Integração de controle automatizado atrai usuários de edificações

A automação embarcada desempenha um papel fundamental no controle e gerenciamento, tornando-os mais eficientes, econômicos e fáceis de operar.

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A automação embarcada em sistemas de HVAC-R oferece uma gama de benefícios, desde a eficiência energética e redução de custos até a melhoria do conforto e qualidade do ar, contribuindo para a sustentabilidade e bem-estar dos ocupantes. Hoje, muitos fabricantes disponibilizam aos usuários finais equipamentos integrados que possibilitam o monitoramento contínuo através dos sensores instalados nos sistemas, fornecendo leituras em tempo real aos algoritmos de controle, desenvolvidos especialmente para cada tipo de sistema, permitindo o ajuste rápido para manter as condições desejadas, além do acompanhamento do desempenho, bem como a identificação precoce de falhas e desvios que poderiam levar a paralização das máquinas.

“A automação embarcada proporciona uma resposta rápida e adaptativa devido a análise em tempo real de variáveis e aos algoritmos de controle desenvolvido especificamente para cada aplicação de HVAC-R. Essa agilidade resulta em um funcionamento mais estável do sistema, garantindo que as variáveis controladas permaneçam dentro dos parâmetros especificados, o que por sua vez, contribui para o aumento da eficiência energética e prevenção de falhas. Através do gerenciamento remoto proporcionado pela automação embarcada, é possível o monitorar em tempo real, realizar diagnósticos antecipados de falhas, analisar os dados do sistema e realizar ajustes de parâmetros visando uma melhor performance. Qualquer anomalia é imediatamente comunicada aos responsáveis pela manutenção através do sistema supervisório, permitindo uma intervenção imediata. Entre os benefícios do gerenciamento remoto podemos citar o aumento na vida útil dos componentes, melhoria na eficiência energética do sistema, a prevenção de paradas inesperadas prolongadas e a otimização dos custos de manutenção”, informa Lucas Penalva, Engenheiro de Aplicação e Serviços da Copeland.

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A empresa oferece um portifólio de produtos, incluindo sistemas de controle específicos para cada aplicação de HVAC-R, como controle para centrais frigoríficas, controle de ambientes, controle de centrais de bombeamento, Controle para CAGs, Splitões, Iluminação e Utilidades.  “O sistema supervisório XWEB disponível em diferentes versões para atender os mais variados tamanhos de projetos, garante a integração e conectividade de todos os sistemas de automação da instalação, ele possui ferramentas avançadas, com protocolo de comunicação aberto ModBus RTU, permitindo agregar ao monitoramento outros sistemas de interesse, como centrais de incêndio, geradores, no-breaks, consumo de água e energia, entre outros. Isso garante o funcionamento adequado de todos os ativos, otimizando a manutenção e proporcionando economia de recursos”, informa Penalva.

Integração dos sistemas

Um dos pontos destacados por Marcio Pereira, Regional Product Manager South America da Johnson Controls- Hitachi, é o controle de operações de forma autônoma, sem a necessidade de intervenção humana constante. “Na Johnson Controls Hitachi, estamos constantemente aprimorando nossos produtos para oferecer recursos de automação embarcada através de uma variedade de produtos com recursos para comunicação e integração com diversos sistemas de ar condicionado e controles inteligentes, sensores de ambiente integrados, algoritmos de otimização de desempenho ou até controles através de aplicativos web.

Além disso, a capacidade de otimizar dinamicamente o uso de energia e ajustar as configurações de operação com base nas condições ambientais resulta em economias significativas a longo prazo, contribuindo ainda mais para a redução dos custos operacionais dos sistemas HVAC-R”, comenta Pereira.

A melhoria do conforto e da qualidade do ar interior em edifícios comerciais e residenciais também integram o hall de benefícios proporcionados: “Ao garantir um controle preciso da temperatura, umidade, vazão, quantidade de CO2 do ar, um equipamento com um sistema de automação pode criar um ambiente mais confortável para os ocupantes do edifício. Além disso, a automação embarcada permite a integração de sistemas de filtragem e purificação do ar, reduzindo a concentração de poluentes e alérgenos e melhorando significativamente a qualidade do ar interior. Essa combinação de controle preciso e melhorias na qualidade do ar resulta em ambientes mais saudáveis e agradáveis, promovendo o bem-estar dos ocupantes e aumentando a produtividade em ambientes comerciais”.

Exemplos de sucesso

Pereira cita diversos casos de uso e exemplos de sucesso que demonstram os benefícios tangíveis da automação embarcada em sistemas HVAC-R:

– Redução dos custos de energia: Em um edifício comercial, a implementação de sistemas VRF com automação embarcada resultou em uma redução significativa nos custos de energia, com uma diminuição de até 30% no consumo total de eletricidade devido ao uso mais eficiente dos equipamentos de climatização.

– Melhoria do conforto dos ocupantes: Em um ambiente de escritório, a automação embarcada permitiu ajustes precisos de temperatura, garantindo um ambiente de trabalho mais confortável para os funcionários. Isso resultou em uma diminuição das queixas relacionadas ao conforto e um aumento na satisfação dos ocupantes do edifício.

– Redução do tempo de inatividade: Em um hospital, a automação embarcada nos sistemas de climatização permitiu uma detecção precoce de problemas e diagnósticos proativos, resultando em uma redução significativa no tempo de inatividade não planejado dos equipamentos. Isso garantiu que os serviços de climatização essenciais estivessem sempre disponíveis para manter o conforto dos pacientes e funcionários.

– Aumento da vida útil dos equipamentos: Em um hotel, a programação dos sistemas de climatização baseada nos padrões de ocupação permitiu uma operação mais suave e eficiente dos equipamentos, reduzindo o desgaste e prolongando sua vida útil. Isso resultou em economias adicionais ao evitar custos de substituição prematura de equipamentos.

“Esses exemplos demonstram claramente os benefícios tangíveis da automação embarcada em sistemas de climatização, incluindo redução dos custos operacionais, melhoria do conforto dos ocupantes, redução do tempo de inatividade e aumento da vida útil dos equipamentos. Esses benefícios não apenas melhoram a eficiência e a confiabilidade dos sistemas de climatização, mas também contribuem para um ambiente de construção mais sustentável e econômico”, aponta Pereira.

Construções inteligentes

Com a integração dos sistemas de automação predial ao sistema de automação de equipamentos de HVAC-R é possível otimizar o consumo de energia do prédio, integrando disciplinas como iluminação, hidráulica e controle de acessos.

Através do controle de acesso, por exemplo, é possível avaliar se existe mesmo a necessidade da operação dos fancoils que atendem à área na qual não há pessoas. Também é possível realizar o controle de iluminação de acordo com os níveis de luminosidade, reduzindo assim o consumo energético e a carga térmica dos ambientes, que por sua vez reduz o consumo do sistema de HVAC-R. “A aplicação da automação embarcada em sistemas de água gelada (Centrais de Água Gelada – CAG), por exemplo, quando comparados com a operação manual destes sistemas, constitui uma operação mais eficiente através da operação correta de chillers e bombas (apenas a quantidade necessária para a carga térmica instantânea demandada pelo sistema), através da modulação efetiva das bombas de água gelada secundárias, e através da modulação efetiva da velocidade das torres de resfriamento. Também é possível otimizar o controle do conjunto de torres e chillers através da alteração de set point dinâmico da temperatura de condensação dos chillers. Caso o sistema de controle da Central de Água Gelada esteja integrado ao sistema de automação embarcada dos fancoils que recebem esta água da CAG, é possível então realizar a alteração dinâmica do set point de pressão das bombas de água gelada secundárias, otimizando ainda mais o consumo de energia deste sistema, flexibilizando o sistema para se adequar à demanda atual de carga térmica”, explica Alexandre Sermarini, Engenheiro de Aplicação de Automação e Energia da Trane.

Outro exemplo de sucesso citado por Sermarini sobre a automação embarcada em fancoils é a realização do controle de velocidade dos ventiladores e de abertura da válvula de água gelada em função da temperatura ambiente (vazão de ar) e temperatura de insuflamento (válvula de água gelada). Para os casos de sistemas existentes, recomenda-se iniciar a implantação do controle a partir do sistema de maior demanda energética, de forma a reduzir ao máximo, em um primeiro momento, o consumo de energia da instalação. Em seguida, deve-se mapear os equipamentos críticos da instalação e realizar a automatização destes, visando garantir a segurança operacional da instalação. Por fim, se faz necessária a integração dos diversos equipamentos através do uso de um gerenciador de rede, garantindo assim as condições para otimização da operação do sistema. “Já nos casos de novos projetos de construção, recomenda-se a contratação de uma empresa especializada em sistemas HVAC-R para a elaboração de um projeto de automação que englobe todos os pontos de controle necessários para atendimento das demandas exigidas pelo cliente. É importante que este projeto contemple também as premissas de comissionamento que devem ser adotadas durante a implantação para garantir o atingimento das metas do projeto”. Sermarini orienta ainda sobre a importância que todos os equipamentos com automação embarcada estejam integrados em um gerenciador de rede de forma com que todo o sistema possa ser operado de forma conjunta, buscando uma melhor operação e ressalta a importância da utilização de sensores e atuadores de qualidade, assim como a sua manutenção correta.