آب حیاتی ترین ماده ای است که بر روی کره ی زمین وجود دارد و هیچ موجودی بدون آن نمیتواند زنده بماند. در زمانهای گذشته به دلیل زیاد بودن منابع آبی و کمتر بودن میزان مصرف، نگرانی برای مسئله ی کم آبی و بی آبی مانند امروز وجود نداشت.اما امروزه با افزایش جمعیت و رونق گرفتن صنایع گوناگون و همچنین کاهش منابع آبی، این موضوع به اصلی ترین نگرانی مردمدنیا تبدیل شده است.
همه ی دولتها سیاستهایی را در جهت صرفه جویی در مصرف آب برای مردمانشان تعیین کرده اند و ازآنها میخواهند که منابع آبی را غنیمت بشمرند. دانشمندان نیز علم و دانش خود را به کار گرفته اند و وسیله هایی را برای کنترل و بهبود مصرف آب ساخته اند. یکی از این وسیله ها شیرآلات هوشمند است که بوسیله ی آن میتوان میزان مصرف آب را بهترکنترل کرد. در این مقاله قصد داریم توضیحاتی را درباره ی شیرآلات هوشمند و کاربردهای آنها ارائه دهیم.
شیرآلات هوشمند چه هستند؟
تا چند دهه ی گذشته در مصارف خانگی و صنعتی از شیرآلات مکانیکی به طور گسترده استفاده میشد. شیرآلات مکانیکی به شیرآلاتی گفته میشود که باز و بسته شدن و یا درجه ی تنظیم آنها با دست و به صورت مکانیکی انجام میشود. این دسته از شیرآلات البته نسبت به نسلهای قبل خود پیشرفت عظیمی محسوب میشدند؛ زیرا در نسل اولیه ی شیرآلات مکانیکی عملکرد به گونه ای بود که با وارد کردن چند ضربه حجم زیادی از آب خارج میشد و میزان این حجم خارج شده نیز قابل تنظیم نبود.اما نسلهای بعدی شیرآلات مکانیکی امکان تنظیم حجم آب خروجی به میزان دلخواه از کم تا زیاد را فراهم میکردند. رفته رفته
با پیشرفت تکنولوژی و توسعه ی ارتباطات بین رشته ای، دانشمندان علم الکترونیک و علم مکانیک با همکاری یکدیگر توانستند شیرآلاتی را تحت عنوان شیر هوشمند بسازند و به بازار عرضه کنند. شیر هوشمند به شیرآلاتی گفته میشود که دارای سنسورهای الکترونیکی بوده و بر اساس حسگرها عمل میکنند. شیرآلات هوشمند دریچه هایی به نام چشمی دارند که از طریق آنها حضور شخص یا اشیا را به عنوان مصرف کننده در پشت شیر تشخیص میدهند. تا وقتی که این حضور را تشخیص دهند، اجازه ی خروج آب را میدهند و به محض اینکه حسگرها چیزی را احساس نکنند، جریان آب را به صورت اتوماتیک قطع میکنند. هم اکنون در سطح جهان شیر هوشمند به صورت گسترده در مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
شیرآلات هوشمند چه کاربردهایی دارند؟
اصلیترین مزیت شیر هوشمند کنترل اتوماتیک جریان آب است. شیر هوشمند قادر است حضور یا عدم حضور انسان را تشخیص دهد و بر این اساس خروج آب را کنترل کند. تا قبل از شیرآلات هوشمند، شیرآلات مکانیکی فقط از طریق انسان خروج آب را کنترل میکنند؛ در نتیجه در مواردی که انسانها ممکن است به هر دلیلی شیر آب را باز بگذارند، آب به صورت بیرویه مصرف میشود. حتی در مواردی برای چند روز یک شیر آب باز میماند که این مسئله میزان هدر رفت آب را به صورت قابل توجهی افزایش میدهد.
همچنین شیرآلات مکانیکی به دلیل استفاده ی زیاد بعد از مدتی دچار خرابیهایی میشوند و این خرابیها سبب میشوند تا آب حتی در حالتی هم که شیر بسته باشد، به صورت قطره قطره و یا بیشتر خارج شود. این مسئله به ویژه در مکانهای پرجمعیت مانند ترمینالهای مسافربری، فرودگاهها و مکانهای عمومی مانند پارکها و رستورانها سبب میشود تا همین میزان اندک هدر رفت آب پس از مدتی حجم قابل ملاحظه ای از مصرف را تشکیل دهد.
چون در مکانهای عمومی افراد نسبت به تعمیر شیرآلات مکانیکی مسئولیتی ندارند، آن را به حال خود رها میکنند و ممکن است تا موقع سرکشی مسئولان مربوطه چند روز طول بکشد. در طول این چند روز میزان عظیمی از آب هدر خواهد رفت. اما شیرآلات هوشمند راه حل مناسبی برای این مشکلات محسوب میشوند؛ زیرا نسبت به شیرآلات مکانیکی خرابی کمتری دارند و در صورت خرابی هم معمولا جریان آبی از آنها بیرون نمیآید.
زیرا مهمترین بخش شیر هوشمند سنسور است که اگر خراب شود، اجازه خروج آب را نمیدهد. همچنین شیرآلات هوشمند بر خلاف شیرآلات مکانیکی بسیار سریع عمل میکنند و به محض اینکه چشمی آنها حضور کسی را تشخیص ندهد، جریان آب را قطع میکند. این در حالی است که در استفاده از شیرآلات مکانیکی مدت زمان بین اتمام استفاده تا بستن شیر آب چند ثانیه طول میکشد و این ثانیه ها وقتی در مقیاس بزرگ حساب شوند، حجم قابل توجهی از هدر رفت آب را نشان میدهند.
همچنین شیرآلات هوشمند بر خالف شیرآلات مکانیکی بسیار سریع عمل میکنند و به محض اینکه چشمی آنها حضور کسی را تشخیص ندهد، جریان آب را قطع میکند. این در حالی است که در استفاده از شیرآلات مکانیکی مدت زمان بین اتمام استفاده تا بستن شیر آب چند ثانیه طول میکشد و این ثانیه ها وقتی در مقیاس بزرگ حساب شوند، حجم قابل توجهی از هدررفت آب را نشان میدهند.
این هدر رفت خصوصاً در آن دسته از شیرهای مکانیکی که به صورت پیچی باز و بسته میشوند، بسیار بیشتر است. یک استفاده ی دیگر شیرهای هوشمند در حمام است. معمولا در حمام حجم قابل توجهی از آب به صورت بی هدف مصرف میشود.
این مصرف ممکن است مربوط به زمان استفاده از شامپو و یا صابون زدن باشد. از طریق شیرآلات هوشمند در چنین مواقعی میتوان به سرعت جریان آب را قطع کرد اما اگر شیرآلات، مکانیکی باشند، اکثر افراد به دلیل زمانبر بودن و مشکل بودن بستن شیر آب آن را به صورت باز رها میکنند.
در صنعت نیز استفاده از شیرآلات هوشمند امری ضروری است؛ چرا که فرآیند تولید صنعتی در تمام شبانه روز در جریان است و ممکن است در زمانهایی به دلیل عدم حضور نیروی انسانی نیاز به کنترل آب باشد؛ در این صورت شیر هوشمند میتوان از پس چنین کاری برآید و شیرآلات مکانیکی ممکن است در صورت بروز هرگونه مشکل هزینه های زیادی را بر جای بگذارند.
نسلهای اخیر شیر هوشمند حتی امکاناتی را برای تنظیم درجه ی آب دارند و برحسب مورد استفاده، میتوانند میزان خروجی آب را کم یا زیاد کنند. تنظیم میزان گرمی و سردی آب نیز یکی از چالشهای شیرآلات مکانیکی است که این مشکل در شیرآلات هوشمند از طریق بکارگیری سیستم دیجیتالی از بین رفته است.
