Una nueva mirada a la automatización de edificios y la filtración de aire.
Ken Bloom,
Presidente, Precision Air Technology, Inc
Para cualquier sistema moderno de ventilación y aire acondicionado (HVAC), no es excepcional reemplazar periódicamente los filtros de aire. Quizás antes no se le había prestado mucha atención a esto. Sin embargo, cada vez se comprende más que es el cumplimiento de esta condición lo que determina la capacidad del sistema de ventilación y aire acondicionado para garantizar la calidad del microclima interior y el ahorro energético necesario en el marco del funcionamiento de los sistemas de automatización de edificios.
Nuestras propuestas
El funcionamiento de cualquier sistema HVAC moderno se basa en la monitorización y mantenimiento del sistema de filtrado de aire. Sin esto, es difícil garantizar el nivel requerido de calidad del aire interior. Los métodos para monitorear y mantener los filtros de aire varían ampliamente.
Algunas instalaciones utilizan medidores de presión diferencial a lo largo de toda la longitud de los conductos. Los filtros se cambian cuando la caída de presión cae casi a cero. En otros casos, durante las inspecciones periódicas, la necesidad de reemplazar el filtro la determina visualmente personal técnico capacitado.
Algunas organizaciones reemplazan los filtros según un cronograma sin evaluar su estado. Si la evaluación se realiza por la diferencia en las caídas de presión antes y después del filtro, entonces a menudo se usa una regla muy simple para controlar los filtros: se cambian si la presión del aire de salida es la mitad de la presión del aire en la entrada.
Este método proporciona una indicación relativa de la resistencia del filtro, pero a menudo no proporciona el grado de precisión requerido por un sistema de control de edificios. Suponiendo un flujo de aire constante, el monitoreo de los filtros de aire dentro de los sistemas HVAC está limitado por el hecho de que a medida que los filtros se obstruyen, fluye menos aire a través del sistema de ventilación.
En ausencia de medios para controlar y ajustar la velocidad del ventilador, es difícil establecer una conexión entre el grado de llenado del filtro y la caída de presión en la línea de suministro. Y según los expertos, debido a los crecientes requisitos de calidad del aire, se necesita un sistema de monitoreo que permita un análisis más preciso del estado de los filtros de aire.
Requisitos modernos para el ahorro de energía
A medida que las soluciones de construcción avanzan hacia arquitecturas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente, el rendimiento confiable del filtro de aire pasa a primer plano. En nuestra opinión, los sistemas de ingeniería de edificios requieren no sólo una buena funcionalidad, sino también el nivel necesario de estandarización de los parámetros operativos, que están controlados por un sistema de gestión de edificios (BMS). Los sistemas de automatización de edificios asumen cada vez más la función de ahorro energético.
El uso de tecnologías de ahorro energético está asociado a los aspectos económicos del funcionamiento de las instalaciones. Una de estas tecnologías es el uso de un variador de frecuencia. Esta se considera una de las estrategias más efectivas para reducir el consumo de energía en los sistemas de aire acondicionado.
Según una investigación del Departamento de Energía de EE. UU., el uso de variadores de frecuencia reduce significativamente el consumo de energía. Por ejemplo, una fábrica textil, a través de la empresa de servicios públicos Pacific Gas and Electric, reemplazó su sistema de ventilación con motores eléctricos de velocidad constante con variadores de frecuencia. La reducción del consumo de energía fue del 59%. Sin embargo, la principal limitación que impide la adopción de esta tecnología en los sistemas HVAC es el hecho de que los variadores de velocidad crean cambios en la diferencia de presión del aire que pasa a través del filtro.
El método tradicional para controlar el estado de los filtros de aire se basa fundamentalmente en mediciones precisamente de esta cantidad. Estas fluctuaciones de presión pueden provocar un mal funcionamiento de los sistemas tradicionales de monitoreo de filtros de aire. En consecuencia, la adopción de esta tecnología como herramienta de ahorro de energía hace imposible determinar el estado de contaminación del filtro a medida que cambian los parámetros del flujo de aire.
Los expertos en automatización de edificios reconocen esta incompatibilidad entre la tecnología probada de ahorro de energía y la requerida Monitoreo de la precisión del sistema del filtro de aire dentro de los sistemas de gestión de edificios.
Otra tecnología de filtración de aire que puede generar importantes ahorros de energía es el uso de filtros de baja presión en los sistemas HVAC. Estos filtros ya se producen en la industria.
El uso de filtros de baja presión reduce la resistencia del sistema y el efecto económico es que se necesitan ventiladores menos potentes para garantizar el intercambio de aire necesario en los edificios. Para adaptar esta tecnología, es necesario incluir una presión reducida del sistema en el diseño del HVAC. Aquí, como en el caso de un accionamiento eléctrico de frecuencia variable, el problema es el mismo. Surgen dificultades al evaluar el estado de los filtros de aire en función de la diferencia de presión del aire.
Posibilidades de las tecnologías modernas
Los modernos sistemas de gestión de edificios permiten controlar una serie de parámetros ambientales, como la temperatura, la humedad, el flujo de aire y el consumo de energía, de forma más flexible que antes. Hasta cierto punto, la filtración del aire afecta a todos estos parámetros. La cantidad necesaria de calor o frío que se debe suministrar al sistema depende, entre otras cosas, de cómo pasa el aire a través de los filtros. A través de filtros obstruidos, el flujo de aire es menos intenso, lo que significa que tardará más en calentar o enfriar el aire de la habitación.
Manteniendo el sistema de aire acondicionado con los parámetros correctos de filtración de aire, se puede lograr un mejor rendimiento en las áreas relacionadas: reduciendo el exceso de humedad, creando un microclima confortable y reduciendo el efecto de acumulación de moho y otros microorganismos.
El funcionamiento adecuado de la ventilación está determinado por la cantidad estimada de aire que puede pasar a través de la pila de filtros, y la eficiencia energética en los sistemas de aire acondicionado depende del uso de nuevas tecnologías (por ejemplo, variadores de velocidad y filtros de aire de baja presión). En cualquier caso, para el correcto funcionamiento del sistema de ventilación, es necesario disponer de un sistema de gestión del edificio preciso y flexible.
Hasta hace poco, había relativamente pocos productos nuevos en la tecnología de filtración de aire que pudieran proporcionar un control suficiente del estado de los filtros y, en consecuencia, de su cuidado. Ahora, cualquier equipo de ingenieros de monitoreo de edificios puede equiparse con la última tecnología y obtener capacidades de automatización de edificios sin precedentes. Sin embargo, monitorear un sistema de filtración de aire sigue siendo «más un arte que una ciencia». En cuanto a las consecuencias económicas del status quo mantenido actualmente, los costes reales aún no pueden evaluarse plenamente.
Un paso adelante hacia la monitorización de los filtros de aire
Para cerrar la brecha entre las capacidades de los sistemas de automatización de edificios y la precisión requerida en la evaluación del estado del filtro de aire, Precision Air Technology Inc. decidió utilizar una innovadora tecnología de microprocesadores para monitorear los filtros de aire. Un enfoque tan moderno para evaluar el estado de los filtros puede proporcionar una medición precisa de la resistencia del filtro, tanto con un flujo de aire constante como variable.
A diferencia del método tradicional de controlar el estado de los filtros de aire (basado únicamente en la caída de presión), el dispositivo desarrollado mide tanto la presión como la velocidad del aire. El proceso de control comienza con la calibración en un paquete de filtro limpio. Con solo presionar un botón, el sistema de alarma se programa a un nivel de resistencia de 1,5, 2,0 o 2,5 veces la resistencia inicial del filtro.
Tan pronto como la resistencia del filtro aumenta a un nivel preestablecido, el relé (tipo de contacto seco) ) se recibe una señal y el LED indica que es necesario reemplazar los filtros.
De esta manera, se eliminan las limitaciones impuestas por los métodos de control tradicionales de los sistemas de filtración de aire y el sistema se integra armoniosamente en el sistema general de gestión del edificio. Con esta nueva herramienta, un sistema de automatización de edificios puede integrar mejor el monitoreo del filtro de aire.
El sistema de microprocesador Filtrometer 3200 tiene las siguientes características:
• La tecnología de microprocesador monitorea con precisión el estado de las unidades de filtro de aire individuales bajo flujo de aire constante y variable.
• La calibración del sistema de monitoreo del filtro de aire se realiza desde el teclado.
• Paso- configuración del nivel de alarma paso a paso para reemplazar el filtro.
• La fuente de alimentación de CA (24 V) hace que el sistema sea compatible con otros sistemas de baja corriente.
• LED instalado localmente, que no solo muestra el estado del filtro, pero también indica la necesidad de reemplazarlo.
• Relé de contacto seco opcional, fuente de corriente de salida de 4–20 mA y señal de salida analógica.
• Todas las versiones permiten una fácil instalación entre el ventilador y la unidad de filtro.
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