Sistemas HVAC inteligentes mediante IoT: visión panorámica

La industria HVAC inteligente crece a pasos agigantados, y con este crecimiento exponencial llega la incorporación de avances tecnológicos. Bombas de calor controladas por voz, termostatos activados por sensor de movimiento, apps móviles para controlar tu unidad HVAC desde cualquier lugar, etc., son cada vez más comunes en la industria.

Las ventajas de esta revolución tecnológica no son solo ahorro energético. También ofrecen confort y comodidad superiores. El futuro trata de dispositivos interconectados, donde múltiples electrodomésticos trabajan juntos con solo tocar unos botones en tu smartphone.

El uso generalizado de control inteligente para HVAC es evidente por el número de dispositivos en uso y la demanda esperada. Se prevé que el mercado HVAC inteligente crezca un 19 % anual de 2018 a 2024. El tamaño de mercado estimado en 2017 era unos 6.300 millones € (7.000 M $). Esto augura bien para el futuro del Internet de las Cosas en la industria HVAC. A medida que los dispositivos se hacen más pequeños, baratos y eficientes, más propietarios y usuarios residenciales se aventurarán en este terreno y aprovecharán al máximo los controles inteligentes.

Veamos cómo el IoT hace que la industria HVAC añada valor extra a sus productos y cómo puedes beneficiarte de la climatización inteligente.

Qué es el IoT (Internet de las Cosas)

A menudo encuentras el término de moda «Internet de las Cosas (IoT)». Pero, ¿qué es? En términos simples, IoT significa la capacidad de electrodomésticos y dispositivos para conectarse a Internet y comunicarse entre sí.

Pueden recopilar, compartir y mostrar datos en tu smartphone o portales web. Desde bombillas a aires acondicionados, objetos cotidianos e incluso coches, ahora pueden conectarse a Internet. El resultado es un ecosistema integrado.

Haciendo inteligente un electrodoméstico HVAC

Hemos oído la palabra «inteligente» muchas veces, pero, ¿qué significa exactamente? La conectividad Wi-Fi independiente de un electrodoméstico HVAC con Internet o un smartphone NO es una capacidad inteligente real. Es un inicio, pero de ninguna manera la etapa final de los sistemas HVAC inteligentes.

La verdadera inteligencia es cuando tu dispositivo puede realizar acciones y mantener la temperatura por sí solo basándose en ciertos disparadores (triggers) predefinidos. Este dispositivo puede ser un controlador inteligente para AC o un termostato inteligente. El dispositivo puede adaptarse, aprender nuevos comportamientos con el tiempo e implementar esas acciones por sí mismo.

El usuario no notaría un cambio drástico en el ambiente doméstico, incluso con condiciones exteriores cambiantes. Porque el dispositivo tendrá en cuenta todas las variables al decidir mantener las temperaturas interiores óptimas.

Avanzando en la explicación anterior, un dispositivo inteligente simple puede detectar la temperatura actual de la estancia y mostrarla en tu smartphone vía app. Puedes verla en cualquier momento e incluso alterar los ajustes de funcionamiento de tu bomba de calor/aire acondicionado desde la app. Pero esto NO es lo que esperarías de un dispositivo verdaderamente inteligente.

Lo que un dispositivo verdaderamente inteligente haría es tener en cuenta la temperatura exterior, aprender tus ajustes de temperatura preferidos con el tiempo y luego aplicar acciones correctivas para mantener ese rango óptimo todo por sí solo, sin que toques la app.

El verdadero baremo de inteligencia está determinado por cómo se usan los datos recopilados para funciones adicionales. Pero, ¿cómo se logra? ¡Averigüémoslo!

Cómo un dispositivo HVAC inteligente toma decisiones

Para que un dispositivo HVAC inteligente ejecute comandos eficientemente y tome la mejor decisión posible para mantener el ambiente interior, necesita un robusto conjunto de sensores, algoritmos y capacidades de procesamiento. Un algoritmo es un conjunto de instrucciones que ordena a un dispositivo inteligente realizar acciones para mantener el ambiente interior. Muy parecido a un cerebro, el algoritmo toma decisiones en tiempo real, considerando todas las entradas de los diversos sensores.

El geofencing (valla geográfica) es una función común en dispositivos de hogar inteligente. A través de ella, el dispositivo conoce la ubicación del usuario y puede encender/apagar el aire acondicionado/bomba de calor según la distancia del usuario a casa/oficina. Esta ubicación se envía a través del smartphone, a la nube y luego al dispositivo inteligente.

El flujo de trabajo (workflow) del IoT

Para entender mejor cómo funcionan los electrodomésticos HVAC inteligentes IoT, es mejor tener una visión general de los diferentes componentes dentro de tal red. Cada elemento tiene su rol en el ecosistema IoT, y si un solo componente falla, toda la cadena IoT se rompe. La capacidad de respuesta será lenta, habrá lag en los comandos enviados por la app móvil. Como resultado, la experiencia de usuario sufrirá. Es esencial mantener todas las partes funcionando como una máquina bien engrasada.

El primer paso para el usuario es enviar un comando a través de una app móvil; imagina controlar tu aire acondicionado con el móvil. La app sirve como única interfaz entre usuario y dispositivo inteligente, con el servicio en la nube actuando como intermediario. La nube es similar a una estación de transferencia, que almacena los comandos, los procesa y reenvía la acción al dispositivo inteligente. Servicios en la nube comunes: Microsoft Azure y Amazon Web Services (AWS). Una vez que el dispositivo inteligente recibe el comando, envía una señal a la bomba de calor/aire acondicionado, ya sea por señales infrarrojas inalámbricas o entrada por cable.

La innovación es el uso de asistentes de hogar inteligente como Google Assistant o Amazon Alexa. Puedes enviar comandos de voz a tu controlador inteligente de AC o crear rutinas elaboradas para operar múltiples dispositivos inteligentes a la vez usando asistentes. Pueden ser tu cafetera inteligente, persianas inteligentes, luces o cerraduras.

Diferencia entre termostatos y controladores

Con múltiples dispositivos HVAC inteligentes en el mercado, puede liarse un poco. La diferencia principal entre un termostato y un controlador es si se usa para controlar un sistema HVAC por conductos (ducted) o sin conductos (ductless).

En sistemas por conductos, se requiere conexión por cable entre el electrodoméstico HVAC y el termostato inteligente. El infrarrojo se usa para sistemas sin conductos para enviar comandos, igual que un mando a distancia simple. El controlador inteligente de AC tiene emisores IR integrados para este propósito. Otras funciones como geofencing, programación inteligente, control por voz y otras son prácticamente iguales, dando el mismo confort y comodidad al usuario final.

Ventajas de los productos HVAC IoT

Los productos HVAC dentro del ecosistema IoT presentan numerosas ventajas al consumidor final. Ejemplos: ahorro energético, mayor confort, comodidad diaria y facilidad de uso. Veamos algunas:

1. Monitorización remota

Con IoT, puedes estar al día del estado de tu aire acondicionado estés donde estés. Te dice la temperatura actual de la estancia, la temperatura objetivo (set-point) y los modos en una app móvil integrada o portal web. Solo necesitas conexión Wi-Fi y tienes controles de aire acondicionado en la palma de tu mano.

2. Mantenimiento predictivo

Con la monitorización remota, puedes actuar creíblemente cuando notas algo raro en tu aire acondicionado. La app o portal web puede alertarte cuando el aire acondicionado no funciona en sus niveles óptimos. Algunas apps como la app móvil Cielo Home te avisan cuando tu filtro de AC necesita limpieza.

3. Controles adaptativos

El IoT hace tus electrodomésticos inteligentes. Esto permite a tu climatización tomar decisiones según las condiciones actuales, considerando todas las variables. Puede encender el aire acondicionado automáticamente cuando vas a llegar a casa. Por el contrario, puede apagarlo en el salón cuando te vas a la cama. Son solo dos ejemplos de cómo los sistemas HVAC IoT se adaptan a tus hábitos de uso.

4. Conectividad de hogar inteligente

Puedes guiar tus electrodomésticos HVAC inteligentes para que funcionen en sincronía con tus otros dispositivos inteligentes para máximo confort y comodidad. Con rutinas, simplemente dices «buenos días», tus luces se encienden, tu café empieza a prepararse y tu climatización se ajusta según tu rutina matutina.

Además, tu refrigeración o calefacción puede trabajar en sincronía con ventiladores inteligentes o persianas inteligentes, etc., para ahorrar energía. Ejemplo: cuando hace sol fuera, tus persianas bajan y el ventilador se enciende para reducir la carga en tu AC. Esto permite a tu AC cambiar automáticamente a un ajuste de temperatura moderado en vez de consumir energía extra a tope.

Ahorro energético con un sistema HVAC inteligente

Según el Departamento de Energía, los sistemas HVAC domésticos se llevan la mayor parte de los costes energéticos del hogar, hasta un 42 %. La solución obvia: bajar la temperatura en el HVAC. Pero eso puede significar ambientes incómodos. Además, si apagas el HVAC antes de salir, volverás a una casa demasiado caliente o fría. Ninguno de los dos casos es ideal.

La respuesta a este inconveniente está en los sistemas HVAC inteligentes. Como se mencionó, estos sistemas pueden alterar su uso mediante controles adaptativos y funcionar solo cuando necesitan operar. Este uso modificado puede resultar en ahorros energéticos de hasta el 25 %. Estos ahorros compensan los costes iniciales ligeramente superiores de los sistemas HVAC inteligentes. El periodo de amortización puede ser tan corto como 12 meses.

El camino a seguir con IoT en HVAC

El Internet de las Cosas (IoT) es una innovación tecnológica prometedora, destinada a cambiar el panorama de la industria HVAC. Junto a comodidades y confort, quedan retos por resolver: seguridad del ecosistema IoT, confort de usuario mejorado, capacidades de aprendizaje de termostatos/controladores inteligentes, y reducción del tiempo de respuesta. Esto se debe al desarrollo vertiginoso en este mundo, con un número creciente de empresas entrando en la industria.

El IoT en HVAC es el futuro y será un game-changer (punto de inflexión) para proporcionar el máximo confort y comodidad al consumidor. Además, el ahorro energético a través de esta tecnología hará el cambio a sistemas HVAC inteligentes aún más atractivo.