Automatizacion de Edificios (BMS)

¿Qué es un Sistema BMS?

BMS es un término muy usado para referirse a un sistema de gestión de edificaciones (en inglés: Building Management System). Como todo sistema de gestión, su función es administrar los recursos de un edificio, solo que el BMS lo hace de manera automática y continua (automatización). Por ello muchas veces se denominan “Edificios Inteligentes”.

Un sistema de BMS está principalmente conformado por Hardware y Software, siendo el Hardware el que entra en contacto físico, interactuando con el edificio, y el Software aquel que controla el Hardware (automatización) y realiza la gestión de todo aquello con lo que puede interactuar dentro del edificio.

Entonces, podemos decir que el BMS administra los recursos con los que puede interactuar. Los recursos de un edificio normalmente son: Electricidad, Agua, Gas, e inclusive Personal. Y como buen administrador, debe optimizar esos recursos, es decir, reducir su consumo, gasto y/o desgaste. Cabe señalar que mientras sea mayor la interacción del BMS con el edificio, debería ser más eficiente la gestión de dichos recursos.

¿Por Que Implementamos un Sistema BMS en un edificio?

El principal objetivo por el cual se implementa un sistema BMS «Building Management System»), hoy en día, es el Ahorro de Recursos (energía eléctrica, agua).

Nuestro cliente final, es quien decidirá si su edificio se implementará con un sistema BMS o no. Estas personas ven a sus edificios como proyectos de inversión, por lo tanto, el proyecto de BMS debe ofrecer un retorno de inversión adecuado.

Entonces, ¿Podemos Estimar el costo de una implementación de un sistema de BMS en base a un retorno de inversión del proyecto de un edificio?

La respuesta es SI. para ello nos basamos en la siguiente premisa: Comparando un edificio sin BMS, es decir, accionado por un operador o técnico de manera manual, contra un sistema de gestión BMS, solo para la parte eléctrica, estaríamos hablando de hasta un 30% de ahorro en energía eléctrica. Este 30% es un estimado basado en un promedio obtenido de diferentes instalaciones existentes.

Si hacemos un ejemplo de un edificio comercial, éste cuenta con un diseño eléctrico inicial, sobre el cual, tendremos el dato de la potencia eléctrica instalada total, la que incluye: Alumbrado, Climatización (HVAC), y otras cargas. Si vemos el cuadro de consumo típico de un edificio de oficinas, veremos que el aire acondicionado y la iluminación se llevan el 64% del consumo eléctrico del edificio. Es por ello que el Diseño de un sistema BMS prioriza estos sistemas. Aplicando un 30% de ahorro de energía en HVAC e Iluminación, tenemos que el Sistema de BMS debería generar un ahorro global de casi un 20% de toda la energía eléctrica consumida por este edificio. Para ser más prácticos, podríamos decir que se estaría generando un ahorro de 20% del valor del recibo eléctrico del edificio. Si este ejemplo lo aplicamos a un edificio grande, que consuma unos 10,000 Dólares mensuales en energía eléctrica, significaría que estaríamos ahorrando aproximadamente 2,000 dólares mensuales con el sistema BMS. Esta cifra, la podemos convertir en un retorno de 24,000 dólares anuales, y el proyecto de BMS debería retornar en 3 años hasta 5 máximo. Eso significa que el Proyecto de BMS debería costar alrededor de 72,000 dólares para este ejemplo. Obviamente en la realidad, existen muchas otras consideraciones. Podemos concluir, entonces, que un sistema BMS es una inversión que hacemos al momento de diseñar un edificio, y que lo implementamos para reducir nuestros costos eléctricos, sanitarios u otros.

¿Por qué Fallan los proyectos de BMS?

Este es un tema interesante, y es que muchas veces ni siquiera los propios clientes saben que su proyecto de BMS está fallando, o que no está funcionando como debe.

Las principales causas son:

  1. El proyecto de BMS No cuenta con un objetivo claro. Como lo vimos en el párrafo anterior,  muchas veces el Diseño del proyecto de BMS (y me refiero a la memoria descriptiva, EETT, Planos, etc.) detalla características de los sistemas BMS antes que objetivos que éstos deben lograr.
  2. Proyectos de BMS que ofrecen el “Solo Monitoreo” de los sistemas del Edificio. Eso significa que el Cliente / Inversionista gastará una considerable cantidad de dinero, y a cambio No obtendrá ningún retorno de su inversión. De hecho, esto no se podría considerar como un proyecto de BMS, pues no se puede gestionar algo que no se puede controlar (automatizar).
  3. Otra causa es la excesiva cantidad de dispositivos de control, o como muchas veces se menciona “Oversizing”. Significa que el proyectista, en su Diseño, ha considerado demasiadas señales de control y monitoreo en el proyecto de BMS, haciendo que éste sea demasiado costoso, y por ende, que No exista un retorno en la inversión del Sistema de BMS.
  4. Desactualización. Los sistemas de BMS de hoy utilizan controladores (Hardware) de última generación, con procesadores potentes, de protocolo abierto, e inclusive con apertura WEB e IoT. Si tomamos un controlador de hace 30 años, obviamente existían muchas limitaciones, que hacían imposible plantear las especificaciones de BMS que se pueden hacer hoy.
  5. Similar al Punto 4, la tecnología ha mejorado el Hardware de los dispositivos de BMS, siendo ahora mejores, más estables y económicos que antaño. Muchas veces se siguen especificando dispositivos “Convencionales”, por temor o desconocimiento de las ventajas de los dispositivos más recientes.
  6. Este punto es un poco controversial, sin embargo, consideramos que es válido. La “Integración de Sistemas”, que muchas veces se especifica en los proyectos de BMS, es en realidad un arma de doble filo. Se puede especificar que un proyecto de BMS permita a futuro la integración de otros sistemas como por ejemplo el sistema de CCTV (Circuito Cerrado de Televisión) o el Sistema de Acceso. Pero, y este es el gran problema, Se habla de Integración y No de Interoperabilidad. Es decir, el Proyecto de BMS No detalla las funciones/Acciones que van a interactuar entre ambos sistemas. Las integraciones agregan costo al proyecto, y en un proyecto de BMS, raramente encontraremos interacciones entre sistemas, sin embargo, muchas veces se cae en el error del “Solo Monitoreo” para sustentar la Integración “Total” de todos los sistemas del Edificio.

Existen otras causas, pero normalmente relacionadas con la pericia de los instaladores, vendedores o proyectistas.

¿Como Evaluamos un proyecto de BMS?

Muchos Inversionistas tienen dudas respecto al costo de un proyecto de BMS, principalmente porque los “Vendedores” prefieren que los proyectos sean lo más costoso posible, en consecuencia, ellos tendrían más ingresos por sus ventas.

Cualquier empresa profesional que se dedique a la Implementación de sistemas de BMS, así como clientes que cuentan con varios edificios donde han invertido en sistemas de BMS, pueden estimar los costos referenciales de un sistema BMS. La regla es muy sencilla, el costo de inversión en el BMS, lo dividimos entre el número de señales de control del proyecto (cualquier proyecto correctamente implementado, cuenta con un listado de puntos o listado de señales de control).

Bueno, si tomamos como ejemplo que la media de los proyectos de BMS implementados por una empresa X se encuentra alrededor de US$ 1,000 por punto BMS, entonces, solo queda conocer la cantidad de señales de control que se implementaran en el nuevo proyecto. Por ejemplo, si un proyecto nuevo tiene 100 puntos de control, el proyecto debería rondar los US$ 100,000. Obviamente, este es un ejemplo. Es, pues, cada empresa responsable de estimar su costo medio por punto de control del sistema de BMS.

Este método, es también una herramienta para evaluar diferentes ofertas de BMS para un proyecto nuevo. El proveedor que tenga el menor costo por punto de BMS sería, en teoría, el más eficiente, y convendría trabajar con él.

Esto nos lleva a la siguiente pregunta, ¿Cuantas señales de control son necesarias en un proyecto de BMS? Bueno, en el ejemplo anterior mostramos el costo de inversión del sistema de BMS, y El proyecto eléctrico/sanitario, nos brindará un estimado de posible ahorro de energía y/o agua. Es, pues, con ambos costos que podemos determinar si el proyecto de BMS esta bien diseñado, o si es viable (Ver párrafo: «¿Por Que Implementamos un Sistema BMS en un edificio?»).  Que queremos decir con esto: La cantidad de la inversión (dinero) para el proyecto lo determinamos con el ahorro de energía (¿Cuanto menos pagaremos a fin de año?), y el costo por punto de BMS nos puede dar un aproximado del numero de señales de control que debe haber en dicho proyecto. En el párrafo: «¿Por qué fallan los proyectos de BMS?», mencionamos que uno de los errores en la implementación de sistemas BMS es el excesivo numero de puntos de control “Oversizing”. Con lo mencionado anteriormente, podemos saber si el proyecto de BMS esta sobre-dimensionado, pudiendo ser incluso inviable. Esta es, también, una herramienta que permitirá evaluar la calidad del Diseño de los proyectistas de BMS.

¿Como Mejoramos el diseño de un proyecto de BMS para Obtener un numero Adecuado de Puntos de Control?

Importancia de los puntos de Control

Para Mejorar un Diseño de BMS, lo más importante es determinar la importancia de un punto de control. ¿Qué significa esto?, pues tenemos que evaluar si una señal es necesaria para el sistema de BMS.

¿Cómo sabemos si es importante?, pues la señal de BMS debe estar acorde con el Objetivo del proyecto: Ahorro de energía, operatividad del edificio, gestión de mantenimiento y confort.

Pongamos un Ejemplo: Si en un primer Diseño de BMS, a un tablero eléctrico general de un edificio, Colocamos una señal de estado que indique que éste se encuentra energizado, es suficiente información para la gestión del edificio. Pero, si existe un segundo diseño de BMS para el mismo edificio, pero le agregamos unos 10 puntos más por el estado de los interruptores secundarios de dicho tablero, estaría utilizando 11 puntos de BMS.

Esos 10 puntos de estado de interruptor, no nos genera ningún ahorro de energía. Además, es muy probable que los circuitos a los que alimentan esos interruptores No sean críticos para la operación del edificio, en Todo caso, es un criterio que debe evaluarse, pero hablamos de una diferencia sustancial que si, por ejemplo, el costo del Punto BMS es de US& 1,000, entonces, para el primer Diseño de BMS, el costo estimado sería de US$ 1,000 para ese tablero, contra el segundo Diseño de US$ 11,000. Habrá que preguntarse, quien esta dispuesto a pagar los US$ 10,000 extra del segundo Diseño. Es pues el Proyectista el responsable de diseñar correctamente el sistema de BMS.

Otro ejemplo se presenta en el control de alumbrado. Para un circuito de alumbrado necesitamos una señal de encendido. Opcionalmente podemos agregar un estado de operación (confirmación de encendido). Otro opcional es el estado del selector M0A del circuito. Entonces, para un circuito de alumbrado tenemos 03 opciones de control, y por ende 03 costos de proyecto. Habría que evaluar, si es necesario conocer si el circuito de alumbrado requiere de la confirmación de encendido. Normalmente, se usa esta señal en circuitos de alta potencia, sin embargo, si el circuito es de muy baja potencia, es muy probable que no sea necesaria dicha señal. En cuanto al selector M0A, Realmente son muchos los Proyectistas que incluyen esto es sus diseños innecesariamente. El selector M0A Solo debe monitorizarse en casos de equipos muy críticos, como bombas de desagüe, motores en plantas industriales, etc. Donde una falla puede ocasionar pérdidas materiales y hasta humanas. En todo caso, es excesivo su uso en circuitos de alumbrado, donde normalmente son decenas de circuitos de alumbrado en un proyecto, y, por ende, decenas de miles de dólares de sobre-costos.

Interoperabilidad

Continuando con el tema de la mejora del diseño del BMS, hace mucho tiempo, cuando los sistemas de BMS eran más complejos y cerrados, es decir, sistemas «mono marca», incompatibles con otras marcas, y donde NO se utilizaban protocolos de comunicación estándar, se tenia que instalar sensores en maquinas que muchas veces ya venían instalados de fábrica con sus propios controles, generando así redundancias.

Hoy en día, la mayoría de máquinas cuentan con una interfase de comunicaciones de Protocolo Abierto (Modbus, Bacnet, etc.) desde donde se pueden leer sus señales internas, e inclusive se pueden ejecutar comandos de operación. A esta interacción se le denomina Interoperabilidad. Entonces, agregar señales de estado adicionales, solo incrementa el costo del proyecto de BMS.

Así también, los sistemas de BMS modernos son en su mayoría Interoperables (Multi-Protocolares, Abiertos), es decir, pueden utilizar varios protocolos de comunicación estándar a la vez. A través de dicha comunicación obtenemos todos los puntos que pueda ofrecer un Equipo y más y todo por el costo de un solo punto de BMS para el proyecto. Esto sucede, sobre todo, con los Variadores de Frecuencia, UPS, Medidores de Energía, Equipos de HVAC, etc. Entonces, Si observamos que en el diseño de un proyecto de BMS se están agregando sensores redundantes a alguno de estos equipos, debemos retirarlos del diseño del proyecto, eejorando así el Proyecto.

Cabe señalar que muchos Proyectistas confunden la Interoperabilidad con la Integración. Si bien ambos términos son similares, podemos decir que La Interoperabilidad contiene necesariamente a la Integración dentro de su ámbito, sin embargo, la Integración No necesariamente incluye a la Interoperabilidad. Esto lo podemos observar cuando los proyectistas incluyen en su Diseño de BMS el requerimiento de la “Integración del Sistema de CCTV y/o Acceso al Sistema de BMS”.

Haciendo un Ejemplo respecto esta diferencia de términos, en el caso que un proyectista indique en su diseño: “Integrar CCTV al BMS”, estaríamos hablando de una gran cantidad de Cámaras de CCTV (Normalmente un proyecto de CCTV supera las 30 cámaras). Si cada cámara es considerada como un punto de BMS, entonces en el ejemplo estamos incluyendo 30 Cámaras, se estarían agregando como costo al proyecto de BMS en unos US$ 30,000 (Considerando US$ 1,000 por punto). El Problema aquí radica en que El proyectista NO esta indicando en su Diseño cuál es la Interoperabilidad que existirá entre cada una de las 30 cámaras con respecto al BMS. Es decir, ¿Qué variables que ofrezca la Cámara accionarán algún Equipo electromecánico del Edificio? En Este ejemplo estamos mostrando que la Integración en ese aspecto No incluye la Interoperabilidad. Ese tipo de diseños y/o especificaciones definitivamente deben eliminarse del Proyecto de BMS.

Experiencia

Ser un proyectista de BMS no es tarea fácil. El BMS es una disciplina cruzada, es decir, El proyectista debe ser un profesional con conocimientos múltiples especialidades como electricidad, electrónica, mecánica, sanitaria, sistemas, etc. Por ejemplo, si en un proyecto de BMS se van a controlar los equipos de HVAC, entonces el conocimiento en mecánica es imprescindible. Lo mismo para alumbrado y el conocimiento en electricidad.

Entonces, para mejorar un Diseño de BMS, necesitamos un proyectista que tenga mucha experiencia no solo en su campo, sino en muchas otras especialidades. Estos profesionales, serán los expertos que implementarán las mejores prácticas para la automatización de equipos HVAC: motores, bombas, ventiladores, plantas de enfriamiento, etc. O para los sistemas eléctricos: iluminación, grupo electrógeno, sub-estaciones eléctricas, etc.

Lo ideal es, pues, contar con un Staff de Profesionales de diferentes disciplinas, todos ellos trabajando para diseñar de una manera óptima el proyecto de BMS, que realmente Interactúe con todos los sistemas del edificio.

Mejores Prácticas para el Control de los Equipos Electromecánicos

Control de un Ventilador

Cuando tenemos un proyecto de BMS, muchas veces tenemos que realizar el Control y el Monitoreo de Ventiladores Electromecánicos. Entonces primero debemos saber como es que éstos funcionan.

No queremos Profundizar en el tema, así que solo tomaremos lo básico. Existen varios Tipos de Ventiladores, pero los más usados en un edificio son Axiales y Centrífugos. Ambos a su vez se dividen entre Ventiladores Accionados Directamente por el Motor, o A través de Faja y Polea. Podríamos decir inclusive, que los ventiladores de mayor potencia son los que utilizan principalmente Acoples de Faja y Polea.

Existen además diferentes formas de arrancar un Ventilador Electromecánico: Arranque Directo, Estrella-Triangulo, Arranque Electrónico y Variador de Frecuencia.

En Caso que debamos controlar un Ventilador Cuyo arranque se dé a través de un Variador de Frecuencia (VFD), pues la tarea es muy sencilla, solo debemos conectarnos al puerto de comunicaciones del Variador de Frecuencia. Los VFD modernos ya cuentan con protocolos Abiertos (Modbus, Bacnet) de manera Estándar, además, no solo podemos controlar el motor, sino que también podemos conocer sus estados de operación, consumo, etc. Solo tenemos que asegurarnos de indicar esta característica en los requerimientos técnicos del proyecto de BMS.

Para los demás casos, hablamos de ventiladores de Velocidad Constante (una vez que arrancan, se mantienen una sola velocidad). Aquí, normalmente se utilizan Contactores eléctricos o Arrancadores electrónicos. Aun no es comercial encontrar dispositivos de éstos con comunicación, por lo tanto, debemos asignar Puntos de BMS para estos equipos.

Aquí es donde se pone interesante el tema, Existen Principalmente Cuatro formas de conocer el estado de un Ventilador con sus respectivas Ventajas y Desventajas como vemos a continuación:

Cuadro 1 – Comparativo de Dispositivos para Monitorear un Ventilador.

Como podemos ver del Cuadro, Un Simple Sensor de Corriente es suficiente para conocer el estado de operación de un Ventilador Electromecánico. El Costo de Este dispositivo es apenas 20% superior al Switch de Corriente, pero ofrece cuatro mediciones más que estos (más del 400% del valor de su costo). Es Triste ver que aún existen proyectistas que utilizan ambos: un Switch de Corriente y un Switch de Presión Diferencial de aire para conocer el estado de un Ventilador, Consumiendo así Dos puntos de BMS en vez de Uno solo. Si eso se multiplica por el número de Ventiladores del Edificio, Hablamos de un Diseño mucho más caro y con menor cantidad de Información. Lo Mismo Aplica para los Variadores de Frecuencia, Aun Existen Proyectistas que Agregan Switch o Sensores de corriente a un Variador de Frecuencia o inclusive agregan Puntos de BMS para el control de Velocidad o arranque de éstos, totalizando cerca de Cuatro Puntos de BMS, cuando solo por comunicación (un solo punto BMS) se logra el mismo resultado.

Control de una Bomba de Agua

De manera Similar al Punto Anterior, Las Bombas de Agua se controlan a una Velocidad Constante (Arrancadores Eléctricos), o a una Velocidad Variable (Variador de Frecuencia). Y como ya mencionamos, los Equipos que cuentan con Variador de Frecuencia Solo requieren de un Puerto de Comunicaciones Abierto (Modbus, Bacnet). Para Las Bombas de Caudal constante, existen también varios métodos de medir/Confirmar su funcionamiento:

Cuadro 2 – Comparativo de Dispositivos para Monitorear una Bomba de Agua.

Aquí realmente no existe Duda que la mejor manera de confirmar el Estado de Operación de una Motobomba eléctrica es el Sensor de Corriente, (*) que inclusive de contar con la curva de Comportamiento de la Bomba de Agua, podríamos estimar el Caudal de la misma.

Igualmente, Vamos a ver proyectistas que siguen especificando Switches de Flujo de Agua u otros Switches, agregando costo al proyecto de BMS.

Control de una Manejadora de Aire y Fan Coils.

Por Complejos que parezcan estos equipos, en Realidad son muy sencillos de Controlar. De hecho, tanto Las Unidades Manejadoras de Aire (UMA) como los Fan Coil son muy similares de controlar.

La Regla de Oro aquí es: “Se Monitorea lo que se puede Controlar”.

Vamos a tratar de Explicarlo en este cuadro:

Cuadro 3 – Relación entre Control y Monitoreo

Lo que tratamos de decir aquí es que No debemos colocar una Señal de Medición cuando no existe un Dispositivo capaz de Modificar dicha Señal. Por Ejemplo, Si colocamos un Sensor de Humedad donde No tenemos un Control de Deshumidificación, Estaríamos Agregando Puntos al BMS que No generarán ningún beneficio ni de ahorro de energía, ni de Confort.

Cabe Señalar que existen Equipos similares Denominados “Rooftop”, Estos equipos, en la actualidad, vienen casi todos de fabrica con un Puerto de Comunicación Abierto (Modbus, Bacnet, LonWorks), lo que permite que todo este equipo sea controlado desde un solo punto de BMS del Proyecto. Solo debemos asegurar que los Requerimiento técnicos lo indiquen así, y eliminar cualquier otro sensor que pueda generar redundancia.

La Planta de Agua Helada (Fría)

En la Actualidad, se puede encontrar en el mercado varios Sistemas Desarrollados Dedicados al control y Optimización del funcionamiento de una planta de Agua Helada. Estos sistemas vienen desarrollados por empresas representativas Dedicadas a este rubro. En Estos casos, solo requeriremos el puerto de comunicación de Protocolo Abierto (Bacnet) para enlazarlo con el Sistema BMS, y podemos asumir que el sistema funciona de manera óptima. Cabe Señalar que estos Sistemas son Costosos, pero cuando se trata de Plantas de Agua Helada Complejas, y con muchos Chiller, resulta una buena solución tecnológica. En Casos de Plantas de Enfriamiento muy pequeñas, no serían aplicables estos sistemas.

Cuando el Cliente no ha invertido en alguno de estos sistemas “Modelo”, Corresponde Incluir este sistema en el Diseño del Proyecto de BMS. Tenemos que tener varias consideraciones en cuenta, pero la principal, es Consultar el Diseño Mecánico según el Estándar Ashrae, y buscar, bajo el mismo estándar, las mejores prácticas para el control de las plantas de agua Helada.

Solo debemos recordar que, para Cada Bomba de Agua de Velocidad Constante de esta planta, se debe considerar una señal de Encendido (Relay) y un Sensor de Corriente para el Estado. Y por cada Variador de Frecuencia, Solo requerimos conectarnos al Puerto de Comunicaciones.

La Siguiente imagen Muestra un Sistema Muy básico de Control para una Planta de Agua Helada muy pequeña:

Diagrama 1 – Planta de Agua Helada Básica.

Para este tipo de plantas de Enfriamiento, son muy pocas las señales de BMS que se requieren. Lo básico seria:

  • 02 señales de Arranque de Bombas Primarias
  • 02 sensores de Corriente Bombas Primarias.
  • 01 señal de Arranque de Chiller.
  • 02 sensores de Temperatura de Agua.
  • 01 sensor de Presión Diferencial de Agua.
  • 02 comunicación Bacnet Bombas Secundarias
  • 01 comunicación Bacnet del Chiller

Hablamos pues, de once (11) Señales de BMS. Algo que Muchos Controladores Modernos pueden Manejar sin dificultad, y considerando que la planta de agua Helada del edificio es la que más consume, Si implementamos algoritmos de control adecuados, podremos lograr un considerable ahorro de energía, y por ende, haciendo viable este proyecto de BMS.

Sistemas de Control de Dióxido de Carbono

En Muchos proyectos donde se implementan sistemas de Aire Acondicionado Basados en Sistemas Variables de Refrigerante (VRV/VRF), Existe la preocupación de los Proyectistas por la calidad del aire. Para ello se suele especificar el uso de Sensores de Dióxido de Carbono. El problema viene cuando estos sensores se quieren integrar con el sistema de HVAC, y en ese momento vemos que estos sistemas suelen ser Cerrados, es decir, no son capaces de integrar otros sistemas a su propia interface de Control. Esto genera muchos problemas para los instaladores, que tienen que Instalar sensores Convencionales, siendo necesario para ello, el uso de Controladores y/o PLC con las suficientes Entradas Analógicas para lograr este fin.

Nuestra Solución propone el uso de los Sensores de Dióxido de Carbono Optimal Controls, que cuentan con un puerto de comunicaciones Modbus RTU, que reduce enormemente el Cableado de los sensores a tan solo 4 cables (2 de alimentación y 2 de Comunicación), De esta manera es más fácil recorrido del cableado y evita la necesidad de Contar con Controladores enormes para el monitoreo de la Concentración del Gas. Estos sensores, Además cuentan con una Salida de Relay, que puede configurarse como On/Off, o Flotante, permitiendo controlar un Ventilador o un Damper Motorizado de manera autónoma, sin la necesidad de un Controlador. 

Ahora, Si queremos Aplicar una Solución Interoperable, Utilizaremos el Controlador Distech Eclypse S1000, el cual proporciona un Puerto de Comunicaciones Modbus RTU, Además de un Puerto de Comunicaciones Bacnet IP, y una Interface WEB en HTML5 bastante amigable. Con Este producto Se puede realizar la integración del Sistema VRV/VRF con los Sensores de CO2, y Adicionalmente, se podría integrar el Variador de Frecuencia que permite el control de la inyección de Aire fresco a los Diferentes ambientes del Edificio.

Sistemas de Extracción de Monóxido de Carbono (CO)

Para los Sistemas de Extracción de CO y Ventilación en Estacionamientos o lugares cerrados, existen muchas maneras de control, pero nuestra propuesta basada en el Controlador CO-40-MOD ofrece muchas más opciones a un menor costo.

El CO-40-MOD es nuestro primer producto comercial Desarrollado con la finalidad de optimizar las instalaciones en sistemas de extracción de Monóxido de Carbono (CO) mediante el empleo de Sensores de CO con comunicación Modbus RTU.

Para esto podemos hacer uso de sensores de CO de las marcas: Distech Controls, Greystone, y por supuesto Optimal Controls. Todos estos sensores cuentan con un puerto Modbus RTU, que permite medir el nivel ce concentración del gas en el ambiente, y transmitirlo hacia el controlador CO-40-MOD para que este gestione sus diferentes salidas de Relay, y accione los ventiladores y/o extractores que sean necesarios.

Las principales Ventajas de este sistema son:

  • Mejor Monitoreo del nivel de CO, pues se conoce el nivel de CO (en PPM) de cada lugar donde se encuentre cada sensor, gracias a que cada uno cuenta con una única «Dirección» en esta red de Sensores.
  • Menor costo del Proyecto. Los sensores Modbus cuestan menos que los Detectores de CO de salida Relay; y un poco más que los sensores analógicos (4-20mA), sin embargo, el costo de instalación del sensor analógico es mucho mayor, debido a la gran cantidad de cableado que requiere, sin contar con que necesita un Controlador con tantas entradas analógicas como sensores existen.
  • No es necesario que los sensores cuenten con un Display, pues el controlador CO-40-MOD indicará la lectura de cada Sensor desde un solo punto, sin necesidad de desplazarse a cada sensor.
  • El controlador permite accionar diferentes equipos electromecánicos como el extractor y el o los Ventiladores. Este control se realizará en secuencia, evitando que todos los equipos arranquen a la vez.
  • Permite diferenciar zonas de sensores, accionando equipos individualmente según el ambiente al que corresponda.
  • El Cableado de estos sensores sería muy sencillo, pues solo requiere de los cables de alimentación, y los de bus de comunicaciones.

Finalmente, y no menos importante, al ser Modbus un protocolo Abierto, este sistema puede ser integrado fácilmente hacia un sistema BMS completo.

Nueva Visión de los Sistemas de BMS. Nuevos objetivos

Esta es una Forma distinta de plantear un sistema de automatización BMS en una oficina. Esto agrega un objetivo adicional al del ahorro de energía.

Hablamos de un Enfoque orientado al personal que labora en una empresa, estas personas pasan muchas horas en una oficina y representan el principal costo de cualquier compañía.

Según un artículo de JLL (Empresa de Servicios inmobiliarios de E.U.), existe una Regla de 3-30-300, que significa el costo por pie cuadrado por año de una compañía en promedio. Ellos consideran un costo de US$ 3 por gastos de Servicios (Energía, Agua, etc.). US$ 30 por Gastos de Renta, y US$300 por el costo del personal. Según esta regla, el 10% de Ahorro energía significaría un ahorro de US$0.3 por pie Cuadrado (ft²) para la empresa. Un ahorro del 10% en la Renta, significa US$3 / ft², y un 10% de incremento en la productividad del personal significa una ganancia de US$30 / ft².

En este artículo también se indica que un estudio del GBC, analizó el impacto del ambiente de trabajo en la productividad del personal, dando los siguientes datos importantes del incremento de productividad de la siguiente manera:

  • Control de temperatura individual: +3%.
  • Mejora de la Ventilación del Ambiente: +11%
  • Mejor iluminación: +23%
  • Acceso a un ambiente natural: +18%

Entonces, según la Regla 3-30-300, se puede calcular el Costo Total de Ocupación (TCO por sus siglas en ingles), y con un diseño adecuado de una oficina, podría mejorar hasta en un 10% la productividad del personal. (Como referencia, Estudios del World Building Council muestran que un incremento del 18 al 20% de productividad del personal es posible en el ambiente adecuado.)

Basándonos en este artículo, Si lo enfocamos desde el punto de vista de los Sistemas BMS, para cumplir con el objetivo del Proyecto, tendríamos que incluir algoritmos de control de los sistemas que podemos controlar. esto implica:

  • Sistemas de control de la ventilación de un ambiente, utilizando para ello sensores de CO2 y/o Calidad de aire, y manteniendo un valor Adecuado (ASHRAE tiene tablas de valores referenciales según el tipo de ambiente). Para ello el sistema de inyección de aire debe ser controlado por el BMS.
  • Otro punto que podríamos manejar es el control de la iluminación. Igualmente, debemos buscar estándares de iluminación adecuados para los ambientes controlados.
  • Los dos puntos anteriores deben tratarse con cuidado, pues debemos evitar el exceso, por ello es importante el control de ocupación, a fin de ahorrar la energía donde sea posible (ambientes desocupados).
  • El control individual de temperatura tiene un menor impacto, por lo que podemos incluirlo en un proyecto, si sabemos que su costo no afecta en exceso el presupuesto. para ello es importante contar con Controladores cuyo costo de control individual sea bajo, por ejemplo, controladores con interface WEB o interface Bluetooth.

Entonces, durante el Desarrollo de una Especificación de un proyecto de BMS, Debemos priorizar la especificación de Controladores o dispositivos de control que permitan controlar los sistemas de Climatización, Ventilación e iluminación, en un solo dispositivo. Para ello deben contar no solo con Bacnet, sino también con otros protocolos como Modbus, nLight o DALI. Estamos, pues, hablando de Equipos de BMS (Hardware) mucho más completos de los que solemos ver en las diferentes instalaciones. Un ejemplo de este tipo de controladores los podemos ver en Distech Controls: Room Control Solution.