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Climatización e Instalaciones

Conectividad en el sector de la climatización

Alberto Jiménez, jefe Departamento Técnico Formación y Soporte de Baxi

08/02/2019
Hablar de Internet de las Cosas (IoT) ya es habitual en nuestro día a día, haciéndonos la vida más fácil. En el mundo de la climatización ¿qué nos puede aportar el IoT, de qué manera y con qué función podemos conectar los equipos? En este articulo se desvelan algunas claves.

Historia de la conectividad-El internet de las cosas (IoT)

El internet de las cosas (IoT- Internet of Things) es una expresión que todos estamos acostumbrados a escuchar y leer en los tiempos actuales. Objetos cotidianos conectados a internet que nos hacen la vida más fácil.

Hoy en día a nadie le sorprende poder encender o apagar un electrodoméstico desde cualquier lugar con la ayuda de nuestro teléfono, o tener localizado nuestro vehículo por GPS. Pero esta tecnología que nos rodea y que cada vez está más presente, en realidad lleva muy pocos años con nosotros.

Todo el mundo acepta que fue Kevin Ashton (Profesor del MIT) en 2009 quien utilizó por primera vez la expresión Internet Of Things (IoT). En 2010, el número de dispositivos cotidianos conectados a Internet era de alrededor de 10 mil millones. En la actualidad hay cerca de 35 mil millones de dispositivos conectados a la IoT. Es decir más de cuatro objetos por persona en el mundo.

Las predicciones indican que en pocos años estaremos cerca de los 50 mil millones de objetos conectados.

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Las predicciones indican que en pocos años estaremos cerca de los 50 mil millones de objetos conectados. Imagen: Adoriasoft LLC.

Científicos importantes del siglo XX,  como Alan Turing y Nikola Tesla ya se plantearon la idea de conectar objetos y que además que estos pudieran ser inteligentes. El propio Tesla en una entrevista a la revista Colliers en 1926 decía: “Cuando lo inalámbrico esté perfectamente desarrollado, el planeta entero se convertirá en un gran cerebro, que de hecho ya lo es, con todas las cosas siendo partículas de un todo real y rítmico…y los instrumentos que usaremos para ellos serán increíblemente sencillos comparados con nuestros teléfonos actuales. Un hombre podrá llevar uno en su bolsillo”.

Estas palabras avanzaban ya conceptos que en realidad no se desarrollaron hasta mucho después. Los smartphones, los dispositivos conectados, las redes inalámbricas y por supuesto, internet: el gran cerebro del mundo.

En los años 90 la red global de internet se difundió a nivel mundial, las comunicaciones se estandarizaron y nació el famoso protocolo TCP/IP, que es en realidad la base de esta gran red.

La popularización del uso de internet hizo que pronto surgiera la idea de conectar dispositivos entre sí.

En 1990 John Romkey creo el primer objeto conectado a internet: una tostadora. Se podía encender y apagar a través de la red desde cualquier lugar del mundo.

En estos primeros años del apogeo de internet, todo era cableado. La red estaba basada en dispositivos conectados por cable. Esto hacía mucho menos interesante el uso de aparatos cotidianos conectados a la red.

El nacimiento y proliferación de las redes inalámbricas fue realmente el hito que desató definitivamente el uso de los dispositivos conectados. Por supuesto, la aparición de la comunicación WIFI supuso una explosión en el crecimiento de los equipos conectados.

IoT en la climatización de las viviendas

Dentro del mundo de la climatización, de las instalaciones de calefacción, refrigeración y producción de ACS. ¿Qué nos puede aportar el IoT, de qué manera y con qué función podemos conectar los equipos?

Hablar de conectividad en el sector de la climatización es hablar de termostatos conectados. El termostato es el elemento de control de la instalación y al mismo tiempo el interface con el usuario.

Desde hace ya unos años, en el mundo del confort térmico están muy presentes los termostatos WIFI o termostatos conectados.

Se trata de un termostato conectado a la red WIFI de la vivienda y por lo tanto conectado a internet. Por supuesto sigue siendo el elemento de control del generador de calor o frío. Detecta la temperatura ambiente de la vivienda y da órdenes al equipo de calor o frío para adecuarla a la consigna definida por el usuario.

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El termostato WIFI se conecta a la red WIFI de nuestra vivienda, lo que le da acceso a internet a través del router adsl.

El termostato WIFI se conecta a la red WIFI de nuestra vivienda, lo que le da acceso a internet a través del router adsl. El termostato se conecta con su servidor, que normalmente se denomina como nube o cloud.

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La aplicación de nuestro teléfono móvil asociada al termostato se conectará también a la nube desde cualquier parte.

Por otro lado, la aplicación de nuestro teléfono móvil asociada al termostato se conectará también a la nube desde cualquier parte gracias a las tecnologías de comunicación existentes, como la conexión 4G de última generación.

En la nube, mediante un sistema de contraseñas y datos cifrados para asegurar la seguridad de la conexión, ambos equipos (termostato / teléfono) se emparejan. De esta forma tenemos ya el control de nuestro termostato incorporado a nuestro teléfono, de forma que podemos hacer cualquier cambio en el confort de nuestra vivienda desde cualquier sitio.

En este punto es muy importante tener en cuenta la comunicación del termostato con el equipo (caldera, bomba de calor o equipo de aire acondicionado). La compatibilidad entre el termostato y el equipo de generación de frío y/o calor es determinante. La cantidad de información y por lo tanto de servicios que se puedan ofrecer dependerán de este binomio termostato-equipo de generación. Podemos clasificarlos por el nivel de compatibilidad en tres categorías:

  • Termostatos On/Off. Este es el caso más básico de comunicación entre termostato y equipo. El termostato sólo tiene la capacidad de encender o apagar. La única información que conoce es el tiempo de encendido o apagado del sistema. Obviamente es el caso en el que se ofrecerán menos servicios a través del propio termostato o de la aplicación del móvil.
  • Termostatos con sistemas comunicación estándar. Existen en el sector de la climatización varios sistemas de comunicación estándar entre equipos. El más conocido y utilizado es el protocolo Opentherm. Estos sistemas de comunicación permiten establecer cierta comunicación entre termostato y equipo de generación. Estos termostatos incorporan más funciones. No sólo encienden y apagan al equipo, también pueden determinar su temperatura de consigna, transmitir datos de potencia, modulación, etc. Al ser un sistema estándar de comunicación, el fabricante o marca del termostato no tiene por qué ser el mismo que el del generador.
  • Termostatos con sistema de comunicación nativo. En estos casos la comunicación entre el termostato y el equipo es completa. Ambos equipos “hablan el mismo idioma” por lo que la transmisión de datos e información entre ambos es total. En este caso el fabricante de ambos equipos suele ser el mismo. Esta es la opción que da acceso a más prestaciones y funciones.
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Los termostatos WIFI hacen que nuestras instalaciones de climatización estén conectadas, y con esto nos pueden ofrecer múltiples funciones y servicios que podemos clasificar en cinco grandes grupos:

  • Control a distancia
  • Mejora del manejo y funcionabilidad
  • Soporte y servicios a distancia
  • Monitorización energética
  • Mantenimiento predictivo

Hablemos de cada uno de ellos y analicemos los que nos pueden ofrecer estas instalaciones conectadas.

Control a distancia

Siendo la función más obvia no deja ser una de las más importantes. La posibilidad de manejar el termostato ambiente de nuestra vivienda a través del móvil nos permite modificar la instalación sin tener que estar allí.

Aparte de todas las funciones que se pueden hacer en el propio termostato, como son cambiar la temperatura de consigna o hacer una programación horaria, la aplicación del móvil nos da más servicios:

Podemos modificar la programación y/o temperatura antes de llegar a casa. Si adelantamos o retrasamos nuestra llegada podemos hacer cambios desde cualquier lugar como si estuviéramos delante del termostato.

Si nuestro teléfono móvil dispone de sistema de geolocalización (GPS) podemos activar la función geofencing de la aplicación. Con esta función delimitaremos un área de varios kilómetros alrededor de nuestra vivienda, de manera que si nos acercamos a ella automática se activa el sistema de calefacción o refrigeración para que la vivienda esté confortable cuando abramos la puerta. De la misma manera, cuando no hay nadie dentro de la casa, el sistema pone la climatización en modo reducido de manera automática.

En las instalaciones en las que dispongamos de generadores de frio y calor (bombas de calor) podremos hacer el cambio de invierno a verano a través de la aplicación, sin necesidad de apretar ningún botón. El sistema puede incluso tomar la temperatura exterior obtenida a través de los datos climáticos de la zona consultados en internet, sin tener que instalar físicamente una sonda de temperatura en la vivienda.

Mejora del manejo y funcionabilidad

En muchas ocasiones la programación o parametrización de los termostatos convencionales es compleja. Las pantallas de cristal líquido no permiten textos o gráficos complejos y su tamaño suele ser reducido. Disponemos de pocos botones, lo que obliga a hacer múltiples combinaciones de ellos. Y para hacerlo más incómodo, el termostato está colgado de la pared.

La posibilidad de acceder a todas las funciones del termostato a través de la aplicación del teléfono móvil simplifica todas estas operaciones. Las aplicaciones suelen ser muy intuitivas, con todo el texto y los gráficos que se necesiten.

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La funcionalidad del termostato aumenta gracias a poder utilizar el teléfono móvil como interface.

La funcionalidad del termostato aumenta gracias a poder utilizar el teléfono móvil como interface. Además podemos utilizarlo desde cualquier lugar sin necesidad de estar frente al termostato.

Soporte y servicios a distancia

Al estar conectado el termostato a través de internet con la nube el fabricante del dispositivo puede ofrecer servicios adicionales al usuario.

En caso de avería, el termostato puede mostrarnos en pantalla el teléfono de nuestro instalador o servicio técnico. Es más, si tiene un contrato de mantenimiento de su caldera, el servicio técnico puede avisarle a través del termostato o de la aplicación del móvil cuándo es necesario hacer la limpieza o mantenimiento anual de la caldera.

El usuario podría hablar con su técnico de mantenimiento e incluso éste se podrá conectar a través de la nube con el equipo del usuario. En muchos casos podrá solucionar problemas sin necesidad de acudir al domicilio.

Todas estas funciones, por supuesto deben hacerse siempre con la autorización explícita del cliente.

Monitorización de energía

El consumo de energía de una instalación de calefacción o refrigeración depende de muchos factores. El aislamiento de la vivienda, el rendimiento de la instalación, las filtraciones de aire del exterior, todos son factores determinantes para consumir más o menos energía en una instalación. Pero siempre hay otro factor determinante al que no se le suele dar tanta importancia: el comportamiento del usuario. Aumentar un grado de temperatura ambiente en la casa supone aumentar un 7% el consumo energético. Calentar o enfriar la vivienda a temperatura de confort, cuando no hay nadie utilizándola es un malgasto de energía.

La climatología también es un factor determinante. Cada año el clima es algo diferente al anterior y eso hace variar considerablemente el consumo de la vivienda.

Los termostatos conectados pueden permitirnos un control del gasto energético de la vivienda. Al fin y al cabo el termostato está conectado con el generador de calor o frío y por lo tanto puede contabilizar cuantas horas ha estado encendido y, por lo tanto, cuánta energía ha consumido.

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La aplicación del móvil nos muestra nuestro consumo energético en cada momento

La aplicación del móvil nos muestra nuestro consumo energético en cada momento. Podemos comparar los consumos con el día anterior, el mes o el año pasados. Esto nos permite evaluar nuestro comportamiento y poder valorar cualquier uso ineficiente de nuestra instalación e incluso detectar algún problema en la misma.

Mantenimiento predictivo

Uno de los temas más importantes de nuestros días es el manejo de la información y de los datos. En el IoT la recopilación de datos y el análisis de los mismos es algo fundamental. Es lo que se denomina, en el argot habitual de Internet, como Big Data. En el sector de la climatización este análisis de datos también puede aportar servicios hasta ahora inimaginables.

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En el IoT la recopilación de datos y el análisis de los mismos es algo fundamental.

En el caso de los equipos generadores de calor o frío, calderas o bombas de calor, podemos analizar el comportamiento de cada modelo.

El objetivo es conocer el comportamiento de los equipos en las instalaciones reales y a lo largo del tiempo. Si recopilamos miles de datos de cada modelo, podemos determinar el comportamiento de cada componente a largo plazo. El objetivo es adelantarnos a la avería o el mal funcionamiento de los equipos. Imagínese que el servicio técnico es quien le avisa de que su equipo está a punto de estropearse e intervienen antes de que suceda.

Se podría llegar a predecir el comportamiento de los equipos, ya sea por el número de horas de funcionamiento, por una determinada secuencia en el comportamiento del equipo o directamente por la lectura de algún parámetro de la máquina.

Mediante el análisis masivo de datos de los equipos podríamos llegar a tener todas estas posibilidades. Por ejemplo, podríamos hacer estadísticas para determinar cada cuántas horas de funcionamiento se estropea un componente del equipo, cuáles son los síntomas previos a un determinado error, cómo es la evolución de los parámetros de funcionamiento según envejece o se ensucia un aparato.

Todo esto nos permitiría dar un mejor servicio en el mantenimiento de los equipos:

  • Sustituir componentes antes de que se averíen y por lo tanto dejen sin servicio al usuario.
  • Avisar al cliente antes de que suceda una avería.
  • Acudir a las intervenciones de mantenimiento con los repuestos adecuados, reduciendo así el tiempo de intervención.
  • Adelantar o atrasar las operaciones de limpieza dependiendo del estado del equipo.

Aunque ya lo hemos dicho alguna vez durante este artículo, es importante recalcar que esta recopilación de datos e información siempre se debe hacer con la total autorización por parte del usuario. Además, es importante explicar que todos estos datos se tratan siempre de manera agregada, lo importante no es conocer el comportamiento individual de una unidad, el objetivo es sacar conclusiones de un conjunto de equipos e instalaciones similares.

Referencias

  • Cedón, Bruno. El Origen del IoT (Blog personal).
  • Salazar, J. y Silvestre, S. Internet de las cosas (TechPediaEuropean Virtual Learning Platform for Electrical and Information Engineering).
  • Blogging Zenith. Internet de las cosas en 2018: Guia completa que las marcas deben conocer.

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