Trang chủ CNTT với TĐH CNTT với TĐH Phát triển hệ thống VAV/FCU không dây

Phát triển hệ thống VAV/FCU không dây

Các từ khóa:

Wireless (không dây), Zigbee, tính đa dạng, VAV, FCU, hệ thống điều hòa không khí.

Việc truyền tín hiệu không dây ở phía trần bên trong ngôi nhà, nơi thường có những vật cản của các đồ dùng kim loại như các ống nước hay ống khí so với môi trường thông thoáng, có tầm nhìn rộng như bên ngoài nhà thì tốc độ của sóng truyền rất thấp.

Bởi vậy, khoảng cách truyền đi cũng bị rút ngắn rõ rệt. Hiện nay, bằng việc phát triển, ứng dụng kĩ thuật truyền tín hiệu đa dạng theo mạng lưới, giúp đảm bảo chất lượng đường truyền tốt nhất ngay cả khi đặt bên trong trần nhà. Chúng tôi đã phát triển được hệ thống VAV/FCU không dây có khả năng rút ngắn tối đa thời gian thi công so với các hệ thống có dây.

1. Mở đầu.

Từ quan điểm về tính thoải mái và tiết kiệm năng lượng cho những người sử dụng nên việc điều khiển hệ thống điều hòa không khí trong văn phòng có sử dụng VAV (Variable Air Volume) và FCU (Fan Coil Unit) trở nên quan trọng nhất. Và để thực hiện được điều này, công ty chúng tôi đã và đang cung cấp các bộ điều chỉnh VAV (InfilexTMVC), bộ điều chỉnh FCU (InfilexTMFC), bộ điều chỉnh điều khiển kết hợp (InfilexTMZM), bộ điều chỉnh máy điều hòa không khí (InfilexTMGC).

Để giảm bớt việc lắp đặt phía trong trần nhà, chúng tôi đã lắp đặt trước các bộ điều chỉnh VAV/FCU trong một bộ VAV/FCU, tuy nhiên, việc thông dây hay nối những đường dây sau đó vẫn tốn khá nhiều công sức. Vì vậy, lần này chúng tôi đã phát triển hệ thống VAV/ FCU không dây để sau khi lắp đặt bộ VAV/FCU và khi đóng nguồn điện vào chỉ cần cài đặt các thông số truyền vẫn có thể tự động truyền tín hiệu.

Nhờ đó, chúng tôi không cần thực hiện các thao tác khác ngoài thao tác cài đặt thiết bị và bố trí nguồn điện. Kết quả là có thể tăng hiệu quả lắp đặt thiết bị đo đạc trong phòng lên trên 50% .

Hình 1: Sơ đồ khái quát hệ thống
Hình 2: Bộ tương thích ZM, Bộ tương thích VC/FC

2. Cấu tạo hệ thống.

Khái quát về hệ thống VAV/FCU không dây được trình bày ở hình 1. Về cấu tạo, hệ thống VAV/FCU không dây giống như hệ thống có dây trước đây, đều bao gồm bộ điều khiển VAV/FCU được lắp bên trong trần nhà, bộ điều khiển kết hợp được lắp trong bàn điều khiển ở phòng thiết bị và bộ điều khiển điều hòa không khí.

Đặc trưng của hệ thống này là tại mỗi bộ điều chỉnh đều có nối bộ phận anten dùng cho truyền không dây, được gọi là bộ tương thích không dây, nhờ đó việc truyền tín hiệu giữa các bộ điều chỉnh hay các thiết bị cảm ứng cũng là truyền không dây. Thêm vào đó, các bộ điều chỉnh lại cung cấp điện cho bộ tương thích không dây nên không cần lắp pin.

Các bộ phận cấu tạo

Có 4 bộ phận cấu tạo nên hệ thống VAV/FCU không dây, gồm:

* Bộ tương thích ZM: Đây là bộ tương thích dùng cho Infilex ZM, để chuyển quá trình truyền bộ điều chỉnh giữa InfilexZM và Infilex VC/FC thành truyền không dây.

* Bộ tương thích VC/FC: Đây là bộ tương thích dùng cho Infilex VC/FC, để chuyển quá trình truyền bộ điều chỉnh giữa InfilexZM với Infilex VC/FC, và quá trình truyền máy cảm ứng giữa InfilexVC/FC với các thiết bị cảm ứng thành truyền không dây.

* Bảng đèn Neo II không dây: máy lắp đặt không dây cho VAV/FCU

* Máy cảm ứng Neo II không dây: máy cảm ứng nhiệt độ không dây để đo nhiệt độ trong phòng.

Hình 3: Bảng đèn Neo II không dây Hình 4: Máy cảm ứng Neo II không dây

3. Hệ thống mạng không dây

Những năm gần đây đã bắt đầu xuất hiện hệ thống mạng không dây. Hệ thống mạng không dây là một phương thức truyền tin trong đó đường truyền phải thông qua nhiều nút truyền trung gian khác nhau trong trường hợp nút truyền chính không thể trực tiếp truyền đến nút truyền mục tiêu.

Đặc trưng của hệ thống mạng này là sau khi khởi động hệ thống, nếu có xuất hiện chướng ngại vật, hay nút truyền trung gian gặp trục trặc khiến đường truyền bị ngắt, thì hệ thống mạng này có thể thay đổi đường truyền và đi theo đường vòng, vì vậy việc truyền tín hiệu vẫn có thể tiếp diễn.

Zigbee là một trong những hệ thống mạng không dây đã được quy chuẩn hóa bởi tổ chức Zigbee Alliance-Mỹ. Với những lớp dưới lớp MAC, người ta áp dụng chuẩn IEEE 802.15.4 sử dụng tần số 2.4GHz giống như với Bluetooth hay mạng không dây LAN. Tốc độ truyền thấp, tối đa là 250kbps. Chi phí thấp, có thể lắp đặt vào CPU 8 bit, mức độ tiêu thụ công suất thấp, có thể sử dụng pin trong vài năm, chính vì thế, hệ thống này thường thích hợp với các máy móc tự động trong tòa nhà, hay điều khiển của các đồ điện trong gia đình.

Với mục đích làm thỏa mãn các điều kiện cần cho đường truyền không dây trong phòng, và phải đảm bảo chất lượng truyền ổn định, chúng tôi đã chọn hệ thống Zigbee như là cơ sở cho phương pháp  truyền của hệ thống VAV/FCU không dây.

Hình 5: Hệ thống mạng Zigbee
Zigbee là một thương hiệu được đăng kí ở Nhật Bản của tổ chức Zigbee Alliance
Bluetooth là một thương hiệu được đăng kí ở Nhật Bản của tổ chức Bluetooth SIG
Infilex là một thương hiệu của Công ty TNHH Yamatakeshi.

4. Kỹ  thuật đa dạng mạng

Việc truyền sóng phía trong trần nhà có sử dụng hệ thống VAV/FCU không dây có những vấn đề sau:

* Mức độ nhận sóng giảm do gặp một số chướng ngại vật phía trong trần nhà

* Mức độ nhận sóng giảm do sự không ổn định về hướng của anten gắn trực tiếp với bộ VAV

* Sự biến đổi về mức độ nhận sóng do hiện tượng fading nhiều đường, và phát sinh điểm vô hiệu.

Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã phát triển kĩ thuật đa dạng mạng, trong đó kết hợp hệ thống mạng lưới và phương pháp đa dạng không gian sử dụng 2 cần anten.

Cường độ của điện trường sóng nhận

Trong trường hợp khoảng không gian giữa máy phát và máy nhận tín hiệu không thoáng thì độ mạnh của điện trường sóng nhận sẽ tuân theo nguyên tắc phân bố tán xạ Rayleigh.

Chúng tôi đã chuẩn bị 2 cần anten và chọn phần đa dạng không gian có nguồn điện đã nhận tín hiệu mà có điện trường sóng nhận mạnh hơn, nhờ đó, điện trường nhận trung bình được cải thiện 3dB. Hơn nữa, độ dự trữ fading cần thiết để truyền sao cho tỉ lệ nhận tín hiệu thành công là 99%  cũng được cải thiện 7dB, từ 17dB thành 10dB.

Như vậy, bằng việc áp dụng phương pháp đa dạng không gian, chúng tôi đã có thể cải thiện được khoảng cách truyền rút ngắn lại thông qua việc truyền tín hiệu phía trong trần nhà và việc lắp đặt bộ VAV.

Hình 6: Những thay đổi nhờ phân bố tán xạ Rayleigh và đa dạng không gian.

5. Kết luận.

Mục đích của chúng tôi trong việc cung cấp hệ thống VAV/FCU không dây lần này là nhằm rút ngắn thời gian thi công lắp đặt hệ thống điều hòa không khí. Bên cạnh việc áp dụng vào các tòa nhà xây mới, chúng tôi cũng đang hướng đến việc tiến hành thi công lắp đặt mới các thiết bị điều hòa không khí ngay cả ở những tòa nhà cũ, mà không cần thiết người chủ phải di chuyển sang địa điểm khác. Đồng thời, không bó buộc trong quá trình thi công trước đây, chúng tôi muốn rút ngắn thời gian thi công bằng việc cải tiến quá trình thao tác.

Lâm hùng sơn

Công ty Hệ thống tòa nhà (biên dịch từ Yamatake)

Số 129 (8/2011)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay


Newer news items:
Older news items:

 

Mới cập nhật

Tìm kiếm

Quảng cáo&Liên kết