ITVE950035A1

ITVE950035A1 - METHOD FOR DETERMINING THE THERMAL DECAY OF AN ENVIRONMENTAL ENTITY INCORPORATING AN AIR CONDITIONING SYSTEM AND ITS

Info

Publication number: ITVE950035A1
Application number: IT95VE000035A
Authority: IT
Inventors: Sergio Olivotti
Original assignee: G E C Gestion Energy Consultin
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-03-27
Also published as: ITVE950035A0

Abstract

Metodo per determinare il decadimento termico di una entità ambientale incorporante un impianto di condizionamento a circolazione di fluido caratterizzato dal fatto che:- si rileva la temperatura del fluido circolante nell'impianto a circuito di condizionamento intercettato, e - si utilizza il dato di temperatura così rilevato per le successive elaborazioni.Method for determining the thermal decay of an environmental entity incorporating a fluid circulation conditioning system characterized in that: - the temperature of the circulating fluid in the intercepted conditioning circuit system is detected, and - the temperature data is used as follows detected for subsequent processing.

Description

La presente invenzione concerne un metodo per determinare il decadimento termico di una entità ambientale incorporante un impianto di condizionamento ed una sua utilizzazione per ottimizzare detto impianto. The present invention relates to a method for determining the thermal decay of an environmental entity incorporating an air conditioning system and its use to optimize said system.

E' nota l'esigenza di determinare il decadimento termico di una entità ambientale, ad esempio di un edificio, nel quale la temperatura ambiente è soggetta a variazioni in relazione all'andamento della temperatura esterna, delle caratteristiche dell'impianto di condizionamento (riscaldamento e/o raffreddamento) e delle modalità di utilizzo di detto impianto. Questa esigenza si verifica ad esempio nel caso l'impianto di condizionamento debba essere gestito in modo da assicurare il raggiungimento ed il mantenimento delle desiderate condizioni ambientali interne, con il consumo energetico più contenuto possibile. Oppure questa esigenza si verifica nel caso si desideri mantenere sotto controllo l'impianto di condizionamento per rilevare il comportamento termico dell'entità ambientale nel quale esso è installato, ed eventualmente per effettuarne la certificazione energetica. The need to determine the thermal decay of an environmental entity, for example of a building, in which the ambient temperature is subject to variations in relation to the trend of the external temperature, of the characteristics of the air conditioning system (heating and / or cooling) and how to use this system. This need occurs, for example, if the air conditioning system must be managed in such a way as to ensure the achievement and maintenance of the desired internal environmental conditions, with the lowest possible energy consumption. Or this need occurs if you want to keep the air conditioning system under control to detect the thermal behavior of the environmental entity in which it is installed, and possibly to carry out the energy certification.

Il problema di soddisfare questa esigenza trova una difficile soluzione, in quanto il comportamento termico di una entità ambientale e di un edificio in particolare è legato a molteplici fattori, di difficile determinazione sia per la difficoltà pratica di costruire un modello matematico corrispondente all entità ambientale stessa, sia per la estrema variabilità ed eterogeneità delle condizioni di funzionamento dell'impianto di condizionamento in esso installato. The problem of satisfying this need finds a difficult solution, as the thermal behavior of an environmental entity and of a building in particular is linked to multiple factors, which are difficult to determine both due to the practical difficulty of building a mathematical model corresponding to the environmental entity itself. , both for the extreme variability and heterogeneity of the operating conditions of the air conditioning system installed in it.

Tra le varie utilizzazioni una delle più significative consiste nella ottimizzazione dell'impianto di condizionamento, in particolare di riscaldamento in un condominio formato da più unità variamente utilizzate. Le attuali norme per il contenimento dei consumi energetici impongono che l'impianto di riscaldamento sia attivato solamente in certe fasce orarie e venga mantenuto disattivato nelle ore notturne. In questo caso, allo scopo di avere all'interno degli ambienti all'ora prefissata la desiderata temperatura, è necessario che. l'impianto venga attivato con un certo anticipo, che per evidenti ragioni deve essere il più breve possibile. Mentre nel caso di un singolo ambiente ciò è facilmente ottenibile conoscendo la temperatura esterna, la temperatura interna, la temperatura desiderata e le caratteristiche termiche dell'impianto e dell'edificio nel quale esso è installato, nel caso di un condominio ciò non è praticamente possibile, in quanto non esiste una temperatura interna, ma una pluralità di temperature interne, che a loro volta condizionano tutto il comportamento dell'edificio dal punto di vista termico. Among the various uses, one of the most significant consists in the optimization of the air conditioning system, in particular the heating system in a condominium consisting of several units used in various ways. The current regulations for the containment of energy consumption require that the heating system be activated only in certain time bands and be kept deactivated at night. In this case, in order to have the desired temperature inside the rooms at the preset time, it is necessary that. the system is activated well in advance, which for obvious reasons must be as short as possible. While in the case of a single room this is easily achieved by knowing the external temperature, the internal temperature, the desired temperature and the thermal characteristics of the system and the building in which it is installed, in the case of a condominium this is practically not possible. , as there is no internal temperature, but a plurality of internal temperatures, which in turn affect the entire behavior of the building from a thermal point of view.

Conseguentemente appare pressoché impossibile disporre di un parametro che sia significativo delle condizioni termiche di un edificio nonché delle variazioni e nel tempo di queste condizioni, cioè di ciò che viene definito il decadimento termico dell'ambiente. Consequently, it appears almost impossible to have a parameter that is significant of the thermal conditions of a building as well as of the variations and over time of these conditions, that is, of what is defined as the thermal decay of the environment.

La conoscenza di questo parametro appare importante non solo per ottimizzare l'impianto, e quindi per determinare -il periodo e le modalità di preaccensione dello stesso, ma anche per monitorare l'impianto o per determinare il comportamento termico dell'edificio, ai fini anche della sua certificazione energetica. The knowledge of this parameter appears important not only to optimize the system, and therefore to determine the period and the methods of pre-ignition of the same, but also to monitor the system or to determine the thermal behavior of the building, for the purposes of of its energy certification.

Secondo l'invenzione il problema è risolto con un metodo per determinare il decadimento termico di una entità ambientale incorporante un impianto di condizionamento, caratterizzato dal fatto che: According to the invention, the problem is solved with a method for determining the thermal decay of an environmental entity incorporating an air conditioning system, characterized in that:

- si rileva la temperatura del fluido circolante nell'impianto a circuito di condizionamento intercettato, e - si utilizza il dato di temperatura così rilevato per le successive elaborazioni. - the temperature of the fluid circulating in the intercepted conditioning circuit system is measured, and - the temperature data thus detected is used for subsequent processing.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento all'allegato disegno raffigurante schematicamente un impianto di riscaldamento che attua il metodo secondo l'invenzione. The present invention is further clarified hereinafter in a preferred embodiment thereof reported for purely illustrative and non-limiting purposes with reference to the attached drawing schematically depicting a heating system which carries out the method according to the invention.

Come si vede dal disegno il metodo secondo l'invenzione, utilizzato ad esempio per ottimizzare un impianto di riscaldamento, comprende una caldaia 2 con bruciatore 4, una pompa 6 per la circolazione del fluido termico, una pluralità di radiatori 8 posti nei vari ambienti da riscaldare, ed un sensore di temperatura 12 del fluido termico, posto nella tubazione di mandata 10. I radiatori 8 sono collegati, tramite una tubazione di ritorno 13, con la caldaia 2. As can be seen from the drawing, the method according to the invention, used for example to optimize a heating system, comprises a boiler 2 with burner 4, a pump 6 for the circulation of the thermal fluid, a plurality of radiators 8 located in the various rooms to be heating, and a temperature sensor 12 of the thermal fluid, placed in the delivery pipe 10. The radiators 8 are connected, by means of a return pipe 13, with the boiler 2.

Nel disegno sono stati raffigurati schematicamente una serie di locali, ciascuno rappresentativo di un'unità da riscaldare, ad esempio un appartamento di un condominio. Inoltre per ciascuna unità è stato raffigurato un unico radiatore 8, anche se in realtà per ciascuna unità sono previsti più radiatori. The drawing schematically depicts a series of rooms, each representative of a unit to be heated, for example an apartment in an apartment building. Furthermore, a single radiator 8 has been shown for each unit, even if in reality several radiators are provided for each unit.

Nella tubazione di mandata 10, a monte della pompa 6, è posta una valvola deviatrice 18, ad esempio una valvola a tre vie, dalla quale si diparte anche una tubazione di bypass 22. In the delivery pipe 10, upstream of the pump 6, there is a diverter valve 18, for example a three-way valve, from which a bypass pipe 22 also departs.

Il sensore di temperatura 12 del fluido termico, la pompa 6, la valvola deviatrice 18, il bruciatore 4 e le eventuali altre apparecchiature di controllo e regolazione dell'impianto, sono collegati ad una centralina di gestione (non rappresentata) che assicura il corretto funzionamento dell'impianto, qui di seguito descritto. The temperature sensor 12 of the thermal fluid, the pump 6, the diverter valve 18, the burner 4 and any other equipment for controlling and regulating the system, are connected to a control unit (not shown) which ensures correct operation. of the system, described below.

Ad impianto non attivato la valvola deviatrice 18 è disposta in modo da intercettare il fluido termico proveniente dalla caldaia 2. In questa condizione l'attivazione della pompa 6, controllata dalla centralina di gestione, fa circolare il fluido termico nel circuito chiuso comprendente la tubazione di mandata 10, i radiatori 8 posti nelle differenti unità da riscaldare, la tubazione di ritorno 13 ed il condotto di bypass 22. With the system not activated, the diverter valve 18 is arranged in such a way as to intercept the thermal fluid coming from the boiler 2. In this condition, the activation of the pump 6, controlled by the control unit, circulates the thermal fluid in the closed circuit comprising the delivery 10, the radiators 8 placed in the different units to be heated, the return pipe 13 and the bypass pipe 22.

In questo modo il sensore 12 può rilevare la temperatura del fluido termico, evidentemente influenzata dalle caratteristiche dell'impianto e dalle condizioni di temperatura della struttura e dell'ambiente, e ne trasmette i valori continuamente rilevati alla centralina di gestione, che li elabora in base al prefissato algoritmo. In this way the sensor 12 can detect the temperature of the thermal fluid, obviously influenced by the characteristics of the system and by the temperature conditions of the structure and of the environment, and transmits the continuously detected values to the control unit, which processes them based on to the predetermined algorithm.

In particolare la centralina di gestione può rilevare il valore minimo di temperatura nel periodo di osservazione, calcolarne la media con i valori minimi determinati nei periodi di osservazione precedenti e determinare, sulla scorta anche di dati caratteristici dell'impianto, delle condizioni climatiche esterne, dell'istante nel quale dovrà essere raggiunta la temperatura di regime dell'impianto e della desiderata temperatura di regime, il tempo di preaccensione dell'impianto. A questo fine appare utile il ricorso alle media delle temperature minime rilevate in precedenti periodi di disattivazione dell'impianto, in quanto questa media risulta legata alle caratteristiche dell'impianto ed alle condizioni climatiche esterne e può essere vantaggiosamente acquisita dalla centralina per determinare automaticamente il tempo di preaccensione dell'impianto. In particular, the control unit can detect the minimum temperature value in the observation period, calculate the average with the minimum values determined in the previous observation periods and determine, also on the basis of the system's characteristic data, the external climatic conditions, The instant in which the system operating temperature and the desired operating temperature must be reached, the system pre-ignition time. For this purpose, it is useful to use the average of the minimum temperatures measured in previous periods of system deactivation, as this average is linked to the characteristics of the system and to the external climatic conditions and can be advantageously acquired by the control unit to automatically determine the time. system pre-ignition.

E' anche previsto che i valori di temperatura rilevati ed elaborati possano essere utilizzati per determinare la temperatura di erogazione del fluido termico. It is also envisaged that the detected and processed temperature values can be used to determine the delivery temperature of the thermal fluid.

Naturalmente nel caso sia previsto che la caldaia rimanga sempre attiva e che le condizioni di funzionamento o non funzionamento dell'impianto siano legate alla apertura od all'intercettazione del circuito di riscaldamento, la centralina agirà sulla valvola deviatrice 18 anziché sull'accensione del bruciatore 4. Naturally, if the boiler is to remain active and the operating or non-operating conditions of the system are linked to the opening or interception of the heating circuit, the control unit will act on the diverter valve 18 rather than on the ignition of the burner 4. .

In sostanza il metodo secondo l'invenzione prevede di utilizzare i radiatori dell'impianto di riscaldamento come sonde per rilevare la temperatura ambiente da utilizzare per la determinazione del tempo di preaccensione dell'impianto e/o la temperatura di erogazione del fluido termico. Tenuto conto che in effetti viene rilevata la temperatura del fluido termico che circola in tutto l'impianto, questa temperatura può considerarsi rappresentativa delle reali condizioni dell'intero edificio. Basically, the method according to the invention provides for using the radiators of the heating system as probes for detecting the ambient temperature to be used for determining the pre-ignition time of the system and / or the delivery temperature of the thermal fluid. Taking into account that the temperature of the thermal fluid circulating throughout the system is actually detected, this temperature can be considered representative of the real conditions of the entire building.

Naturalmente quanto descritto relativamente ad un impianto di riscaldamento è parimenti valido anche nel caso di un impianto di raffrescamento, ed anche in questo caso l'invenzione consente di ottimizzare l'impianto stesso in una forma che corrisponde alle effettive caratteristiche termiche di questo. Naturally, what has been described in relation to a heating system is equally valid also in the case of a cooling system, and also in this case the invention allows to optimize the system itself in a form which corresponds to its actual thermal characteristics.

Tuttavia l'invenzione non è limitata alla ottimizzazione di un impianto di condizionamento (riscaldamento e/o raffrescamento) , ma si estende a qualsiasi altra utilizzazione, per la quale sia necessario conoscere il comportamento dell'edificio, ed in genere di un'entità ambientale, sotto l'aspetto del decadimento termico. However, the invention is not limited to the optimization of an air conditioning system (heating and / or cooling), but extends to any other use, for which it is necessary to know the behavior of the building, and in general of an environmental entity. , under the aspect of thermal decay.

In particolare l'invenzione è anche utilizzabile per monitorare un impianto di condizionamento, od anche semplicemente per determinare il decadimento termico di un edificio, ad esempio ai fini della sua certificazione energetica. In particular, the invention can also be used to monitor an air conditioning system, or even simply to determine the thermal decay of a building, for example for the purposes of its energy certification.

Da quanto detto risulta chiaramente che il metodo secondo l' invenzione presenta numerosi vantaggi rispetto alla tecnica tradizionale, ed in particolare: From what has been said it is clear that the method according to the invention has numerous advantages with respect to the traditional technique, and in particular:

- un limitato costo dell' impianto che lo attua, grazie alla eliminazione dei sensori ambiente ed all 'utilizzazione dello stesso sensore di temperatura di circuito sempre presente e normalmente utilizzato per le funz ioni di regolazione del circuito di condizionamento, e - a limited cost of the system that implements it, thanks to the elimination of the ambient sensors and the use of the same circuit temperature sensor which is always present and normally used for the regulation functions of the conditioning circuit, and

- l'ottenimento dei dati di temperatura attendibili in quanto direttamente legati al comportamento globale della struttura nella quale l' impianto è installato. - obtaining reliable temperature data as they are directly linked to the overall behavior of the structure in which the system is installed.

Inoltre nella particolare utilizzazione del metodo secondo l ' invenzione per ottimizzare un impianto di condizionamento o per monitorare le condizioni di funzionamento, il metodo stesso presenta l 'ulteriore importante vantaggio di controllare direttamente il fluido termico potenzialmente soggetto a gelare, e di poter segnalare pertanto il raggiungimento di condizioni critiche. Sotto questo aspetto pertanto il metodo secondo l' invenzione può essere vantaggiosamente utilizzato con funzioni di antigelo. Furthermore, in the particular use of the method according to the invention to optimize an air conditioning system or to monitor the operating conditions, the method itself has the further important advantage of directly controlling the thermal fluid potentially subject to freezing, and therefore being able to signal the reaching critical conditions. In this respect, therefore, the method according to the invention can be advantageously used with antifreeze functions.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale. The present invention has been illustrated and described in a preferred embodiment thereof, but it is understood that executive variations may be applied to it in practice, without however departing from the scope of protection of the present patent for industrial invention.

Claims

R IV E N D I C A C IO N I 1. Method for determining the thermal decay of an environmental entity incorporating a fluid circulation conditioning system characterized in that: - the temperature of the fluid circulating in the intercepted conditioning circuit system is measured, and - the temperature data thus detected is used for subsequent processing.

2. Method according to claim 1 characterized in that several measurements of the temperature of the fluid circulating in the system are carried out.

3. Use of the method according to claims 1 and / or 2 to optimize a discontinuous cycle conditioning system characterized in that the processed temperature data is used to determine the operating conditions of said system.

4. Use according to claim 3 characterized in that the processed temperature data is used to determine the pre-ignition time of the system.

5. Use according to claim 3 characterized in that the processed temperature data is used to determine the delivery temperature of the conditioning fluid

6. Use according to claim 3 characterized in that the minimum temperature reached by the fluid in an interception cycle is detected and used in the subsequent heating cycle.

7. Use according to claim 3 characterized in that the average of the minimum temperature values detected in several interception cycles is determined and used in the subsequent heating cycle.

8. Use according to claim 3 characterized in that the temperatures thus detected are integrated with other variables detected and processed to determine the operating conditions of the plant.

9. Method for determining the thermal decay of an environmental entity according to claims 1 and 2, its uses according to claims 3 to 8 and substantially as illustrated and described.