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Tres hombres miran hacia arriba mientras están de pie en la terraza de una piscina cubierta.

Siemens Industrial Edge en Hansa Klimasysteme

Las piscinas cubiertas son edificios que consumen mucha energía. Los controles predictivos de los sistemas de ventilación basados en la IA ofrecen una forma excelente de ahorrar energía. La Universidad de Ciencias Aplicadas de Emden y HANSA Klimasysteme colaboraron en estos controles mediante dispositivos y aplicaciones Industrial Edge de Siemens.

Cooperación entre la investigación y la industria

A finales de 2017, HANSA Klimasysteme GmbH se asoció con la Universidad de Ciencias Aplicadas de Emden para un proyecto de investigación financiado por la Fundación Federal de Medio Ambiente de Alemania (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). El objetivo del proyecto era lograr las condiciones óptimas en una piscina cubierta con respecto a la temperatura y la humedad y, al mismo tiempo, ser lo más eficiente posible desde el punto de vista energético. El equipo del proyecto trabajó con una piscina cubierta cercana y con la nueva tecnología de Siemens Edge Industrial.

Interior view of Saterland recreational swim center

Buen clima en la piscina

A man in a white t-shirt and glasses stands next to an indoor pool.

Los operadores de piscinas cubiertas deben vigilar de cerca sus costes de energía. Al mismo tiempo, también tienen que asegurarse de que los visitantes tengan una experiencia agradable. Para ello, las temperaturas tienen que mantenerse bastante cálidas. Al mismo tiempo, la humedad tiene que ser bastante baja para evitar dañar el edificio. No es una tarea fácil teniendo en cuenta que, a 30 °C, el agua se evapora a un ritmo de unos 0,4 litros por hora por pie cuadrado de superficie.

Todo un conjunto de posibles aplicaciones

HANSA Klimasysteme GmbH es una mediana empresa con sede en Saterland (Alemania), con más de 170 empleados. Sus principales productos son los sistemas de ventilación y aire acondicionado para centros de datos, aplicaciones industriales y piscinas. Su cartera se divide en varias líneas de productos dirigidas a varios sectores y aplicaciones.

Two men look at ventilation equipment for an indoor pool.

Entrada gratuita al proyecto de investigación

A man checks levels on a ventilation system for an indoor pool.

El centro de natación recreativa de Saterland, ubicado a pocos kilómetros de la sede de HANSA Klimasysteme, buscaba un nuevo sistema de ventilación cuando comenzó el proyecto de investigación en 2017, y contactaron con la empresa. La piscina estaba equipada con un nuevo sistema de ventilación y podía usarse como proyecto de investigación. A cambio, la empresa pudo instalar sensores adicionales en el edificio y en el sistema y acceder a la piscina en cualquier momento con fines de investigación.

Mayor eficiencia energética gracias a las previsiones basadas en la IA

La cooperación de la piscina, HANSA Klimasysteme y el proyecto de investigación de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Emden, recopiló datos de los sensores durante un año, como la temperatura, la humedad y el consumo de energía, así como las condiciones meteorológicas o el número de visitantes. Paralelamente, se alimentó de estos datos un modelo basado en una red neuronal. Este modelo basado en la IA determina y optimiza sus parámetros de control de forma autodidacta. Reconoce qué medida es la más adecuada para lograr las condiciones objetivo en la sala de piscinas con la mayor eficiencia energética posible.

Dispositivo perimetral pequeño con una excelente conectividad

Pronto se hizo evidente que el sistema de control basado en modelos necesitaba una plataforma en la que funcionar que pudiera servir de interfaz con el PLC y dar acceso a los datos necesarios. Y así, HANSA Klimasysteme comenzó a buscar un IPC (PC industrial) adecuado, y pronto lo encontró en el dispositivo de vanguardia industrial SIMATIC IPC227E, que forma parte de la cartera de Siemens. No solo cumplía con los estándares de seguridad requeridos y los estándares generales del sector, sino que también ofrecía un alto grado de conectividad, lo que significaba que era fácil de integrar en los sistemas existentes.

SIMATIC IPC227E Nanobox PC product image
HANSA Klimasysteme nos llegó originalmente con una solicitud de un IPC que pudiera usarse para establecer una conexión VPN. Pronto me di cuenta de que gestionarían enormes volúmenes de datos y les aconsejé que optaran por un dispositivo periférico.
Thorsten Wolf, Ventas, Siemens

Aplicaciones Edge para un control climático inteligente

A person holds a SIMATIC Nanobox PC while tapping a screen.

El SIMATIC IPC 227E funciona como un dispositivo periférico en el ecosistema abierto Industrial Edge de Siemens. Gracias a la interfaz gráfica de usuario, que incluye un conjunto de funciones predefinidas, aplicación edge Flow Creator facilita la creación de una solución de procesamiento de datos y conectividad. Además, el aplicación perimetral LivetWin también se usa, que estaba en fase de desarrollo en Siemens al principio del proyecto, por lo que HANSA Klimasysteme lo puso en marcha como piloto. LivetWin permite integrar modelos de simulación en dispositivos periféricos, por ejemplo, para permitir controles predictivos como los que se necesitan para el proyecto de investigación. «Con la aplicación perimetral, hemos podido traducir los modelos que hemos creado en Matlab Simulink al lenguaje del IPC», afirma Christian Seltz.

Ahorro de energía de alrededor de un 20%

Anteriormente, los controles del sistema de ventilación se limitaban a responder a los eventos a medida que se producían, como el aumento del número de visitantes o el aumento de la humedad. Ahora es capaz de realizar ajustes predictivos, es decir, incluso antes de que se produzcan los acontecimientos. Durante los últimos cuatro meses, estos controles han permitido a la piscina reducir su consumo de energía en torno a un 20 por ciento. El siguiente paso es implementar esta solución completa en otras piscinas cubiertas. De hecho, ya se ha instalado en cuatro piscinas más y los resultados se están validando actualmente.

Pero la solución no solo estará disponible para las piscinas en el futuro. El plan es aplicar gradualmente la solución completa a las demás líneas de productos y seguir desarrollándola, por ejemplo, para la industria farmacéutica o de alimentos y bebidas. Simplemente habría que ajustar el modelo en Matlab Simulink para los clientes involucrados y los requisitos del sitio, y cargarlo en el dispositivo perimetral mediante SIMATIC LivetWin. Muchos clientes del sector podrían tener la misma experiencia que la piscina de Saterland: podrían lograr un control climático inteligente, eficiente desde el punto de vista energético y, por lo tanto, que ahorre recursos sobre la base de datos en tiempo real.

Por supuesto, el potencial de ahorro es muy alto en las piscinas cubiertas porque su funcionamiento consume mucha energía. Pero estos principios también se pueden aplicar en otros sectores, para ayudar a ahorrar energía dondequiera que se utilicen nuestros sistemas de ventilación.
Christian Seltz, Jefe del departamento de MSR, Sistemas de aire acondicionado HANSA