Introducción al Z-Wave

A parte de los protocolos profesionales para el control de viviendas como el KNX, también podemos encontrar en el mercado productos que funcionan con protocolos más sencillos al alcance de la mayoría de los públicos. Dentro de este tipo de protocolos uno de los más extendidos es el Z-Wave. Podemos encontrar en el mercado una gran cantidad de productos que funcionan bajo este protocolo que nos permiten controlar varios elementos de nuestra vivienda: luz, persianas, alarmas… Escribiendo el post de la semana pasada vi que el protocolo de Apple para el control de electrodomésticos HomeKit será compatible con los productos Z-Wave. Esto me dio pie a investigar más a fondo en qué consistía este protocolo de comunicación y si realmente podría llegar a programarse una vivienda utilizando este tipo de productos.

Así que en este post veremos el funcionamiento de un sistema Z-Wave, algunas indicaciones para empezar a utilizarlo y que limitaciones tiene.

¿Como funciona Z-Wave?

Al igual que los protocolos profesionales de programación el Z-Wave es un sistema distribuido, sino que se trata de un sistema centralizado. ¿Qué quiere decir que un sistema sea distribuido? Que cada elemento tiene su propia configuración y puede comunicarse directamente con cualquier otro elemente de la instalación. Por ejemplo, si queremos abrir una luz a través de un pulsador, este mandara la señal (al ser pulsado) directamente al actuador de la luz que queramos encender. En un sistema central el funcionamiento es distinto, todos los elementos se comunican directamente con un elemento central, por lo que si este falla toda la instalación fallará.

Evidentemente todos los aparatos de la instalación tienen que ser compatibles con el protocolo Z-Wave: pulsadores, luces, alarmas, sensores, etc… Ya que de otra manera no podrían comunicarse entre ellos. A la hora de comprar estos elementos fijaros siempre que lleven la etiqueta Z-Wave, podéis encontrar estos productos en varios sitios, los mejores precios los he encontrado, como la mayoría de cosas, en eBay.

Aunque no haga falta un celebro central que intercomunique todos los aparatos, sí que nos hará falta un elemento para poder configurarlos. Si además queremos tener el control de la instalación en nuestro móvil podemos optar por la central Vera-Lite de Mi Casa Verde. Existen otras opciones, pero solo hay que ver la cantidad de guías y tutoriales que hay en internet para optar por este producto. Uno de los aspectos más importantes cuando se empieza con una tecnología nueva es tener información a mano para poder resolver las dudas y problemas que puedan surgir (y que seguro surgirán).

¿Cuales son las ventajas del Z-Wave?

Una de las mayores ventajas del Z-Wave respecto a los protocolos profesionales es su facilidad de programación, que permitirán a una persona con pocos conocimientos de informática e instalaciones configurar encendidas y regulación de luz, subida y bajada de persianas o incluso escenas. Si usamos el Vera-Lite resulta extremadamente fácil tener el control local o remoto de todos los elementos Z-Wave de la instalación, no es necesario configurar IPs ni routers. Todo puede hacerse desde la página web de MiCasaVerde sin que sea necesario ningún conocimiento sobre redes, por lo que desde el minuto 1 podremos controlar todos nuestros productos desde nuestro Smartphone u ordenador.

Otra de las ventajas es que la comunicación es por radio, por lo que su instalación es muy sencilla, de esta manera nos ahorramos pasar cables por toda la vivienda para comunicar todos los elementos. Las conexiones que hay que hacer son mínimas y muy sencillas por lo que no hay que tener muchos conocimientos de electricidad.

Por último, otra gran ventaja es la cantidad de fabricantes que han optado por este protocolo, con lo que podemos encontrar una gran cantidad de productos en el mercado. Es por esta razón que los precios de la mayoría de elementos suelen ser muy bajos: enchufes controlados, pulsadores, sensores de movimiento e incluso el Vera-Lite. Por lo que por menos de 300 euros se puede empezar a hacer pruebas.

Problemas del Z-Wave

Por una parte que el sistema sea inalámbrico es una gran ventaja, pero por otra también es un inconveniente, ya no por el uso de baterías que habrá que cambiar regularmente, sino por la baja fiabilidad que tiene en comparación a un sistema cableado. Y a la hora de la verdad lo que más nos interesa es que el sistema sea fiable. Es incómodo estar siempre pendientes de que las pilas de cada uno de los elementos estén cargadas y que la comunicación funcione correctamente.

Como ya he dicho es un sistema muy simple de programar y muy cómodo, pero deja de ser cómodo cuando intentamos programar todas las luces de una vivienda, o todas las persianas… Y es que desde mi punto de vista el Z-Wave está pensado para hacer pequeños inventos en casa: controlar una encendida a través de un sensor de movimiento, controlar la luz de tu habitación desde el Smartphone o incluso poder regular la intensidad de la luz del comedor. Pero si lo que quieres es programar toda una vivienda con Z-Wave más te valdrá tener mucho tiempo y paciencia.

Lloret de mar, 7 de Febrero de 2015

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¿Qué es el Internet de las cosas?

Dicen que el 2015 va a ser el año del internet de las cosas o IoT (Internet of Things). Según la IDC (International Data Corporation) es justo ahora cuando esta tecnología empieza a tener aceptación entre los usuarios, por lo que muchos fabricantes ya están trabajando en estos nuevos productos. Por lo que en breve empezaremos a ver este tipo de gadgets en muchas viviendas.

Como viene siendo costumbre a lo que se refiere a tecnología, la mayoría de los medios de comunicación han empezado a utilizar este término sin tener del todo claro de lo que están hablando. Hablan de estos nuevos gadgets englobándolos todos dentro de domótica, y aunque algunos sí que tienen un relación directa con la domótica, muchos otros no. En este post intentaré explicar de forma sencilla en que consiste el IoT y la relación que tiene con el mundo de la domótica.

¿Qué es el Internet de las cosas?

El concepto de Internet de las cosas se puede definir como la interconexión digital de todos los elementos con los que interactuamos diariamente, estos elementos van desde ordenadores y smartphones hasta lavadoras, neveras, libros, bombillas, etc… Y de esta forma poder identificar, ubicar y controlar cualquier tipo de producto.

Imaginemos una biblioteca. Actualmente se tiene un control de los libros que se prestan, los libros que están disponibles y se ordenan diariamente para que podamos encontrarlos en el estante correspondiente. Pero acaso no nos hemos encontrado alguna vez que no encontramos un libro que según la base de datos tiene que estar en tal i cual estante. Esto no pasaría si todos los libros estuvieran conectados a internet; no solo tendríamos información exacta del inventario a tiempo real sino que podríamos saber en cualquier momento la ubicación de cualquier libro.

O en casa cuantas veces se nos ha caducado un yogur, una lata de conservas o un tetrabrik. Con estos productos conectados a internet podríamos recibir un aviso en cuanto estuviesen a punto de caducar. O queremos poner en marcha el horno una hora antes de llegar a casa, pero no sabemos exactamente a qué hora regresaremos, no habría problema si nuestro horno estuviera conectado a internet, solo tendríamos que mandarle la instrucción a través de cualquier ordenador o Smartphone.

¿Como está actualmente el mercado

Apple HomeKit

Como en la mayoría de avances tecnológicos Apple ha sido de los primeros en mover ficha. Con tal propósito se presentó a medianos de 2014 el HomeKit que permitirá controlar todos los elementos de nuestra casa a través de sus terminales móviles gracias a la aplicación de reconocimiento de la voz: Siri (por defecto en todas las nuevas versiones de IOs). Para conseguirlo no han sacado ningún producto concreto, sino que han creado un protocolo de comunicación para interconectar todos los electrodomésticos que pueda haber en una casa. Algunos fabricantes como  iHome, Haier, Withings, Philips, iDevices, Belkin, Honeywell, Kwikset ya se han asociado a este protocolo.

Sin duda es una opción a tener en cuenta pero habrá que ver que tienen que de decir los otros fabricantes de electrodomésticos. De entrada hay que tener en cuenta que marcas tan importantes como LG, Samsung y Sony difícilmente se asociarían a este protocolo que solo es compatible con dispositivos iOS, ya que sus terminales móviles usan Android, por lo que Apple lo tendrá difícil para estandarizar su protocolo HomeKit.

Google

El mayor competidor de Apple, como mínimo en lo que se refiere en smartphones no ha sacado ningún protocolo de comunicación por el momento. Lo que sí ha hecho es sacar productos como el Chromecast que permite conectar cualquier televisor HDMI, por lo que es posible controlarla a través de un ordenador o Smartphone.

También ha adquirido Nest, un termostato inteligente. Utilizando los sensores que tiene incorporados y su conexión a internet, este termostato es capaz de aprender nuestros comportamientos y preferencias. De esta manera poco a poco a medida que recoge más información empieza a funcionar de forma autómata, sin la necesidad de que debamos actuar sobre el para regular la temperatura de nuestra vivienda en todo momento.

¿Pueden llegar el IoT a sustituir los protocolos actuales como el KNX?

> Todo es posible, pero parece difícil. Si bien el HomeKit de Apple tiene la intención de sustituir los protocolos de comunicación actuales, se me hace difícil imaginar que llegue a tener la aceptación que tiene en Europa el KNX. Como ya hemos vistos los fabricantes que se han adscrito a su protocolo son más bien pocos. Aunque es verdad que hay que esperar a que tenga tiempo a expandirse hay que tener en cuenta que Apple pretende que este protocolo solo sea compatible con sistemas iOS que actualmente representan un 13,8% de los terminales de todo el mundo, por lo que los terminales Android que representan el 82,3% no podrán comunicarse con los electrodomésticos que solo usen este protocolo para comunicarse.

Por otra parte, aparatos como el Nest o el Chromecast de Google no pretenden sustituir los protocolos actuales, sino que pueden llegar a ser buenos complementos para los sistemas domóticas actuales. Si conseguimos integrarlos a una instalación KNX, por ejemplo, podríamos aumentar fácilmente la eficiencia energética de nuestra instalación.

De la misma forma que ha hecho Apple es probable que Google i Microsoft saquen sus propios protocolos de comunicación. A la larga es posible que uno de ellos acabe estandarizándose, pero lo más probable es que acabemos conviviendo con varios de ellos. De forma que se hará más necesaria que nunca la figura del integrador, que permita que todos los elementos de una casa se comuniquen entre sí.

Lo más probable es que se sigan usando protocolos como el KNX i LonWorks para el control de luces, persianas, clima y salas de máquinas, pero además podremos controlar nuestros electrodomésticos a través de estos protocolos. Será tarea del integrador centralizar todo ese control en una sola aplicación, y hacer que todos los protocolos que convivan en una casa se comuniquen entre ellos.

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¿Cómo Funciona el Suelo Radiante?

Hemos hablado muchas veces del el sistema de calefacción por suelo radiante, como sistema más eficiente para la climatización de una vivienda. La climatización por suelo radiante no está muy extendido en España, aunque en las casas de nuestros vecinos del norte (Francia, Alemania, Holanda…) es muy habitual encontrar instalaciones de suelo radiante. Su poco uso se debe a que su instalación en viviendas ya construidas es bastante más complicada que un sistema convencional de radiadores. Pero, sin duda, en viviendas de nueva construcción es más de recomendable hacerlos con suelo radiante.

Funcionamiento

El principio de funcionamiento en un sistema de climatización por suelo radiante es el mismo que el de un sistema de radiadores: la convección. La convección es una de las tres formas que tiene el calor de transmitirse (conducción, convección y radiación), concretamente, es la transferencia de calor por medio de un fluido (gas o líquido). La función que tiene un radiador o un suelo radiante es favorecer el proceso de convección para transmitir su calor interno al aire ambiente (medio fluido) de una habitación. Para obtener este calor interior tenemos dos sistemas: eléctricamente o utilizando un circuito de agua calentada por una caldera o bomba de calor.

Todo este es válido tanto por un sistema de climatización por radiadores como por suelo radiante. Entonces ¿Qué ventajas tiene el suelo radiante respecto a los radiadores tradicionales? La respuesta la encontramos en una sencilla formula que nos describe el proceso de convección:

El primer factor h se define como coeficiente de convección es propio de cada material, cuando más grande sea este coeficiente mayor será el calor transmitido por convección. La A se refiere al área del emisor de calor (radiador o suelo radiante) que está en contacto con el fluido (aire habitación) y el tercer factor es la diferencia entre la temperatura del emisor de calor (T^Int) y el fluido calor (T^Amb). El problema de los radiadores es el factor A (el área de contacto), que en comparación al suelo de una habitación es muy pequeña. Con el objetivo de solucionar este problema se utilizan materiales con altos coeficientes de convección (h), y también se añaden aletas a los radiadores para aumentar el área de contacto tal y como vemos en la foto.

Pero aun con estos cambios el suelo radiante sigue proporcionando mucho más calor que un radiador, el único factor que podemos modificar es la diferencia entre la temperatura interior y la del ambiente, por lo que solo nos queda aumentar la temperatura interior del radiador (T^Int) .

En consecuencia para calentar una habitación a través de radiadores tendremos que darles una temperatura interior de aproximadamente 70ºC, mientras que con un suelo radiante solo tendremos que llegar a unos 40ºC. El trabajar con temperaturas más bajas no nos proporcionará un ahorro directo, ya que la energía (calor) que tendremos que generar para calentar la habitación será la misma en las dos instalaciones. Pero indirectamente sí que nos beneficiará ya que las pérdidas que podamos tener trabajando con temperaturas de 40ºC serán mucho menores de las que tendríamos si trabajásemos con temperaturas de 70ºC. A parte al trabajar con temperaturas tan bajas podremos usar una bomba de calor para calentar el agua que en muchas ocasiones (por encima de los 10ºC) será más barato que una caldera de gas.

A parte de este ahorro, una instalación de suelo radiante tiene otras ventajas respecto a los radiadores. El aire caliente siempre tiende a estratificarse en las zonas más altas de una habitación, de manera que en invierno tenemos la cabeza caliente y los pies fríos, esto es justo lo opuesto a lo que se entiende por confort (cabeza fría y pies calientes). Con el suelo radiante siempre tendremos los pies calientes y la cabeza a menor temperatura, por lo que el confort será mayor que con cualquier otro sistema.

Instalación Hidráulica

Los suelos radiantes eléctricos no se utilizan casi nunca ya que su consumo es enorme. Por lo que aquí explicaremos como funciona un sistema de suelo radiante por agua.

El sistema empieza con la generación de calor, no tiene que ser una caldera, ya que para llegar a una temperatura de 40ºC podemos utilizar perfectamente una bomba de calor. Una vez se calienta el agua esta se manda utilizando una bomba a hacia un colector de suelo radiante. Dependiendo del tamaño de la casa podemos encontrar uno o más colectores.

La función del colector es distribuir el agua caliente a través de los circuitos de agua caliente a las habitaciones que requieran una aportación de calor. Esto se consigue a través de unas válvulas que se sitúan encima de los cabezales de colector. Cuando haya una demanda de calor estas válvulas se regularan para aportar el caudal justo para calentar la habitación a la temperatura deseada, este caudal pasará a través del circuito de suelo radiante que transmitirá su calor al pavimento de la habitación que por convección pasará este calor al ambiente.

Desventajas.

Aunque el suelo radiante tenga muchas ventajas, también hay que tener en cuenta ciertos factores no tan favorables. El principal es el tiempo de respuesta: en un sistema por radiadores la transferencia es casi instantánea ya que solo hay que calentar el material del que este hecho el radiador (hierro o aluminio), no pasa lo mismo con en suelo radiante donde aparte de calentar el circuito por el que pasa el agua también tendrá que calentar todo el pavimento de la habitación. Hasta que el pavimento no se ponga a temperatura la habitación no se estará calentando. Este tiempo tiene mucho que ver con el tipo de pavimento y su espesor, cuanto más grande sea este más tardará la habitación a empezar a calentar. Este tiempo puede ir de 12 a 36 horas.

Para que este tiempo no sea tan largo no hay que dejar que el suelo baje nunca a temperatura ambiente. Esto se consigue dando dos estados a una habitación: un estado de confort donde se mantiene la habitación entre 21 y 23ºC y otro estado de standby en que la temperatura de la habitación se mantiene a 18-19 grados. En estado de standby solo tendremos consumo cuando la temperatura descienda de estos 18-19ºC, y teniendo en cuenta que la habitación viene de estar a 21-23ºC el consumo será muy pequeño. De esta manera el tiempo de respuesta del suelo radiante será mucho más rápido: entre media hora y una hora. Solo tendremos que esperar de 12 a 36 horas en la puesta en invierno de la instalación.

Blanes, 19 de Enero de 2015

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Entender la factura eléctrica

En cualquier vivienda española la factura que más sube a final de mes es la de la electricidad, por esta razón es importante saber interpretar nuestra factura eléctrica. Por muy eficiente que sea nuestra vivienda si tenemos contratada una tarifa eléctrica que no se adapte a nuestras necesidades estaremos pagando de más por la energía que consumimos. Hay que tener en cuenta que cuando pagamos nuestro recibo de la luz no solo estamos pagando por la electricidad que consumimos. A parte del coste de la energía consumida estamos pagando por el mantenimiento de las instalaciones de transporte de la electricidad, el alquiler de nuestro contador (en muchos casos) y una cantidad importante de impuestos.

En este post hablaremos de las facturas eléctricas, como interpretar el recibo de la luz que nos mandan cada mes para saber qué es exactamente lo que estamos pagando. Y si hay alguna manera para reducir lo que pagamos al mes en electricidad.

La factura eléctrica

Este es el aspecto que tiene una factura eléctrica en España:

Lo primero que encontramos es el nombre de la empresa que nos suministra la electricidad, en este caso Iberdrola.
También en la parte superior izquierda podemos ver los datos de la factura que tenemos en las manos: nombre del titular de la línea, datos de cobro, etc… A nosotros el punto que más nos interesa de este apartado es el periodo de facturación, este dato nos dice el periodo de consumo eléctrico que vamos a pagar con esta factura.
Más abajo vemos el precio que vamos a pagar por el periodo de facturación, más adelante veremos el desglose de este importe. A la derecha de esto podemos ver un gráfico con las lecturas de los kwh consumidos en los 13 últimos meses. Puede ser que todas las lecturas sean reales y todas las barras serán continuas, si por el contrario hay alguna barra discontinua quiere decir que la lectura es estimada. Si tu contador es nuevo y admite tele-lectura todos los consumos que recibas estarán en línea continua, por lo que todas las lecturas serán reales.

Si no es así quiere decir que tu contador no tiene tele-lectura. En este caso la compañía hace una lectura estimada (tomando como referencia la lectura del mismo mes del año anterior). Al siguiente mes toman la lectura real y corrigen el error por acceso o defecto de la energía facturada en el mes anterior.

En la parte posterior de la factura vemos el desglose del coste total de la factura que ya hemos visto. Vemos tres apartados principales Energía, Servicios y Conceptos y Total. En el primer apartado vemos que a su vez tiene dos subapartados, por una parte el Consumo Factura y la Potencia Contratada.

Hay que tener muy claro que son estos dos subapartados: el primero es lo que pagamos por el consumo que hemos hecho de electricidad, cuanto más consumo hayamos tenido durante el periodo de facturación más subirá el precio. Por el contrario en el subapartado de Potencia Contratada el precio será fijo, aquí estamos pagando por el máximo de energía que podemos consumir en un momento concreto. Sobre este apartado se aplica el impuesto sobre la electricidad.

En el segundo apartado vemos los servicios contratados, en este caso nos facturan el alquiler del contador eléctrico.
Y el último apartado se nos añade el I.V.A. O sea que aparte de pagar un impuesto sobre la electricidad también pagamos el impuesto sobre el valor añadido.

¿Cómo ahorrar en la factura eléctrica?

Consumo Facturado

Hasta ahora el precio de la electricidad (kwh) se establecía mediante subastas eléctricas donde participaban los distintos productores de electricidad. Actualmente cada comercializadora es la que pone el precio dependiendo del tipo de factura de la luz que tengas contratada. Básicamente como consumidor particular en tu casa tendrás una tarifa del tipo Precio Voluntario al Pequeño Consumidor (PVPC). Podemos encontrar 2 tipos de tarificación dentro de las PVPC: sin discriminación horaria o con discriminación horaria.

La gran mayoría de viviendas pagan una tarifa TUR sin discriminación horaria, ya que es la simple y que por defecto ofrecen las compañías eléctricas. O nos puede interesar una tarifa con discriminación horaria si tenemos una instalación con depósitos de clima y ACS sobredimensionados. De esta manera podemos producir agua caliente para el depósito ACS cuando el precio de la electricidad es más barato, y calentar o enfriar los depósitos de clima. De todas formas el ahorro no será muy significativo en una vivienda media.

Potencia Contratada

Donde sí podemos reducir el importe de nuestra factura eléctrica es en el apartado de potencia contratada. Este apartado es fijo cada mes, y como ya hemos visto antes no depende del consumo que tengamos de electricidad. Hasta hace poco la potencia contratada era una parte muy pequeña de la factura y es por eso que en muchas ocasiones se tenía contratada más potencia de la realmente necesaria, pero recientemente las compañías eléctricas han subido el precio de este apartado en un 63%. Como consecuencia este apartado que tenía un coste despreciable ahora supone gran parte del importe total de la factura eléctrica, y en muchas ocasiones supera el importe por energía consumida. Por lo tanto podríamos ahorrar bastante dinero ajustando la potencia contratada de nuestro hogar. Este video viene a explicar lo mismo:


¿Pero qué potencia debemos contratar para no tener problemas? Podemos coger de partida esta tabla con una aproximación de las potencias que tienen los electrodomésticos de una casa media. Tenemos que tener en cuenta que muy raramente tendremos todos los electrodomésticos conectados al mismo momento. Piensa en que momento del día hay más electrodomésticos encendidos a la vez (normalmente es cuando se prepara la cena) y suma las potencias de todos estos electrodomésticos que funcionaran simultáneamente. También hay que tener en cuenta que electrodomésticos como el horno y la vitrocerámica no suelen funcionar al 100%, si por ejemplo no sueles encender más de dos fogones de la vitrocerámica calcula que su consumo será del 50% de la potencia que pone en la tabla.

Frigorifico:                                         0,250 – 0,350 KW

Microoandas:                                   0,900 – 1,500 KW

Lavadora:                                           1,500 – 2,200 KW

Lavavajillas:                                        1,500 – 2,200 KW

Horno:                                                 1,200 – 2,200 KW

Vitrocerámica:                                  0,900 – 2,000 KW

Televisor:                                           0,150 – 0,400 KW

Aire Acondicionado:                      0,900 –0, 400 KW

Calefacción eléctrica:                    1,000 – 2,500 KW

En la actualidad las potencias que se pueden tener contratadas son de: 3,3 kW, 4,4 kW, 5,5 kW, 6,6 kW, 7,7 kW, 8,8 kW o 9,9 kW.
Estas tarifas son las actuales pero a partir de ahora va a haber nuevas tarifas, para estar alerta de estas novedades te recomiendo este enlace donde se pueden ver las últimas novedades por lo que respeta a las nuevas tarificaciones energéticas: Tarifas Eléctricas

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¿Como puedo controlar una bomba de calor?

Si la semana pasada hablábamos de las calderas de gas para la climatización y producción de Agua Caliente Sanitaria, esta semana toca hablar de bombas de calor. Como ya dijimos en el post anterior las calderas de gas suelen ser más eficientes que las bombas de calor, así pues ¿para que poner una bomba de calor? Las razones pueden ser variar, una podría ser que la vivienda no tenga acceso al gas natural, a diferencia de las calderas la bomba de calor solo necesita energía eléctrica para funcionar.

También es posible que la instalación este pensada para dar calor en invierno y frio en verano, la opción más barata a corto plazo será equipar la vivienda con una bomba de calor que a su vez pueda hacer de enfriadora (la mayoría lo son). De esta forma el conste de la instalación se reducirá de una forma considerable, ya que en vez de tener una máquina para calor (caldera) y otra para frio (enfriadora) tenderemos una sola que hará las dos funciones.

Sea cual sea la razón por la que instalamos una bomba de calor, tendremos que tener en cuenta que durante los días más fríos del invierno estas máquinas tendrán un rendimiento muy bajo, por lo que nuestra factura de la luz subirá notablemente. De todas formas el clima que tenemos en la península ibérica es mucho más suave como el de países como Alemania o Francia, por lo que estos bajos rendimientos solo los tendremos uno o dos meses al año.

Funcionamiento

El funcionamiento de una bomba de calor se basa en trasladar el calor exterior (ya sea del aire o del subsuelo) al interior de viviendo. Pero alguien se preguntara ¿pero si la temperatura exterior es más baja que la interior como es posible calentar el interior de una vivienda?
El calor no deja de ser energía, una forma de liberar y absorber grandes cantidades de energía es con los cambios de estado. Tal como vimos con las calderas de condensación si condensamos el vapor sobrante de la combustión obtenemos una cantidad nada despreciable de energía (calor). De la misma forma, para pasar de estado líquido a estado gaseoso hará falta una gran cantidad de energía.

Una bomba de calor consiste básicamente en un circuito cerrado con líquido unas características de evaporación y condensación específicas. Este líquido se hace evaporar en la parte exterior de la vivienda para absorber la energía (calor) del aire exterior, una vez absorbido este aire se traslada al interior de la vivienda para pasarlo otra vez a líquido con lo que aportamos esa energía (calor) al interior de la vivienda.

El objetivo de la bomba de calor es llevar este líquido al punto de evaporación en el exterior de la vivienda y al punto de condensación en el interior. Esto lo consigue usando un compresor y una válvula de expansión. Al igual que la olla a presión que tenemos en nuestra cocina, sube la presión para que el agua evapore a una temperatura más baja, el compresor comprime el  líquido a la presión exacta para que se evapore a la temperatura a la que se encuentra el aire exterior de la vivienda. Para el proceso de condensación la válvula de expansión bajara la presión del líquido para que este condense a la temperatura que hay en el interior de la vivienda.

Podemos encontrar dos tipos de bombas de calor, las que extraen el calor del aire (aerotermia) o las que lo extraen del subsuelo (geotermia).

Aerotermia

Son las bombas de calor más habituales, que podemos ver en la mayoría de balcones de nuestro país. La absorción del calor se hace con el aire exterior de la vivienda. Tiene la ventaja que su instalación es muy sencilla y cómoda. El problema que tiene ya lo hemos comentado anteriormente: durante los meses de invierno más crudos su rendimiento baja en picado y su consumo eléctrico aumentará.

Geotermia

Este es un sistema poco extendido en nuestro país. En vez de usar el aire para absorber el calor se usa el subsuelo donde la temperatura es constante a lo largo del año (en España tenemos una medio de 15ºC), lo que significa que el rendimiento de la bomba de calor también será constante durante todo el año y no tendremos el problema de los bajos rendimientos durante los meses de invierno.
Como contrapartida tiene el inconveniente de la instalación. Para encontrar una temperatura constante tendremos que bajar varios metros bajo tierra el líquido refrigerante, lo que requerirá de una maquinaria pesada y especializada que sin duda no será barata de alquilar.
Otro problema es el mantenimiento, aunque no es común que ser estropeen a veces puede haber problemas con los conductos enterrados, el conste de reparación de estos conductos será parecido al de su instalación.

Enfriadoras

Como ya hemos visto la razón por la que muchas casas estén equipadas con bombas de calor es porque la mayoría suelen ser enfriadoras. Con lo que nos permitirán tener la casa caliente durante el invierno y fresca durante el verano. El funcionamiento de una enfriadora es exactamente el mismo que el de una bomba de calor, la única diferencia es que el circuito del líquido refrigerante se invierte, con lo que evaporamos el líquido en el interior para absorber el calor y lo condensamos en el interior para disiparlo. Tanto la Aerotermia como la Geotermia siguen siendo válidos cuando hablamos de enfriadoras.

Control

El control de una bomba de calor es parecido al de una caldera: tenemos las opción de un control simple a través de contactos o también podemos utilizar una pasarela para tener un control más avanzado.

Si optamos por el control de contactos el precio será mucho más barato. Por supuesto su control será muy básico: un contacto para poner en marcha o parar la bomba de calor, una señal de alarma y si se trata de una bomba de calor que a la vez puede usarse como enfriadora en la mayoría de máquinas tendremos un contacto para hacer el cambio de calor a frio.

Si por el contrario optamos por controlar la bomba de calor a través de una pasarela la instalación resultará más cara pero el ahorro energético que obtendremos a lo largo de los años será mayor.

Con control a través de pasarela de una bomba de calor nos permitirá actuar sobre muchas características de la máquina de otra manera se mantendrían constantes a lo largo de su vida útil. De la misma manera que con la caldera podíamos regular la temperatura a la que el agua si impulsaba a través del circuito de clima dependiendo de la temperatura exterior, podremos hacerlo con la bomba de calor. Podremos regular la temperatura de impulsión del agua caliente o incluso la temperatura a la que el agua retorna de la instalación, lo que nos permitirá un control más ajustado. A diferencia de la caldera aquí no nos hará falta una sonda de temperatura ya que esta viene incorporada a la máquina que se encuentra siempre a la intemperie.

Figueres, 12 de Diciembre de 2014

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¿Como puedo controlar una caldera?

Como ya hemos visto en más de una ocasión los sistemas de clima y Agua Caliente Sanitaria (ACS) son los que más consumo energético suponen en la instalación de una vivienda convencional. Por esta razón, si queremos que nuestra casa sea eficiente energéticamente es donde  tendremos que poner más esfuerzos para reducir su consumo.

Mientras el consumo de ACS es constante durante todo el año, con el consumo por clima se dispara en los meses de invierno. Para proporcionar calor a una casa los sistemas más utilizados en la actualidad son: resistencias eléctricas, bombas de calor y calderas. La peor opción de todas (si hablamos de consumo) son las resistencias eléctricas, su consumo está muy por encima de las otras dos opciones. A parte del problema del consumo tiene el problema de tener poca potencia instantánea por lo que nos harán falta depósitos de inercia tanto de clima como de ACS, por lo que el espacio que ocupará la instalación será mayor. Es cierto que se pueden utilizar resistencia de mayor potencia que pueden calentar el agua instantáneamente pero su consumo es extremadamente alto.

Este problema no solo lo tendremos con las resistencias eléctricas, también lo tendremos si usamos una bomba de calor. Aun así su rendimiento será muy superior al que pueda tener una resistencia eléctrica, es más su rendimiento será superior en algunas ocasiones al de una caldera, ya que estas máquinas aprovechan la temperatura ambiente exterior para calentar el interior de la vivienda. Es por eso que si la temperatura exterior es superior a los 10 grados una bomba de calor nos va a sacar un rendimiento igual o superior al de una caldera. El problema surge cuando la temperatura exterior está por debajo de estos 10 grados.

Por debajo de esta temperatura el rendimiento de una bomba de calor bajará en picado, pudiendo llegar incluso a no poder calentar suficientemente el ACS o el Clima. Es por esta razón que sitios donde el invierno es crudo o que la temperatura baja frecuentemente de los 10ºC instalaremos preferiblemente una caldera, pues su rendimiento será superior al de una bomba de calor y al de una resistencia eléctrica.

Tipos

Actualmente podemos encontrar tres tipos de calderas: las calderas estancas (qua han dejado de fabricarlas), las caderas de bajo NOx (que dejaran de fabricarse a finales de 2015) y las calderas de condensación.

Calderas estancas.

Estas son la evolución de las calderas atmosféricas de toda la vida. La diferencia es que en vez de coger el aire de combustión de la habitación donde se encuentre la caldera utiliza aire exterior. Con lo que evitamos cualquier posible fuga de gas dentro de la vivienda. Actualmente siguen habiendo muchas calderas de este tipo instaladas, aunque en la actualidad ya no se siguen instalando. Esto se debe a que estas calderas generan gases contaminantes de tipo NOx.

Calderas de bajo NOx

La evolución de las calderas atmosféricas son las calderas de bajo NOx, la diferencia ante las anteriores es que estas enfrían la llama del quemador utilizando el agua de retorno tal y como puede verse en la imagen. Con esto se consigue que el proceso de combustión no genere tantos gases NOx, por lo que es más respetuosa con el medioambiente. Sin embargo, su rendimiento sigue siendo bajo si las comparamos con una caldera de condensación, es por eso que estas calderas dejarán de fabricarse en 2015.

Calderas de condensación

Estas calderas tienen un rendimiento superior a las dos anteriores. Su secreto es que aprovechan el vapor de agua que se genera durante el proceso de combustión. El paso de este vapor a agua genera una energía extra que bien puede ser el 11% de la generada en el proceso de combustión. Por lo que la eficiencia de estas calderas es tan superior a las de bajo NOx. Si tienes que cambiar la caldera mi recomendación es que esta sea de Condensación, por un precio no muy superior tendrás un ahorro muy significativo.

Control de calderas

En el control de calderas tenemos dos opciones: control simple a través de contacto y control parametrizado a través de pasarela.

La primera opción es la más simple i barata. La mayoría de calderas suelen tener un contacto de marcha y paro, este contacto es el que usa cualquier termostato para encender el sistema de clima. Si este contacto lo conectamos a una actuador domótico tendremos el control de la caldera, por lo que podremos abrirla o cerrarla según nos parezca conveniente. A parte de este contacto las calderas llevan una señal de alarma, su funcionamiento es el opuesto al del contacto de marcha/paro. Cuando hay algún problema en la caldera, esta cierra un contacto, por lo que si colocamos un módulo de entradas domótico podremos saber en cualquier momento cual es el estado de la caldera.

No obstante una caldera tiene muchos más parámetros sobre los que se puede actuar como la temperatura de impulsión del agua, la temperatura de retorno, la presión del cabal… estos parámetros  vienen definidos de serie pero muchas veces se pueden programar utilizando una pasarela de KNX a MODBUS, LONWORKS, MBUS… según el tipo de caldera. Manipulando estos parámetros podremos conseguir que la caldera trabaje de una forma más eficiente.

Usando estos parámetros podemos por ejemplo adaptar la temperatura a la que calentamos el agua según la temperatura exterior. Cuando esta sea muy baja calentaremos el agua al máximo para climatizar nuestra vivienda. En cambio si la temperatura exterior está por encima de los 10ºC la temperatura a la que impondremos esta agua no tendrá que ser tan alta, lo que supondrá un ahorro a lo largo del invierno.

Un aspecto muy importante del control de calderas es la integración de varios sistemas de clima. En muchos hogares se suele tener a parte de la caldera una máquina de frío para los meses de calor, que a su vez puede funcionar como bomba de calor. Como ya hemos dicho antes a temperaturas de menos de 10ºC una bomba de calor tiene unos rendimientos muy bajos por lo que es mejor usar una caldera para calentar nuestra vivienda. No obstante, por encima de esta temperatura la bomba de calor tiene buenos rendimientos, llegando a ser más eficiente que una caldera. Si tenemos una sonda de temperatura exterior podemos programar la instalación para que funcione siempre de la forma más eficiente, por encima de los 10ºC la instalación calentará la casa con la bomba de calor, pero cuando esta temperatura baje de los 10ºC la instalación recurrirá a la caldera.

Banyoles, 29 de Noviembre de 2014

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Eficiencia Energética: Iluminación

Si pudiéramos separar los consumos de nuestra factura eléctrica en los distintos sistemas que integran nuestra casa veríamos lo siguiente: aproximadamente un 50% del consumo lo generan los sistemas de clima, por detrás van los electrodomésticos que suponen un 25% del consumo, el agua caliente sanitaria por su parte tiene un consumo de, más o menos, el 15% i por último la iluminación supone un consumo de entre el 5 y el 10%.

Ya hemos visto en post anteriores que el consumo de clima y agua caliente sanitaria puede reducirse considerablemente utilizando sistemas de eficiencia energética. Por lo que hace a los electrodomésticos como lavadoras, neveras, televisiones, etc… difícilmente podremos reducir su consumo mediante la domótica. La única manera para reducir el consumo de esta partida es escoger bien a la hora de comprar el electrodoméstico. No solo tenemos que fijarnos en su precio, sino en el coste que nos supondrá, en forma de consumo, a lo largo de su vida útil.

Donde si podremos actuar de forma contundente usando la domótica es en el apartado de iluminación. A lo largo del mes, y sobre todo durante el invierno en que los días son más cortos, la iluminación de una casa tendrá una repercusión significativa en nuestra factura eléctrica. Utilizando sistemas de control podremos reducir en un 60% por ciento el consumo de electricidad en iluminación, lo que puede llegar a suponer un 6% en nuestro consumo eléctrico.

Apagados Generales

Comencemos por lo más básico. Una de las ventajas de utilizar un sistema de control distribuido es que podemos programar cada pulsador de la casa para que abra y encienda las luces que queramos, eso quiere decir que con un solo botón podremos encender y apagar un grupo de luces tan grande como queramos.

Imaginemos que queremos irnos momentáneamente de una habitación donde tenemos abiertas 4 o 5 luces. Si tenemos que apagarlas una por una seguramente las dejaremos abiertas hasta que regresemos a la habitación. Pero poniendo un pulsador de OFF General a la salida de la habitación que apague todas las luces a la vez, no resultará tan incómodo apagar todas las luces al salir de la habitación y no dejaremos ninguna luz consumiendo innecesariamente. O por ejemplo, ya estamos en la cama apunto para ir a dormir y nos acordamos que nos hemos dejado las luces del comedor abiertas, no hará falta que nos levantemos, con un interruptor de OFF generar de toda la casa en el cabezal de la cama podremos apagar todas las luces de la vivienda sin tener que levantarnos.

Si además resulta que podemos controlar nuestra instalación domótica de forma domótica podremos apagar todas las luces desde cualquier parte, por lo que si nunca tenemos la duda de haberte dejado una luz abierta podremos comprobarlo a través de nuestro Smartphone, y si es el caso solo pulsando el botón de OFF General apagaremos todas las luces de la vivienda desde donde quiera que estemos en ese momento.

Apagado automático de las luces

Si por el contrario hemos decidido que nuestra instalación no tendrá control remoto, existe esta otra opción. Colocando sensores de movimiento en las habitaciones de la casa podremos saber que habitaciones están desocupadas en cualquier momento. Si se da el caso que una habitación tiene las luces abiertas y no se detecta ninguna presencia durante un tiempo X, podemos programar la instalación para que apague todas las luces de esa habitación. Este tiempo variará según la habitación, dependerá si se trata de una habitación o de una zona de paso como un pasillo o el hall de entrada.

Regulación Constante de la Luz

Pero sin duda la práctica que más ahorro nos aportará será la regulación constante de luz. Para poder hacerlo serán necesarios dos elementos: un sensor de luz (luxómetro) y un actuador regulado (dimmer). La idea es simple, consiste en regular la luz que aporta la instalación para que la luz de una habitación sea siempre constante, de esta forma durante las horas en que haya una aportación de luz exterior no hará falta que la luz se encienda al 100% tal vez con un 50% nos bastará durante las primeras y últimas horas de luz, y al mediodía seguramente pasaremos con tan solo un 10% de la luminosidad total.

El encargado de decidir si la bombilla aporta más o menos luz será el sensor de luminosidad, por lo tanto de él dependerá el control. Podemos encontrar dos configuraciones: con un sensor para cada habitación o con un solo sensor exterior.

Sensor Interior

Esta es la configuración más evidente. Un sensor en la misma habitación será el encargado de dar instrucciones al actuador regulado para que de la mínima potencia para llegar a la luminosidad deseada. La idea es que actúe como un termostato, pero en vez de buscar una temperatura, estará buscando una iluminación de confort. El problema es que cuando hay muchos sensores en una misma vivienda suele aparecer el problema de que hay interferencias entre luces y sensores. Aunque algunos luxómetros pueden sectorizarse para evitar estas interferencias existe una opción más simple: un solo sensor exterior.

Sensor Exterior

Con un único sensor mediremos la iluminación del exterior de la vivienda. Utilizando esta medida cada habitación tendrá que responder con una regulación de luz determinada para que la iluminación sea constante a lo largo del día. Aunque este sistema es significativamente más barato, ya que solo usaremos un sensor, la regulación no será tan precisa como si tuviéramos un luxómetro en cada habitación.

Aun así este sistema es muy útil a la hora de habilitar y deshabitar sensores de movimiento en zonas de paso. En estas zonas la iluminación no tiene que ser tan alta como en las otras estancias, por lo que durante gran parte del día no hará falta que ni se enciendan. Se pueden controlar estas luces de forma binaria (on/off), pero solo se encenderán a partir de cierto umbral de luminosidad exterior, no será tan eficiente como un sistema de regulación constante, pero el ahorro será considerable.

Girona, 22 de Noviembre de 2014

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