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En abril de 2020, compré un par de acondicionadores de aire para exteriores EdgeStar AP14001HS porque pensé que pasaría la mayor parte de mi verano en interiores. En casa, no puedo instalar acondicionadores de aire de ventana, aunque serían una opción obvia en términos de eficiencia, porque todas las partes de la calefacción quedan afuera.

Modelos similares

A juzgar por las fotos de Internet, los siguientes acondicionadores de aire tienen un diseño similar:

EdgeStar AP14001HS
Whynter ARC-14S
Whynter ARC-14SH
Whynter ARC-141BG
Whynter ARC-143MX

No puedo decir qué tan similares son, pero el contenido de este artículo también puede aplicarse a ellos.

Huecos de aire

Quería comprar un acondicionador de aire de conducto doble porque los modelos de conducto único son termodinámicamente subóptimos. Soplar aire caliente desde la ventana crea una presión negativa en la habitación, por lo que el aire del exterior es succionado a través de varias grietas. En teoría, los modelos de doble conducto eliminan este problema al enfriar el condensador con aire exterior, que luego se ventila nuevamente.

Sin embargo, al verificar los conductos de entrada y salida del AP14001HS, resultó que el volumen de aire que pasa a través del conducto de entrada es mucho menor, es decir, el aire debe ingresar a la cámara del condensador desde la habitación y también moverse entre la habitación. y la calle mientras el ventilador está apagado. Hay dos lugares principales donde sucede esto:

1. En la unión de la parte inferior de la caja con el frente:

Lo cubrí con cinta adhesiva:

2. Detrás, debajo del filtro de aire:

Para cubrir este agujero, corté un rectángulo de 436 mm x 98 mm de una hoja de ABS de 1/16 "(1,5 mm) . Una caja de cartón de avena funcionaría como prototipo. En general, el material debería ser bastante delgado, pero lo suficientemente resistente como para permanecer Cuando

el compresor está funcionando, el plástico se atrae hacia la parte posterior y, de lo contrario, hacia el frente, por lo que un trozo de cinta adhesiva o cinta adhesiva le permitirá sujetarlo en su lugar.

Destornillador Phillips de 12 '' para M3.5-M5 ), será posible pegar con cinta adhesiva los espacios internos del conducto / cable, pero no sé qué tan importantes son.

¿No arderá?

Estas modificaciones están diseñadas para elevar la temperatura del compartimiento del condensador, lo que puede reducir la vida útil de algunos componentes, pero no tengo idea de cuáles y cuánto. Al menos tengo un par de pruebas de que esto no es una mala idea:

1. Le pregunté al soporte técnico de EdgeStar acerca de sellar la brecha inferior:

[]

EdgeStar AP14001HS , , . , . . , . , - ? , , .

[ EdgeStar]

, ,

EdgeStar.

.

, . , .

[]

. , , , , .

AP14001HS :

(ASHRAE) 14000 BTU (4,1 *)

(SACC) 8600 BTU (2,5 *) ( 38% )

, « » SACC:

https://support.edgestar.com/hc/en-us/articles/115005480926-What-is-SACC-Seasonally-Adjusted-Cooling-Capacity

( ) ?

[ EdgeStar]

, ,

.

. , SACC . . .

, , , . SACC, .

2. Un usuario en el foro de productores informó que el Whynter ARC-143MX se puede sellar lo suficiente como para mantener una atmósfera alta en CO2. No está claro en el texto cuánto tiempo funcionó, pero el tema se abrió hace 4 años y su autor no escribió nada sobre fallas en los equipos.

Por lo tanto, no se puede decir que no haya peligro de dañar el dispositivo, pero al menos alguien ya lo ha probado.

Después de aislar estos espacios, sentí que entra más aire a través del conducto de entrada y, cuando se bloquea brevemente, comienza a fluir menos aire por la salida.

Hazte a un lado, haré ciencia

Para probar estas modificaciones, instalé el aire acondicionado en un armario de 1,5 m² bastante aislado. Inicialmente, la temperatura era de aproximadamente 22 ° C (72 ° F), estableciendo el aire acondicionado en 16 ° C (61 ° F) (mínimo), lo encendí y esperé unos 3 minutos hasta que se apagó el ventilador.

El experimento se repitió tres veces en la configuración de fábrica (líneas rojas), tres veces con huecos cerrados (líneas azules) y finalmente dos veces en “modo de conducto único” (líneas negras) en el que la succión se realizó directamente desde el espacio del gabinete. Grabé la temperatura con el teléfono apuntando al termómetro, en el que la aplicación Open Camera inició la foto, repetida cada 10 segundos:

No creo que tal circuito sea lo suficientemente confiable como para calcular la eficiencia absoluta, pero está claro que la configuración de espacio cerrado es mejor para enfriar y el modo de conducto único es terrible.

Persistente

Me parece vergonzoso que los fabricantes de acondicionadores de aire de suelo sean tan descuidados con la eficiencia, que se puede mejorar con la ayuda de simples artículos para el hogar. Me recuerda a la industria de suministro de energía para computadoras antes de la introducción del 80 Plus, cuando todo apestaba y nadie sabía qué comprar. ¿Por qué toda la innovación se concentra en diseños de acondicionadores de aire de conducto único?

Lugares como el área de la bahía de San Francisco están llenos de apartamentos y habitaciones que gradualmente se vuelven inutilizables a medida que aumentan las temperaturas, por lo que sería genial si la gente pudiera comprar un producto decente.

Probablemente sepa lo que hace http://www.climax-air.com/porque esta empresa produce (al menos en 2020) el único aire acondicionado de suelo con doble conducto y compresor de velocidad variable. Pero solo descubrí esto en el sitio web porque sus productos son muy escasos. Quizás les preste atención nuevamente cuando EdgeStar se bloquee.

Imágenes de instalación en el armario.

(El segundo AP14001HS, visto en el espejo, se usó para ajustar la temperatura ambiente).

Información de la habitación

Cada dispositivo consume alrededor de 10,5 A, por lo que es importante determinar qué disyuntores están conectados a qué salidas para no conectar el dispositivo a un circuito con otros dispositivos de alto consumo de corriente, como un horno microondas o un hervidor eléctrico. Idealmente, también deberían estar en extremos opuestos de la máquina principal. Hasta ahora, no he tenido problemas para conectar el dispositivo a un circuito de 15 A junto con un refrigerador o computadora.

En un día en que la temperatura máxima alcanza los 95 ° F (35 ° C), dos acondicionadores de aire siempre encendidos pueden mantener una temperatura de 850 pies cuadrados. pies (78 metros cuadrados) aproximadamente 75 ° F (24 ° C). Según mi termómetro infrarrojo, el techo es mucho más cálido que las paredes, por lo que podría valer la pena mejorar el aislamiento del ático.

Planeo encenderlos en invierno para calentar, mientras que usarán menos energía que los calentadores de zócalo resistivos, pero el tiempo dirá hasta qué punto esto es cierto.

El defecto de este esquema es que mis ventanas están bloqueadas / pegadas con cinta, por lo que no puedo abrirlas por la noche cuando el aire exterior es más frío. Sería bueno tener un modo de ventilación automático para este caso. Sin embargo, el acondicionador de aire enfriado por aire frío expulsa aire aún más frío, por lo que no es necesario que funcione en este estado durante mucho tiempo.

Trucos más simples

Este aparato impulsa el aire interior principalmente hacia arriba. Abrí la caja y quité el reflector incorporado, reemplazándolo con un Frost King HD9. Crea un flujo de aire aproximadamente horizontal y el dispositivo parece un poco más silencioso debido a la falta de estas placas adicionales.

(Nota en la foto: pegué los LED con cinta adhesiva para atenuarlos y quedó un trozo de espuma de un experimento de insonorización abandonado con pegamento semipermanente).

Estos conductos se pueden aislar con una funda de tubo de algodón de 6 ". Después de 5 minutos de correr con dos capas de algodón, obtuve 122 ° F (50 ° C) en el conducto y 102 ° F (38 ° C) en la superficie de la tela. No es el mejor material aislante, pero es barato, fácil de usar y bastante adecuado.

Puede abrir el filtro de aire del calentador estándar y cortar una parte en zig-zag para que se ajuste al marco de plástico del conducto de admisión. Cabe señalar que esto restringirá el flujo de aire, por lo que tiene sentido aumentar la velocidad del ventilador. Después de tomar esta foto, aumenté un poco la densidad:

Insonorización

Para mantener el dispositivo en silencio, primero lo envolví en un edredón, asegurado con cinta adhesiva. Los conductos de aire no permiten que nada bloquee la entrada de aire de la habitación. Aquí está mi prototipo para un "burrito acondicionador":

Después de operar la unidad durante varias horas a 90 ° F (32 ° C) en el exterior, la parte más caliente debajo de la manta estaba alrededor de 94 ° F (34 ° C), por lo que parece que la unidad está funcionando bastante bien con su enfriamiento.

Para crear la versión mejorada, utilicé vinilo cargado en masa (MLV) envuelto en una manta de algodón con velcro sujeto con grapas.

Estos son los costos de material aproximados para los dos accesorios:

Rollo MLV 1 psi 4 pies x 12,5 pies: $ 110
Dos edredones de algodón dobles (66 x 90 pulgadas): $ 50
Varias yardas de velcro de 2 pulgadas: $ 10
Grapas de 9/16 '' (Bostitch BTHT73533): $ 4

Usé los siguientes tamaños:

Corté el MLV a medida con una cinta métrica, un cuadrado, un lápiz y unas tijeras. Al cortar las esquinas inferiores, dejamos espacio para el cable de alimentación. Los lados tienen diferentes longitudes porque el cable de alimentación está descentrado.

Los cierres de velcro se fijan en la parte superior y lateral (los cierres correspondientes se pegan al aire acondicionado con una pistola de pegamento) para que el "burrito" pueda mantenerse unido por sus bordes.

Fotos de Burritos de MLV:

En última instancia, MLV redujo el ruido del compresor, pero el ruido del ventilador sigue siendo bastante alto. No sé cuánto ayuda la "envoltura" de algodón a reducir el sonido reflejado, pero al menos se ve más bonito de esa manera que con el vinilo desnudo.

Pasé bastante tiempo uniendo y doblando cientos de grapas. Creo que vale la pena recomendarle a una persona cuerda que se quede con mi solución inicial con una manta doblada y cinta adhesiva, porque solo toma unos minutos y MLV no es mucho mejor.

Control de la red

He conectado un microcontrolador ESP32 a los terminales del “relé del compresor de la etapa 1” (Y1) y de la “válvula de cambio de la bomba de calor” (O) del termostato Nest, cuya salida de “calor auxiliar” controla el relé del calentador de la placa base. (He verificado que el Nest puede encenderlo individualmente, pero el tiempo dirá si puede manejar dos métodos de calefacción en invierno).

Cada salida de relé de 24 VCA alimenta los pines de entrada del optoacoplador SFH620AGB a través de una resistencia de 10K (24V / 10K ohmios lo harán). alimentarse a los LED optoacopladores varios mA). El optoacoplador es compatible con GPIO en modo INPUT_PULLUP

y utiliza software para borrar la señal. Tomé prestada esta idea de una publicación en StackExchange , aunque 24VAC es menos intimidante que 120-240VAC.

En el lado del aire acondicionado, controlo un LED infrarrojo estándar a través de una resistencia de 150 ohmios usando una función sendRaw()

de IRremoteESP8266 .

Corté el bolígrafo por la mitad, lo pinté de negro y lo fijé sobre los LED de indicación de modo, y el fotodiodo INL-3APD80 detectará los cambios de brillo cuando se ciclan los modos. Parece que el fotodiodo funciona mejor en modo fotovoltaico con el ánodo conectado a la entrada ADC y el cátodo conectado a GND. Tomo una lectura cada 50μs y promedío los valores por encima de 1000ms (20.000 muestras) para obtener una señal limpia. Añadiendo un condensador en paralelo con el fotodiodo, se reduce el tiempo de estabilización; 10nF parece ser un buen equilibrio entre el ruido y el tiempo de respuesta, lo que reduce el tiempo de lectura a 100-200ms.

La razón fundamental para conectar un acondicionador de aire exterior al Nest es la siguiente:

Las funciones inteligentes habituales que proporciona Nest
-
/ , , 60-70

Estoy interceptando los códigos de la consola usando el mode2

paquete LIRC que transmite la marca / espacio tiempo en microsegundos, que es compatible con la función mencionada anteriormente sendRaw()

.

Se ha realizado ingeniería inversa del protocolo IR: todas las marcas tienen la misma longitud y los datos están codificados en espacios. Parecen ser 32 bits por paquete, alineados como [id, ~id, code, ~code]

. Probé los 256 códigos, tratando de encontrar funciones no documentadas como "configurar el poder en X" o "configurar el modo en X", pero lamentablemente, todos eran duplicados de los 6 botones estándar, por lo que conocer el protocolo es casi innecesario.

Aquí hay códigos IR JSON simplificadosirrp.py

(Originalmente experimenté con pigpio

una Raspberry Pi).

Este algoritmo permite que el ESP32 detecte la condición del aire acondicionado en el arranque a ciegas:

Muestrear el brillo del fotodiodo
ENVIANDO PODER
Si ha aumentado el brillo, significa que hemos encendido algo, por lo que transmitimos PODER de nuevo
Ahora sabemos que el dispositivo está apagado.
Enviamos MODO 4 veces, leyendo el brillo después de cada transmisión.
Marcamos el modo más brillante como FRÍO (porque este LED es el más cercano al fotodiodo)
Marcamos todos los demás modos en su orden relativo a COOL

Es posible sincronizar la velocidad del ventilador ejecutando DESHUMIDIFICAR por un tiempo corto (este modo hace que el ventilador cambie al modo BAJO), pero decidí no hacer esto y simplemente dejé que el usuario seleccionara la velocidad del ventilador.

Encontré los siguientes errores específicos de AP14001HS:

No es posible cambiar de modo confiablemente mientras la energía está encendida, porque, por ejemplo, cuando se cambia en el orden FRÍO-> DESHUMIDIFICAR-> VENTILADOR, a veces se enciende el modo medio (DESHUMIDIFICAR), incluso si se aplica la señal IR lo más rápido posible. Así que tuve que cambiar el compresor a inactivo enviando TEMP UP en lugar de cambiar a FAN.
(OFF), MODE-MODE-POWER , , , . 1000 MODE POWER.
«» , 0-2 . , , - F->C->F .
, IR- ; .
IR- 1200 , . , , «1».

Es posible establecer una temperatura específica enviando comandos ABAJO para alcanzar el valor mínimo, seguidos de comandos ARRIBA para aumentar a la temperatura deseada. En teoría, el controlador siempre usa 16C para enfriar y 32C para inactivo, pero prefiero 18C-27C porque solo toma 9 clics (chirrido más corto) y el usuario puede configurar manualmente el punto de enfriamiento para evitar que la habitación pequeña se enfríe demasiado. El ajuste manual solo es posible en el modo Celsius debido a un error de conversión de temperatura, por lo que es muy inconveniente que el aire acondicionado regrese a Fahrenheit cuando se apaga la energía. Lo mejor que se me ocurrió es enviar suficientes comandos UP para inicializar el modo de enfriamiento para alcanzar el valor máximo en Fahrenheit,y para el modo de calefacción, lo mismo con los comandos ABAJO. Cualquier cambio después de este punto se contará en grados Celsius, por lo que la temperatura nunca será lo suficientemente baja como para enfriarse o lo suficientemente alta como para calentarse hasta que el usuario cambie al modo Celsius y reinicie el ESP32. En otras palabras, es mejor dejarlo nunca funciona, de lo que funciona de alguna manera .

Fotos del controlador

No pude encontrar una caja con las dimensiones correctas, así que corté algunos rectángulos de ABS con un cuchillo de oficina, los até con tornillos M3 de 5 mm y 12 mm con montantes de 18 mm y espaciadores de 5 mm.

Usé un PCB Proto Advantage SBB206. Idealmente se adapta a una placa ESP32 con 15 filas de pines, aunque sería mejor si la placa fuera un pin más estrecha. Al perforar orificios en los rieles eléctricos, se pueden instalar componentes multipropósito en ellos.

Los dongles de fotodiodo e infrarrojos están conectados a conectores 22AWG MTA-100. En lugar de una herramienta especializada de $ 35, usé un destornillador pequeño.

Así es como el controlador se conecta al AP14001HS:

Imágenes de termostato / relé

Caja de relés 24VAC con resistencias de 10K y optoacopladores:

Carcasa Bud Industries CU-387 con Vigortronix VTX-146-030-212. El transformador convierte 120 VCA (devanados paralelos) a aproximadamente 30 VCA o 208 VCA (devanados en serie) a aproximadamente 25 VCA. Raspé el plástico con papel de lija y postes epoxi M3 de 6 mm; con suerte, se mantendrá lo suficientemente fuerte.

Para arreglar los conductores de 24VAC, tomé varios bloques de terminales de tornillo de 3.5 mm (TE 1776275-6), doblé los contactos hacia los lados y los soldé en forma de bus. Metal desnudo envuelto con cinta adhesiva.

Así es como se ve la carcasa completa del termostato, incluida la fuente de alimentación de 24 VCA a 5 VCC en la parte inferior. Decidí usar MicroUSB para no olvidar apagar la alimentación antes de reprogramar.

La caja posterior contenía originalmente un termostato de 208 VCA para calentar los zócalos. Agregué un relé Schneider Electric 92S7A22D-24 de cableado blanco que Nest define como "calor auxiliar". De hecho, un relé y un transformador son los únicos componentes necesarios para utilizar el Nest como termostato alimentado por la red.