1) El documento describe un sistema de aire acondicionado con aplicación de free cooling para lograr ahorros energéticos. 2) El sistema utiliza el aire exterior para enfriar cuando las condiciones lo permiten en lugar de usar el compresor. 3) También incluye detalles sobre la automatización del sistema y supervisión remota para monitorear el rendimiento y los ahorros logrados.

1. Aplicaciones para el ahorro
de energía en Aire
Acondicionado
Eduardo Luis González, Arquitecto
eduardo@arquidomo.com.ar

2. Funciona cuando las condiciones del aire exterior, temperatura y humedad, t° Ext y h°
Ext, son adecuadas, y si se requiere de refrigeración.
Operación:
Cuando se habilita se abre la Toma de Aire Exterior, TAE, se cierra el retorno del aire Interior, TAI, y
se anula el Compresor, el Termostato, TT, comanda el encendido de la Turbina evaporadora según lo
requiera las condiciones de la Temperatura interior, t° Int.
Para obras nuevas y reformas.
Ahorro:
FC total, 85 % del consumo del equipo
FC parcial, del 15 % al 30 %.
FC off, 0 %
Conceptos básicos
Comunicación:
Gracias a la tecnología Arduino podemos disponer de
forma remota del estado de todas las variable y de
los comandos.
Lo que nos permite realizar estadísticas reales del
funcionamiento y de los ahorros en tiempo real.

3. Aplicación en oficinas y viviendas.
Aplicable a equipos centrales y piso techo
Conservamos el termostato de ambiente o de retorno.
Considera la entalpía del aire exterior, t° y h°.
Agregamos persianas motorizadas para TAE y TAI.
1) FC ON, Con aire exterior t°ext < 18°C y h°ext < 80%,
abre TAE, cierra TAI y apaga Compresor, la turbina
interior la comanda el TT.
2) FC + COMP, Con aire exterior 18°C < t°ext < 24 °C y
h°ext < 80%, abre TAE, cierra TAI, enciende Compresor,
TT comanda Compresor y Turbina.
3) FC OFF, Con aire exterior t°ext > 24°C y/o h°ext > 80%,
cierra TAE, abre TAI, enciende Compresor, TT comanda
Compresor y Turbina
FuncionamientoAplicado al CONFORT

4. Aplicado a Salas de Servidores y Shelter de Telefonía Celular
Funciona cuando las condiciones del aire exterior, temperatura y humedad, t° Ext y h° Ext, son
adecuadas, contempla también las condiciones del aire interior, t° Int y h° int.
En general en salas de equipos se requiere refrigeración la mayor parte del tiempo, cuando está
dispuesta en zonas frías el uso del FC es constante y hasta puede requerir de calefacción según los
equipos alojados
Operación:
Incluye el equipo tipo mochila, generalmente son 2 los instalados y se comandan por Secuenciador, también cuentan con
Supervisión remota de acuerdo con su emplazamiento y condición crítica del equipamiento alojado.
Utilizamos equipos del tipo utilizado en Cámaras Frigoríficas, son confiables y están concebidos para su uso en
refrigeración durante todo el año, a diferencia de los equipos de aire para confort.
Ahorro:
Similar al de Confort, entre el 15% y el 85%.
La ventaja mas importante es que disminuye drásticamente el tiempo
de funcionamiento del compresor, aumentando su durabilidad y
espaciando las intervenciones sobre los equipos.
Supervisión y Monitoreo:
La tecnología utilizada permite “subir” a nuestra página
el comportamiento del sistema y el estado de las
variables mas importantes.
Utilizando equipos de alarma podemos Monitorear las
alarmas diferenciándolas por categorías, urgentes o no
urgentes, permitiendo también intervenir con acciones
correctivas, ya que la comunicación es bidireccional.

5. Aplicación en SALAS DE SERVIDORES Y Shelter de Telefonía Celular,
puede ser de utilidad en obradores y oficinas en container.
Contempla los requerimientos de t° y de h° interior, puede bajarse la
humedad sin mayores agregados, también subirse con
Humidificadores.
Incluye el termostato interior por entalpía.
Considera la entalpía del aire exterior, t° y h°.
En el caso de detectarse humo en el interior, procedemos al cierre de
las posibles entradas de aire, dificultando la propagación de un
incendio, aún sin contar con alimentación de red eléctrica
1) FC ON, Con aire exterior t°ext < 18°C y h°ext < 75%, abre TAE, cierra
TAI y apaga Compresor, el interior t° int < 24°C y 45% < h°int < 75%.
2) FC + COMP, Con aire exterior 18°C < t°ext < 24 °C y h°< 75%, abre TAE,
cierra TAI, enciende Compresor, el interior t°int < 24°C y 45% < h°int < 75%.
3) FC OFF, Con aire exterior t°ext >24°C y/o h° > 75%, cierra TAE,
abre TAI, enciende Compresor, interior t°int < 24°C y h°int < 75%
FuncionamientoAplicado a SALAS DE SERVIDORES

6. Obra Caseros, aplicación de CONFORT
Se trata de 4 pisos de oficinas en un edificio de 9 plantas
en CABA, cada piso tiene entre 400 m2 y 300 m2.
La ocupación de las plantas en de alta densidad.
3 de los lados tienen cerramiento tipo cortina con vidrio
simple, el otro es ciego y configura el pleno vertical, con
alta carga térmica por asoleamiento.
El cliente requiere cuidar los consumos.
Decidimos resolver el acondicionamiento con 4 a 6 equipos
BS por planta y agregar el FC.
El perímetro de las plantas está cerrado por vigas de
hormigón y no podemos perforarlos para materializar las
TAE necesarias.
Resolvimos la TAE mediante la inyección de aire
mediante turbinas y conductos que alimentan los
plenos de retorno donde están instaladas las
evaporadoras.
El comando de FC es centralizado y habilita la función
en todos los pisos según la entalpía del aire exterior.
En cada piso instalamos termostatos con sondas
remotas que operan cuando el FC está habilitado,
haciendo funcionar las turbinas de las evaporadoras
cuando la t° interior es mas de 24°C, las que toman el
aire exterior inyectado por las turbinas, refrigerando así
el piso con el aire exterior, al mismo tiempo que se
anulan los compresores de todos los equipos.

7. Obra Caseros, aplicación de CONFORT

8. Aplicación de CONFORT, Display, Termostato y Comunicación
En las aplicaciones de Confort utilizamos
los termostatos convencionales, como en
el caso de los equipos centrales tipo Baja
Silueta, por lo que la operación del sistema
es como siempre.
Con el FC habilitado la temperatura
interior se sigue comandando por el
termostato del equipo, la diferencia es el
uso del aire exterior en lugar de que enfríe el
compresor.
El Display es del comando de FC con
tecnología Arduino, en el que exponemos
los estados del sistema y las condiciones
del aire exterior, t° y h°, y también podemos
informar de las condiciones del aire interior.
Consideramos de utilidad informar del
ahorro que se logra en cada caso.
Los modelos mas completos cuentan con
comunicación por red interna y memoria,
lo que permite “subir” a nuestra página los
datos mas relevantes con lo que se pueden
realizar estadísticas precisas de los
ahorros logrados e incluso de las
condiciones del aire interior, lo que en
muchas aplicaciones es de gran utilidad para
definir los ajustes de temperatura.

9. Arquitectura de los Comandos
El Comando de Free Cooling está realizado con
tecnología Arduino, se trata de un sistema normalizado
y difundido en todo el mundo, es de código abierto y
muchos fabricantes de placas y accesorios proveen de
lo necesario para resolver infinidad de aplicaciones, un
ejemplo son los comandos para drones.
En nuestro caso utilizamos una placa Madre con
sobrada cantidad de puntos de entrada y de salidas,
programable en C++ y totalmente compatible con
Android.
Cuentan con placa de comunicación con RJ45 para
conectar en red, placa de Wi Fi para router, placa con
memoria SD para almacenar eventos y de forma local.
Placa de reloj con batería de back up necesaria para
agregar hora y fecha en lo almacenado y en los
reportes que “subimos” a la red.
Fuente con posibilidad de alimentarse con batería
según lo requiera cada aplicación, en casos de
supervisión por sistemas de alarma puede lograrse el
nivel de seguridad requerido por sistemas de Monitoreo
y funcionar incluso si provisión de energía eléctrica.

10. Persianas motorizadas
Para resolver la automatización de las Tomas de Aire,
tanto de Retorno o Interior y las de aire Exterior,
decidimos utilizar actuadores compatibles con
Arduino.
Tienen comunicación bidireccional con las placas de
comando, por lo que las mismas saben el estado de
los actuadores, posición exacta con el ángulo, si se
han trabado y/o no completaron el movimiento
solicitado, lo que nos brinda seguridad y precisión.
Diseñamos los anclajes para diferentes tipos de
persianas de uso comercial, con lo que podemos
resolver todo tipo de instalaciones y requerimientos.
También podemos accionar las persianas aún sin
alimentación de red eléctrica y mientras el sistema
funciona con back up de batería, con lo que podemos
cerrar las entradas de aire luego de la detección de
humo, por ejemplo, sin depender de la red eléctrica.
Estos actuadores permiten aperturas parciales con
infinitas posibilidades, a diferencia con los actuadores
utilizados en Aire Acondicionado que los modulantes
son muy costosos y complicados de comandar.

11. Arquitectura del cableado de enlace entre placas:
Para resolver el cableado de enlace en Muy Bajas
Tensiones, MBT, entre la central de Comando y los
periféricos, recurrimos a cable FTP con pantalla blindada,
con lo que resolvemos las posibles interferencia en
ambientes industriales.
El conexionado con este tipo de cables debe contemplar las
condiciones en que se realiza el trabajo y quienes lo
ejecutan, por lo que diseñamos un sistema de Patcheras.
Significa que en cada caja de pase hay una placa con los
conectores que reciben los diferentes cables y distribuyen
de tal forma que haya uno para cada dirección y parte.
Además separamos el cableado de MBT, hasta 24 V, del
cableado de Baja tensión, BT, tanto en el recorrido de los
cables que van separados mas de 12 cm, como en las cajas
de pase, en cada lugar hay 2 separadas, metálicas con tapa
y conectadas a tierra.
De esta forma disminuimos el riesgo de interferencias o el
ingreso de ruido en la electrónica.
Con estos recaudos el uso de electrónica es seguro,
además que Arduino cuenta con filtros que contemplan el
uso de las placas en entornos “ruidosos”.

12. Otro producto de arquidomo
Supervisión de rendimiento
Aplica en sistemas críticos como
cámaras y equipos para salas de
servidores.
Verifica que al arrancar el compresor
comience a enfriar la serpentina
evaporadora.
Contempla fallas de conexionado, de
disparo de protecciones eléctricas,
falsos contactos, es mas seguro que
supervisar la t° máxima.
Es monitoreable, almacena eventos y
los sube a nuestra página.

13. Otro producto de arquidomo
Apagado y Encendido de AA Central
Hemos diseñado varias funciones para el encendido y apagado de los
equipos, muchas surgieron de integrar los comandos con otros sistemas
como son los de Alarma Monitoreada.
Funciones de encendido y apagado de equipos
1) On–Off por horario, de gran utilidad en oficinas y locales, tiene por
objetivo evitar que los equipos centrales queden funcionando cuando no
hay ocupantes. Lo complementamos con la función que siga encendido
por un tiempo determinado para que sea utilizado por el personal de
limpieza por ejemplo, se activa por pulsador o clave.
2) On-Off por armado de Alarma de Robo, asegura el apagado en
locales comerciales y otros destinos, las alarmas Monitoreadas cuentan
con la función de Aviso de Armado, luego de un horario predeterminado si
el sistema no fue armado el Operador llama a los responsables para
asegurarse que lo activen y no quede desprotegido.
3) On-Off por presencia, mediante detectores de Alarma, pueden
disponerse de tal forma que definan direccionalidad como para el
encendido automático de iluminación. Otra forma es cuando un
Smartphone habilitado se da de alta en el router del lugar, se enciende el
equipo, al salir del radio se apaga con las demoras necesarias.
4) On-Off de forma remota, la amplia compatibilidad de la tecnología
Android, permite agregar funciones muy útiles como es el comando remoto
con Apps de Android y otros sistemas.

14. Otro producto de arquidomo
Supervisión de protecciones
Desarrollamos una interfase para
conectar a paneles de alarma
monitoreadas.
Logramos atender el estado de las
protecciones, como lo son los
presostatos de alta y de baja, t° y otras
variables críticas.
Podemos reponer a distancia las que se
disparen y requieran de una acción
manual, presostato de alta por ejemplo.
Permite almacenar los eventos
producidos y subirlos periódicamente,
con lo que ajustamos los programas
involucrados.

15. Otro producto de arquidomo
Secuenciador de equipos de AA:
Comanda 2 equipos para contar con
back up, aplicación en sistemas
críticos.
En condiciones normales alterna el
funcionamiento de los equipos por
tiempo, en caso de falla o disparo de
alarma de alguno habilita al otro y
genera alarma, en caso de sobrepaso
de t° crítica procede de igual forma.
Monitoreable y almacena eventos, los
sube, compatible con los demás
sistemas, es conveniente agregar los
sistemas de alarma y de supervisión del
rendimiento

16. Otro producto de arquidomo
Alternador de Cargas:
Aplicable a instalaciones con varios equipos
centrales y preferentemente con 2 compresores cada
equipo.
Tiene por objetivo limitar la potencia simultánea, para
bajar la máxima contratada, ahorrando el cargo anual
contratado con la prestadora del servicio de
electricidad. Son grandes consumidores y con el
régimen de Tarifa III.
Administra la entrada de las cargas limitando el
encendido de los compresores de todos los equipo,
de tal forma que no afecte el acondicionamiento de
los locales.
Medimos el consumo eléctrico por fases, según lo
cual habilitamos las cargas, considerando las
temperaturas de cada sector y habilitando los que se
encuentran en estado crítico y considerando los
diferentes destinos.
Logramos ahorros en los costos de las facturas del
proveedor de energía eléctrica del orden del 15 al
20%, es un ahorro de KW contratados y no de KW/h.
Complementado con el Free Cooling obtenemos
instalaciones eficientes y confortables, logrando
ahorros en la contratación alternando las cargas y
de consumo con el FC .

17. www.arquidomo.com.ar