Optimización energética mediante inteligencia artificial (IA) en sistemas de climatización

15 January 2022 por Raymond Shum
Optimización energética mediante inteligencia artificial (IA) en sistemas de climatización

Los equipos de climatización funcionan bajo el control de sistemas de automatización o de un sistema de gestión de edificios. Estos sistemas de automatización tienen un funcionamiento fijo y sólo pueden reaccionar al entorno externo e interno según la lógica programada. Los momentos de máxima demanda suelen ser los más caros en cuanto al uso de la energía y se producen durante las horas más calurosas del día, cuando la climatización es más necesaria. El nuevo software de Inteligencia Artificial (IA), totalmente autónomo y autoadaptativo, está diseñado para proporcionar un ahorro significativo y reducir drásticamente las emisiones de carbono, permitiendo un edificio autogestionado. Con las aplicaciones de IA, se consigue optimizar variables como el flujo de aire. Conservar el aire

calidad del aire, tanto para la humedad como para la temperatura, con un consumo de energía mucho menor. El objetivo de crear una simulación de HVAC y eventualmente aplicar la IA es reducir la cantidad de energía utilizada y ahorrar tiempo automatizando tareas frustrantes y repetitivas. El objetivo es ahorrar tiempo y evitar los tiempos de inactividad.


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Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) suponen un importante consumo de energía, hasta el 40% del consumo total de energía en los edificios, independientemente del tipo de edificio, ya sea comercial, residencial o industrial. Los sistemas ineficientes y mal diseñados son costosos de gestionar, a menudo ineficaces para mantener los niveles de confort y grandes productores de gases de efecto invernadero. Los equipos de climatización funcionan bajo el control de sistemas de automatización o de un sistema de gestión de edificios (BMS). Su función es salvaguardar la producción de calor/frío y garantizar que se distribuya adecuadamente para mantener la temperatura en el rango deseado. Estos sistemas de automatización tienen un funcionamiento fijo y sólo pueden reaccionar al entorno externo e interno según la lógica programada.

 

Los momentos de máxima demanda suelen ser los más caros para el uso de la energía y se producen durante las horas más calurosas del día, cuando la climatización es más necesaria. Algunas empresas de servicios públicos también utilizan el pico más alto de uso de energía de un edificio para fijar las tarifas y aplicar costosas tasas de demanda. La capacidad de optimizar la cantidad de energía utilizada, la cantidad gastada en energía y la energía utilizada durante los momentos de máxima demanda tendrá un gran impacto en los costes de funcionamiento.

 

Los técnicos de HVAC tienen dificultades para controlar los sistemas de HVAC porque las condiciones del edificio cambian con frecuencia. Los técnicos de HVAC se enfrentan a los siguientes aspectos:

- Las necesidades de ventilación, calefacción y refrigeración de cualquier edificio cambian constantemente.

- La gente que entra y sale de los edificios la mayor parte del tiempo tiene un efecto directo sobre el control de la temperatura y las necesidades de ventilación

- Las necesidades de HVAC se ven afectadas por las actividades que se realizan habitualmente en el interior, por ejemplo, las cocinas comerciales necesitan más refrigeración y ventilación que cualquier oficina del mismo tamaño.

- Se espera que la temperatura exterior cambie constantemente. Por lo tanto, afecta a la refrigeración y la calefacción necesarias.

 

Hay dos estrategias para optimizar el funcionamiento de los sistemas HVAC. 1) Mejorar la eficiencia de las enfriadoras, que ocupan el 60% del consumo total de energía del sistema HVAC, para garantizar que el calor/frío se produzca en el momento adecuado. 2) Las unidades de tratamiento de aire (UTA), que ocupan el 40% restante del consumo energético total del sistema de climatización, ya que pueden constituir una fuente de ahorro energético adicional para garantizar que el calor/frío se produce en la cantidad y el momento adecuados.

 

Por lo tanto, un sistema de control inteligente es capaz de procesar los datos recogidos en tiempo real y ajustar los sistemas HVAC en consecuencia.

 

Para ser un sistema eficiente de gestión de la energía en los edificios, aparte de la lógica programada que sigue un conjunto de reglas para un determinado horario de funcionamiento basado en la hora del día, el control reactivo que adapta el funcionamiento de los equipos en respuesta a un cambio de la meteorología, todavía es necesario desarrollar un control predictivo que utiliza el aprendizaje automático para estudiar los patrones de consumo de energía y ajusta el funcionamiento en previsión de las condiciones cambiantes.

 

El software de Inteligencia Artificial (IA), totalmente autónomo y autoadaptativo, está diseñado para proporcionar un ahorro significativo y reducir drásticamente las emisiones de carbono, permitiendo un edificio autogestionado. El objetivo de crear una simulación de HVAC y aplicar eventualmente la IA es reducir la cantidad de energía utilizada y el coste de la energía y la demanda máxima. La Inteligencia Artificial (IA) ha demostrado tener aplicaciones beneficiosas en el sector de la climatización, ya que puede mejorar aún más la calidad ambiental interior y la eficiencia energética. Con las aplicaciones de IA, se consigue optimizar variables como el flujo de aire. También es posible conservar la calidad del aire, tanto en lo que respecta a la humedad como a la temperatura, con un consumo de energía mucho menor.

 

El software de control automatizado y predictivo de HVAC con inteligencia artificial (IA) recoge datos de las máquinas, los sensores de temperatura y los contadores eléctricos. Los datos se analizan en tiempo real en combinación con información externa, como la previsión meteorológica, para anticipar las necesidades térmicas. El software de control automatizado y predictivo de la climatización con inteligencia artificial (IA) envía las órdenes adecuadas a los equipos de climatización. Podría bajar automáticamente el aire acondicionado de la oficina incluso antes de que la temperatura de la sala sea demasiado fría y podría ahorrar dinero al tiempo que mejora el confort. En segundo lugar, permite a los gestores de las instalaciones realizar un mantenimiento preventivo, evitar tiempos de inactividad y ahorrar tiempo automatizando tareas frustrantes y repetitivas.