ES2340564B1 - Sistema de control de la potencia electrica consumida. - Google Patents

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ES2340564B1 ES200801807A ES200801807A ES2340564B1 ES 2340564 B1 ES2340564 B1 ES 2340564B1 ES 200801807 A ES200801807 A ES 200801807A ES 200801807 A ES200801807 A ES 200801807A ES 2340564 B1 ES2340564 B1 ES 2340564B1
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Abstract

Sistema de control de la potencia eléctrica consumida, utilizado en aplicaciones domóticas, que comprende, al menos:
(a) medios sensores de potencia consumida (1), a través del cálculo de la potencia circulante y que comprende, además:
(i) 
\hskip0.3cm
un elemento medidor de corriente (11);
(ii) 
\hskip0.2cm
medios propios de alimentación eléctrica (12);
(iii) 
\hskip0.1cm
medios para la comunicación inalámbrica bidireccio-
{}\hskip0.6cm nal (13); y.
(iv) 
\hskip0.1cm
un elemento microcontrolador (11) conectado al ele-
{}\hskip0.6cm mento medidor de corriente (11), al los medios de ali-
{}\hskip0.6cm mentación eléctrica (12) ya los medios de comuni-
{}\hskip0.6cm cación bidireccional (13);
(b) medios regulables de control (2), comprendiendo además medios para la comunicación inalámbrica bidireccional; y
(c) medios actuadores (3), al menos uno por cada carga (4) controlable, comprendiendo dichos medios actuadores (3) además, medios para la comunicación inalámbrica bidireccional;
donde, además, la comunicación entre dichos medios sensores (1), medios de control (2) y medios actuadores (3) es inalámbrica.

Description

Sistema de control de la potencia eléctrica consumida.
Objeto de la invención
El sistema de control de la potencia eléctrica consumida se trata de un control de gestión de cargas eléctricas basado en la medida de potencia consumida y orientado de forma preferente a la racionalización del gasto energético en sistemas de frío/calor. El resultado de la aplicación del mismo es la realización de un correcto dimensionado de la instalación eléctrica en el hogar en presencia de emisores térmicos eléctricos y, por lo tanto, alcanzar una alta cota en el capítulo de eficiencia energética, lo cual repercutirá en el abaratamiento de la factura eléctrica y en los correspondientes beneficios medioambientales.
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Antecedentes de la invención
En la actualidad, no existe un control eficiente de las cargas eléctricas aplicadas sobre sistemas térmicos domésticos. Esto genera ineficiencias energéticas provocando un mal dimensionado de la instalación, encareciendo notablemente no sólo la instalación final sino el coste de consumo de dicha instalación.
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Descripción de la invención
Para paliar los problemas arriba mencionados se presenta el sistema de control de la potencia eléctrica consumida, objeto de la presente patente de invención. Dicho sistema comprendiendo, al menos:
(a) Medios sensores de la potencia consumida, a través del cálculo de la potencia circulante.
(b) Medios regulables de control, encargados de realizar el encendido y apagado de las diferentes cargas en función de la programación horaria, de la temperatura y de la potencia consumida.
(c) Medios actuadores, al menos uno por cada carga térmica controlable.
\vskip1.000000\baselineskip
La comunicación entre todos estos dispositivos es inalámbrica (radiofrecuencia) y la utilidad del mismo se resume en autorizar de forma dinámica y continua en el tiempo el número de dispositivos térmicos a encender, en función del consumo de cada uno de estos, la potencia consumida en la instalación y la potencia contratada en la misma.
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Dada una instalación eléctrica, es necesario para su dimensionado, conocer los consumos eléctricos correspondientes a cada uno de los equipos situados en la instalación pudiendo dimensionarse de la siguiente manera:
1
Por potencia fija [PF] se calcula la potencia consumida por todos los equipos de uso continuado y por potencia variable [PV] se denota la potencia asignada a los equipos de uso esporádico y no concurrente, de esta manera, se puede contratar [PC] una potencia mayor que la potencia fija y menor a la potencia total [PT] asegurándose una disponibilidad total en el 99% del tiempo.
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Respecto a las instalaciones de frío/calor, cabe especificar las singularidades de estos equipos, los cuales se caracterizan por un alto consumo y una baja tasa de uso, localizada además en ciertas épocas del año, por ello un equipo de calor, en función de su altísimo consumo debería ser calculado como potencia fija y debido a su estacionalidad debería calcularse como potencia variable:
2
Por lo cual, instalado el sistema de control de potencia, se podría asignar la potencia correspondiente a los equipos de frío/calor [Peal] al capítulo de potencia variable:
3
Como ejemplo, dada una instalación eléctrica habitual de 7 Kw contratados (4 Kw de potencia fija y 3 Kw como potencia variable), la inserción de un sistema de calor, de 7 Kw de consumo implicaría el aumento de la potencia contratada hasta los 14 Kw, siendo estos usados, en un hogar habitual, unas pocas horas al año. Sin embargo, mediante la inclusión del sistema de control de potencia se puede realizar un contrato de 11 Kw, conservando los 4 Kw contratados como fijos y asignando a la potencia variable los 7 Kw que consumiría el sistema de calor, de esta manera, el aumento de potencia se vería disminuido, con el ahorro en la tarifa eléctrica correspondiente y el coeficiente de aprovechamiento de la instalación sería mas cercano a la unidad.
En caso de la necesidad de encendido de la instalación y de existir potencia disponible suficiente, se encenderían todas las cargas térmicas instaladas, y en el caso de no existir potencia disponible suficiente, o bien, la potencia varia a lo largo del tiempo, se accionarían tantas cargas como permitiese la instalación, conmutando estas cíclicamente de manera que cada una de ellas estuviese encendida el máximo de tiempo posible. Además, el sistema tiene establecido un sistema de prioridades de X niveles, por lo cual, se puede hacer que el sistema destine los recursos, según prioridades.
El medio sensor de potencia consumida constará de tres sistemas diferentes, el primero el encargado de la alimentación eléctrica del dispositivo, el segundo, de medición de la corriente circulante y el tercero el encargado de las comunicaciones por radiofrecuencia. Todos ellos se encuentran gobernados por un mismo microcontrolador, proporcionando un funcionamiento conjunto coordinado.
El dispositivo se instalará a la entrada de la instalación eléctrica de baja tensión del hogar a controlar, justo a continuación del ICP (interruptor de control de potencia) instalado por la compañía suministradora eléctrica. A continuación se accionará el botón de programación durante 10 segundos, hasta que el led comience a parpadear. Una vez realizada esta operación, no será requerida ninguna otra acción por parte del usuario.
El equipo efectuará medidas cada 15 segundos (el LED parpadeará una vez) y enviará la lectura si esta supera en 350 W la lectura anteriormente enviada o bien, la medida de potencia consumida supera la potencia contratada. En el caso de que no se produzca ningún incremento significativo durante los últimos 5 minutos, el equipo reenviará la última de las medidas realizadas.
El medio regulable de control situará en cualquier lugar del hogar, debido al carácter inalámbrico de las comunicaciones, siendo este el encargado de gestionar que cargas encender o apagar, así como de conocer el estado de estos en cada momento.
Por último el medio actuador será integrado en cada climatizador, regulando el encendido individual de cada uno de estos e informando de su estado al resto del sistema.
Breve descripción de las figuras
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
Figura 1.- Vista esquematizada del sistema objeto de la presente patente de invención.
Figura 2.- Vista esquematizada de los medios sensores de potencia consumida, parte integrante de la presente patente de invención.
Realización preferente de la invención
Tal y como puede observarse en las figuras adjuntas, el sistema de control de la potencia eléctrica consumida, utilizado en aplicaciones domóticas, comprende, al menos:
(a) medios sensores de potencia consumida (1), a través del cálculo de la potencia circulante y que comprende, además:
(i)
un elemento medidor de corriente (11);
(ii)
medios propios de alimentación eléctrica (12);
(iii)
medios para la comunicación inalámbrica bidireccional (13); y
(iv)
un elemento microcontrolador (14) conectado al elemento medidor de corriente (11), al los medios de alimentación eléctrica (12) y a los medios de comunicación bidireccional (13);
(b) medios regulables de control (2), comprendiendo además medios para la comunicación inalámbrica bidireccional; y
(c) medios actuadores (3), al menos uno por cada carga (4) controlable, comprendiendo dichos medios actuadores (3), además, medios para la comunicación inalámbrica bidireccional; donde, además, la comunicación entre dichos medios sensores (1), medios de control (2) y medios actuadores (3) es inalámbrica, por radiofrecuencia.
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios regulables de control (2) realizan el encendido y apagado de las diferentes cargas (4) en función de la programación horaria, de la temperatura y de la potencia consumida. Así pues, cuando se enciende el sistema:
(a) en caso de existir potencia suficiente disponible, se activarán todas las cargas (4) instaladas; y
(b) en caso de no existir potencia disponible suficiente o dicha potencia es variable en el tiempo, se activarán tantas cargas (4) como permitiese el sistema, conmutando cada una de ellas cíclicamente, de manera que cada una de ellas estuviese encendida el máximo de tiempo posible.
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Del mismo modo, el sistema activa y desactiva las cargas (4) en función de una pluralidad de prioridades pre-programadas en los medios sensores (1) de potencia consumida.
\vskip1.000000\baselineskip
En un segundo aspecto de la presente invención, el procedimiento de control de la potencia eléctrica consumida comprende, al menos, las siguientes etapas:
(i) una primera etapa donde los medios sensores (1) de potencia consumida efectúan medidas cada 15 segundos;
(ii) una segunda etapa de envío de la lectura si esta supera en 350 W la lectura anteriormente enviada;
y donde, en el caso de que no se produzca ningún incremento significativo durante los últimos 5 minutos, el equipo reenviará la última de las medidas realizadas.

Claims (6)

1. Sistema de control de la potencia eléctrica consumida, utilizado en aplicaciones domóticas, caracterizado porque comprende, al menos:
(a) medios sensores de potencia consumida (1), a través del cálculo de la potencia circulante y que comprende, además:
(i)
un elemento medidor de corriente (11);
(ii)
medios propios de alimentación eléctrica (12);
(iii)
medios para la comunicación inalámbrica bidireccional (13); y
(iv)
un elemento microcontrolador (14) conectado al elemento medidor de corriente (11), a los medios de alimentación eléctrica (12) y a los medios de comunicación bidireccional (13);
(b) medios regulables de control (2), comprendiendo además medios para la comunicación inalámbrica bidireccional; y
(c) medios actuadores (3), al menos uno por cada carga (4) controlable, comprendiendo dichos medios actuadores (3), además, medios para la comunicación inalámbrica bidireccional;
donde, además, la comunicación entre dichos medios sensores (1), medios de control (2) y medios actuadores (3) es inalámbrica.
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2. Sistema según reivindicación 1 caracterizado porque la comunicación inalámbrica es por radiofrecuencia.
3. Sistema según reivindicación 1 y 2 caracterizado porque los medios regulables de control (2) realizan el encendido y apagado de las diferentes cargas (4) en función de la programación horaria, de la temperatura y de la potencia consumida.
4. Sistema según reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque en el caso de encendido del sistema:
(a) en caso de existir potencia suficiente disponible, se activarán todas las cargas (4) instaladas; y
(b) en caso de no existir potencia disponible suficiente o dicha potencia es variable en el tiempo, se activarán tantas cargas (4) como permitiese el sistema, conmutando cada una de ellas cíclicamente, de manera que cada una de ellas estuviese encendida el máximo de tiempo posible.
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5. Sistema según reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el sistema activa y desactiva las cargas (4) en función de una pluralidad de prioridades pre-programadas en los medios sensores (1) de potencia consumida.
6. Procedimiento de control de la potencia eléctrica consumida caracterizado porque comprende, al menos, las siguientes etapas:
(i) una primera etapa donde los medios sensores (1) de potencia consumida efectúan medidas cada 15 segundos;
(ii) una segunda etapa de envío de la lectura si esta supera en 350 W la lectura anteriormente enviada;
y donde, en el caso de que no se produzca ningún incremento significativo durante los últimos 5 minutos, el equipo reenviará la última de las medidas realizadas.
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