Nuestra Señora del Carmen, Ciudad de Panamá, Panamá

Antecedentes:

La Iglesia de Nuestra Señora del Carmen cuenta un sistema de aire acondicionado relativamente nuevo que consiste en 14 manejadoras de aires acondicionados y 6 condensadoras. El sistema existente de “Variable Refrigerant Flow” (VRF) es de la más alta eficiencia por utilizar compresores de velocidad variable y además válvulas de posición variable de gas refrigerante. Por lo tanto en el sistema sólo circula gas en una cantidad mínima necesaria para garantizar extraer el calor de las unidades manejadoras que a su vez extraen el calor del ambiente dentro de la iglesia. Al mismo tiempo, al utilizar menos gas, hacen trabajar menos a los compresores quienes, por ser también de velocidad variable, sólo trabajan para mantener la mínima presión de gas necesaria para mantener un ambiente climatizado.

A pesar de ser muy eficiente el aire acondicionado, el gasto mensual en electricidad aún continuaba siendo unos de las principales preocupaciones para la administración de la iglesia.

Otro elemento a mejorar era que en muchas ocasiones, el público estaba con una temperatura agradable, pero el Padre estaba sudando.

Partiendo de un sistema que por su naturaleza ya es de muy alta eficiencia, el reto de obtener ahorros es aún mayor.

Descripción de la Solución:

La solución involucra poder controlar todas las manejadoras de aire en su totalidad y además crear un mapa de calor con el uso de termostatos distribuidos por el área de feligreses y además en el altar. Si el sistema conoce que el Padre tiene calor, puede entonces trabajar para brindarle comodidad.

Para no afectar las bonitas columnas y paredes de la iglesia, empleamos sensores de temperatura inalámbricos que no requieren mantenimiento. Se energizan por medio de la luz del ambiente y no utilizan baterías.

Para lograr los ahorros, creamos un algoritmo específico para el “factor de diversidad” que se crea a las diferentes horas del día, tomando en cuenta la posición del sol a diferentes horas, la temperatura inicial dentro de la iglesia antes de arrancar los aires acondicionados y el comportamiento del mapa de calor. Con este algoritmo logramos 2 comportamientos importantes en el sistema.

  1. Rampa decreciente constante de temperatura: Dado que la sensación de temperatura es relativa (si estás en un ambiente de 30 grados Celcius, 26 grados se perciben como frío y si estás en un ambiente de 20 grados, los mismos 26 grados se perciben calientes), capitalizamos ese principio para que las manejadoras extraigan el calor de una manera paulatina pero siempre garantizando que esté en constante caída la temperatura. Si un feligrés afuera de la iglesia percibe más de 30 grados celsius, cuando ingrese a la iglesia en 27 o 28 grados, sentirá una mejoría en su comodidad particular. El sistema sigue buscando llegar finalmente a 24 grados (configurable), pero lo hace de manera gradual. Aquel feligrés nunca sentirá una temperatura mayor a la que estaba cuando entró y lo anterior comprobado con el mapa de temperatura que nos proporcionan los sensores distribuidos por toda la iglesia a una altura de 2 metros, es decir, bastante cerca al feligrés.
  2. Cerrado de válvulas de gas refrigerante en aquellas manejadoras que ya estaban en la temperatura deseada. Una vez las manejadoras causen que los sensores de temperaturas de su área de influencia marquen la temperatura deseada (24) , el sistema de control cierra la válvula de gas refrigerante de esa manejadora. Esto causa que la demanda de circulación de refrigerante sea menor para los compresores quienes a su vez disminuyen su velocidad, generando ahorros significativos en electricidad.

Nuestra solución guarda en la nube los registros de temperaturas y alarmas. Los mismos pueden ser consultados por medio de cualquier navegador, incluyendo en celulares o tablets. En la pantalla de visualización aparece el estado actual de cada manejadora, incluyendo código de error que puedan estar emitiendo, temperatura del ambiente, velocidad del abanico (Apagado, High, Medium, Low), estado de la válvula de refrigeración (abierta o cerrada), setpoint de temperatura, estado de los voltajes de operación entre otros indicadores. Un sistema de notificaciones se encarga de alertar a cuentas de correo predefinidas de los incidentes dependiendo de su severidad.

Conclusión:

El algoritmo creado en sitio y basado en condiciones reales de la Iglesia del Carmen hacen que en cualquier semana, los aires trabajen 25% menos con respecto a su configuración anterior haciendo que el retorno a inversión sea en 1.2 años y alargue la vida de los activos al operarlos con menos esfuerzo y dentro de sus rangos de operación. Esta instalación culminó durante la cuarentena del COVID-19. Al mes de Julio del 2020, la iglesia aún no ha podido ofrecer misas presenciales por lo que no han utilizado los aires acondicionados para realizar las comparación de un mes entero de trabajo. Actualizaremos este artículo con los resultados cuando los tengamos.

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