O que há de tão legal nos sistemas HVAC inteligentes?

Os componentes de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) existem desde o final dos anos 1800, mas foi somente na década de 1980 que a Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE) estabeleceu novos padrões para o eficiência energética mínima de projetos de edifícios (Padrões 90.1 e 90.2). Esses padrões são considerados marcos importantes na história dos HVACs e ajudaram a pavimentar o caminho para o futuro:sistemas HVAC inteligentes.

Sistemas inteligentes de aquecimento e resfriamento resolvem problemas que os sistemas tradicionais não conseguem. Por exemplo:

• Os ocupantes e proprietários de edifícios não querem perder tempo mexendo no aquecimento ou no ar condicionado, então os sistemas HVAC inteligentes “aprendem” onde e quanto calor ou ar levar para cada seção do edifício.
• Proprietários de edifícios e empresas desperdiçam muito dinheiro em HVACs ineficientes e ineficazes.
• Sistemas com sensores inteligentes, tanto no prédio quanto nas próprias unidades, podem monitorar de forma abrangente as fontes externas e a funcionalidade interna para que o sistema possa manter sua eficiência.

Este artigo explorará as funções mais críticas de um sistema HVAC inteligente e as etapas que você deve seguir se estiver interessado em implementá-lo.

Primeiros passos com HVAC inteligente

Se você está planejando ou projetando um edifício ou uma casa inteligente, adicionar um sistema HVAC inteligente é bastante simples, porque você tem um quadro em branco. Mas, se você deseja integrar HVAC inteligente em um edifício mais antigo, existem algumas etapas extras que você precisará realizar:

1. Identifique equipamentos desatualizados. Qualquer coisa que esteja desatualizada provavelmente não será tão eficiente em termos de energia quanto os equipamentos modernos. Crie um inventário detalhado do equipamento usado em seu sistema HVAC e compare-o com um novo modelo semelhante. Isso é algo que o seu auditor de energia também examinará, mas ajuda ter essas informações à mão.
2. Realizar uma auditoria energética no edifício . Isso deve ser feito por um profissional licenciado ou certificado e ajudará você a entender o quão crítico é o problema de energia, bem como uma boa ideia da quantidade de energia e dinheiro que você pode economizar ao fazer melhorias. A Internet das Coisas (IoT) pode tornar o processo de coleta de dados sem fio muito mais fácil. Se você tiver tecnologia de nível de sensor integrada ao edifício, poderá descobrir a temperatura, umidade, fluxo de ar, etc. em cada cômodo mais rapidamente do que se tivesse que fazer esse processo manualmente.
3. Escolha os elementos de HVAC e de envelope de construção que podem ser melhorados depois de identificar como o edifício funciona. Isso varia dramaticamente de um prédio para outro, mas existem alguns elementos importantes que pegam um sistema simples e o tornam muito mais inteligente. Eles estão descritos abaixo.

Tornando um sistema HVAC “inteligente”

Embora nem todos os elementos de um sistema de aquecimento e resfriamento possam ser tornados inteligentes, as alterações a seguir podem pegar um sistema simples e torná-lo energeticamente eficiente e inteligente.



Compressor e manipulador de ar

O compressor, que é a bomba elétrica que comprime o refrigerante, e o manipulador de ar, que sopra ar sobre as serpentinas de aquecimento ou resfriamento, consomem uma grande carga de energia no sistema. É importante que esses componentes sejam otimizados para que não se tornem um grande dreno de energia (e dinheiro). A eficiência pode ser alcançada tanto no próprio equipamento quanto quando esses dois componentes funcionam apenas quando são necessários.

Muitas concessionárias também oferecem programas de “resposta à demanda”, em que as concessionárias incentivam o cliente a permitir que desliguem grandes cargas de energia em horários de pico de demanda. Com o tempo, a IoT permitirá "preços de tempo de uso", o que significa que os consumidores comprarão energia por meio de mecanismos de mercado (oferta e demanda) em vez de preços fixos. O surgimento de geração de energia mais distribuída (como solar, eólica e bateria armazenamento) só é possível à medida que mais e mais inteligência é incorporada em nossas redes elétricas e equipamentos mecânicos.

Ventilação e suprimento de ar

O sistema de ventilação direciona o ar onde e quando é necessário em um edifício. Em um novo edifício comercial, sistemas complexos de ventilação são normalmente modelados de antemão com a tecnologia BIM. Mesmo na construção residencial, um engenheiro mecânico, engenheiro e hidráulico licenciado (MEP) normalmente precisa projetar o sistema HVAC, que inclui o projeto de ventilação. O objetivo geral é fornecer ar às salas que estão ocupadas e manter a temperatura nessas salas em um nível confortável.

No entanto, mesmo um sistema inteligente às vezes pode ser substituído pelos ocupantes do edifício, o que atrapalha a eficiência e a economia de custos. Imagine um zelador, por exemplo, que limpa um prédio à noite. Se o edifício foi modelado para ir de 76 graus a 85 graus após as 18h, e o zelador ignora essa funcionalidade girando o termostato para 70 graus a cada noite enquanto trabalha, isso é um uso indevido claro e definitivo do sistema modelado. Monitorar algo assim é bastante simples, mas o mais difícil é saber se as aberturas estão bloqueadas ou se as pessoas fizeram outras “melhorias” em seus espaços de trabalho. A melhor maneira de monitorar o uso como esse é por meio de tecnologia acionada por sensor. Ele permite que o gerente do prédio (ou um computador, se o sistema for inteligente o suficiente) monitorar quando algo está bloqueado ou adulterado para que o problema seja corrigido imediatamente.

Termostato

Termostatos inteligentes normalmente medem a temperatura, mas realmente termostatos inteligentes podem ler temperatura, umidade, ocupação e outras variáveis. Esses recursos permitem que o termostato tome melhores decisões sobre como ajustar a temperatura ambiente e os contratempos. Parte da razão pela qual é aconselhável trazer um auditor é que o desconforto da sala pode ter pouco a ver com a temperatura e tudo a ver com calor latente , que é o calor causado pela umidade. Isso pode ser devido à infiltração de ar ou projeto HVAC deficiente.

Outra parte de tornar um termostato inteligente é colocá-lo no lugar certo. Se um termostato for instalado perto de um fogão de seis bocas na cozinha de um restaurante, e o chef decidir que ele está quente demais, todo o restaurante congelará enquanto ele estiver confortável. É aqui que entra o zoneamento. O aquecimento e o resfriamento zoneados ajudam a mover o ar para as áreas certas na hora certa e são parte integrante para tornar um sistema HVAC inteligente.

Conclusão

O objetivo do HVAC inteligente é ter um sistema que saiba o que está acontecendo em um edifício, mantenha tudo devidamente resfriado, economize dinheiro e mitigue quaisquer problemas associados ao uso indevido. Embora todos estejam familiarizados com os edifícios, eles frequentemente subestimam o quão complexos são os sistemas. Os sistemas HVAC inteligentes podem ajudar a reduzir parte dessa complexidade para os ocupantes e operadores. Ao descarregar um pouco da complexidade para sistemas HVAC inteligentes, você está no caminho certo para criar um ambiente melhor para as pessoas que ocupam seu prédio.