INTRODUCCION

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

INFORME DE TRABAJO PROFESIONAL

DISEO DE UN SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO PARA EL SISTEMA DE CLIMATIZACIN DEL HOSPITAL SOLCA PORTOVIEJO, UTILIZANDO UNA PC, EL COMFORT CONTROLLER 6400 Y EL SOFTWARE DE VISUALIZACION COMFORT VIEW DE CARRIER

Presentado por:Alicia Cecibel Molina HidalgoGuayaquil - Ecuador2010INTRODUCCIONEl sistema de control y monitoreo desarrollado, tiene como objetivo optimizar y centralizar el manejo de los equipos que conforman el sistema de climatizacin, de manera que cumplan con los niveles de confort. Tiene adems la capacidad de trasladar la carga trmica segn los requerimientos de cada zona en particular.

El confort de cada zona depende de varios factores como cantidad de personas , temperatura exterior, cantidad de equipos etc. y por esto es necesario un sistema que tenga la capacidad de mantener el confort independiente de estos factores.

IMPORTANCIA DE LOS SISTEMAS DE CLIMATIZACINNecesidad de crear un ambiente confortable para el desarrollo de las activida des cotidianas.Equipos electrnicos de uso domstico o industrial que necesitan de ciertas condiciones ambientales de temperatura y humedad para operar correctamentePOR QU NECESITAMOS UN SISTEMA DE CONTROL YMONITOREO PARA LOS SISTEMAS DE CLIMATIZACIN?Los servicios mecnicos y elctricos de un edificio deben ser controlados para mantener el ambiente de trabajo confortable, independientemente del nmero de personas o de preferencias individuales.

POR QU NECESITAMOS UN SISTEMA DE CONTROL YMONITOREO PARA LOS SISTEMAS DE CLIMATIZACIN?El propsito del sistema de control y monitoreo es automatizar y tomar control de todas las operaciones del sistema de climatizacin , de la manera ms eficiente posible dentro de las posibilidades de la planta enfriadora instalada.POR QU NECESITAMOS UN SISTEMA DE CONTROL YMONITOREO PARA LOS SISTEMAS DE CLIMATIZACIN?En el sistema de control y monitoreo se programan perodos ocupados para las diferentes reas del edificio de tal manera que la planta enfriadora del edificio deber trabajar slo para los requerimientos reales de este.

reas 24 horasreas horario de oficina6RED DE CONTROL CCN (CARRIER COMFORT NETWORK)RED DE CONTROL CCN (CARRIER COMFORT NETWORK)

COMFORT COTROLLER 6400Posee 16 canales de control, puede expandirse hasta 64 mediante 6400 I/O moduleFunciona en modo stand-alone o en red.Sus entradas y salidas son universales: pueden ser configuradas como discretas, analgicas o de temperatura.Son energizados con 24 Vac provenientes de un transformador estndar de 60 VA.Tiene disponible librera de algoritmos (rutinas de control prediseadas).

COMFORT COTROLLER 6400 I/OPosee 16 canales de control, que extienden la capacidad de un Comfort Controller 6400 en 16 hasta un mximo de 64.Sus entradas y salidas son universales: pueden ser configuradas como discretas, analgicas o de temperatura.Son energizados con 24 Vac provenientes de un transformador estndar de 60 VA.

COMFORTVIEWProvee un solo punto de entrada a toda la red CCN.Compatible con las plataformas de sistemas operativos Windows 2000 Server/Professional y Windows XP Professional.Posee librera de grficos y permite realizar grficos diseados por el usuario.Permite al usuario crear pantallas personalizadas en WorkSPACE.Permite crear niveles de acceso de operador personalizados

MDULO DE ACCESO A LA RED (NETWORK ACCESS MODULE)Permite la comunicacin entre componentes del bus CCN y la computadora.Interface RS232-RS485.Es empleado por el software ComfortView para establecer la comunicacin entre los elementos del bus y la PC.SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO SISTEMA DE CLIMATIZACIONEsta formado por los siguientes equipos:Planta enfriadora de agua. Dos enfriadores de aguaTres bombas de agua del circuito primario.Tres bombas de agua de torre de enfriamiento.Dos torres de enfriamiento. Cuatro bombas de circuito secundario con sus respectivas bombas de stand-by.22 Unidades Manejadoras de Aire.33 Ventiladores.

ACCIONES DE CONTROL SOBRE LOS EQUIPOS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACINEnfriadores de agua:Encendido y apagado segn horarios programados. Cambio de punto de ajuste de temperatura de salida de agua. Monitoreo del estado de funcionamiento de cada unidad desde el cuarto de control.Bombas circuito primario:Encendido y apagado automtico.Bombas de circuito secundario:Encendido y apagado automtico.Mantenimiento del diferencial de presin entre la succin y la descarga de la bomba.Torres de enfriamiento:Encendido y apagado automtico.

ACCIONES DE CONTROL SOBRE LOS EQUIPOS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACINUnidades manejadoras de aire:Encendido y apagado automtico del ventilador.Control y monitoreo de temperatura de aire en el ducto de mando.Control y monitoreo proporcional de la vlvula motorizada de dos vas.Monitoreo del estado de funcionamiento del ventilador.

Unidades manejadoras de aire para quirfanos:Encendido y apagado automtico del ventilador.Control y monitoreo de temperatura de aire en el ducto de mando.Control y monitoreo de temperatura ambiente del quirfanoControl y monitoreo de humedad relativa del aire en quirfano.Control proporcional y monitoreo de vlvulas motorizadas de dos vas.Control proporcional y monitoreo vlvulas motorizadas de tres vas.Control de accionamiento de juego de compuertas motorizadas.ACCIONES DE CONTROL SOBRE LOS EQUIPOS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACINVentiladores de suministro y extraccin de aire:Encendido y apagado automtico del ventiladorFILOSOFIA DE CONTROL

El prosceso se inicia en la planta de enfriamientoEncendido de bombas de agua y ventilador de Torre de enfriamiento.Encendido de bomba de agua del circuito primario.Encendido de Enfriadores de agua.Encendido de bombas de circuitos secundarios.FILOSOFIA DE CONTROLUna vez puesta en marcha la planta de enfriamiento, se encienden las unidades manejadoras de aire y los ventiladores de acuerdo al horario en que hayan sido programados.Las manejadoras de aire que dan servicio a los quirfanos entran a funcionar bajo demanda.

FILOSOFIA DE CONTROLA ms unidades manejadoras de aire mayor cada de presin entre la succin y la descarga de la bomba del circuito secundario. Para compensar la cada de presin se incrementa la velocidad del motor de la bomba del circuito secundario

A medida que se incrementa el nmero de unidades manejadoras de aire en cada circuito secundario, la cada de presin entre la succin y la descarga de la bomba que los alimenta es detectada por un sensor de presin diferencial, el mismo que emite una seal de 4 a 20 mA proporcional a esta variacin. Con esta informacin el controlador 6400 que da servicio a la planta de enfriamiento comanda la velocidad de las bombas del circuito secundario a travs del variador de velocidad que gobierna a cada bomba.

20FILOSOFIA DE CONTROLLa temperatura ambiente depende del funcionamiento de cada manejadora de aire. Con temperaturas superiores al set-point, mayor apertura de la vlvula de dos vas. Un sensor switch de presin es el sensor de estado de ventilador de la manejadora Un sensor de temperatura en el ducto de mando de aire indica el funcionamiento del ventilador y la vlvula de dos vas.

Una vez encendida una manejadora la temperatura de el rea a la que da servicio es tomada en cuenta por el controlador 6400 y comparado con la temperatura de set-point. Esta temperatura es sensada por un termistor. A temperaturas superiores al set-point, mayor apertura de la vlvula de dos vas que alimenta al intercambiador de la manejadora y viceversa. Un sensor switch de presin es el sensor de estado de ventilador de la manejadora y un sensor de temperatura en el ducto de mando de aire es el que indica el correcto funcionamiento del ventilador y la vlvula de dos vas.

21FILOSOFIA DE CONTROLLas manejadoras de aire de quirfano en modo de mantenimiento funcionan igual que las dems manejadoras de aire del sistema: con recirculacin de aire. Poseen serpentn de enfriamiento, serpentn de pre-enfriamiento y serpentn deshumidificador. La apertura de la vlvula de pre-enfriamiento es fija, mientras que vlvula de enfriamiento es gobernada por la temperatura del quirfano. El vlvula deshumidificadora es gobernada por un humidistato instalado en el quirfano. El cambio de modo de mantenimiento a modo de operacin se lo realiza desde un switch instalado en el quirfano.

En el caso de las manejadoras de aire de quirfano en modo de mantenimiento funcionan igual que las dems manejadoras de aire del sistema: con recirculacin de aire. En modo de operacin se acciona un juego de compuertas que permite que el aire en el quirfano sea 100% aire fresco. Estas manejadoras adems del serpentn de enfriamiento poseen un serpentn de pre-enfriamiento y un serpentn deshumidificador. La apertura de la vlvula que alimenta al serpentn de enfriamiento es fija, mientras que vlvula del serpentn de enfriamiento es gobernada por la temperatura del quirfano. El serpentn deshumidificador es de agua caliente y es gobernado por un humidistato instalado en el quirfano. El cambio de modo de mantenimiento a modo de operacin se lo realiza desde un switch instalado en el quirfano.

22FILOSOFIA DE CONTROLLas manejadoras de aire de quirfano en modo de operacin funcionan con aire renovado al 100%. La funcin del serpentn de pre-enfriamiento es pre deshumidificar el aire fresco. El cambio de modo de mantenimiento a modo de operacin se lo realiza desde un switch instalado en el quirfano.

En el caso de las manejadoras de aire de quirfano en modo de mantenimiento funcionan igual que las dems manejadoras de aire del sistema: con recirculacin de aire. En modo de operacin se acciona un juego de compuertas que permite que el aire en el quirfano sea 100% aire fresco. Estas manejadoras adems del serpentn de enfriamiento poseen un serpentn de pre-enfriamiento y un serpentn deshumidificador. La apertura de la vlvula que alimenta al serpentn de enfriamiento es fija, mientras que vlvula del serpentn de enfriamiento es gobernada por la temperatura del quirfano. El serpentn deshumidificador es de agua caliente y es gobernado por un humidistato instalado en el quirfano. El cambio de modo de mantenimiento a modo de operacin se lo realiza desde un switch instalado en el quirfano.

23FILOSOFIA DE CONTROLLos ventiladores inyectores y extractores de aire funcionan de acuerdo al horario de operacin del rea a la que dan servicio.

A excepcin de los motores de las bombas del circuito secundario, todos los motores que forman parte del sistema poseen arrancadores directos dimensionados de acuerdo a la capacidad de cada motor.

ARQUITECTURA DE CONTROL

CONFIGURACIN DE LA RED

Direccionamiento fsco mediante dip switchs, ubicados en el panel frontal del controlador

Direccionamiento lgico mediante softwareZONAS DE CONTROL

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PANTALLAS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESConfiguracin de software y hardware sencillas.Se logr brindar una solucin de control que permitiera operar todo el sistema de climatizacin desde un solo punto y que minimizara la intervencin del usuario final.Se optimiz el funcionamiento de la planta de enfriamiento.El ahorro de energa y de dinero pudo constatarse debido a la comparacin de los consumos elctricos.1. La versatilidad y sencillez del sistema de control ofrecido por Carrier,caractersticas que resultaron ventajosas en la puesta en marcha del proyecto,puesto que en lo que a configuracin de hardware y software se refieren nohubieron inconvenientes.2. Se logr alcanzar el objetivo principal que consista en brindar una solucin decontrol que permitiera al personal de mantenimiento operar todo el sistema declimatizacin desde un solo punto y que a su vez minimizara la intervencin delusuario final sobre el setpoint de temperatura de las areas climatizadas.3. Se optimiz el funcionamiento de la planta de enfriamiento de agua puesto que losequipos que la conforman trabajan para satisfacer la demanda real de carga trmicaque posee toda la edificacin en determinado momento, lo que se traduce en unahorro de energa. Cabe resaltar que este ahorro fue constatado en el arranqueinicial del sistema; debido a los requerimientos de fiscalizacin el sistema declimatizacin del hospital se puso en marcha, se calibr y se prob por el lapso dedos semanas sin intervencin del sistema de control automtico. En este perodopersonal de mantenimiento del hospital registr el consumo de energa y luego locompar con los datos tomados con el sistema de control puesto en marcha,llegando a la conclusin que el consumo de energa se redujo en un treinta porciento.4. Con el fin de maximizar el rendimiento del sistema instalado es recomendable queal habilitarse todos los pisos de hospitalizacin y la zona de radioterapia losequipos de climatizacin de estas zonas tambin se integren al sistema de control ymonitoreo.36