تهویه نیز از این قافله عقب نمانده و به تولید محصولات هوشمند پرداخته‌اند. امروزه بسیاری از سیستم‌های تهویه مرکزی و محلی به صورت تمام هوشمند تولید می‌شوند و قابلیت‌های فراوانی را برای مصرف‌کنندگان به ارمغان می‌آورند.

این سیستم‌ها بسیار پیشرفته، کاربردی و متناسب هستند اما قیمت‌های بالایی دارند. در ضمن شاید جایگزینی آن‌ها برای یک ساختمان که سیستم تهویه عادی دارد، صرفه اقتصادی نداشته باشند. راه‌حل هوشمندسازی سیستم‌های تهویه عادی است که خانه‌های هوشمند به عنوان یک شرکت پیشرو در زمینه نسل دوم سیستم‌های هوشمندسازی ساختمان مبتنی بر اینترنت اشیا به اجرای خدمات آن می‌پردازد.

هوشمندسازی سیستم‌های تهویه هوای قدیمی

سیستم تهویه و تصفیه هوای خود را هوشمند کنید. به راحتی و با استفاده از سناریوهای متنوع موجود در پکیج‌های مختلف هوشمندسازی ساختمان ما، می‌توانید سیستم گرمایش و سرمایش هوای خود را که از هر نوع یا مدلی هست هوشمند نمایید.

ما در خانه‌های هوشمند، هوشمندسازی کولر آبی، کولر گازی، پکیج، هوشمندسازی داکت اسپلیت، فن کوئل، سیستم‌های گرمایش از کف و … را انجام می‌دهیم.

هوشمندسازی سیستم تهویه به معنی کنترل زمان روشنی و خاموشی، درجه دمای هوای و کنترل میزان مصرف انرژی از طریق نرم‌افزار تلفن همراه، دستیار صوتی، ریموت‌ کنترل‌های تابعی و اتوماسیون است. این روش متناسب با سیستم‌های هوشمندسازی خانه‌های قدیمی است.

هوشمندسازی کولر آبی و پنکه‌های قدیمی

کولر آبی و انواع پنکه از قدیمی‌ترین سیستم‌های سرمایشی هستند که خصوصا در مناطق کویری و با رطوبت کم (مانند اکثر نقاط ایران) مورد استفاده قرار می‌گیرند. هوشمندسازی این سیستم‌ها به صورت افزودن قطعات الکترونیکی به آن‌ها صورت می‌گیرد و شما می‌توانید کنترل آن‌ها را از روش‌های خانه هوشمند در دست داشته باشید. ما در خانه‌های هوشمند توانایی هوشمندسازی دریچه‌های کولر آبی را نیز داریم. کنترل جهت بادی که از طریق آن دریچه‌ها به شما می‌خورد نیز در تلفن همراه شما خواهد بود. شما می‌توانید کولر آبی خود را با دستیار صوتی روشن و خاموش کنید!!!

هوشمندسازی کولر گازی

کولرهای گازی یکی از پرمصرف‌ترین سیستم‌های تامین سرما در فصول گرم هستند. این تجهیزات خصوصا برای مناطق مرطوبی که کولرهای عادی جوابگو نیستند بسیار مناسب‌اند. مردم نواحی ساحلی دریای خزر در شمال ایران و مناطق ساحلی جنوب کشورمان یکی از مهم‌ترین استفاده‌کنندگان از کولر گازی هستند. هوشمندسازی کولرهای گازی به راحتی و با هزینه بسیار اندک انجام می‌پذیرد. سیستم کنترل‌کننده خانه هوشمند معمولا توانایی کنترل این سیستم را نیز دارد. یکی از مزیت‌های کولر گازی توانایی تامین گرمایش در فصول سرد است که باعث می‌شود بسیاری از مردم در سال‌های اخیر به تجهیز خانه خود با این سیستم روی بیاورند.

هوشمندسازی کولرهای گازی یکی از متدوال‌ترین پروژه‌های خانه‌های هوشمند در شمال کشورمان است.

هوشمندسازی داکت اسپلیت‌ها

داکت اسپلیت‌ها نوعی از سیستم سرمایش و گرمایش هستند. این سیستم‌ها متناسب با دمای محیط، در فصل سرد زمستان محیط را گرم و در فصل گرم تابستان محیط را خنک می‌کند.
داکت اسپلیت‌ها به صورت کلی از دو قسمت اصلی کندانسور و هواساز تشکیل شده‌اند. کندانسور شامل چند قطعه پروانه، کمپرسور، دینام، فین و … می‌باشد و هواساز نیز شامل فیلتر، سینی، کویل، دینام، اوپراتور، پروانه و … می‌باشد.

داکت اسپلیت‌ها برای ایجاد سرمایش در محیط عملکردی شبیه به اسپلیت و کولر گازی دارند ولی برای گرم کردن، با ایجاد گردش آب گرم درون داکت اسپلیت محیط را گرم می‌کنند.

عملکرد داکت اسپلیت‌ها از طریق یک صفحه کنترلی که در انواع مختلفی موجود است کنترل می‌شود. این پنل کنترلی می‌تواند به سیستم‌های هوشمند خانه هوشمند متصل شده و تهویه هوشمند شما را فراهم کند.

هوشمندسازی فن کوئل‌ها

همان‌طور که از نام این دستگاه پیداست، این سیستم تهویه محبوب از دو بخش اصلی فن (fan) و کوئل (Coil) تشکیل شده است و می‌تواند هم سرما و هم گرمای محیط را تامین نماید. این دستگاه در چرخه سرمایش و گرمایش (تهویه) ساختمان‌ها وظیفه حیاتی داشته و در واقع نقش تمام‌کننده عمل انتقال حرارت و تهویه هوا (خنکی هوا در تابستان و گرما در فصل زمستان) را ایفا می‌کند.

هوشمندسازی فن کوئل‌ها نیز از طریق استفاده از ترموستات‌های هوشمند انجام می‌پذیرد. این ترموستات‌ها توانایی ایجاد ارتباط با سیستم‌های مختلف هوشمند ساختمانی نظیر BMS و خانه هوشمند با اینترنت اشیا را دارند. ارتباط فن کوئل‌ها با سیستم خانه هوشمند نسل دوم، به صورت بی‌سیم و با استفاده از نسل دوم سیستم‌های ارتباطی خانه هوشمند و بدون نیاز به تغییر یا تخریب است.

هوشمندسازی گرمایش از کف

گرمایش از کف یکی از تجهیزات گرمایشی است که در سال‌های دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ در ساختمان‌های ایران با استقال خوبی روبرو شد. در این سیستم آب گرم تولید شده در موتورخانه ساختمان از طریق لوله‌هایی که با الگویی مشخص در کف خانه‌ها قرار می‌گیرند گرما را به محیط منتقل می‌کنند.

هوشمندسازی سیستم گرمایش از کف وابسته به نوع اتصالات لوله‌ها با دو مدل انجام می‌پذیرد. اگر شیرهای اتصالی موتورخانه قابیت هوشمند شدن را داشته باشند، شما می‌توانید کنترل تمامی سیستم را از طریق سیستم هوشمند ساختمانی در دست داشته باشید و در غیر این صورت، باز و بسته کردن شیر کنترلی باید به صورت دستی و در ابتدای فصل سرد انجام پذیرد ولی کنترل دمای محیط از طریق ساختمان هوشمند ممکن می‌باشد.

هوشمندسازی موتورخانه و رادیاتورهای قدیمی

همانند سیستم‌های گرمایش از کف، برای هوشمندسازی کلی موتورخانه نیاز به تجهیز آن با شیرهای مخصوص برقی دارید. اما می‌توانیم هر یک از رادیاتورها را با اتصال به یک شیر هوشمند به سیستم مرکزی هوشمند خانه متصل کرده، آن‌ها را روشن یا خاموش کنید و به آن‌ها زمان‌بندی و سناریو اضافه نمایید.

ما در خانه‌های هوشمند با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا قابلیت هوشمندسازی همه چیز را داریم. برای سفارش خانه هوشمند خود کافی است با ما تماس بگیرید تا از خدمات خانه هوشمند و مشاوره رایگان برای هوشمندسازی ساختمان بهره ببرید.

تعامل با سایر زیرساخت‌های هوشمند ساختمان

سیستم تهویه هوشمند در انزوای کامل هرگز به حداکثر پتانسیل خود نمی‌رسد. قدرت واقعی آن زمانی آشکار می‌شود که به‌ عنوان بخشی از یک شبکه یکپارچه، با سایر زیرساخت‌های هوشمند ساختمان در تعامل باشد. این هم‌افزایی کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهد و تجربه کاربری را از حالت دستورمحور به حالت زمینه‌آگاه (context-aware) ارتقا می‌بخشد. در چنین محیطی، هر دستگاه نه یک دستور را اجرا می‌کند، بلکه درک می‌کند که چرا باید آن دستور را اجرا کند.

تعامل با سیستم‌های نورپردازی هوشمند یکی از نمونه‌های بارز است. نور طبیعی و مصنوعی تاثیر مستقیمی بر ادراک حرارتی انسان دارد: محیط‌های با نور گرم معمولا “گرم‌تر” احساس می‌شوند، حتی اگر دمای هوا تغییری نکرده باشد. یک سیستم تهویه هوشمند می‌تواند با هماهنگی با سیستم نور، دمای مورد نیاز را کمی تعدیل کند و همین امر منجر به صرفه‌جویی قابل‌ توجهی در مصرف انرژی شود. از سوی دیگر، زمانی که نور خاموش می‌شود و سیستم تشخیص می‌دهد که فضایی خالی شده، می‌تواند به‌ صورت خودکار فن یا کمپرسور را به حالت کم‌مصرف سوق دهد.

پرده‌ها و سایبان‌های هوشمند نیز شریکان کلیدی در مدیریت بار حرارتی هستند. در ساعات اوج تابش خورشید، پرده‌های هوشمند می‌توانند خودکار بسته شوند تا از ورود گرمای غیرضروری جلوگیری کنند. سیستم تهویه، با دریافت این اطلاعات، می‌تواند پیش‌ازوقوع نیاز به سرمایش، اقدام به کاهش تدریجی دما کند یا فعالیت کمپرسور را بهینه‌تر زمان‌بندی نماید.

سیستم‌های امنیتی و حضوریاب نیز نقش تعیین‌کننده‌ای در رفتار سیستم تهویه دارند. زمانی که سنسورهای حرکت خانه هوشمند یا درب‌های هوشمند نشان می‌دهند که هیچ‌کس در خانه نیست، سیستم تهویه می‌تواند به حالت خارج از خانه سوئیچ کند و فقط حداقل دمای لازم برای جلوگیری از آسیب‌های ساختاری را حفظ کند. بالعکس، هنگامی که جی‌پی‌اس گوشی کاربر نشان می‌دهد که به خانه نزدیک می‌شود، سیستم می‌تواند پیش‌ از رسیدن، فضای داخلی را به دمای ایده‌آل برساند.

ملاحظات امنیتی و حریم خصوصی در سیستم‌های تهویه متصل

ورود سیستم‌های تهویه به عرصه اینترنت اشیا (IoT) بازی را کاملا دگرگون کرده است، اما این تحول همراه با چالش‌های جدی در حوزه امنیت سایبری و حریم خصوصی است. برخلاف دیدگاه رایج که دستگاه‌های خانگی خطر کمی دارند، سیستم‌های تهویه متصل به شبکه می‌توانند به‌ راحتی به دروازه‌ای برای نفوذ به کل اکوسیستم هوشمند خانه تبدیل شوند. این دستگاه‌ها اغلب با پروتکل‌های ارتباطی ناامن، رمزهای عبور پیش‌فرض یا فاقد قابلیت به‌روزرسانی نرم‌افزاری عرضه می‌شوند.

یکی از نگرانی‌های عمده، جمع‌آوری داده‌های رفتاری است. سیستم تهویه هوشمند از زمان‌بندی روشن و خاموش‌شدن اطلاع دارد و از الگوهای حضور، فعالیت و حتی زمان‌های خواب کاربر اطلاعات دقیقی جمع‌آوری می‌کند. این داده‌ها، اگرچه برای شخصی‌سازی مفید هستند، اما در صورت نشت یا سوءاستفاده، می‌توانند تصویری بسیار دقیق از سبک زندگی فرد ارائه دهند.

از سوی دیگر، آسیب‌پذیری‌های شبکه نیز جدی‌اند. بسیاری از سیستم‌های تهویه هوشمند مستقیما به روتر خانگی متصل می‌شوند و اگر از رمزنگاری مناسب (مانند TLS) یا احراز هویت دو‌عاملی پشتیبانی نکنند، مهاجمان می‌توانند از طریق آن‌ها به شبکه داخلی دسترسی پیدا کرده و به دستگاه‌های حساس‌تری مثل دوربین‌ها، قفل‌های هوشمند یا حتی کامپیوترهای شخصی نفوذ کنند. در بدترین سناریوها، دستگاه‌های IoT می‌توانند به بخشی از یک شبکه روباتی تبدیل شوند که برای حملات DDoS استفاده می‌شوند.

حتی در سطح فیزیکی، مشکلاتی وجود دارد. برخی سیستم‌های تهویه مجهز به میکروفون یا سنسورهای صوتی هستند تا بتوانند با دستیارهای صوتی تعامل کنند. این امکان، اگر به‌ درستی پیاده‌سازی نشود، می‌تواند به ابزاری برای شنود تبدیل شود. همچنین، دسترسی از راه دور به سیستم، اگر با احراز هویت ضعیف همراه باشد، می‌تواند به دست سوم‌ parties افتاده و منجر به تغییر دمای خانه، خاموش‌کردن سیستم در زمستان یا ایجاد شرایط نامطلوب برای ساکنان شود.

سخن پایانی

در پایان، سیستم‌های تهویه هوشمند تنها به‌ عنوان ابزاری برای تنظیم دما و رطوبت طراحی نشده‌اند، بلکه به‌ عنوان بخشی زنده از یک اکوسیستم هوشمند که با درک زمینه، یادگیری از رفتار کاربر و همکاری با دیگر زیرساخت‌ها، آسایش، کارایی انرژی و تجربه زندگی را به‌ طور همزمان ارتقا می‌دهند. با این حال، این پیشرفت فنی همراه با مسئولیت‌های جدی در حوزه امنیت سایبری، حریم خصوصی و اخلاق دیجیتال است؛ زیرا هر دستگاه متصل، علاوه بر امکانات، دریچه‌ای بالقوه برای نفوذ و سوءاستفاده نیز هست. بنابراین، آینده تهویه هوشمند در گرو یک تعادل ظریف خواهد بود: تعادلی میان نوآوری فنی و انسانی و هوشمندی ماشین و احترام به خودمختاری انسان.