Simon Buddle analiza cómo el uso de KNX para controlar unidades en sistemas de gestión de edificios (BMS) a escala de bloque no solo es factible, sino también ventajoso desde el punto de vista económico, y expone por qué los fabricantes de fan coils deberían integrar dispositivos KNX directamente en sus unidades.
La mañana de trabajo empieza a las 7 de la mañana; te tomas un café, revisas el buzón de entrada mientras estás sentado en el «buzón de salida» y, durante estas frescas mañanas de finales de invierno, enciendes la calefacción del coche antes de salir a la calle. Eso sí que es un paso adelante. No hay que raspar el hielo del parabrisas, el asiento está bien calentito antes de llegar y la temperatura del habitáculo se acerca a un nivel aceptable. Encender el aire acondicionado es algo que todos podemos hacer a través de nuestros controles KNX, por supuesto, así que para nosotros el control remoto de la temperatura no es nada nuevo.
Acrónimos de climatización
AC es solo una de las muchas siglas que oímos mencionar a menudo en el contexto de cualquier instalación de hogar inteligente. Tenemos MVHR, FCU, AHU, HRU, HIU, CIU… y la lista sigue. Pero, ¿qué son y por qué necesitamos conocerlos? Proporcionan calor, aire fresco o refrigeración al hogar.
La unidad MVHR (ventilación mecánica con recuperación de calor) sustituye directamente al ventilador tradicional de 4 pulgadas que normalmente se habría instalado en un cuarto de baño o en la cocina. Está diseñada para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en modo «trickle», intercambiando un pequeño volumen de aire viciado de la vivienda por aire fresco procedente del exterior. Durante este proceso, la unidad extrae de forma inteligente el calor del aire viciado y lo transfiere al aire fresco. Además del modo de ventilación lenta, también cuenta con una función de refuerzo. Esta debe activarse cuando se utiliza el cuarto de baño —al igual que un ventilador antiguo de 4”— o cuando alguien está cocinando. KNX puede lograrlo fácilmente conectándose a las luces del cuarto de baño y/o utilizando un sensor de umbral de humedad para activar la función de refuerzo.
Una UTA (unidad de tratamiento de aire) realiza una función similar, pero sin la recuperación de calor. Una URC (unidad de recuperación de calor) realiza, en esencia, la misma función que el MVHR.
FCU frente a aire acondicionado
En términos sencillos, un sistema de aire acondicionado genera su propia refrigeración o calefacción, mientras que una FCU (unidad de ventiloconvector) recibe agua fría o caliente de otro sistema, normalmente un sistema que da servicio a todo el bloque. El agua caliente o fría llega a través de la HIU (unidad de interfaz de calor) o la CIU (unidad de interfaz de refrigeración); más adelante se explicará con más detalle.
En el caso del aire acondicionado, el control KNX es sencillo, ya que lo único que hay que hacer es indicar la marca y el modelo y elegir entre una gran variedad de interfaces KNX preconfiguradas. Tanto Zennio como Intesis cuentan con una amplia selección de opciones.
Sin embargo, la unidad de control de aire (FCU) es un caso un tanto atípico. A menudo, la comunicación con la FCU se realiza a través de BACnet o un protocolo similar. Las comunicaciones de KNX a BACnet son robustas y existen muchas opciones para lograr el resultado deseado.
Tres elementos sencillos para controlar la calefacción o la refrigeración de una estancia
Sin embargo, existe una corriente de pensamiento que sugiere que deberíamos utilizar dispositivos KNX directamente en la FCU. El control básico de una FCU se consigue mediante tres elementos principales: una válvula de agua caliente, una válvula de agua fría y un ventilador. Si abro la válvula de agua fría para permitir que el agua pase por el serpentín (tubo) de agua fría de la FCU y luego soplo aire a través de esa tubería, el aire se enfriará al salir hacia la habitación. Si cierro la válvula de agua fría y abro la de agua caliente, ocurre lo contrario.
Estos tres sencillos elementos son todo lo que se necesita para proporcionar calefacción o refrigeración a la estancia. Si a esto le añades la supervisión de la temperatura y de los fallos, tendrás absolutamente todo lo necesario para controlar y supervisar la unidad. La mayoría de los fan coils utilizan una señal proporcional de 0-10 V para accionar las válvulas de calor/frío y, de nuevo, por lo general, el ventilador se controla simplemente mediante una señal de 0-10 V que regula su velocidad. Gira, Jung, Zennio y ABB cuentan con productos adecuados para esta función.
Fabricantes: ¡incorporais dispositivos KNX directamente en vuestras unidades!
Y aquí está el punto clave desde mi punto de vista: el fabricante de la unidad de climatización necesita algún tipo de control para hacer funcionar la unidad, así que, ¿por qué no utilizar dispositivos KNX integrados directamente en la unidad? De esa forma, tendríamos un control total del sistema sin tener que saltar de un protocolo de comunicación a otro ni crear necesariamente líneas divisorias entre sistemas, lo que luego obligaría a varios ingenieros a enzarzarse en una batalla campal para resolver cualquier problema de funcionalidad que pudiera surgir. Para mí, esto tiene todo el sentido del mundo, tanto desde el punto de vista técnico como económico, e incluso en lo que respecta al mantenimiento.
¿Por qué más es KNX la solución adecuada?
Como se ha mencionado anteriormente, la FCU no genera calor ni frío; estos provienen de una sala de máquinas que da servicio a todo el bloque. Aquí es donde entra en juego la mencionada HIU/CIU. En todo el bloque hay agua caliente y fría disponible en todo momento. Si el piso necesita calefacción, debe enviar una señal a la HIU para que active la bomba y la válvula y permita que el agua caliente entre en la vivienda. Esto se hace simplemente mediante un contacto sin tensión dentro de la HIU.
Si tengo 10 FCU repartidas por el edificio, también necesitaré una sencilla lógica de puerta OR para establecer que, si cualquiera de las FCU solicita calefacción, se active la HIU para que entre en funcionamiento. Todo lo que he descrito se puede lograr de forma sencilla, robusta y repetible utilizando dispositivos KNX. De hecho, me atrevería a decir que es una solución más económica que alternar entre protocolos y soluciones propietarias.
Conclusión
El uso de KNX para controlar unidades que normalmente habrían formado parte de los controles del sistema de gestión de edificios (BMS) de todo el bloque no solo es factible, sino también ventajoso desde el punto de vista económico, tanto en el momento de la compra como en el marco del mantenimiento continuo. Para nosotros, lo importante es introducir la idea en la fase de planificación del concepto de diseño y transmitir al equipo de ingeniería mecánica y eléctrica la confianza de que, no solo lograremos un resultado satisfactorio, sino que seguirá funcionando a la perfección en el futuro. Los consultores de ingeniería de instalaciones suelen ceñirse a lo que conocen, por lo que, si logramos convencerles de que elijan KNX, puede que este se convierta precisamente en «lo que conocen», lo cual es beneficioso para todos.
Simon Buddle, CEng MIET, es consultor de Future Ready Homes, especialista en diseño de sistemas de gestión de edificios (BMS) y de servicios de control de iluminación y ventilación (ELV).
