Comunicación inalámbrica en control de HVAC

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La correcta instalación de termostatos inalámbricos es clave para asegurar el rendimiento de los equipos.

Por Joaquín Ornelas.

Las instalaciones inalámbricas ahorran energía, reducen costos de operación y de instalación.

Las comunicaciones cableadas entre termostatos de una misma red tienen algunas limitaciones que ahora pueden ser superadas con la tecnología wireless, ZIGBEE. Los termostatos wireless añaden flexibilidad al control de temperatura en una o distintas zonas de un mismo inmueble; por lo que son ideales para remodelaciones, construcción de nuevas zonas en edificios ya existentes, construcciones nuevas y, prácticamente, en cualquier edificio en donde se necesite mejorar el desempeño de los equipos HVAC.

Dichos sistemas utilizan el protocolo ZIGBEE. Normalmente, consisten en termostatos inalámbricos y un receptor/concentrador con salida a los protocolos más comunes en BAS (Building Automation Systems), como LON y BACnet. En nuestros días y en casi todos los aspectos de nuestra vida diaria, las tecnologías cableadas han sido reemplazadas por las tecnologías inalámbricas, y el control en el aire acondicionado no ha sido la excepción.

Las configuraciones típicas en las instalaciones de termostatos inalámbricos son las siguientes: crean una red mesh entre ellos, hasta llegar al concentrador, el cual normalmente está conectado al sistema central de automatización del inmueble. Una de las mayores ventajas de esta conexión es que se puede hacer una automatización integral del inmueble para que el sistema tome decisiones con respecto al estado de otro sistema dentro del edificio; la segunda es que si el Sistema Central de Automatización del edificio está conectado vía Internet o a alguna VPN; se puede tener acceso remoto desde cualquier PC para que cualquier usuario autorizado pueda monitorear o realizar cambios en los setpoints de los termostatos.

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Equipo wireless utilizado. Este sistema podría automatizar todo el edificio

Proceso de colocación
La instalación de termostatos inalámbricos depende de la complejidad del equipo por controlar y del nivel de control deseado. Por ejemplo, en una instalación básica de remodelación o mejora, con un equipo central de calefacción/enfriamiento, con bornes de control a 24V (R, G, Y1, Y2, W1, W2), se puede reutilizar la estructura de cableado existente entre el termostato y el equipo de aire acondicionado, logrando, de esta manera, una reducción significativa en los costos de cableado y canalización, pues no sólo se reutiliza el cableado AC-Termostato, sino que se elimina el cableado adicional que significaría la comunicación de campo (bus de comunicación).

Asimismo, los costos de instalación se ven reducidos, ya que el tiempo y el personal requerido para efectuarla son menores. A estas ventajas se les suma la razón principal por la cual se automatiza un equipo HVAC: el ahorro de energía, el cual minimiza el consumo mediante el uso de diversas estrategias, como la centralización de horarios, alarmas para el mantenimiento y notificaciones del estatus del equipo. El consumo de energía del sistema de aire acondicionado de un edificio de oficinas o comercial se encuentra entre 40 y 50 por ciento de la facturación de consumo eléctrico; por lo que es de suma importancia utilizarlo de la manera más eficiente y productiva para la administración del inmueble. Con los termostatos de control digital, dividiéndolos por zonas y horarios, se puede tener un ahorro de energía de aproximadamente 20 por ciento, según estimaciones para las aplicaciones promedio.

El retorno de inversión (ROI, por sus siglas en inglés) jugará un papel importante en la decisión de la tecnología que se usará en un inmueble; sin embargo, no estará expuesto a simple vista y habrán de analizarse todos los puntos mencionados, como ahorro de energía, cableado, tiempo y personal de instalación, entre otros.

El control de temperatura en múltiples zonas con equipos diferentes sólo requiere instalar más termostatos en las zonas por controlar. En estos casos, la parte “más complicada” sería programar o fijar los valores de los setpoints deseados para la operación del equipo.

Instalar un sistema de termostatos cableados directamente al equipo de aire acondicionado y con comunicación wireless entre ellos es uno de los más grandes beneficios de esta tecnología.

Otro beneficio es la capacidad de conexión al sistema central de automatización vía las comunicaciones más populares, con lo que se puede utilizar la información de campo con automatización de alto nivel sin mucho esfuerzo, pues no se tiene que re-entrenar al personal capacitado, sino simplemente se adapta a su estilo de automatización preferido.

Los termóstatos se pueden construir de muchas maneras y pueden utilizar una variedad de sensores para medir la temperatura. La salida del sensor, entonces, controla la calefacción o el aparato que se refresca.

Los sensores comunes incluyen:

  • Bimetal, sensores mecánicos
  • Pelotillas de la cera que se amplían
  • Electrónico-termistores y dispositivos de semiconductor
  • Eléctrico-termopares

Éstos pueden controlar la calefacción o usar del aparato que se refresca:

  • Control mecánico directo
  • Señales eléctricas
  • Señales neumáticas

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