Monitoreo Sistemas de Climatización Industrial

Monitoreo y Control de Sistemas de Climatización Industrial

En este blog se analiza la importancia y los beneficios de implementar un sistema de Monitoreo con Telemetría en Sistemas de Climatización Industrial.

Introducción

Los sistemas de climatización tipo chillers son esenciales en muchos edificios comerciales e industriales. Funcionan mediante un ciclo de refrigeración que utiliza agua como medio para transferir calor. El chiller enfría el agua que luego se distribuye a través de la red de tuberías a diferentes partes del edificio. En este proceso, el chiller absorbe el calor del agua, lo expulsa al exterior y retorna el agua fría al sistema.

Los sistemas de climatización de edificios, representan una de las inversiones más relevantes de la obra civil y es probablemente el mayor consumidor de recursos de la operación de la infraestructura, ya sea en términos de electricidad como de gastos de mantención preventivos y correctivos.

La situación anterior, es cada vez más crítica debido al cambio climático, lo que se ha traducido en la necesidad de implementar sistemas de climatización en zonas geográficas y latitudes en que hace algunos años atrás, no era necesario.

Por ejemplo, en el caso de un país como Chile, hoy se requieren sistemas de climatización (para frío) en prácticamente la totalidad de sus regiones, ya que lugares como Temuco, Valdivia, Puerto Montt, Coyhaique, no es extraño que durante el verano se alcances temperaturas de 30°C o más en edificios que, en general, están más preparados para ser confortables en invierno.

Componentes Claves

Veamos más en detalle aquellos aspectos claves que pueden beneficiarse de un Monitoreo con Telemetría y Alertas:

• Caudal de Agua: monitorear el caudal puede ayudar a identificar problemas como obstrucciones en las tuberías o fallas en las bombas. Un flujo inusualmente bajo o alto puede ser indicativo de problemas como estrangulaciones, exceso de sarro en intercambiadores de calor, etc.

• Temperatura de Entrada y Salida: La diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del chiller es un indicador clave de su eficiencia. Una disminución en la diferencia de temperatura puede señalar una pérdida de eficiencia, es decir, el equipo sigue trabajando y consumiendo electricidad sin lograr la diferencia de temperatura que se requiere para alcanzar las condiciones de confort requeridas.

• Presión del Sistema: Monitorear la presión en diferentes puntos del sistema puede ayudar a identificar fugas, bloqueos, mal funcionamiento de bombas, etc.

• Calidad del Agua: La calidad del agua afecta la eficiencia del chiller. El monitoreo de la turbidez, pH, y presencia de minerales puede prevenir la formación de incrustaciones y corrosión.

• Vibraciones y Ruido: Un monitoreo constante de las vibraciones y el ruido de los equipos puede prevenir fallas mecánicas.

• Consumo de Energía: Monitorear el consumo de energía de los chillers puede ayudar a identificar patrones de uso y áreas de ineficiencia. Asimismo, un patrón de consumo inusualmente alto o irregular, normalmente es un indicador de problemas en los motores, bombas, circuitos alimentador, etc.

Posibles Aplicaciones del Monitoreo con Telemetría

El monitoreo con Telemetría y Alertas en sistemas de climatización industrial trae consigo importantes beneficios en términos de:

• Menores costos de operación (menos consumo eléctrico)

• Menor costo asociado a mantenciones correctivas

• Mayor vida útil del sistema

• Mejora en el confort, seguridad y salud de los usuarios de la infraestructura

Para lograr los beneficios anteriores, es posible implementar una solución de Monitoreo con sensores con telemetría y alertas automáticas. A lo anterior, es perfectamente posible adicionar un sistema de actuación, permitiendo controlar el equipo de forma remota, loque redunda en una mayor eficiencia ya que permite, por ejemplo, apagar o encender el equipo de manera telemática, evitando depender de un operador o del correcto funcionamiento de un timer.

En este sentido, los principales ámbitos dónde se recomienda implementar

1. Mantenimiento Predictivo

2. Optimización de la Eficiencia Energética

3. Detección Temprana de Problemas

4. Gestión Remota y Automatización

5. Informes y Análisis de Datos

Veamos en mayor detalle cada uno de los puntos anteriores:

1. Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo en un sistema de climatización industrial , por ejemplo, un chiller se basa en el análisis de datos recogidos por sensores para predecir fallas antes de que ocurran. Por ejemplo:

• Análisis de Vibración: Los sensores pueden detectar vibraciones inusuales en el compresor, lo que podría indicar un desgaste prematuro de los cojinetes. Al identificar esta anomalía con anticipación, se puede programar una reparación antes de que el compresor falle completamente.

• Análisis de Temperatura: Un aumento inusual en la temperatura del refrigerante podría indicar una fuga o un problema en el sistema de enfriamiento. Mediante el monitoreo continuo, se pueden realizar ajustes o reparaciones antes de que el sistema se sobrecaliente.

2. Optimización de la Eficiencia Energética

La optimización de la eficiencia energética implica ajustar el funcionamiento del chiller para maximizar su eficiencia y minimizar el consumo de energía, por ejemplo:

• Ajuste de la Velocidad del Compresor: Utilizando datos de carga térmica y condiciones externas, el sistema puede ajustar automáticamente la velocidad del compresor para optimizar el consumo de energía en función de la demanda real.

• Control de la Temperatura del Agua de Condensación: Ajustar la temperatura del agua de condensación en función de las condiciones climáticas externas puede mejorar la eficiencia del intercambio de calor y reducir el consumo de energía.

3. Detección Temprana de Problemas

La detección temprana de problemas se refiere a la capacidad de identificar y abordar problemas antes de que se conviertan en averías mayores, por ejemplo:

• Detección de Fugas de Refrigerante: Los sensores pueden detectar cambios en la presión del refrigerante, indicando una posible fuga que podría reducir la eficiencia y dañar el sistema a largo plazo.

• Bloqueo del Flujo de Agua: Sensores de flujo pueden identificar una disminución en el flujo de agua a través del sistema, posiblemente debido a una obstrucción o una bomba defectuosa, permitiendo una rápida intervención.

4. Gestión Remota y Automatización

La gestión remota y la automatización permiten controlar y ajustar el sistema de climatización a distancia, lo que mejora la eficiencia y reduce la necesidad de intervenciones manuales, veamos 2 ejemplos de esto:

• Ajuste Remoto de Setpoints: Cambiar los puntos de ajuste de temperatura remotamente en respuesta a cambios en las condiciones de ocupación o climáticas.

• Automatización de Respuestas: En respuesta a datos en tiempo real, el sistema puede ajustar automáticamente parámetros operativos para mantener la eficiencia óptima sin intervención manual.