Monitorización energética de HVAC en edificios comerciales
Separe la electricidad de HVAC por alimentación, detecte qué funciona fuera del horario acordado y elija qué sistema de calefacción, refrigeración, ventilación o bombeo investigar primero.
- Medir
- Alimentaciones de calefacción y refrigeración, unidades de tratamiento de aire y bombas de circulación
- Buena práctica
- La submedición de HVAC exige límites eléctricos separados y un horario de funcionamiento acordado
- Sensores
- ZEM-65, contadores de electricidad; ZMB-31 opcional para registros documentados del controlador
- En el emplazamiento
- Gateway ZGW-20, Edge se ejecuta localmente; la conexión con una plataforma externa es opcional
Empiece por los consumos de HVAC que puede separar
Un contador en la alimentación general del edificio no indica al equipo de mantenimiento qué unidad de tratamiento de aire funciona de noche. Identifique los alimentadores de HVAC y los equipos que atiende cada uno; mida después los límites que respondan a una pregunta sobre mantenimiento u horarios. Un circuito compartido sigue siendo una medida de grupo. Una bomba de calor reversible tiene una sola alimentación eléctrica: use una señal de modo de funcionamiento verificada para separar sus periodos de calefacción y refrigeración, contando cada kWh una sola vez.
| Decisión del comprador | Medición necesaria | Qué demuestra el resultado |
|---|---|---|
| ¿Qué cargas de HVAC funcionan fuera del horario? | Contadores eléctricos separados para calefacción o refrigeración, unidades de tratamiento de aire y bombas | Consumo por alimentación identificada durante los periodos ocupados y no ocupados acordados |
| ¿Es eficiente una enfriadora, bomba de calor o caldera? | Entrada eléctrica o de combustible y calor o frío entregado en el mismo límite | Cálculo del rendimiento del equipo según la guía correspondiente; la electricidad por sí sola no basta |
| ¿Pueden cambiarse los controles? | Secuencia de control aprobada, acceso adecuado al controlador y un ingeniero de control responsable | Trabajo de ingeniería independiente; este sistema de monitorización lee la instalación, pero no le envía órdenes |
Hardware para monitorización eléctrica de HVAC
Cuente las alimentaciones medidas independientemente y añada la adquisición de datos del controlador solo cuando la interfaz documentada y los permisos del emplazamiento lo permitan.
Mide cada alimentador de HVAC elegido, incluida tensión y corriente, sin estimar la energía únicamente a partir de la corriente
1 por alimentación medida independientemente trifásica, 3 o 4 hilos
- Elija los TC de cada alimentación: núcleo partido de 120 A o bobinas Rogowski de 300 A, 1 kA y 3 kA
Clase 0,5S según IEC 62053-22 para el contador y los TC calibrados en conjunto; de 110 a 480 V entre fases
Recopila lecturas identificadas de HVAC y conserva historiales locales y reglas configuradas
1 por zona de cobertura estudiada cobertura y capacidad comprobadas para el edificio real
Si el controlador dispone de registros documentados y el segmento permite este maestro
Lee los registros compatibles de modo de funcionamiento, estado de marcha y temperatura del controlador de HVAC existente
1 por segmento RS-485 adecuado hasta 30 registros configurados
Maestro Modbus RTU sobre RS-485, alimentación de red
Mantenga identificables la calefacción, la refrigeración y el movimiento de aire
Prepare la lista de puntos a partir del esquema eléctrico, el horario de la instalación y la pregunta que responde cada lectura. Distinga la entrada eléctrica, la de combustible y el calor entregado.
De los alimentadores de HVAC a un registro local de funcionamiento
Los contadores identifican las alimentaciones. Una vía Modbus independiente y opcional añade contexto del controlador. Ambas comunican mediante el Gateway a Edge.
- Enlace
- Zigbee
- Modbus
- Edge
- Plataformas
| Ubicación | Qué indica la medición | Referencia | Sensor |
|---|---|---|---|
| Electricidad de calefacción y refrigeración | Demanda en kW y kWh acumulados en cada alimentación de la instalación | Registre los calentadores auxiliares y bombas integradas en el alimentador y cuéntelos una vez como parte de él | ZEM-65 (en esta página) |
| Electricidad de tratamiento de aire | Consumo y patrones de arranque y parada por unidad de tratamiento de aire | Si ventiladores, recalentamiento y otros auxiliares comparten la alimentación, llame al valor electricidad de la unidad de tratamiento de aire, no solo del ventilador | ZEM-65 (en esta página) |
| Electricidad de bombas de circulación | Si el circuito de distribución consume energía durante los periodos elegidos | Solo entrada eléctrica: el caudal de agua, la altura manométrica y el rendimiento de la bomba necesitan medidas propias | ZEM-65 (en esta página) |
| Contexto operativo del controlador | Modo de calefacción o refrigeración, estado de marcha y temperaturas cuando el controlador exacto los proporciona | Verifique significado, unidades y marca de tiempo de los registros frente al controlador; confirme la marcha con un punto de estado o corriente, pues una orden o señal de habilitación solo muestra la solicitud Ficha técnica: Interfaz Modbus | ZMB-31 (en esta página), opcional |
Solicite al equipo del emplazamiento el horario de ocupación. Obtenga del equipo local horarios de apertura, festivos, periodos de limpieza y funcionamiento permitido de precalentamiento o reducción de consigna; registre zona horaria y tratamiento del horario de verano. Las ventanas de ocupación proceden del emplazamiento, no de los datos de los contadores.
Mida el gas de calefacción en el contador de combustible. La alimentación eléctrica de una caldera normalmente mide sus auxiliares; el gas de entrada requiere una vía de contador de combustible separada, tratada en la guía de rendimiento de calderas.
Interprete la energía junto con la temperatura exterior. Use lecturas adecuadas de aire exterior y zonas representativas cuando existan. Un total semanal de kWh más bajo puede deberse a un clima más suave o una ocupación menor; el calor entregado necesita caudal además de temperaturas.
Use las tendencias de HVAC para elegir la siguiente investigación
Conserve en Edge las lecturas originales de los contadores y revise periodos alineados con el horario del emplazamiento. Una plataforma receptora configurada por separado puede efectuar análisis de cartera o meteorológicos más detallados.
- Ejemplo de comparación con el horario
- Para la oficina ilustrativa de cuatro alimentaciones, acuerde intervalos de análisis de 15 minutos, conserve las marcas de tiempo de origen y calcule kWh a partir de diferencias válidas entre registros acumulados. Suponga que una semana completa suma 1.200 kWh entre las cuatro alimentaciones separadas, con 300 kWh fuera de las ventanas de ocupación acordadas. La proporción fuera de horario es 300 ÷ 1.200 = 25 %: es la parte que conviene investigar primero, antes de estimar ningún ahorro.
- Compruebe conjuntamente arranque y parada
- Compare las tendencias de potencia de las unidades de tratamiento de aire y las bombas con los periodos permitidos de arranque, parada y protección contra heladas. Confirme con el operador responsable cualquier funcionamiento nocturno aparente antes de modificar el horario.
- Investigue un aparente solapamiento de calefacción y refrigeración
- Use contadores separados y puntos de modo y estado verificados para localizar el funcionamiento simultáneo. Puede deberse a zonas distintas, deshumidificación o recuperación de calor; confirme la calefacción y refrigeración simultáneas mediante los puntos de modo antes de atribuirlo a un fallo de control.
- Mantenga visibles los datos ausentes
- Configure y pruebe una regla de ausencia de datos para cada entrada necesaria. Excluya intervalos incompletos de las comparaciones y comunique la falta de cobertura. Un indicador de modo obsoleto sigue siendo obsoleto y una lectura eléctrica ausente es una laguna: ninguno es actual ni equivale a cero.
Comprobaciones de puesta en marcha
Ponga en servicio primero los límites eléctricos y valide después el contexto con que se interpretan.
-
Asocie cada contador a un alimentador
Un instalador eléctrico competente debe confirmar el circuito, las conexiones de tensión, la elección y orientación de TC conforme a un procedimiento de instalación aprobado. Observe un cambio de carga autorizado.
Se supera si el alimentador identificado responde en el contador previsto, las lecturas por fase son verosímiles y se documentan los equipos incluidos.
-
Lea el controlador sin perturbar su bus
Compruebe mapa de registros, ajustes serie, dirección, tipo de dato, escala y disposición del maestro existente. Compare un cambio de modo y una temperatura con la pantalla del controlador usando adquisición de solo lectura.
Se supera si las lecturas coinciden, Edge consulta a través de su propio puerto o bus, no como segundo maestro junto al BMS, y todos los puntos de Edge son de solo lectura.
-
Acuerde el calendario y el reloj
Registre ventanas de ocupación, excepciones, precalentamiento y periodos de protección. Compare marcas de tiempo del contador y controlador, y verifique la conversión a hora local durante una transición de horario de verano.
Se supera si un horario y una base temporal documentados clasifican todos los intervalos de análisis de manera coherente.
-
Concilie un periodo completo
Calcule el cambio de kWh acumulados de cada alimentador entre las mismas horas de inicio y fin; compruebe reinicios y lagunas. Sume solo alimentaciones que no se solapen y clasifique sus intervalos según el horario.
Se supera si energía en horario ocupado más energía fuera de él iguala el total del periodo completo, y las lecturas originales reproducen la proporción indicada.
-
Pruebe la pérdida de una vía de medición
Use una prueba de comunicaciones aprobada para interrumpir una vía de datos sin interrumpir el control de la instalación; después restablézcala.
Se supera si la condición de ausencia de datos llega al destinatario acordado y los intervalos ausentes siguen siendo distinguibles de una carga nula.
Límites de esta medición
El primer resultado es un registro de funcionamiento con límites identificados. Las conclusiones posteriores necesitan pruebas adicionales.
- La electricidad fuera de horario no es automáticamente desperdicio: el precalentamiento, los requisitos de ventilación, la protección contra heladas y los espacios críticos pueden justificar el funcionamiento.
- Este sistema no determina el COP de una enfriadora, el rendimiento estacional de una bomba de calor ni la eficiencia de una caldera; se necesitan medidas coincidentes de salida y entrada según los métodos de las guías de cada equipo.
- La monitorización no sustituye al BMS, no optimiza automáticamente las consignas ni certifica ventilación, calidad del aire interior o confort de los ocupantes.
- Una alimentación compartida no puede separar sus cargas conectadas mediante software. El recalentamiento eléctrico, el gas o el calor de red no medidos quedan fuera del total eléctrico indicado.
- El ahorro exige una comparación defendible que tenga en cuenta meteorología, ocupación, condiciones de servicio y cobertura de datos. Del ejemplo ilustrativo no se deduce ningún porcentaje de ahorro.
Fuentes
- Evaluación del potencial de reajuste de un edificio (se abre en una pestaña nueva) (se abre en una nueva pestaña) Programa Federal de Gestión Energética del Departamento de Energía de EE. UU.
- Calefacción, ventilación y aire acondicionado (se abre en una pestaña nueva) Carbon Trust
- Ficha técnica: Monitor inalámbrico de electricidad trifásica (se abre en una pestaña nueva) EpiSensor. Especificaciones, rangos y códigos de pedido.
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Dispositivos de terceros para esta aplicación
Más dispositivos en el directorio: Energy meters (56), Current transformers (7)
Envíe la lista de alimentadores de HVAC y el horario de funcionamiento
Incluya equipos alimentados por cada circuito, acceso y capacidades de TC, modelo del controlador y mapa de registros si existen, y la pregunta que necesita responder el equipo. Un ingeniero podrá definir la medición y la puesta en servicio.