ES2634150T3 - Method and energy saving device by programming the energy supplied for air conditioning, according to the previous and / or expected energy consumption and prior knowledge of the meteorological data - Google Patents
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Abstract
Método de ahorro de energía en el sistema de aire acondicionado ambiental residencial y comercial, que tiene en cuenta las condiciones climáticas a corto plazo, mediante una conexión de Internet a un centro meteorológico (LKM); - recopilando información de unidades satélite remotas (USR) que funcionan en el sistema de aire acondicionado y asociadas con una pluralidad de usuarios del sistema, comprendiendo dicha información el estado de la condición ambiental, el consumo de energía en curso y las solicitudes enviadas a las unidades satélite remotas por los usuarios; - recopilando información adicional sobre el estado de los actuadores que funcionan en dicho sistema de aire acondicionado; estando caracterizado porque comprende además las siguientes etapas: - procesar mediante medios de procesamiento (CENT) la información recogida para proporcionar una pluralidad de reglas posibles de control del sistema de aire acondicionado diferentes asociadas con variassituaciones combinadas para mantener tipos predeterminados de comodidad ambiental y de consumo de energía; - proporcionar a los usuarios medios de comunicación electrónica, - inspeccionar de forma interactiva a los usuarios mostrando las diversas situaciones combinadas a los usuarios y recogiendo respuestas de los usuarios a través de los medios de comunicación electrónica y, a través de un algoritmo computacional, formando una puntuación final; - utilizar la puntuación final para validar una situación combinada seleccionada entre las varias situaciones combinadas y una regla de control seleccionada correspondiente; - almacenar la regla de control seleccionada en una base de datos; - impulsar y controlar los actuadores de acuerdo con la regla de control seleccionada.Energy saving method in the residential and commercial environmental air conditioning system, which takes into account short-term weather conditions, through an Internet connection to a meteorological center (LKM); - collecting information from remote satellite units (USR) operating in the air conditioning system and associated with a plurality of users of the system, said information comprising the state of the environmental condition, the current energy consumption and the requests sent to the remote satellite units by users; - collecting additional information on the status of the actuators operating in said air conditioning system; being characterized in that it also comprises the following steps: - processing by means of processing (CENT) the information collected to provide a plurality of possible control rules of the different air conditioning system associated with various combined situations to maintain predetermined types of environmental comfort and consumption of energy; - provide users with electronic media, - interactively inspect users by showing the various situations combined to users and collecting user responses through electronic media and, through a computational algorithm, forming a final score; - use the final score to validate a combined situation selected among the various situations combined and a corresponding selected control rule; - store the selected control rule in a database; - boost and control the actuators in accordance with the selected control rule.
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Metodo y dispositivo de ahorro de ene^a por programacion de la ene^a suministrada para el acondicionamiento de aire, de acuerdo con el consumo de ene^a previo y/o esperado y el conocimiento previo de los datos meteorologicosMethod and saving device of Jan by programming of the supplied Jan for air conditioning, according to the consumption of previous and / or expected Jan and prior knowledge of the meteorological data
La presente invencion se refiere a un metodo y un dispositivo para permitir el ahorro de energfa termica para el calentamiento invernal programando el suministro de energfa de acuerdo con el consumo de energfa previo y/o esperado y, entre otros, el conocimiento previo de los datos meteorologicos.The present invention relates to a method and a device for allowing thermal energy savings for winter heating by programming the energy supply according to the previous and / or expected energy consumption and, among others, prior knowledge of the data Meteorological
Los actuales sistemas de termorregulacion comunmente empleados en sistemas de aire acondicionado de ambientes para uso residencial, industria de servicios y usualmente para uso industrial, se basan en el conocimiento inmediato de las condiciones climaticas exteriores, principalmente solo de la temperatura exterior. Tales sistemas, segun estas condiciones, simplemente fijan el fluido de transferencia de calor usado en los sistemas (por ejemplo, agua caliente en invierno, agua refrigerada en verano).The current thermoregulation systems commonly used in ambient air conditioning systems for residential use, service industry and usually for industrial use, are based on the immediate knowledge of the outdoor weather conditions, mainly only the outside temperature. Such systems, according to these conditions, simply set the heat transfer fluid used in the systems (for example, hot water in winter, chilled water in summer).
Un numero reducido de sistemas, principalmente los destinados al acondicionamiento del hogary, en particular, a la calefaccion en invierno, estan equipados con indicadores de temperatura ambiente; sin embargo, practicamente ningun sistema de la tecnica anterior adquiere informacion de parametros meteorologicos, ademas, como se menciono anteriormente, de la temperatura exterior.A small number of systems, mainly those for the conditioning of the hogary, in particular, for heating in winter, are equipped with ambient temperature indicators; however, virtually no prior art system acquires information on meteorological parameters, in addition, as mentioned above, from the outside temperature.
Solo recientemente un sistema, vease la solicitud de patente italiana MI 2006 A 000671 a nombre de Franco Bruno y otros, ha usado la radiacion solar o informacion inferida por el pronostico del tiempo para conocer de antemano las condiciones climaticas y en particular la radiacion solar esperada.Only recently one system, see Italian patent application MI 2006 A 000671 in the name of Franco Bruno and others, has used solar radiation or information inferred by the weather forecast to know in advance the weather conditions and in particular the expected solar radiation .
Sin embargo, ningun sistema actualmente utilizado permite a los usuarios del sistema de aire acondicionado decidir automatica o semiautomaticamente, en cualquier momento durante el dfa o en un momento prefijado o predefinido, cuanta energfa necesita ser utilizada o empleada para el aire acondicionado propiamente dicho.However, no system currently used allows users of the air conditioning system to decide automatically or semi-automatically, at any time during the day or at a predetermined or predefined time, how much energy needs to be used or used for the air conditioning itself.
Este problema es particularmente importante y digno de interes, cuando la decision no implica a ni depende de un unico usuario, sino de muchos usuarios, independientemente de su numero (por ejemplo, los propietarios ocupantes en un bloque de viviendas, el personal de oficina, edificios con un uso diferente previsto, departamentos industriales caracterizados por diferentes necesidades climaticas, etc.). Esta circunstancia representa una severa restriccion a la tecnica anterior, no solo en cuanto a si los usuarios no tienen ni una oportunidad real de actuar globalmente, y no individualmente, en tiempo real, por ejemplo en el ajuste del termostato en un ventilador, encendido o apagado de un terminal del sistema HVAC (Ventilacion de Calentamiento y Aire Acondicionado) y similares, en sistemas centrales, ni para elegir ajustes y rendimientos de los sistemas anteriores, de acuerdo con no solo con criterios de comodidad ambiental, sino a un ahorro efectivo y real de energfa y la reduccion de emisiones contaminantes a la atmosfera, donde los sistemas HVAC se suministran con combustible fosil o incluso con combustible de biomasa.This problem is particularly important and worthy of interest, when the decision does not imply or depend on a single user, but on many users, regardless of their number (for example, the occupying owners in a block of houses, the office staff, buildings with a different intended use, industrial departments characterized by different climatic needs, etc.). This circumstance represents a severe restriction to the prior art, not only as to whether users do not have a real chance to act globally, and not individually, in real time, for example in the thermostat setting on a fan, on or off. shutdown of a terminal of the HVAC system (Heating and Air Conditioning Ventilation) and the like, in central systems, or to choose adjustments and performances of the previous systems, in accordance with not only with criteria of environmental comfort, but to an effective saving and real energy and the reduction of pollutant emissions into the atmosphere, where HVAC systems are supplied with fossil fuel or even with biomass fuel.
El documento IE 20 070 331 A1 (Lightwave Technologies LTD, UCD [IE]), 14 de Noviembre de 2007 describe el metodo de controlador de consumo de energfa para uso en un edificio que comprende las etapas de recopilar datos meteorologicos relevantes para el edificio, aplicando una serie de tecnicas de control inteligente a los datos de las condiciones ambientales y climaticas antes de determinar la exactitud de las tecnicas de control inteligentes y despues determinar una entrada de control apropiada. El documento WO2006/055334 describe un metodo para controlar un clima en un edificio en el que los datos detectados se reciben en un procesador local. Los datos detectados recibidos se comparan con datos predictivos para ajustar uno o mas parametros.Document IE 20 070 331 A1 (Lightwave Technologies LTD, UCD [IE]), November 14, 2007 describes the method of energy consumption controller for use in a building comprising the steps of collecting relevant meteorological data for the building, applying a series of intelligent control techniques to the data of the environmental and climatic conditions before determining the accuracy of the intelligent control techniques and then determining an appropriate control input. WO2006 / 055334 describes a method for controlling a climate in a building in which the detected data is received in a local processor. The detected data received is compared with predictive data to adjust one or more parameters.
Es un objeto de la presente invencion crear un sistema articulado y automatico, que permita la reduccion del consumo de energfa primaria para el acondicionamiento ambiental.It is an object of the present invention to create an articulated and automatic system, which allows the reduction of primary energy consumption for environmental conditioning.
El objeto de la invencion se consigue mediante un metodo para el ahorro de energfa descrito por la reivindicacion independiente 1 adjunta. En las reivindicaciones dependientes 2-12 se representan realizaciones particulares del metodo.The object of the invention is achieved by an energy saving method described by the independent claim 1 attached. Particular embodiments of the method are shown in dependent claims 2-12.
De acuerdo con un ejemplo, dicho objeto se logra mediante un dispositivo para gestionar y termorregular automaticamente sistemas centrales mediante sistemas que permitan a usuarios individuales directos, solo a los usuarios, de manera puntual y absolutamente democratica posible, decidir individualmente como deben funcionar los sistemas, tanto en terminos de duracion de trabajo como de funcionamiento y rendimiento.According to one example, said object is achieved by means of a device for automatically managing and thermoregulating central systems by means of systems that allow direct individual users, only users, in a timely and absolutely democratic way possible, to decide individually how the systems should work, both in terms of work duration and performance and performance.
De acuerdo con una realizacion particular, el objeto de la invencion es un metodo complejo, que permite la realizacion de una termorregulacion automatica en habitaciones, tanto por el conocimiento de datos meteorologicos inmediatos, como por la informacion obtenida a partir de la prevision meteorologica, integrada con la decision del usuario de restringir o de otro modo regular el consumo de energfa primaria para el aire acondicionado de la habitacion, de acuerdo con la duracion del aire acondicionado y los parametros climaticos esperados de la sala.According to a particular embodiment, the object of the invention is a complex method, which allows the realization of an automatic thermoregulation in rooms, both by the knowledge of immediate meteorological data, and by the information obtained from the meteorological forecast, integrated with the user's decision to restrict or otherwise regulate the consumption of primary energy for the air conditioning of the room, according to the duration of the air conditioning and the expected climatic parameters of the room.
Otras caractensticas particulares de la invencion se exponen a continuacion. La invencion se describira a continuacion en detalle, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:Other particular features of the invention are set forth below. The invention will be described in detail below, by way of example, with reference to the attached drawings, in which:
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la Figura 1 muestra un esquema de un diseno de sistema de termorregulacion para un sistema HVAC central comun (Heating Ventilation & Air Conditioning), ampliamente utilizado tanto en sistemas existentes como recien fabricados, segun la tecnica anterior;Figure 1 shows a diagram of a thermoregulation system design for a common central HVAC (Heating Ventilation & Air Conditioning) system, widely used in both existing and newly manufactured systems, according to the prior art;
la Figura 2 muestra un esquema de un diseno de sistema de termorregulacion para un sistema HVAC central comun, que puede ser controlado y gestionado a distancia, utilizado tanto en sistemas existentes como recien fabricados, segun la tecnica anterior;Figure 2 shows a diagram of a thermoregulation system design for a common central HVAC system, which can be controlled and managed remotely, used in both existing and newly manufactured systems, according to the prior art;
la Figura 3 muestra un esquema de un diseno de sistema de termorregulacion para un sistema HVAC central comun, que ha sido recientemente introducido (Solicitud de Patente Italiana MI 2006 A 000671 a nombre de Franco Bruno y otros) instalado tanto en los sistemas nuevos como en los ya existentes, capaces tambien de obtener previsiones meteorologicas anticipadas y de datos climaticos externos mas completos, como la radiacion solar, y procesar a partir de ellos una regla de control del sistema que tenga en cuenta los datos anteriores y en particular la radiacion solar mediante un algoritmo de calculo del tiempo de retardo de la eficiencia de la radiacion solar, por supuesto manteniendo y ampliando la posibilidad de control remoto y de gestion;Figure 3 shows a scheme of a thermoregulation system design for a common central HVAC system, which has been recently introduced (Italian Patent Application MI 2006 A 000671 in the name of Franco Bruno et al.) installed in both new and new systems. the existing ones, also capable of obtaining anticipated weather forecasts and more complete external weather data, such as solar radiation, and processing from them a system control rule that takes into account the previous data and in particular solar radiation by an algorithm for calculating the delay time of solar radiation efficiency, of course maintaining and expanding the possibility of remote control and management;
la Figura 4 muestra un esquema del diseno de un sistema de termorregulacion para un sistema HVAC central comun con unidades satelite remotas, en las que el envfo de fluidos de transferencia de calor a unidades que necesitan aire acondicionado se controla mediante un termostato ambiental de las unidades correspondientes, tambien con un sistema de control remoto para lalectura de datos de consumo de energfa;Figure 4 shows a scheme of the design of a thermoregulation system for a common central HVAC system with remote satellite units, in which the sending of heat transfer fluids to units that need air conditioning is controlled by an ambient thermostat of the units corresponding, also with a remote control system for reading energy consumption data;
la Figura 5 muestra un esquema de un dispositivo de termorregulacion ambiental de acuerdo con la presente invencion.Figure 5 shows a diagram of an environmental thermoregulation device according to the present invention.
La logica operativa del sistema de acuerdo con la invencion se discutira mas adelante con referencia al esquema logico-operativo de la figura 5, que tiene en cuenta:The operational logic of the system according to the invention will be discussed later with reference to the logical-operational scheme of Figure 5, which takes into account:
• las condiciones climaticas meteorologicas futuras conocidas de antemano, y de forma automatica, por ejemplo, pero no limitado a, una conexion de Internet a una estacion meteorologica u otra oficina capaz de proporcionar la informacion requerida desde la estacion;• future weather conditions known in advance, and automatically, for example, but not limited to, an Internet connection to a weather station or other office capable of providing the required information from the station;
• las condiciones meteorologicas in situ inmediatas, medidas por los sensores en el lugar;• immediate on-site weather conditions, measured by the sensors in place;
• el suministro de energfa termica solar inmediata, medido directamente por los sensores en el lugar;• the immediate solar thermal energy supply, measured directly by the sensors in place;
• el conocimiento del estado del actuador, es decir, sus condiciones de funcionamiento reales inmediatas o programadas;• knowledge of the state of the actuator, that is, its immediate or programmed real operating conditions;
• el conocimiento de las situaciones medioambientales y climaticas de las unidades de propiedad y/o de produccion y el estado del sistema del actuador en las unidades remotas satelite;• knowledge of the environmental and climatic situations of the property and / or production units and the state of the actuator system in the remote satellite units;
• el conocimiento del consumo de energfa, no solo inmediato, sino tambien previo, de las unidades de propiedad y/o produccion y el estado del sistema actuador en las unidades satelite remotas;• knowledge of energy consumption, not only immediate, but also prior, of the ownership and / or production units and the status of the actuator system in the remote satellite units;
• el conocimiento de la voluntad definida por los usuarios del sistema HVAC sobre las condiciones ambientales requeridas, los horarios de servicio de HVAC programados y las restricciones o, de cualquier modo, la regulacion del consumo de energfa deseado.• the knowledge of the will defined by the users of the HVAC system about the required environmental conditions, the scheduled HVAC service hours and restrictions or, in any way, the regulation of the desired energy consumption.
En la figura 1, el diseno de un sistema de termorregulacion se representa, segun la tecnica anterior, ampliamente utilizado en la presente ingeniena de planta, con respecto a un sistema HVAC central general, que puede estar destinado tanto a usuarios domesticos como industriales.In Figure 1, the design of a thermoregulation system is represented, according to the prior art, widely used in the present plant engineering, with respect to a general central HVAC system, which can be intended for both domestic and industrial users.
En la figura 1, se puede apreciar que el control de la energfa suministrada por el sistema del usuario se produce unicamente por un actuador, en este ejemplo, una valvula mezcladora de tres vfas VLV instalada en el circuito de distribucion del fluido de transferencia de calor, la cual regula la temperatura de salida del fluido segun la temperatura externa detectada por un sensor de temperatura externo TMP, de acuerdo con una curva de regulacion generalmente lineal, casi siempre ajustada manualmente por el gestor del sistema y practicamente nunca por el usuario final del servicio termico. Tales datos de temperatura se transmiten a un panel de control CENT que comprende un microprocesador de control TRM y un reloj de programacion CLK. A veces la valvula mezcladora de tres vfas es reemplazada por un accionamiento para una o mas bombas de circulacion PMP que controlan la velocidad del fluido de transferencia de calor o por un accionamiento para uno o mas ventiladores de aire FAN.In Figure 1, it can be seen that the control of the energy supplied by the user's system is produced only by an actuator, in this example, a three-way mixing valve VLV installed in the heat transfer fluid distribution circuit , which regulates the fluid outlet temperature according to the external temperature detected by a TMP external temperature sensor, according to a generally linear regulation curve, almost always manually adjusted by the system manager and practically never by the end user of the thermal service Such temperature data is transmitted to a CENT control panel comprising a TRM control microprocessor and a CLK programming clock. Sometimes the three-way mixing valve is replaced by a drive for one or more PMP circulation pumps that control the speed of the heat transfer fluid or by a drive for one or more FAN air fans.
El esquema representado en la figura 2 representa simplemente una evolucion del sistema ilustrado en el ejemplo anterior, en el que el cambio de la curva de regulacion climatica puede ser llevado a cabo remotamente por el gestor del sistema por medio de un ordenador remoto PCR conectado por una lmea de conexion a Internet iNt junto con las lecturas de una serie de parametros del sistema, en la mayona de los casos representados por la temperatura del fluido de transferencia de calor.The scheme represented in Figure 2 simply represents an evolution of the system illustrated in the previous example, in which the change of the climate regulation curve can be carried out remotely by the system manager by means of a remote PCR computer connected by an iNt Internet connection line together with the readings of a series of system parameters, in most cases represented by the temperature of the heat transfer fluid.
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El esquema representado en la figura 3 representa una evolucion adicional de los sistemas representados en los esquemas anteriores y es el objeto de la solicitud de patente mencionada anteriormente en nombre de Franco Bruno y otros. En tal sistema, se determina brevemente la ley de control de las temperaturas del fluido de transferencia de calor u otros accionamientos de actuadores, con referencia no solo a la temperatura externa inmediata local proporcionada por un sensor TMP, sino tambien por el conocimiento inmediato de la energfa solar directa RDS, de la velocidad del viento proporcionada por un indicador de velocidad de aire WND y en particular por el conocimiento previo de las condiciones climaticas ambientales proporcionadas por una estacion meteorologica LKM, utilizando conexiones de adquisicion automatica de Internet INT, con tasas de muestreo, fijadas una y otra vez, de los datos meteorologicos pronosticados por modelos matematicos y en breve evolucion de los datos propiamente dichos, todos estos datos se procesan en un panel de control CENT, que incluye una unidad de microprocesador MCP y una unidad de almacenamiento MEM conectada a Internet a traves de un ordenador remoto pCr. Desde el panel de control CENT se inician las senales de funcionamiento de los actuadores compuestas por un reloj CLK, una valvula accionada por potencia VLV, un ventilador FAN y una bomba PMP.The scheme represented in Figure 3 represents a further evolution of the systems represented in the previous schemes and is the subject of the patent application mentioned above on behalf of Franco Bruno et al. In such a system, the law of control of the temperatures of the heat transfer fluid or other actuator drives is briefly determined, with reference not only to the local immediate external temperature provided by a TMP sensor, but also by the immediate knowledge of the RDS direct solar energy, of the wind speed provided by a WND air speed indicator and in particular by prior knowledge of the environmental weather conditions provided by an LKM weather station, using INT Internet automatic acquisition connections, with rates of Sampling, fixed over and over again, of the meteorological data predicted by mathematical models and in short evolution of the data itself, all these data are processed in a CENT control panel, which includes an MCP microprocessor unit and a storage unit MEM connected to the Internet through a remote computer pCr. The operating signals of the actuators consisting of a CLK clock, a valve powered by VLV power, a FAN fan and a PMP pump are started from the CENT control panel.
De este modo, conociendo los parametros relativos al calor de la estructura del sistema HVAC relativo y, en particular, sus constantes de tiempo calonfico, se crean algoritmos computacionales para las reglas de control, los cuales, almacenados en el panel de accionamiento y control CENT, pueden gestionar los sistemas HVAC, sabiendo de antemano su comportamiento en las condiciones climaticas que se van a producir en breve, y esto es ventajoso tanto para la comodidad ambiental como para el ahorro de energfa alcanzable en terminos de energfa primaria gastada.In this way, knowing the parameters related to the heat of the structure of the relative HVAC system and, in particular, its time signs, computational algorithms are created for the control rules, which, stored in the CENT drive and control panel , they can manage HVAC systems, knowing in advance their behavior in the climatic conditions that will be produced shortly, and this is advantageous for both environmental comfort and energy savings attainable in terms of spent primary energy.
El esquema de la figura 4 muestra un tipo de sistema que la presente invencion pretende mejorar. El tipo de sistema HVAC se utiliza en gran parte, sobre todo en los casos de edificios nuevos donde los fluidos de transferencia de calor se distribuyen en varias unidades de propiedad o produccion, por subplantas o "satelites" capaces de controlar localmente la temperatura del fluido suministrada para cada unidad o su tasa de flujo por control termostatico local y - obligatorio por ley - el reconocimiento de la energfa extrafda. Cada unidad satelite incluye un sensor de temperatura ambiente SNA, un sensor de temperatura de entrega SNM, un sensor de temperatura de fluido de retorno SNR, una valvula de potencia VLV y un medidor de descarga CNT. Todas las unidades estan electronicamente conectadas a una lmea de barra de distribucionque lleva los datos detectados en las diversas unidades al panel de control CENT.The scheme in Figure 4 shows a type of system that the present invention aims to improve. The type of HVAC system is used largely, especially in cases of new buildings where heat transfer fluids are distributed in several units of ownership or production, by subplants or satellites capable of locally controlling the temperature of the fluid supplied for each unit or its flow rate by local thermostatic control and - mandatory by law - recognition of extra energy. Each satellite unit includes an SNA ambient temperature sensor, an SNM delivery temperature sensor, an SNR return fluid temperature sensor, a VLV power valve and a CNT discharge meter. All units are electronically connected to a busbar line that takes the data detected in the various units to the CENT control panel.
Ademas, los sistemas comerciales comunes estan equipados o son equipables con sistemas de control remoto, pero casi nunca funcionan mediante la gestion remota de las unidades satelite remotas, en lo que respecta al aire acondicionado o el consumo de energfa.In addition, common commercial systems are equipped or equipped with remote control systems, but they almost never work by remotely managing remote satellite units, in regards to air conditioning or energy consumption.
Ademas, tal sistema no tiene en cuenta en absoluto:In addition, such a system does not take into account at all:
• las condiciones climaticas a corto plazo;• short-term weather conditions;
• la inmediata radiacion solar directa.• the immediate direct solar radiation.
Sin embargo, el dato mas relevante e importante que destacar es que tales sistemas no permiten que el gran numero de usuarios decida conjuntamente y sobre una base democratica cual puede ser el consumo de energfa, que se obtiene diariamente a nivel de un sistema central, porque carece de la capacidad de encuestar a los usuarios y pedirles que lleven a cabo el establecimiento de diferentes reglas de control.However, the most important and important fact to note is that such systems do not allow the large number of users to decide jointly and on a democratic basis what energy consumption can be, which is obtained daily at the level of a central system, because It lacks the ability to survey users and ask them to carry out the establishment of different control rules.
El nuevo sistema, representado esquematicamente en la figura 5, en el que los diversos componentes estan indicados por los mismos caracteres de referencia utilizados en las figuras anteriores, disenados para sistemas HVAC centrales con distribucion por satelite, facilita que al panel de control, que comprende el microprocesador y la memoria, las siguientes unidades esten conectadas:The new system, schematically represented in Figure 5, in which the various components are indicated by the same reference characters used in the previous figures, designed for central HVAC systems with satellite distribution, facilitates that the control panel, comprising The microprocessor and memory, the following units are connected:
sensores climaticos RDS, TMP, WND;RDS, TMP, WND weather sensors;
enlace LKM con la estacion meteorologica;LKM link with the meteorological station;
unidades de accionamiento TLC a traves del panel de control de television; computadoras privadas PCU a traves de una conexion a Internet INT; unidades satelite remotas USR a traves de lmeas de barra de distribucion; un ordenador remoto PCR o un telefono movil CLL.TLC drive units through the television control panel; PCU private computers through an INT Internet connection; USR remote satellite units through busbar lines; a remote PCR computer or a CLL mobile phone.
Con un sistema HVAC de distribucion por satelite central que se ajusta a la presente invencion, es por lo tanto posible:With an HVAC central satellite distribution system that conforms to the present invention, it is therefore possible:
• tener en cuenta las condiciones climaticas esperadas a corto plazo mediante una conexion de Internet al centro meteorologico LKM, ayudando a pronosticar el procesamiento de reglas de control de sistemas HVAC;• take into account the expected short-term weather conditions by means of an Internet connection to the LKM meteorological center, helping to predict the processing of control rules for HVAC systems;
• tener en cuenta tambien la radiacion solar directa inmediata, medida por el radiometro RDS, junto a otros• also take into account the immediate direct solar radiation, measured by the RDS radiometer, together with others
5 parametros climaticos mensurables en tiempo real, como la velocidad y la direccion del viento, detectados5 real-time measurable weather parameters, such as wind speed and direction, detected
por el indicador de velocidad de aire WND para una calibracion mas precisa de la regla de control, que, como resultado, no solo tiene en cuenta la temperatura exterior;by the WND air speed indicator for a more precise calibration of the control rule, which, as a result, not only takes into account the outside temperature;
• obtener informacion de las unidades satelite remotas USR sobre el estado ambiental a traves de un sensor SNA y el estado del actuador (por ejemplo, valvula mezcladora de tres vfas VLV, valvulas de desviacion,• obtain information from remote USR satellite units on the environmental status through an SNA sensor and the state of the actuator (for example, three-way VLV mixer valve, bypass valves,
10 valvula de encendido/apagado de dos vfas, relojes de programacion opcionales CLK, etc) en tales10 two-way on / off valve, optional CLK programming clocks, etc.) in such
unidades;units;
• obtener informacion sobre el estado del actuador en los sistemas de calefaccion/refrigeracion y de ventilacion-intercambio (por ejemplo, quemadores, bombas, mezcladores de tres vfas y/o valvulas de desviacion, relojes de programacion cLk, ventiladores, ventiladores de succion, batenas de intercambio,• obtain information on the state of the actuator in the heating / cooling and ventilation-exchange systems (for example, burners, pumps, three-way mixers and / or bypass valves, cLk programming clocks, fans, suction fans, exchange bats,
15 humidificador etc.);15 humidifier etc.);
• obtener informacion de los usuarios que se refieren a las multiples unidades satelite USR con respecto a las solicitudes enviadas al sistema central (por ejemplo, tiempo de programacion, temperaturas y/o parametros ambientales esperados);• obtain information from users that refer to the multiple USR satellite units regarding the requests sent to the central system (for example, programming time, temperatures and / or expected environmental parameters);
• obtener informacion de las unidades satelite USR sobre el consumo de energfa en curso, almacenar e• obtain information from USR satellite units on current energy consumption, store and
20 integrar dichos datos para el calculo acumulativo de la energfa extrafda;20 integrating said data for the cumulative calculation of extradited energy;
• procesar, de acuerdo con los datos recogidos anteriormente, las posibles reglas de control del sistema para:• process, in accordance with the data collected above, the possible system control rules for:
■ funcionamiento en tiempo real de los mismos;■ real-time operation thereof;
■ la operacion programada para el siguiente dfa o turno;■ the operation scheduled for the next day or shift;
25 • procesar, de acuerdo con la operacion programada para el siguiente dfa o turno, varias situaciones25 • process, according to the operation scheduled for the next day or shift, several situations
combinadas para mantener tipos predeterminados de comodidad de la habitacion y consumo de energfa mediante la introduccion de diferentes parametros de gestion (por ejemplo, temperaturas que hay que mantener en las habitaciones, duracion prevista del aire acondicionado, introduccion de intervalos en el penodo programado caracterizado por la desactivacion o reduccion del suministro de energfa termica, etc.);combined to maintain predetermined types of comfort of the room and energy consumption by introducing different management parameters (for example, temperatures to be maintained in the rooms, expected duration of the air conditioning, introduction of intervals in the programmed period characterized by the deactivation or reduction of the thermal energy supply, etc.);
30 • un examen interactivo a los usuarios de la unidad satelite, inspeccionando en video en televisores privados30 • an interactive examination of the users of the satellite unit, inspecting on video on private televisions
conectados a un panel de control de TV, conectado, a su vez, a un panel de control CENT, utilizando un TLC de control remoto apropiado o examinando en video en una PCU privada o en una red, o examinando en una CLU de visualizacion de telefono movil privado CLU, mediante un icono de informacion ICN, capaz de mostrar las diferentes opciones proporcionadas al usuario;connected to a TV control panel, connected, in turn, to a CENT control panel, using an appropriate remote control TLC or examining video on a private PCU or on a network, or examining on a display CLU CLU private mobile phone, through an ICN information icon, capable of displaying the different options provided to the user;
35 • reunir las respuestas de los usuarios y, a traves de un algoritmo computacional que se refiere a un medio35 • gather user responses and, through a computational algorithm that refers to a medium
ponderado o a criterios de cuotas de asociacion de condominio o a criterios de necesidades energeticas, para formar una puntuacion final;weighted or to condominium association fee criteria or to energy needs criteria, to form a final score;
• usar la puntuacion final para validar las opciones proporcionadas.• use the final punctuation to validate the options provided.
• reunir de los multiples usuarios, al dfa siguiente, por el mismo sistema de estudio, la puntuacion de• gather multiple users, the next day, by the same study system, the score of
40 evaluacion, la clasificacion de aceptacion de la norma de control obtenida previamente, comunicando al40 evaluation, the acceptance classification of the control standard previously obtained, communicating to
mismo tiempo el ahorro energetico logrado, tanto en terminos absolutos como porcentuales, procedentes de adoptar las reglas de control propuestas y elegidas y, por ejemplo, tambien las emisiones de CO2 reducidas, como resultado del menor consumo de combustible primario utilizado para el aire acondicionado;at the same time the energy savings achieved, both in absolute and percentage terms, from adopting the proposed and chosen control rules and, for example, also reduced CO2 emissions, as a result of the lower consumption of primary fuel used for air conditioning;
• almacenar los datos de consumo o la regla de control elegida en una base de datos en una memoria no• store the consumption data or the chosen control rule in a database in a non-memory
45 volatil a la que se puede referir cuando tales condiciones climaticas-ambientales similares debenan ocurrir45 volatile that can be referred to when such similar climatic-environmental conditions should occur
durante el tiempo que la misma regla elegida pueda ser propuesta nuevamente a los usuarios;during the time that the same chosen rule can be proposed again to the users;
• accionamiento y control de todos los actuadores del lugar, es decir, el reloj CLK, la valvula de accionamiento de potencia VLV, el ventilador FAN y la bomba PMP, ambos enlos sistemas de calefaccion/refrigeracion y de ventilacion/intercambio de aire, y de las unidades satelite USR, cada una de• actuation and control of all the actuators of the place, that is, the CLK clock, the VLV power actuation valve, the FAN fan and the PMP pump, both in the heating / cooling and ventilation / air exchange systems, and of the USR satellite units, each of
50 las cuales incluye un sensor de temperatura ambiente SNA, un sensor de temperatura de descarga SNM,50 which includes an SNA ambient temperature sensor, an SNM discharge temperature sensor,
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un sensor de temperatura de fluido de retorno SNR, una valvula accionada por potencia VLV y un medidor de la tasa de flujo CNT, para llevar a cabo las reglas de control descritas anteriormente;a SNR return fluid temperature sensor, a VLV power operated valve and a CNT flow rate meter, to carry out the control rules described above;
• llevar a cabo lo antes mencionado por control en el lugar o por control remoto, ya sea mediante una computadora o un telefono movil.• carry out the aforementioned by on-site control or by remote control, either by a computer or a mobile phone.
Las ventajas resultantes de la adopcion del sistema objeto de la presente patente consisten esencialmente en:The advantages resulting from the adoption of the system object of the present patent consist essentially in:
a) un menor consumo de energfa primaria que los sistemas de control para sistemas HVC centrales con unidades satelite USR, para los mismos tiempos de operacion y sin control directo por parte de los usuarios del servicio;a) lower primary energy consumption than control systems for central HVC systems with USR satellite units, for the same operating times and without direct control by service users;
b) reducir aun mas el consumo de energfa primaria, debido a la oportunidad que se les da a los usuarios de determinar, de acuerdo con un mecanismo de votacion democratica, criterios para administrar y controlar los parametros climaticos ambientales calculados de vez en cuando y proporcionados por el panel de control del sistema;b) further reduce primary energy consumption, due to the opportunity given to users to determine, in accordance with a democratic voting mechanism, criteria to manage and control the environmental climatic parameters calculated from time to time and provided by the system control panel;
cC) mayor comodidad ambiental, en cuanto a la oportunidad dada de gobernar mejor las condiciones climaticas y, en particular, la temperatura ambiente debido al uso de informacion real y por adelantado sobre el grado, por ejemplo, de la radiacion solar proporcionado por el radiometro RDS o la velocidad y direccion del viento proporcionados por el indicador de velocidad de aire WIND;cC) greater environmental comfort, in terms of the opportunity to better govern the weather conditions and, in particular, the ambient temperature due to the use of real and advance information on the degree, for example, of the solar radiation provided by the radiometer RDS or wind speed and direction provided by the WIND air speed indicator;
d) una menor produccion de emisiones, presente en la combustion de combustibles fosiles o, tambien, de combustion de biomasa, debido al menor uso de los mismos en terminos absolutos, debido al ahorro de energfa alcanzado y alcanzable.d) a lower production of emissions, present in the combustion of fossil fuels or, also, of biomass combustion, due to the lower use of them in absolute terms, due to the energy savings achieved and attainable.
Solo a modo de ejemplo, se examinara una posible opcion, en el caso de la calefaccion central de invierno en un edificio para uso residencial. Imaginemos que, despues de haber analizado el pronostico meteorologico obtenido de un centro meteorologico LKM y teniendo en cuenta las respuestas recogidas el dfa anterior, al encuestar a los usuarios, el panel de control CENT:Just as an example, a possible option will be examined, in the case of central winter heating in a building for residential use. Imagine that, after analyzing the weather forecast obtained from an LKM weather center and taking into account the answers collected the previous day, when surveying users, the CENT control panel:
• propone a los mismos multiples usuarios disminuir en 0,7°C la temperatura interna en todas las habitaciones controladas por las unidades satelites (por ejemplo: de + 20°C a 19,3°C);• proposes to the same multiple users to reduce the internal temperature by 0.7 ° C in all rooms controlled by satellite units (for example: from + 20 ° C to 19.3 ° C);
• propone asimismo reducir el tiempo total de funcionamiento de 14 horas a 13 horas diarias, introduciendo, por ejemplo, un intervalo de atenuacion de calentamiento de precisamente 1 hora durante el penodo en que, a partir de la prevision meteorologica, se espera la temperatura exterior mas alta durante todo el dfa o una radiacion solar mas intensa, teniendo en cuenta, por supuesto, en este ultimo caso, la llamada "funcion de transferencia", peculiar de la estructura del edificio calentada;• also proposes to reduce the total operating time from 14 hours to 13 hours a day, by introducing, for example, a heating attenuation interval of precisely 1 hour during the period in which, from the weather forecast, the outside temperature is expected higher throughout the day or more intense solar radiation, taking into account, of course, in the latter case, the so-called "transfer function", peculiar to the structure of the heated building;
• muestra a los usuarios el ahorro de energfa esperado, en terminos de menor consumo de combustible y menor consumo contingente de electricidad, con respecto a la gestion normal del sistema HVAC, donde se aceptan las propuestas anteriores con un porcentaje del 100% de los asentimientos y tambien las menores emisiones de CO2;• shows users the expected energy savings, in terms of lower fuel consumption and lower contingent electricity consumption, compared to the normal management of the HVAC system, where the above proposals are accepted with a percentage of 100% of the assents and also the lower CO2 emissions;
• pide a los usuarios que voten la opcion de gestion propuesta;• asks users to vote on the proposed management option;
• calcula una puntuacion final basada en las respuestas obtenidas y, de acuerdo con el algoritmo establecido, que tiene en cuenta una media aritmetica o ponderada segun criterios de cuotas de asociacion de condominios o las necesidades energeticas normales, calcula que la respuesta ha obtenido un asentimiento global del 80%.• calculates a final score based on the answers obtained and, according to the established algorithm, which takes into account an arithmetic or weighted average according to criteria of condominium association fees or normal energy needs, calculates that the response has obtained an assent 80% overall.
Como resultado, la regla de control, procesada por el panel de control del sistema, debera garantizar, para el dfa siguiente, una temperatura interna media en las habitaciones de +19,44°C en comparacion con los +19,3°C inicialmente propuestos y el intervalo de atenuacion duranre el dfa disminuira a solo 48 minutos, en comparacion con los 60 minutos propuestos.As a result, the control rule, processed by the system control panel, must guarantee, for the next day, an average internal temperature in the rooms of + 19.44 ° C compared to + 19.3 ° C initially proposed and the attenuation interval will last the day will decrease to only 48 minutes, compared to the proposed 60 minutes.
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